掛窯皮的原理、影響因素及如何掛好窯皮

一、什么是掛窯皮

? ? ? ?回轉窯是水泥生產(chǎn)的主機設備。水泥回轉窯是一個(gè)傾斜的、通過(guò)若干輪帶放置在若干對托輪上的旋轉的筒體，其內壁上鑲嵌有耐火磚。生料粉從窯尾筒體高端的下料管喂入窯筒體內 ，由于窯筒體的傾斜和緩緩地回轉，使物料產(chǎn)生一個(gè)即沿著(zhù)圓周方向翻滾，又沿著(zhù)軸向從高溫向低端移動(dòng)的復合運動(dòng)，生料在窯內通過(guò)預熱，分解，燒成等工藝過(guò)程，燒成水泥熟料后從窯筒體的底端卸出，進(jìn)入冷卻機。燃料從窯頭噴入，在窯內進(jìn)行燃燒，發(fā)出的熱量加熱生料，使生料煅燒成為熟料，在與物料交換過(guò)程中形成的熱空氣，由窯進(jìn)料端進(jìn)入窯系統，最后由煙囪排入大氣。

? ? ? ?回轉窯主要由窯筒體、傳動(dòng)裝置、支撐裝置、擋輪裝置、窯頭密封裝置、窯尾密封裝置、窯頭罩等組成。水泥回轉窯的筒體是鋼板制成的圓筒，為保護回轉窯的筒體，在其內側鑲砌了一層耐火磚作為窯襯。

? ? ? ?回轉窯是一個(gè)集燃料燃燒、熱交換、高溫化學(xué)反應和輸送物料氣流為一體的設備，由于窯內氣體溫度比物料溫度他要高得多，在容器內經(jīng)常保持著(zhù)1450℃以上的高溫，窯每轉一圈，窯襯表面受到周期性的熱沖擊，溫度變化幅度為150-250℃，在窯襯10-20mm表層范圍內產(chǎn)生熱應力；窯襯還承受由于旋轉而產(chǎn)生的磚砌體交替變化的軸向和徑向的機械應力，以及煅燒物料的沖刷磨損；由于同時(shí)產(chǎn)生的硅酸鹽熔體對耐火材料有一定的侵蝕作用，會(huì )引起耐火材料的脫落，使窯體表面溫度過(guò)高或“紅窯”。

? ? ? ?耐火磚的耐火度和厚度是有限的，經(jīng)受不了長(cháng)時(shí)間高溫的侵襲和物料化學(xué)反應的腐蝕，為延長(cháng)耐火磚的使用壽命，于是在其表面再加上一層堅固的保護層，也就是掛上一層熟料，看火工把它稱(chēng)作“窯皮”。

? ? ? ?掛窯皮的目的在于延長(cháng)火磚的使用壽命，使回轉窯筒體不受損傷，并可減少熱量向外散失，提高熱效率。其具體作用如下 ：

? ? ? ?1.保護耐火磚，使耐火磚不直接受高溫及化學(xué)侵蝕。

? ? ? ?2.儲存熱能，減小窯殼向周?chē)臒釗p失，提高旋窯的熱效率。

? ? ? ?3.充分傳熱介質(zhì)，在窯皮暴露于空氣中，與高溫的空氣接觸時(shí)，通過(guò)輻射或者是對流的方式吸收熱量，當窯皮在下部與料接觸時(shí)，以傳導的方式傳熱給生料。

? ? ? ?4.窯皮的表面粗糙，它可以降低粉料流動(dòng)速度，延長(cháng)料在窯內反應時(shí)間。

二、掛窯皮的原理

? ? ? ?根據物料在煅燒時(shí)所具有的膠粘性能與表面熔融的耐火磚結合在一起的特點(diǎn)來(lái)掛窯皮。物料進(jìn)入燒成帶以后出現液相，隨溫升而液相增多。當耐火磚表面微發(fā)融時(shí)，隨窯的轉動(dòng)，具有一定膠粘性的熟料將耐火磚壓在下面，并從耐火磚上吸收一定的熱量使其膠粘在一起，并起化學(xué)反應，隨溫降形成第一層窯皮，隨窯運轉時(shí)間的加長(cháng)窯皮越來(lái)越厚，窯皮表面溫度也越來(lái)越高，粘上和掉下的窯皮數量相等，再經(jīng)燒煉，窯皮堅固致密。

