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回轉窯煅燒操作熱工制度對熟料煅燒質量的影響

　　研究表明，優質熟料主要特征是C3S+C2S礦物含量高，堿含量低，礦物晶粒粒徑較細小均勻，發育良好，當生料工藝質量參數和粉磨細度、顆粒粒徑分布、化學成分、有害成分、率值等保持穩定不變的情況下，回轉窯煅燒操作熱工制度和煅燒溫度、升溫速率、峰值溫度、保溫時間、窯速和冷卻速率等就決定了熟料硅酸鹽礦物C3S和C2S的含量和活性，熟料中阿里特晶體尺寸發育大小，主要決定于水泥生料的易燒性和窯的煅燒操作熱工制度的穩定。因此，回轉窯的煅燒操作熱工制度對硅酸鹽水泥熟料煅燒質量產生重要影響，以下結合煤質，火焰形狀和溫度，熟料和煅燒溫度，燒成帶長度，窯型規格，窯速、升溫速率和冷卻速率等對熟料煅燒質量的影響作一初步探討。

　　一、煤質的影響

　　一般回轉窯煅燒用煤質量要求灰分A≤30%，揮發分V在18%～30%，發熱量QDW≥5000kcal/kg，煤粉細度要求控制在8%～15%，實際上，我國當前由于優質煤炭供應緊張且價格較高，許多廠家實際達不到這一要求，由于煤粉燃燒后灰分全部沉落在燒成帶的熟料顆粒表面上，造成熟料顆粒表面富硅化，從而改變熟料表層礦物成分，C3S含量下降，C2S含量上升，從而影響熟料質量，當前相應的對策措施，一是適度調整增加干法窯尾分解爐用煤量和降低窯頭噴煤量，其比例控制在6:4左右，以增加分解爐中煤灰分與灼燒生料的混合程度，降低窯頭煤灰對熟料質量的負面影響；二是采取窯尾分解爐與窯頭喂煤質量分別控制，分解爐喂低熱值煤，窯頭喂高熱值煤，可降低劣質煤對窯頭熟料質量的不利影響。

　　二、火焰形狀和溫度的影響

　　火焰形狀的調節一方面取決于煤粉的熱值、灰分、細度和揮發分的大小，另一方面還取決于一次風的風速和風量大小，即窯頭燃燒器的規格和性能，調整好窯火焰長度也就是調整好燒成帶長度，也即調整控制了熟料在高溫燒成帶停留時間，火焰形狀和長度影響到熟料中C3S礦物的晶粒發育大小和活性。因此，在燒高強優質熟料時，必須調整火焰長度適中，既不拉長火焰使燒成帶溫度降低，也不縮短火焰使高溫部分過于集中，從而燒垮窯皮和耐火磚而不利于窯的安全運轉，回轉窯內火焰形狀粗細必須與窯斷面積相適應，要求比較充滿近料而不觸料，正常形狀保持其縱斷面為正柳葉形狀。

　　當燒灰分高、熱值低的劣質煤時，其一次風風速應適度加大，對于使用多通道噴煤管的窯應增加內、外凈風風速和風量，使其火焰形狀盡量控制不發散而形成正常火焰。

　　干法窯窯頭火焰溫度控制，視窯型大小而異，對于2000t/d以下的窯型一般控制在1650～1850℃之間，對于大型窯如5000t/d以上窯型，火焰溫度控制在1750～1950℃的較高范圍內比較有利，預分解窯內火焰溫度取決于兩部分因素：一是煤粉熱值、灰分和細度，二是取決于二次風溫大小，對于燒劣質煤的廠家提高二次風溫尤其重要。對于易燒性差的生料和含堿高的生料，適當提高火焰溫度，采用高溫燒成有利于熟料質量的提高和堿分的充分揮發可獲得低堿熟料。

　　三、熟料煅燒溫度的影響

　　一般情況下控制熟料煅燒溫度在1300～1450～1300℃可確保熟料質量和燒結，對于當前我國相當部分廠家由于采用雙高配料（高KH、高SM）生產高強熟料，其生料易燒性變差，相應熟料煅燒溫度應適度偏高控制，控制在1300～1500～1300℃左右比較有利。

　　四、燒成帶長度的影響

　　對于雙高（高KH、高SM）熟料配料的廠家，要求控制燒成帶長度比正常情況偏長一些，煅燒溫度高一些，即"高溫長帶"煅燒，有利于熟料燒結和熟料質量的提高，一般控制燒成帶長度在4.5～5.5Di左右為較好。

　　五、窯型規格的影響

　　窯的長徑比對熟料煅燒質量有較大影響，如日產2000噸預分解窯的L/D當前趨向于較短一些設計控制，以設計控制在10～11左右的廠家較多，這樣有利于熟料質量的提高，主要由于低長徑比短窯相應縮短了過渡帶的長度，有利于熟料升溫速率的提高，也縮短了預分解系統入窯灼熱生料的低溫陳化時間，有利于熟料C2S和f-CaO及時溶入熟料液相和C3S的形成和結晶，對優質熟料的形成較為有利。

　　窯的直徑大小也對熟料煅燒質量有一定影響，一般認為大直徑窯比小直徑窯有利于熟料煅燒質量的提高，一方面是因為大窯在配料時采用高SM、高KH配料，SM控制在2.8～3.2，KH控制在0.88～0.92，而大直徑窯窯頭噴入燃煤量大，火焰溫度高，有的甚至高達2000℃以上，仍然可以將以上雙高配料的熟料煅燒充分，質量良好。

　　六、窯速的影響

　　對于短小型預分解窯，由于其長度比大型窯短，窯速應偏低控制較好，如：Φ3×48m、Φ4×43m預分解，窯速控制在3.0～3.2轉/分。對熟料質量比較有利，主要是因為其窯長較短，為確保熟料在短窯內的高溫停留時間，窯速偏低控制較為有利。

　　七、升溫速率和冷卻速率的影響

　　優質熟料形成要求預熱器分解爐氣固換熱效率高，傳熱快，在窯內過渡帶升溫階段要求快速升溫，主要操作要求就是要適度提高窯速、加大灼燒生料翻滾頻次，縮短過渡帶長度，延長燒成帶長度，促進熟料的礦物形成和燒結，燒高強優質熟料要求快燒急冷，窯頭篦冷機操作要求強化一室、二室高壓風風量迅速，強化冷風對高溫熟料的冷卻效果，這樣有利于熟料質量的提高。

　　八、窯氣氛的影響

　　回轉窯內燃煤燃燒過剩空氣系數一般要控制在1.10～1.15左右，以窯尾廢氣中氧濃度控制在2%～3%左右為較好，即保持微氧化氣氛操作，若過剩空氣系數控制過低，二次風不足，易導致還原氣氛產生，窯內出現還原氣氛，會產生CO氣體，且熟料中Fe2O3成分被CO還原成FeO，影響熟料液相成分和黏度，影響熟料燒結，易產生大量黃心熟料，也浪費熱量和燃煤消耗量，從而影響到熟料質量的提高。