石灰回转窑结圈原因与改善策略

酒钢集团榆中钢铁有限责任公司 甘肃兰州 730000

石灰回转窑的煅烧带位置如果厚度骤然增加，就会导致窑皮外围出现结圈现象，对于回转窑安全生产以及稳定运行可产生重要影响，并且还会对产品质量造成影响。因此，当回转窑出现结圈问题，需要进行停窑处理。为保证石灰质量，快速恢复回转窑的生产，应该结合实际，分析回转窑结圈具体原因，并制定改进措施。

1 案例介绍

某石灰石矿在投产之后存在周期性的窑内结圈问题，在结圈之后，回转窑内部的横截面积不断缩小，导致通风不畅，对于物料的运送造成阻碍，使得窑内热工制度受到破坏，影响产品质量，对于燃料以及电能消耗都产生严重影响，使回转窑出现停产问题。经过停窑检查，发现共有三道结圈，具体信息如表1 所示：

表1 回转窑结圈信息表

2 石灰回转窑结圈原因分析

2.1 原料含有过多杂质

碳酸钙为石灰石主要成分，但是其中通常含有氧化铁、二氧化硅、氧化铝、氧化钠多种杂质，还含有磷和硫物质，若杂质成分相对较高，极易出现结圈现象。氧化铁、氧化铝以及磷、硫等杂质实际熔点相对较低，当回转窑内部温度超过1250℃，会导致上述杂质呈现熔融状态，跟随回转窑旋转在煅烧带高处附着，最后形成结圈。

2.2 推料时间和回转窑转速不匹配

推料时间和回转窑转速如果出现不匹配问题，就会对物料运动轨迹造成影响。比如：当窑运转速度低，并且推料时间短，就会导致料层过厚，使得物料从窑内抛落，反之，若料层过薄，就会推移物料整体滑动。无论是抛落现象，还是滑动现象，都会导致物料大量粉化，位于煅烧带受到高温火焰影响，熔融结圈。

2.3 操作方法不当

生产过程，如果操作不当也会导致回转窑结圈。比如：回转窑的预热器出口位置存在过高温度，使得物料存在于预热器内，加速其分解，并且在煅烧带烧结，造成结圈；如果窑内的压力过小，会导致火焰长度和形状发生改变，进而影响窑内工况，石灰质量受到影响，出现结圈；若燃料的流量正常，但是煤气压力较低，就会导致火焰短粗，使得煅烧带位置热量过高，物料存在“过烧”现象，煅烧带位置结圈严重；在一次和二次风的分配方面，也会对煅烧质量造成影响，当一次风大时，火焰变得短而粗，就会导致高温段相对集中，出现结圈问题，当一次风过小，火焰细且长，煅烧过程温度低，使得石灰的质量不佳，出现结圈[1]。

3 石灰回转窑结圈问题的改进建议

3.1 入场原料严格验收

针对原料杂质问题，需要在入场阶段制定物理检测流程，严格检验原料质量，保证原料颗粒度处于25-45mm 之间，以免小颗粒原料混入其中，导致窑内灰粉量过多。质检阶段，还需控制杂质含量，二氧化硅含量不超过1.0%，氧化钙含量超过55%，氧化镁含量低于2.0%，硫含量低于0.015%，若原料不符合上述标准，则禁止入窑。

3.2 合理控制推料时间和窑速

物料从窑尾向窑头的运动，就是石灰石分解整个过程，应该保证预热器推料量和回转窑转速二者之间同步。当产量一定时，回转窑的转速也应该一定，要确保回转窑料层厚度、填充量处于合理范围之内。通常而言，可控制窑内物料的填充率处于6-8%间，转速要维持物料可灵活翻滚。

3.3 强化锻造流程管理

生产过程，对于回转窑内部气流、火焰以及物料运送等情况进行观察，如果火焰呈发散状，并且回转窑中气流浑浊，存在物料滑动的现象，需要对产品质量进行检查，核实二氧化硅含量是否超标，并做好降温、减产工作，对于回转窑工况进行调整。使用优质原料参与生产，如果回转窑内部粉尘量明显减少，并且气流顺畅，可逐渐恢复生产，防止出现熔融物附着在回转窑内壁，导致结圈[2]。回转窑运行时，应该间隔1h，从格栅的侧门处取样，并用肉眼对于实物质量进行分析，结合需求，对于煤气量参数进行调整。电振给料机应该出灰均匀，冷却器当中料位差100mm，保证二次风量均匀供给。如果计划减产，需要逐步进行，按照50t/h 这一梯度减少产量，并对煤气量以及其他工艺参数进行调整。

如果回转窑已经出现结圈问题，需要采取如下措施：一方面，不定期进行停窑或者减产，将一次风机以及二次风机停止运行，随时观察窑衬的情况，若结圈现象较轻，可通过降温或者减产等方式，借助高低温差，让结圈自然脱落，以免其恶化；另一方面，如果结圈存在于窑头或者窑尾，并且回转窑内部的气流十分浑浊，观察主电机发现电流增大，难以保质保量完成生产，需要立即停窑处理。

除此之外，运行工况的控制也十分重要，应及时和燃气厂展开沟通，保证供热值高于15048kJ/m3，供热压力处于9800-11000kPa，烧成带温度控制在1200-1350℃之间，窑尾温度控制在950-1150℃之间[3]。

4 结语

总之，石灰回转窑运行过程结圈问题的发生对于回转窑内部气流畅通性影响较大，导致窑内物料受热不均匀，难以保证物料实际生产质量，还会增加主电机能耗，导致设备故障。结圈问题发生主要原因是原料内部杂质较多，还与推料时间、回转窑转速二者之间不匹配问题相关，或者操作工序不当都会导致结圈问题。因此，需要对原料进厂之后严格验收，合理控制生产工序，调整工况参数，严格管理煅烧过程，将回转窑的结圈周期逐渐延长，促使其稳产、高产。