三、如何掛窯皮

? ? ? ?新型干法窯一般掛窯皮步驟如下：

? ? ? ?當窯尾溫度達950度左右，渦流分解室溫度達650-700度，窯頭火磚開(kāi)始發(fā)亮發(fā)白時(shí)，先喂入的生料即將進(jìn)入燒成帶。這時(shí)，窯頭留火待料，保持燒成帶有中夠高的溫度，并將吊起的2個(gè)C4排灰閥復原。三次風(fēng)管閥門(mén)開(kāi)至10%左右，打開(kāi)渦流燃燒室和分解室閥門(mén)，開(kāi)始向渦流分解室噴輕柴油和少量煤粉。當C1出口溫度達400-450度時(shí)打開(kāi)置于C1出口至高溫風(fēng)機廢氣管道上的冷風(fēng)閥，摻入冷風(fēng)調節廢氣溫度，保護高溫風(fēng)機。待C5出口氣體溫度達900度時(shí)適當開(kāi)大三次風(fēng)管閥門(mén)后即可下料。喂料量為設計能力的30-40%，并逐漸關(guān)閉冷風(fēng)閥適當加大喂煤量和系統排風(fēng)量，慢速轉窯，開(kāi)始掛窯皮；系統正常，分解爐溫度穩定后，可以拆除點(diǎn)火噴油嘴；如果燃燒無(wú)煙煤，應適當延長(cháng)點(diǎn)火噴油嘴的使用時(shí)間，但油量可以減少，以對無(wú)煙起助燃作用。掛好窯皮的關(guān)鍵是，待生料到達燒成帶時(shí)及時(shí)調整喂煤量和窯速，確保燒成帶溫度穩定，窯速與喂料量相適應，使粘掛的窯皮厚薄一致、平整。若溫度太高，掛上的窯皮易被燒垮，生料易燒流，耐火磚嚴重侵蝕；若溫度突然降低會(huì )跑生料，形成的窯皮疏松夾心，容易垮落。一般需3-4個(gè)班可掛好窯皮。

四、掛窯皮的影響因素

? ? ? ?1、生料化學(xué)成分

? ? ? ?所謂掛窯皮就是液相凝固到耐火磚表面的過(guò)程。因此熟料燒成液相量的多少液相粘度的高低直接影響到窯皮的形成，而生料化學(xué)成分直接影響液相量及其粘度。以前濕法窯，人們主張掛窯皮期間的生料硅酸率適當偏低一些，而飽和比適當偏高一些。但對于預分解窯，目前窯頭都使用三風(fēng)道或四風(fēng)道燃燒器，回轉窯正常運行時(shí)，一次風(fēng)量少，二次風(fēng)溫度又很高。因此煤粉燃燒速度、火焰溫度遠高于濕法窯。如果降低硅酸率，液相量相應增加，物料容易燒流，掛上的窯皮不吃火容易脫落。所以一般都主張掛窯皮的生料應與正常生料成分相同為好。

? ? ? ?2、燒成溫度和火焰控制

? ? ? ?掛好燒成帶窯皮的主要因素除有一定的液相量和液相粘度以外，還要有適當的溫度，氣流、物料和耐火磚之間要有一定的溫差。一般應控制在正常生產(chǎn)時(shí)的燒成溫度。掌握熟料結粒細小而均齊，不燒大塊更不能燒流，嚴禁跑生料。升重控制在正常生產(chǎn)指標內。要保持燒成溫度穩定、窯速穩定、火焰形狀完整、順暢。這樣掛出的窯皮厚薄一致、平整、均勻、堅固。

