旋窑操作手基础知识.docx

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旋窑操作手基础知识

旋窑操作手基础知识

（一）

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作者:

水泥网单位:

水泥网[2003-3-25]

关键字:

易烧性-烧成性-脱酸度

摘要:

一.熟料组成对烧成之effect.二.熟料形成.三.窑.四.烧成研究构想.五.生料组成对易烧性之影响.六.烧成性分析.

一.熟料组成对烧成之effect.

1.烧成条件:

氧化气氛→黑色熟料（是）

→黄色熟料（否）

2.烧成影饷主要因素:

原料化学组成,矿物组成,物理性质（颗粒大小,均匀度）.

3.窑operatcon,o2/co,cooler为第一阶段控制,加减煤,加减料,窑KW,pyroclon控制,clinkerFL控制之effect,SM,ZM,LSF对烧成之effect.

二.熟料形成.

1.熟料开始的组成:

分解石（CaCO3）

石英（SiO2）

黏土（SiO2M2O3H2O）

铁粉（Fe2O3）

2.熟料形成之过程:

熟料形成期间可发生之反应以如下温度范围来概述之.

200℃以下生料中游离水干燥

100~400℃粘土中结晶水遗失

400~900℃黏土分解成Al2O3+SiO2

550~900℃生料→CaO+CO2

>800℃CA

固态反应>850℃aluminate

>830℃C2S（至1200℃时,完全生成）

烧成反应>1260℃出现夜体（溶融物）

━1450℃时夜体含量达20~30%,视化学组成而定,SM↑夜体含量高↑

━1260℃烧成反应开始,料中主要含固体C2S,游离CaO及夜体,固体在夜体中形成溶液,使扩散反应加速,C2S+CaO→C3S.C3S是水泥中的主要矿物.

>1400℃液体组成,几乎生料中所有之Al2O3+Fe2O3皆在液体中了,CaO56%,SiO27%,Al2O323%,Fe2O314%.冷却期间液体熔融物结晶成C3A及C4AF.

3.烧成后的熟料矿物组成（具有水硬性）

硅酸三钙C3S━3CaO·SiO2

硅酸二钙C2S━2CaO·SiO2

铝酸三钙C3A━3CaO·Al2O3

铁铝酸四钙C4AF━4CaO·Al2O3·Fe2O3

它们的生成量视温度,滞留时间,冷却速度而定.

三.窑.

1.窑中各带之长度.

分解带过渡带烧成带冷却带

L/D━14~173~4D5D5~5.5D1.5D

L/D━10~111.5~2D4.5D3.5~4D1D

物料停留时间2"6"10"2"━20"

2.短窑脱酸度,应该保持90~95%,避免窑内废气温度过高造成进料室及C4下料筛结皮堵塞.脱酸度超标会造成窑内温度分布波动,引起结圈,结皮.而且,将缩短分解带长度,使过渡带长度过长,窑速上不去,形成懒火焰烧成,失去快速锻烧之优势,产量,品质无法达标.

3.熟料中MgO为2%时,熟料烧成温度降50℃,熟料中碱及硫也会降低.

>1260℃时,应该让绝大部份液相生成,以补快速锻烧.

4.短窑采用快速锻烧,烧成带相对较短,火焰温度较高,但较短.故熟料粉形成温度要高,原料必须能“吃火”.

5.RF:

（1）.Labahn,otto.andB.KohihaascementEngineers´Handbook.

BauverlagGmbhWiesbadenandBerlin.4thed.1983.

（2）.H.F.W.Tsylor.Cementchemistry.AcademilPremLtd.1990.

（3）.Peray,KurtE.THERotaryCementKiln,2nded.ChemicalPublishing1986N.F.

6.影响预锻窑产量和品质的因素友有许多,如:

操作水平,原料及燃料品质,生料成份及预均化程度.

生料LSF高,窑内物料松散,不易燃烧及结窑皮,熟料f-CaO高使须提高温度,降低窑速及产量.

生料LSF低,窑内物料紧贴,易形成长厚窑皮,窑皮和结大球使窑的操作状态恶化.

