本鋼石灰石礦現(xiàn)有600t/d回轉(zhuǎn)窯2座，分別于2005年和2006年投產(chǎn)，投產(chǎn)以后周期性出現(xiàn)窯內(nèi)結(jié)圈現(xiàn)象，結(jié)圈后的回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)截面積減少，通風不暢，物料運動受阻礙，窯內(nèi)正常熱工制度被破壞，不僅影響了活性灰產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，而且對系統(tǒng)燃料消耗、電耗等都造成一定影響，甚至造成回轉(zhuǎn)窯停產(chǎn)，因此，分析結(jié)圈原因，采取有效控制措施才能保證生產(chǎn)正常運行。
1 回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的癥狀
回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈后系統(tǒng)出現(xiàn)以下癥狀：窯主電機負荷增加，電流波動值增大，窯頭、窯尾壓力不穩(wěn)定，窯頭出現(xiàn)正壓現(xiàn)象，窯內(nèi)氣流渾濁，窯內(nèi)的物料受粉塵影響其運動方式由滾動狀態(tài)變?yōu)榛瑒訝顟B(tài)，筒體外皮局部溫度下降。
停窯檢查窯內(nèi)結(jié)圈狀況：
窯內(nèi)總計結(jié)3道圈(以2010年2月25日為例)：第一道，筒體從窯頭起至24m處結(jié) 1m 多長，厚有400mm 的整圈；第二道，筒體從窯頭起至 28.5m處結(jié)0.5m 長，厚 200mm 整圈；第三道，筒體從窯頭起至37.5m處結(jié) 0.5m多長，厚有 200mm 斷斷續(xù)續(xù)的圈。
2 回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈危害
回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈一旦形成，便阻礙了氣流的順暢，窯頭出現(xiàn)正壓現(xiàn)象，窯內(nèi)高溫氣流大部分被阻礙在結(jié)圈體前側(cè)，使窯內(nèi)氣流不能平均分配，結(jié)圈體后部分的物料不能充分吸收熱量，窯內(nèi)的物料受粉塵影響其運動方式由滾動狀態(tài)變?yōu)榛瑒訝顟B(tài)，物料不能均勻受熱，物料的煅燒質(zhì)量不能保證，結(jié)圈一旦形成 200mm～300mm 時，主電機電流隨時增大，嚴重時容易引發(fā)設(shè)備故障，同時能耗增加，現(xiàn)場環(huán)境嚴重破壞，增加操作者勞動強度。
3 回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的原因分析
3.1 原料含雜質(zhì)多易造成回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈
作為石灰原料的石灰石其主要成分是 CaCO3，一般情況都含有 SiO2、Al2O3、Fe2O3、NaO、K2O 、P、S 等雜質(zhì)，如果雜質(zhì)含量高，就容易產(chǎn)生結(jié)圈，特別是 Al2O3、Fe2O3、P、S 等其熔點較低，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度達到 1 250℃以上時就會產(chǎn)生熔融，熔融后的雜質(zhì)，隨回轉(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn)附著在回轉(zhuǎn)窯煅燒帶最高處形成結(jié)圈。
3.2 高溫使粉塵熔融易造成結(jié)圈
窯前儲料場因無防雨設(shè)施遇雨雪天氣，原料表面泥土沾在礦石表面篩分不掉，隨礦石一同入窯煅燒，石灰中大量粉塵進入窯內(nèi)，經(jīng)過煅燒帶，高溫使粉塵熔融易造成結(jié)圈。
3.3 燃燒器選擇不當直接影響回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結(jié)圈
燃燒器是煅燒石灰的主要工藝設(shè)備，直接影響火焰形狀和剛度，進而直接影響回轉(zhuǎn)窯的煅燒溫度，不同的燃料應(yīng)采用不同的燃燒器，要使燃料達到充分完全燃燒，燃燒器的選擇與控制至關(guān)重要，也直接影響窯內(nèi)結(jié)圈。
3.4 回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速與推料時間匹配不當影響結(jié)圈
回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速與推料時間的匹配影響物料在窯內(nèi)薄厚，物料薄厚影響物料在窯內(nèi)的運動軌跡。窯速低、推料時間短會形成料層太厚，物料在窯內(nèi)出現(xiàn)拋落現(xiàn)象，料層薄，就會形成物料在窯內(nèi)整體滑動，拋落和滑動都會產(chǎn)生物料粉化，粉化量大，在煅燒帶受到較強火焰的高溫，就會熔融形成結(jié)圈。
3.5 生產(chǎn)操作控制不當影響結(jié)圈
