黃心料形成原因和防治措施

熟料黃心料成因分析及解決辦法１熟料黃心料的特點黃心料的表皮與合格熟料一樣，礦物組成類似，但其內(nèi)部呈現(xiàn)黃心、升重高、ｆ－ＣａＯ低、孔隙率低、致密難磨。在顯微鏡下觀察黃心部分，可以發(fā)現(xiàn)Ａ礦少、Ｂ礦多。我公司自１９９７年６月至同年１０月經(jīng)常出現(xiàn)黃心料，經(jīng)分析成因并采取相應(yīng)對策，遂趨于正常。表１系調(diào)整前后的操作數(shù)據(jù)。２黃心料的成因黃心料的形成主要與窯內(nèi)還原氣氛或煤粉燃燒不完全、碳粒沉落以及灰分沉積固溶有關(guān)。下面試從生產(chǎn)操作和控制等方面加以討論。２.１窯內(nèi)通風(fēng)一、二次風(fēng)控制調(diào)整不當(dāng)窯皮厚長結(jié)圈或煙室結(jié)皮造成通風(fēng)不良，窯內(nèi)氧不足，使煤粉中的碳燃燒不完全，出現(xiàn)ＣＯ，造成還原氣氛。在還原氣氛作用下，生料中的Ｆｅ２Ｏ３還原成ＦｅＯ，ＦｅＯ能與ＳｉＯ２反應(yīng)生成低共熔的鐵橄欖石（Ｆ＋＋Ｓ）等系列共熔體。因而形成黃心料。實際生產(chǎn)中一般離線型窯外分解窯要求窯尾過?？諝庀禂?shù)在１．０左右。２.２煤質(zhì)的影響入窯煤粉水分過高，細度過粗，加之如果二次風(fēng)溫低，使噴煤管的黑火頭過長，粗煤粉燃燒不完全造成碳料沉積而出現(xiàn)黃心料。黃心料中部Ａ礦少，Ｂ礦多，中間相也很少。這是由于煤粉灰分過大，噴煤管位置過于偏向物料，致煤粉灰分沉積，形成液相后滲入，使熟料中ＳｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３增加，ＫＨ值下降，低共熔物的形成，液相提前出現(xiàn)，由此過早出現(xiàn)大料團及包燒現(xiàn)象。再者由于ＫＨ低，造成物料易煅燒，燒成溫度低，但用煤量與正常時相當(dāng)，而這時ｆ－ＣａＯ極低，煅燒時若有意減煤提高ｆ－ＣａＯ，則會突然出現(xiàn)ｆ－ＣａＯ達３％～４％的情況。煅燒時由于出現(xiàn)低熔液相粘度低，流動性好，使物料結(jié)球尺寸偏大，且容易使料球內(nèi)氣體溢出，造成熟料致密，升重高。燒成溫度較低時Ｃ３Ｓ被還原氣氛中形成的ＦｅＯ所分解，故Ａ礦少，又由于Ｆｅ２Ｏ３被還原成ＦｅＯ，并大量進入Ｂ礦和玻璃體，故黃心部分Ｃ４ＡＦ含量少，液相的提前出現(xiàn)，溫度的降低，易形成后結(jié)圈，后結(jié)圈又使窯內(nèi)通風(fēng)不好，更加重還原氣氛的形成，造成惡性循環(huán)。在多次操作中發(fā)現(xiàn)隨著燒成溫度的提高，黃心部分雖逐漸減輕，但并不能消除。２.３原料中有害成分原料中有害成分含量過高，尤其是硫堿比越高，越容易結(jié)皮，造成通風(fēng)不良，加之堿、硫、氯的富集循環(huán)與二次揚塵形成的低共熔物造成長厚窯皮及結(jié)圈、結(jié)蛋，出現(xiàn)大料團等現(xiàn)象，尤其在長時間停窯保溫時更為明顯。生料率值不合適，也易出現(xiàn)黃心料。２.４窯的操作操作中風(fēng)、煤料的不匹配，喂料量與窯速不匹配，窯速低，窯內(nèi)填充率過高，煅燒時物料擠壓燒成帶，使燒成帶縮短而被迫加煤急燒，或當(dāng)發(fā)現(xiàn)物料燒成不好時，加大窯頭用煤量，出現(xiàn)急燒。急燒會降低熟料中ｆ－ＣａＯ含量；且由于急燒必然要增大加煤量，造成還原氣氛，液相粘度降低，提前出現(xiàn)液相，并形成后結(jié)圈，致使還原氣氛加重。２.５其他經(jīng)多次觀察，發(fā)現(xiàn)在出現(xiàn)黃心料期間，窯筒體溫度不高，燒成帶溫度不高，溫度高時也是窯在１６ｍ～３１ｍ處有圈或大面積窯皮過厚的時候，有圈處或厚窯皮處的筒體最高溫度２２４℃，最低＜１００℃。燒成帶筒體溫度低時僅３２０℃。檢修時入窯檢測發(fā)現(xiàn)窯皮厚達３５０ｍｍ，最厚達３８０ｍｍ。燒成帶結(jié)厚窯皮或結(jié)圈必然擠壓燒成帶，使燒成帶縮短，造成急燒現(xiàn)象及還原氣氛的產(chǎn)生。