所以保持生料的均衡稳定是保持旋窑易燃烧平衡的关键.

SM低的生料,熔剂性矿的总量增加,即物料的夜体量增加,易造成窑内结圈结球,使窑内操作恶化,破坏热平衡.

采用SM（2.50+-0.10）,ZM（1.50+-0.10）,LSF（91.5+-1.0）之配料,稳定声料品质,降低标准偏差.

SM高,使物料易燃性降低,因Al2O3+Fe2O3含量降低,不利CaO+SiO2燃结,但预锻窑中需热量少,而热量供应很充分,故可胜任熟料烧成.

IM高,使夜体黏度提高,但由于窑中火焰温度高,故也没有问题.

LSF高,生料中碳酸盐矿物含量低,减少熟料的形成热,可降低热耗量.MgO在燃结温度下是一种助燃剂,使烧成反应易于进行,但含量过高易使烧成带结球.SO3来自原料及燃料,其在1000℃时形成SO2气体,并在窑系统中生成CaSO4,K2SO4,易在窑后段造成结圈及结料.Na2O及K2O对熟料品质及窑操作均有不良影响,它们在烧成带开始处挥发,随窑气飘到预热机底段,在900℃下凝结下来与SO2,CO2及氯反应,碱份循环易在窑内造成结料及结圈.氯来自原料及煤炭,氯也会在高温下挥发与碱份形成氯化碱在窑中循环,造成预热机底段及窑尾结圈.适合燃煤用的生料若突然改燃油时,会造成难烧,这是因为缺少煤灰中的Al2O3及Fe2O3助燃剂之故.

四.烧成研究构想.

1.

（1）.脱酸度一天一次,adj.煤量ofpyrodon.

（2）.onomlthod一天一次,adj.窑operation.

2.配料方向：

（1）.确保入窑生料一致稳定.

（2）.熟料品质高,易燃性好,烧成带易结皮.

（3）.连续一致的入窑生料成份,是窑适当操作的最重要因素.

五.生料组成对易烧性之影响.

生料易烧性：

生料在窑中转变成熟料之相对难易程度.可标示将生料烧成良好品质熟料所需之燃料量.

生料易烧性视生料组成而定,可用如下来表示：

1.硅率系数（SM）.

SM=SiO2/Al2O3+Fe2O3　

　硅率系数增加将使易燃性变差,因为Al2O3及Fe2O3含量使得CaO及SiO2可在较低温度下化合.

名词定义　易烧：

生料须较少之燃料即可烧成熟料.

难烧：

生料须较多之燃料才可烧成熟料.

2.铝率系数（IM）.

IM=Al2O3/Fe2O3　

　　铝率系数越高,生料越难烧.当其它成份固定时,铝含量越高越容易烧,因铝可促进CaO及SiO2之‘反应速率’.熟料IM=1.4~1.6之间最佳,易烧性好,偏高时,会产生易烧性变差.

3.石灰石饱和系数（LSF）.

LSF=CaO/（2.8SiO2+1.18Al2O3+0.65Fe2O3）

　熟料LSF在0.99以上时,将相当难烧,且即使升高窑温,熟料中游离石灰含量也舞法降低,反而会损失及窑皮及火砖.LSF在一般值时,窑温升高,熟料中F.L.降低,此时可从F.L.含量来判断窑中temp是否适当,熟料F.L.以控制在0.8%较佳,一般0.4〜1.2%.LSF0.90以下将使熟料F.L.偏太低.

　4.水硬系数（HM）:

目前不常用了.

HM=CaO/（SiO2+Al2O3+Fe2O3）

5.液体含量:

熟料在1450℃烧成时将形成半液体状态,此熟料床粘稠外观是窑操作手观察烧成带时一项很重要的控制参数.液体%（1450℃）=3.0Al2O3+2.25Fe2O3+MgO+Na2O当量总碱份.或=1.13C3A+1.35C4AF+MgO+Na2O当量总碱份,其中MgO含量最高计至2%.熟料中液体含量通常介于25〜27.5%之间,与温度成正比观系.液体含量较高时,烧成带熟料床外观较粘,将使熟料较易烧成.