? ? ? ?3、喂料量和窯速

? ? ? ?為了使窯皮掛得堅固、均勻、平整，穩定窯內熱工制度是先決條件。掛窯皮期間，穩定的喂料量和穩定的窯速是至關(guān)重要的。喂料量過(guò)多或窯速過(guò)快，窯內溫度就不容易控制，粘掛的窯皮就不平整，不堅固。所以新窯第一次掛窯皮起始喂料量和窯速最好能控制設計產(chǎn)量的35％左右。掛到一定程度以后再視窯皮粘掛情況逐漸緩慢增加。這樣可以保持料層由薄到厚，溫度由較低到較高，物料在窯內停留時(shí)間由較長(cháng)到較短，以便于保持火力偏中而穩定，粘掛好窯皮和燒好熟料。隨著(zhù)窯皮不斷增厚，逐步減少物料在窯內的停留時(shí)間，增厚料層，提高燒成帶火力，這也是防止窯皮因掛得快而松散的措施。

? ? ? ?4、掛窯皮期間的噴嘴位置

? ? ? ?一般情況下，噴嘴位置應盡量靠前(往外拉)一點(diǎn)，同時(shí)偏料，火焰宜短不宜長(cháng)。這樣高溫區較集中，高溫點(diǎn)靠前，使窯皮由窯前逐漸往窯內推進(jìn)。隨著(zhù)生喂料量的逐漸增加，噴嘴要相應往窯內移動(dòng)。待窯產(chǎn)量增加到正常情況，噴嘴也隨之移到正常生產(chǎn)的位置。掛窯皮期間切忌火焰太長(cháng)，否則高溫區不集中，窯皮掛得遠或前薄后厚，甚至出現前面窯皮尚未掛好，后面已經(jīng)形成結圈等不利情況。

? ? ? ?5、新窯掛窯皮應有三天的操作時(shí)間

? ? ? ?在掛窯皮的過(guò)程中，要求窯皮漸漸增厚，不要過(guò)快，以避免掛上的窯皮松馳，不結實(shí)，影響回轉窯以后的長(cháng)期安全運轉。判斷窯皮是否平整，首先根據筒體溫度掃描，看曲線(xiàn)波動(dòng)是否有峰值出現；其次，根據窯規律曲線(xiàn)，看是否有寬窄的周期性變化；另外，現場(chǎng)在窯頭用看火鏡也可以看出窯皮顏色微白，前后平整，顏色一至，沒(méi)有凸凹和明暗現象，則表明窯皮較平整。

五、如何保護好窯皮

? ? ? ?要想保護好窯皮，應注意以下幾點(diǎn)：

? ? ? ?1.首先要掛好窯皮，掛中有保，保中有掛。

? ? ? ?2.建立和建全窯襯材料的保管和砌磚責任制,提高襯料和砌磚質(zhì)量，各帶窯襯應相應配套。

? ? ? ?3.加強煅燒控制，避免燒大火，燒頂火，嚴禁燒流或出生料，保證熟料顆粒細小均勻。

? ? ? ?4.改進(jìn)噴煤嘴結構，保持完整的火焰形狀、經(jīng)常移動(dòng)噴煤嘴位置，調整高溫區。

? ? ? ?5.嚴防結圈，發(fā)現結圈要及時(shí)處理。

? ? ? ?6.發(fā)現窯皮不好時(shí)及時(shí)采取措施。

? ? ? ?7.加強設備維護，減少停窯次數，避免窯皮因忽冷忽熱而脫落。

? ? ? ?根據物料在煅燒時(shí)所具有的膠粘性能與表面熔融的耐火磚結合在一起的特點(diǎn)來(lái)掛窯皮，注意掛窯皮時(shí)的喂料量、窯速、火焰長(cháng)度以及掛窯皮的時(shí)間等要點(diǎn)，綜合考慮各方面的因素，掛好窯皮可以減少熱量向外散失，提高熱效率，延長(cháng)耐火材料的使用壽命，對回轉窯有十分積極的影響。另外，應加強設備維護，發(fā)現窯皮不好時(shí)及時(shí)采取措施，保護好窯皮。

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