另外在黃心料出現(xiàn)期間，窯尾煙室結(jié)皮也很重，且在窯尾煙室能看到大量火星，嚴重時在Ｃ５也能看到火星。這說明燒成帶溫度低或通風(fēng)不良造成煤粉的不完全燃燒，使溫度分布情況變成前低尾高。窯前幅射高溫計溫度約１１００℃，窯尾溫度在１１３０℃以上。正常時窯前幅射高溫計溫度在１３４０℃以上，窯尾溫度在９７０℃～１０６０℃。片面追求班產(chǎn)量致使喂料量與窯速不匹配，喂料量在１２０ｔ／ｈ～１３０ｔ／ｈ時，窯速在１５ｒ／ｍｉｎ～１８ｒ／ｍｉｎ，明顯偏低。３解決措施（１）調(diào)整噴煤管的位置，避免舔料過重造成厚窯皮。以前噴煤管的位置是偏中心距水平往下距離２２５ｍｍ，偏料距中心垂直距離２５０ｍｍ，現(xiàn)噴煤管位置調(diào)整為１００ｍｍ，偏料１６５ｍｍ（我廠噴煤管為德國洪堡公司的三通道Ｐｖｒｏｊｅｔ噴煤管）。（２）通過控制篦冷機的料層厚度，提高二次風(fēng)溫。篦冷機的篦下壓力由原來的＜３ｋＰａ改成＞４．５ｋＰａ。二次風(fēng)溫由原來的６４０℃～７３０℃提高至８５０℃～９６０℃，平均提高了１８７℃，減少了還原氣氛的產(chǎn)生。（３）控制好入窯生料的飽和比，在０.８６～０.９０范圍內(nèi)，同時提高煅燒溫度，也可以減少黃心料。亦即降低窯內(nèi)物料的液相含量，避免包燒現(xiàn)象。這時隨煅燒溫度的提高還原氣氛有所減輕。（４）根據(jù)薄料快燒的原則，控制窯內(nèi)物料的填充率。依據(jù)先提窯速后加料及喂料量與窯速相匹配的方法來控制窯內(nèi)物料填充率。窯內(nèi)物料填充率與窯速之間的關(guān)系按下式確定：式中：φ—窯內(nèi)物料平均填充率，％；ω—窯內(nèi)物料平均運行速度ω＝０．００１５９·Ｓ·Ｄ·ｎ，Ｓ為窯體斜度，ｎ為窯轉(zhuǎn)速，ｍ／ｓ；Ｇ—回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)ｋｇ／ｈ；Ｄ—窯有效內(nèi)徑，ｍ；ｖ—窯內(nèi)物料平均體積質(zhì)量，ｋｇ／ｍ３；填空率計算舉例：取投１２５ｔ／ｈ生料時，Ｇ＝７１．８４ｔ／ｈ正常與黃心料期間窯皮平均厚度分別為２４０ｍｍ和３０５ｍｍ，從而我廠３.９５ｍ窯在正常與黃心料期間的有效內(nèi)徑分別為３.０７ｍ和２.９４ｍ；窯內(nèi)物料平均體積質(zhì)量在１０７３ｋｇ／ｍ３通過窯內(nèi)斷面取樣測得；窯體斜度為４％，即２.３°；正常與黃心料期間，窯速分別為２.５ｒ／ｍｉｎ，1.65ｒ/min．設(shè)填充率正常時為φ１黃心料時為φ２，按上式計算得：φ１＝8.95％，φ２＝１５．４４％．根據(jù)不同喂料量時要保持窯內(nèi)物料填充率為８.９５％的原則喂料量與窯速對應(yīng)關(guān)系喂料量/(r.h-1)60708090100120130140窯速/(r.min-1)0.81.11.41.82.02.42.63.0通過以上調(diào)整，燒成帶的筒體溫度為３５０℃左右，１６ｍ～３０ｍ處的筒體溫度正常時也在３００℃左右。調(diào)整后基本上一直沒有再出現(xiàn)黃心料，調(diào)整前后的操作數(shù)據(jù)見表１。４結(jié)語在窯外預(yù)分解窯生產(chǎn)過程中，或多或少會產(chǎn)生黃心料，本文以黃心料形成機理來探討實際生產(chǎn)中如何避免黃心料的產(chǎn)生。黃心料形成的根本原因是窯內(nèi)還原氣氛，因此在實際操作中應(yīng)注意（１）保持窯內(nèi)通風(fēng)良好，窯尾過剩空氣系數(shù)控制在１.１左右。（２）控制好煤粉灰分、水分和細度，調(diào)整好噴煤管位置，提高二次風(fēng)溫，保證煤粉的完全燃燒。（３）控制原料中的有害組分含量，控制好入窯生料成分。（４）控制好喂料量與窯速，保證窯內(nèi)物料填充率，采用薄料快轉(zhuǎn)的操作方法，提高熟料質(zhì)量。預(yù)分解窯產(chǎn)生黃心料的原因及解決措施作者:張振旺單位:山東德州晶華集團大壩有限公司[2006-5-12]