1) 回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱器出口溫度過高，物料在預(yù)熱器內(nèi)預(yù)熱和分解加速，將在煅燒帶被燒結(jié)，石灰過燒，易造成結(jié)圈。
2) 窯尾壓力控制大小，會改變火焰長度、形狀，直接影響窯況變化和石灰質(zhì)量，易產(chǎn)生結(jié)圈。
3) 在燃料流量正常情況下，煤氣壓力控制過低，燃燒火焰短粗，煅燒帶提供熱量過多使物料出現(xiàn)過燒，嚴重時煅燒帶結(jié)圈。
4) 一、二次風的合理分配直接影響煅燒和質(zhì)量的穩(wěn)定，一次風過大，火焰會短粗，高溫段過于集中，引起結(jié)圈；反之火焰瘦長，煅燒溫度低，會使石灰質(zhì)量不穩(wěn)定，易結(jié)圈。
4 控制措施
4.1 嚴格原料進廠驗收制度
一是加強物理檢驗控制，進廠粒度應(yīng)控制在25～45mm，減少過小顆粒原料摻入，避免入窯后大量灰粉產(chǎn)生。二是加強化驗檢驗控制，對進廠的原料進行嚴格化驗，控制 CaO 含量不低于 53%，MgO、SiO2的含量控制在 2.0%和 1.0%以下，S 含量小于0.015%，不合格品原料不入窯。
4.2 降低入窯原料的含粉率
為解決結(jié)圈問題，石灰石礦于 2009 年在礦石入倉前增加移動篩分設(shè)備，對 3 號皮帶頭部振動篩篩網(wǎng)由原來的編織篩網(wǎng)改為沖孔，但遇雨雪天氣篩網(wǎng)堵塞，清理過程中影響生產(chǎn)，應(yīng)進一步改進篩子結(jié)構(gòu)，使入窯含粉率控制在 5%以內(nèi)。
4.3 控制窯速與推料時間的匹配
物料由窯尾運動到窯頭完成石灰石分解的全過程，而預(yù)熱器向回轉(zhuǎn)窯的推料量必須與回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速同步，也就是說，一定的產(chǎn)量必須制定相應(yīng)的回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速，以保證物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的料層厚度和填充量。正常控制物料在窯內(nèi)的填充率在 6%～8%之間，窯的轉(zhuǎn)速快慢要達到物料顆粒自我翻滾為宜。
4.4 合理控制各部熱工參數(shù)
根據(jù)改進后的燃燒器，調(diào)整好燒嘴角度，合理控制窯尾風機壓力、流量和一、二次風機風量及風壓，以保證火焰的長度和剛度，使火焰與筒體保持平行；同時與燃氣廠及時溝通，要求提供熱值、壓力均穩(wěn)定的煤氣供應(yīng)，其中熱值≥15 048kJ/m3，壓力在 9 800～11 000kPa 之間，按表 1 規(guī)定合理控制各部熱工參數(shù)，以保證窯況的穩(wěn)定。
4.5 加強煅燒過程管理
1) 隨時觀察窯內(nèi)火焰、氣流、物料運動情況，如果發(fā)現(xiàn)火焰形狀發(fā)散，窯內(nèi)氣流渾濁或物料有滑動現(xiàn)象，應(yīng)立即檢查產(chǎn)品實物質(zhì)量 SiO2是否偏高，同時減產(chǎn)降溫，調(diào)整窯況。選擇優(yōu)質(zhì)原料入窯，待實物質(zhì)量好轉(zhuǎn)，窯內(nèi)氣流順暢，粉塵明顯減少，再逐步提產(chǎn)，恢復(fù)正常生產(chǎn)，避免熔融物粘窯壁產(chǎn)生結(jié)圈。
2) 每小時在窯頭從格柵側(cè)門取一次樣，用肉眼分析實物質(zhì)量，根據(jù)實物質(zhì)量情況，調(diào)整煤氣量等工藝參數(shù)。
3) 冷卻器下電振給料機均勻出灰，保證冷卻器內(nèi)高、低料位差在 100mm 左右，使二次風量供給均勻。
4) 計劃減產(chǎn)時，應(yīng)按 50t/h 梯度逐步減產(chǎn)，同時及時調(diào)整煤氣量等各部工藝參數(shù)；恢復(fù)生產(chǎn)時，按升溫曲線進行操作(回轉(zhuǎn)窯升溫曲線見圖 2)。
4.6 一旦發(fā)生結(jié)圈應(yīng)采取以下措施
1) 不定期短時間減產(chǎn)、停窯，同時，停一、二次風機，觀察窯襯情況，如有輕微結(jié)圈，選擇適當時間減產(chǎn)、降溫，利用高、低溫差使結(jié)圈脫落，避免窯況惡化。
2) 如果出現(xiàn)窯頭、窯尾產(chǎn)生正壓，窯內(nèi)氣流渾濁，主電機電流增大，不能完成正常產(chǎn)量、質(zhì)量等現(xiàn)象，需停窯處理。
5 結(jié)論
活性石灰回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈是石灰行業(yè)普遍存在問題，結(jié)圈因素也是多方面的，既有原料、燃料影響，又與燃燒器的選擇和生產(chǎn)工藝控制等有關(guān)，只要強化各個環(huán)節(jié)的管理，預(yù)防為主，回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈就能得到有效控制，進而不斷延長結(jié)圈周期，逐步實現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。（來源：本鋼技術(shù)）