六.烧成性分析.

1.生料成份之改变对窑操作有很大的影响,故窑操作手应预先掌握入窑的生料之成份变化情况,如Ⅰ型生料改换成Ⅱ型生料.

2.入窑生料之粒度分布状况应尽量均一,减少变化.尤其粗颗粒的生料对烧成性及窑操作稳定性有很大影响.

*.Kuehls烧成指数（BI）=C3S/（C4AF+C3A）值越高表示越难烧.

*.Peray烧成参数（BF）=100（LSF）+10（SM）-3（MgO+Na2O当量总碱份）.值越高表示越难烧.

*.经验烧成参数（BF）=x（LSF）+y（SM）-j（MgO+Ma2O当量总碱份）.（针对各窑,然后用多重回归分析决定x,y,j值）.

例:

熟料参数计算:

（%）

烧失量0.160.16

SiO222.0022.15

Al2O35.405.40

Fe2O33.403.40

CaO65.0064.75

MgO2.852.85

Na2O当量0.750.75

总碱份

SO30.300.30

总计99.8699.86

C3S55.3552.43

C2S21.4124.33

C3A8.568.56

C4AF10.3410.34

HM2.112.09

SM2.502.53

ZM1.591.59

LSF92.691.3

液体含量（%）26.3826.38

Kuehls烧成指数2.932.77

Peray烧成参数106.8105.8

摘要:

窑壳出红状况的判定及处理：

一状况的判定：

  检视出红的位置：

出口砖、胎环内、胎环旁、烧成带、转化带、进口带。

    1.出红的范围：

整片暗红、小圆点、大圆点、大块状出红、条状出红

    2.出红的程度：

暗红、亮红

    3.出红时间：

连续长时间出红，不消失；经处理后出红消失。

二相应之处理：

任何情况下均不得喷水

    1.出现大块亮红或长条状亮红时，应立即停火、停进料、旋窑依规定转窑冷却。

    2.出口砖脱落，旋窑各胎环内或窑壳大圆点亮红，长时间不结皮、出红不消失时，应移冷却风车并加装Air冷却出红位置，逐步减煤粉量至旋窑烧空停窑。

    3.胎环内发现小圆点亮红或大圆点暗红时，应移冷却风车及加装Air冷却出红位置，稳定配料，调整火焰之长短及位置，若上述措施无效且情况恶化应采取停窑措施。

    4.窑壳出现小圆点亮红或大圆点暗红时，应首先检讨火砖换砖时间，移冷却风车及加装Air冷却出红位置，调整火焰，并改变饲料化学成份使液相增多容易重新结窑皮。

    5.烧成带整片暗红时，应观察烧成带的温度酌量减少窑头煤粉，移冷却风车冷却出红位置的窑壳，并调整火焰。

   窑尾出现整片暗红时，其原因只能是有二次燃烧发生，所以是长火焰时应改短火焰，窑尾出口CO含量高时应减料减煤粉烧成，并移冷却风车冷却出红位置。

烧成无定式，关键看烧手的判定及反应，因此中控的主管及烧手都灌输一个这样的观念：

烧手要胆大心细，随时准备处理各种突发状况，最好在状况发生之前就可以根据其征兆予以排除。

   在系统正常生产的情况之下，怎样判定是否已达到实际生产能力，是否仍存在增产的可能性，就提高产量的可行步骤说明如下：

首先如果想继续饲料的话，必须先将系统温度提升，视情况在不会引起CO上升时下酌加煤粉量，观察温升情况；待温度稳定之后加料，此时若温度快速下降应减少饲料量，若温度平缓下降则继续注意观察甚至稍加煤粉亦可。

加料过程必须保证系统各点温度不会超过允许的最高温度，否则可能导致结料发生。

如果加煤引起CO含量上升，可以适当加大I.DFan转速，但加大风车转速会将火焰拉长，高温带向窑尾方向移动，造成结料。