關(guān)鍵字:預(yù)分解窯-黃心料摘要:

黃心料，就是在窯內(nèi)缺氧的還原氣氛下生產(chǎn)出來的熟料。預(yù)分解窯產(chǎn)生的黃心料可分為疏松性黃心料和致密性黃心料。疏松黃心料結(jié)構(gòu)疏松，熟料燒失量高，后期強度明顯降低，它是在窯頭溫度低，窯尾存在還原氣氛的條件下產(chǎn)生的；致密黃心料是在較強的還原氣氛下，物料中的氧化鐵被還原成低價的FeO，從而使熟料的顏色發(fā)生變化，致密黃心料的特征是升重較高，致密難磨。我公司有一條2500t/d熟料生產(chǎn)線，窯規(guī)格為Ф4×60m，分解爐采用TDF爐，預(yù)熱器為五級雙系列，在生產(chǎn)過程中曾多次出現(xiàn)黃心料難題，技術(shù)人員通過分析找出產(chǎn)生黃心料的原因，及時采取相應(yīng)的措施，解決了此問題。

一、產(chǎn)生黃心料的原因分析

1.從煅燒的角度分析產(chǎn)生黃心料的原因

（1）風(fēng)、煤、料、窯速的配合不好。

2004年6月份，我公司當(dāng)時生產(chǎn)任務(wù)較緊張，窯日產(chǎn)量從2700噸提升至2800噸，創(chuàng)歷史新高，但幾天后，熟料產(chǎn)生黃心料，對熟料的質(zhì)量造成了不良影響。

原因分析是在提高產(chǎn)量時窯速雖然從3.65rpm提高至3.8rpm，但由于高溫風(fēng)機振動值較大，沒有相應(yīng)的加大系統(tǒng)拉風(fēng)（高溫風(fēng)機液偶轉(zhuǎn)速870rpm，電流105A），雖然窯速提高了，但窯內(nèi)的填充率還是增加了，使窯內(nèi)阻力增大，通風(fēng)受限，氧含量不足，以至產(chǎn)生黃心料。

我公司所使用的煤粉揮發(fā)分高，熱力釋放集中，由于窯內(nèi)阻力增大，使火焰的長度縮短，形成短焰急燒，窯速又較高，使物料在燒成帶停留時間不足，窯頭溫度難以提升，物料燒成效果不佳，同時火焰又存在缺氧現(xiàn)象，所以產(chǎn)生了較疏松的黃心料。

（2）燃燒器在窯斷面的位置調(diào)節(jié)不當(dāng)。

在投產(chǎn)初期，煤管在窯口截面位置定在靠進物料的第四象限A（60，-65），在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)窯結(jié)球頻繁，產(chǎn)生黃心料嚴重。分析原因，發(fā)現(xiàn)煤管的位置較低，火焰逼近料面，由于窯的不斷旋轉(zhuǎn)，使部分火焰被裹入物料中，煤粉不完全燃燒嚴重，窯頭溫度難以提升，窯內(nèi)產(chǎn)生CO，從而出現(xiàn)結(jié)球現(xiàn)象和產(chǎn)生疏松的黃心料。

