1 堆雪人的成因

(1)煅燒液相量不足、液相表面張力小、熟料結(jié)粒差、飛砂、黏散料嚴(yán)重是此次事故的主要原因。

(2)煤粉內(nèi)水分偏高、燃燒速率慢、熱力強(qiáng)度低、為了頂火燒fCaO、加大用煤量、導(dǎo)致煤粉的不完全燃燒、部分煤粉顆粒隨熟料揚(yáng)塵進(jìn)入篦冷機(jī)發(fā)生二次燃燒現(xiàn)象、使熟料表面因高溫再次出現(xiàn)液相、飛砂細(xì)粒黏結(jié)成雪人。

(3)由于堆雪人后未能及時(shí)處理、隨著雪人的長(zhǎng)大、長(zhǎng)高、窯內(nèi)通風(fēng)嚴(yán)重不良, 還原氣氛更加嚴(yán)重、當(dāng)Fe2O3被還原為FeO時(shí)將導(dǎo)致液相的減少、熟料結(jié)粒更差, 飛砂加劇。

(4)由于煤粉中的SO3大幅度增加、當(dāng)還原氣氛加劇時(shí)、易形成一種極強(qiáng)黏聚性的礦物硫硅鈣(2C2S·CaSO4)、此礦物溫度越高越不易分解、越易堆雪人。

(5)同時(shí)隨著SO3的大幅度增加、液相表面張力大幅度降低、熟料飛砂加劇, 以上幾種原因的疊加、導(dǎo)致雪人越堆越嚴(yán)重。

2 堆雪人的原因分析

從表1、表2可以看出:

(1)雪人樣具有燒失量高的特點(diǎn)。

LOSS大說(shuō)明熟料中還有大量揮發(fā)性或未燃燼的有機(jī)物, 可能熟料中有生燒料或未燃燼的煤粒存在、但雪人樣熟料的fCaO并不高、故可判斷頭煤用量偏大、造成的煤粉不完全燃燒、部分煤粉顆粒隨熟料揚(yáng)塵進(jìn)入篦冷機(jī)內(nèi)發(fā)生二次燃燒現(xiàn)象、使熟料表面因高溫再次出現(xiàn)液相、飛砂細(xì)粒黏結(jié)成雪人。

(2)雪人樣具有堿高、硫高的特點(diǎn)。

當(dāng)硫、堿含量高時(shí)、液相的表面張力大幅度下降, 熟料結(jié)粒差、飛砂大, 熟料的立升重也明顯下降, 大量的生產(chǎn)實(shí)踐表明, 絕大部分的堆雪人現(xiàn)象與窯系統(tǒng)飛砂大有關(guān)系。

(3)過(guò)程煤粉的分析。

從表3、表4可以看出:堆雪人時(shí)煤粉中SO3含量較高、最高達(dá)3.8%; 同時(shí)入窯生料的5級(jí)筒物料的SO3也有所上升、其中10月4日中班SO3含量急劇上升, 數(shù)據(jù)見(jiàn)表5, 熟料中的硫高主要來(lái)自原煤。

從表6可以看出: 堆雪人期間生料投料量減少、用煤量卻增大, 其中10月6日用煤量最大(頭煤:4.6t/h、尾煤:9.1t/h), 系統(tǒng)通風(fēng)不好、風(fēng)煤不匹配, 導(dǎo)致頭煤燃燒不完全、沉降后在篦冷機(jī)中發(fā)生二次燃燒。

從表7可見(jiàn), 10月4日堆雪人前, 短焰急燒, 熟料燒成溫度高。(二次風(fēng)溫1250℃~1350℃。)

3 巖相分析

將雪人熟料破碎縮分取樣制作巖相光片進(jìn)行分析。

3.1 雪人樣的孔洞分布特征

孔洞數(shù)量多、且形狀不規(guī)則、多連通, 見(jiàn)圖1。

說(shuō)明: 液相少、黏度小、表面張力小、孔多且不規(guī)則;多連通可推斷窯內(nèi)通風(fēng)不好。

3.2 雪人樣A礦的分布特征

A礦以短柱狀為主、邊角圓鈍、包裹物較多、普遍存在環(huán)帶構(gòu)造, 見(jiàn)圖2。

說(shuō)明: 環(huán)帶構(gòu)造說(shuō)明還原氣氛嚴(yán)重、物料受熱不均勻, 包裹物多則可推斷反應(yīng)活性差、短焰急燒、部分A礦慢冷分解; 邊角圓鈍可能是煤灰集中沉降、液相堿度降低、A礦熔蝕嚴(yán)重, 也可能是在二次出現(xiàn)液相時(shí)A礦熔蝕。

3.3 雪人樣B礦的分布特征

B礦呈麻面圓形、雙晶紋不清晰、部分包裹中間相、有腰子狀的二次B礦, 見(jiàn)圖3。

說(shuō)明: 腰子狀的二次B礦說(shuō)明短焰急燒, 麻面狀則可推斷熟料的冷卻效果極差。

3.4 雪人樣中間相的分布特征

中間相數(shù)量較多、分布不均勻、黑色中間相呈片狀, 見(jiàn)圖4。

說(shuō)明:冷卻效果不好、物料煅燒受熱不均勻。

4 采取的措施

(1)高硫原煤限量進(jìn)廠、搭配使用, 以確保入窯煤粉中SO3≤2.0%。

(2)適當(dāng)降低SM煅燒、提高熟料中的Al2O3含量、保證熟料結(jié)粒。

(3)保證風(fēng)煤匹配、降低煤粉水分、避免不完全燃燒現(xiàn)象。

(4)嚴(yán)禁頂火急燒、適當(dāng)拉長(zhǎng)火焰、緩減還原氣氛。通過(guò)配料和操作的調(diào)整、投料后窯況好轉(zhuǎn), 熟料結(jié)粒好、立升重高, 飛砂料基本得到抑制, 堆雪人現(xiàn)象消除。

5 結(jié)論

(1)SO3高、液相表面張力小、是造成飛砂的根本原因也是堆雪人形成的原因。

(2)窯系統(tǒng)通風(fēng)不好、頭煤用量大、燃燒不完全,沉降后二次燃燒是堆雪人另一原因。

(3)堆雪人前短焰急燒、窯前溫度高、熟料冷卻效果差、篦冷機(jī)盲板溫度高誘發(fā)雪人的形成。

(4)堆雪人后未能及時(shí)徹底清理雪人根部、在嚴(yán)重的還原氣氛下、SO3急劇富積是加劇雪人的堆積。

作者：吳云

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