史智琛,劉 偉
安陽中聯海皇水泥有限公司,河南 安陽 455133
根據多年的經驗總結,產生黃心料的主要原因有:煤粉不完全燃燒產生CO,使熟料中的Fe3+還原為Fe2+而產生還原黃心料;窯尾存在還原氣氛,窯頭溫度低,容易產生疏松黃心料;窯內料層過厚,物料翻滾不靈活,部分正在燃燒或還未燃燒的碳粒落下后混入物料中,進行無氧燃燒,從而產生黃心熟料;窯頭喂煤量過大、短焰急燒,窯內存在還原氣氛,容易產生黃心料。總之,只要通風不暢或煤不完全燃燒,有還原性氣氛存在,肯定產生黃心料。
1)產生黃心料期間及無黃心料期間窯系統工藝參數對比(我單位是離線式新型干法生產線,回灰占投料量的12%)。有黃心料時:(投料量為325±25t/h、二次分溫為1000±50℃、三次風溫為825±25℃、F爐溫度為850-880℃、煙室溫度為1000±50℃、篦冷機一段壓力為6000±500 pa)。無黃心料時:(投料量為335±10t/h、二次分溫為1050±50℃、三次風溫為925±25℃、F爐溫度為860-900℃、煙室溫度為1050±50℃、篦冷機一段壓力為 5250±250 pa)。
2)產生黃心料時煤灰及煤粉化學成分分析

3)生產正常熟料時煤灰及煤粉化學成分分析

從以上數據可以看出,煤粉水分大,灰分高,加上二次風溫低,煤粉不完全燃燒而產生還原氣氛,容易出現黃心料。
產生黃心料時,煤管定位在第四象限(50、-30),燃燒器伸進窯內200mm,這樣調整煤管,火焰偏料較多,會使煤粉來不及燃燒而裹入物料中,造成碳粒沉積,煤灰散落不均勻,大量熱量在無氧的情況下散發出來,甚至有部分包裹在熟料里邊,容易產生大料球及包心料出現。
從筒體掃描儀上可以分析,主窯皮過厚,煙室有結皮,窯口圈較高,這些情況都會導致窯內供氧不足,致使通風不良而產生還原氣氛,形成黃心料。
因為操作員都是新手,對篦冷機理解不夠,為了增加二次風溫,不敢推篦床,使篦冷機壓力達到6kPa~6.5kPa,料層達到800mm,即使風機風門全開,也達不到冷卻效果,篦冷機供氧量不足,二次風溫起不來,風量不足,導致煤粉不完全燃燒產生還原氣氛,形成黃心料。
系統通風不好,f-cao經常偏高,料不好燒,中控操作員采取加大排風量,增加頭煤及降窯速的辦法來煅燒,結果窯況越來越差,惡性循環,還原氣氛更嚴重。
1)根據原煤進貨點的實際情況,加大進廠原煤質量的控制力度;2)建原煤預均化堆場,使煤能夠很好的均化;3)煤粉細度控制在(80μm篩余)4%以下,水分控制在1.5%以內,且合格率大于90%,這樣可以提高煤粉的燃燒速度及燃盡率。
燃燒器越接近料層,火焰中的碳粒與物料接觸機會越多,未燃盡的碳粒被包裹在物料中,在物料中產生還原性氣氛,使黃心料增多,所以燃燒器的調整對窯煅燒起著至關重要的作用,根據幾年的操作經驗,日產4000t以上的窯,煤管定位在第一象限比較理想,但是要調節好內外風及中心風的比例,保證煤管頭部無結焦。
1)在操作中,我們主要強調的是風、煤、料的配合,以上三者只要配合得當,一般不會產生黃心料;2)窯尾負壓的變化說明窯內通風阻力發生了變化,這時窯尾及窯內也許出現結皮或者結圈,造成窯、爐風量比例發生變化,窯尾負壓升高,同時尾溫降低,窯前溫度升高,火焰伸不到窯內,我們稱它為憋火,當出現這種情況的時候,一定要及時處理,使系統恢復正常,不然惡性循環,造成煤不能充分燃燒,黃心料就會更多。
1)我們說的二次風就是從篦冷機出來直接進窯內的風,二次風溫應控制在1100±50℃之間較為理想,所以控制好篦冷機的料層厚度至關重要;2)料層控制在600±50mm,篦下壓力控制在5kPa~5.5kPa,這樣有利于二次風的供給,避免煤粉產生滯后燃燒,減少窯內還原氣氛。
1)系統用煤量決定于生料喂料量,系統喂料量取決于系統拉風量,窯轉速要與喂料量相匹配,作到三固定(固定下料量、固定窯速、固定冷卻機料層厚度),四穩定(穩定窯尾溫度、穩定F爐出口溫度、穩定系統排風量、穩定預熱器出口氣體溫度);2)受窯內煅燒狀況的影響,窯轉速太慢,會使窯內料層加厚,通風變差,易產生還原氣氛,同時物料翻滾次數變少,進入燒成帶前預燒不好,容易產生短焰急燒形成黃心料。因此,要求操作時遵循:先提窯速后加料,窯速不夠不加料,合理控制窯內物料填充率,做到薄料快燒。
通過一段時間的實踐及參數調節,生產出來的熟料基本為墨綠色,結構致密,結粒正常,各項指標大幅度提高,基本解決了黃心料,使生產步入正常軌跡。
[1]冀金襄.新編水泥窯看火工300題解[M].北京:中國建材工業出版社,2003.