二、工藝參數(shù)的操作情況分析

1.入窯生料量波動大

在調(diào)試初期，入窯生料量波動較大，由于窯內(nèi)來料波動大，使窯內(nèi)難以建立穩(wěn)定的熱工制度，窯系統(tǒng)喂煤量難以穩(wěn)定控制，造成部分煤粉燃燒不完全，窯內(nèi)產(chǎn)生還原氣氛，以至產(chǎn)生黃心料。從我公司生產(chǎn)實際情況分析，引起喂料量波動大的原因主要有兩方面：⑴固體流量計存在零點漂移現(xiàn)象導(dǎo)致波動超過控制范圍；⑵生料計量倉料位不穩(wěn)造成的喂料波動。

2.系統(tǒng)溫度控制不合理

在投產(chǎn)初期，分解爐出口溫度控制在920℃，窯尾溫度控制在1050℃，溫度控制比較高，再加上生料中氯的含量超標(biāo)，從而使分解爐縮口、窯尾煙室結(jié)皮嚴重，窯內(nèi)通風(fēng)不暢，產(chǎn)生了致密的黃心料。

3.二、三次風(fēng)的影響

投產(chǎn)后一段時間，二次風(fēng)溫度一直偏低，在900℃左右，由于二次風(fēng)溫低，使煤粉燃燒條件不好，煤粉出現(xiàn)部分不完全燃燒現(xiàn)象，使窯內(nèi)產(chǎn)生還原氣氛；另外，我公司的三次風(fēng)閥門經(jīng)常損壞，調(diào)節(jié)失靈，造成二次風(fēng)量過大，使窯內(nèi)風(fēng)量不足，以至窯內(nèi)產(chǎn)生還原氣氛，出現(xiàn)了疏松的黃心料。

三、采取的技術(shù)措施

1.針對煅燒角度出現(xiàn)黃心料采取的措施

我們查請了高溫風(fēng)機振動的原因是風(fēng)機葉輪有結(jié)皮現(xiàn)象，葉輪結(jié)皮的形成需要一個過程，結(jié)皮開始形成后較均勻，葉輪的動平衡仍然正常，當(dāng)部分結(jié)皮脫落時，使葉輪的動平衡受到破壞，造成風(fēng)機振動。對此，我們在葉輪旁設(shè)一壓縮空氣管道，定期清掃風(fēng)機葉輪。從采用這項措施后，高溫風(fēng)機振動值超標(biāo)問題再沒有出現(xiàn)，從而使高溫風(fēng)機的轉(zhuǎn)速從870rpm順利的提高至910rpm（高溫風(fēng)機電流提高至115A），既保證了窯的產(chǎn)量，又有效地避免了黃心料的產(chǎn)生。

把煤管在窯口截面的位置改為A（30，-25），使火焰在窯內(nèi)順暢有力，保證了煤粉的燃燒充分。另外，預(yù)分解窯根據(jù)窯況適當(dāng)調(diào)節(jié)燃燒器內(nèi)外風(fēng)的蝶閥：當(dāng)窯前溫度低時，及時開大內(nèi)風(fēng)閥門，加強內(nèi)風(fēng)的擾動，提高風(fēng)、煤的混合程度，使窯前溫度得到提高。

加強對入廠原料的控制，對有害成分較高的物料分堆存放，搭配使用，以減小有害成分對系統(tǒng)的影響。

2.針對工藝參數(shù)操作采取的措施

針對入窯生料量波動大的問題，我們定期檢查固定流量計的使用情況，校正其測量精度，防止其發(fā)生漂移現(xiàn)象；同時調(diào)整生料下料的PID程序，使生料計量倉重穩(wěn)定在30t左右，保證下料量穩(wěn)定。

嚴格控制分解爐出口溫度不能超過880℃、窯尾溫度在1000℃以下，防止因溫度太高，引起系統(tǒng)結(jié)皮、結(jié)圈等問題的出現(xiàn)；在操作中嚴格執(zhí)行薄料快轉(zhuǎn)制度，嚴格控制窯頭窯尾喂煤的