4600td回转窑飞砂成因及解决方案

4600t/d回转窑飞砂成因及解决方案九里制造一厂自2008年元月第一条4600t/d生产线投产以来，在短短1年半时间内第二、第三条线又相继建成投产，在生产过程中熟料质量波动较大，窑头飞砂现象严重，熟料中的细粉量较大，此飞砂料的产生不仅影响熟料质量，缩短了窑内耐火砖、喷煤管、窑头罩，三次风管弯头浇注料和窑头大收尘及其管道等设备的使用寿命，而且在处理飞砂料时还对现场环境造成污染。一、飞砂料的形成机理1、所谓飞砂料是回转窑烧成带产生大量细料并飞扬的熟料，这种飞扬的熟料大小一般在1mm以下，在窑内到处飞扬，飞砂料的出现既影响熟料质量，又影响窑的操作，当升重控制在13001350g时，感觉料好烧，用煤少，窑速稳，产质量高，升重提高到1350g以上时，则感觉不好烧，用煤多，升重合格率低，窑速不稳，料发粘，窑况恶化快。2、关于飞砂料的成因，主要是SIO2含量高，Al2O3、Fe2O3含量太低，因而液相出现太慢，导致飞砂；另一方面是火焰热力强度不够，造成煅烧温度不够高，在料层中还存在不飞扬的物料粒，未能结粒，待物料进入冷却带，细料粒才到处飞扬；同时热工制度的不稳定也容易形成飞砂。克服飞砂的办法，若是SiO2太高引起则应降低硅酸率，若是由于煅烧操作中火焰不集中，则应加强火焰的调整，提高烧成温度。还有一种飞砂是由于粘散物所致，这种飞砂产生的措施与液相量少所引起的飞砂在机理上完全不同，因此解决这种飞砂的措施也应该完全有别于液相所产生的飞砂。二、飞砂的形成原因我厂飞砂的形成原因，经分析比较，主要有以下几种原因：、1、原材料（1）物料成分波动大，在生产期间，公司石灰石矿山实行零排放标准，且矿山石灰石大部分被泥土覆盖，开采时进行搭配使用，进预均化堆棚灰石时好时坏，加上灰石破碎粒度不均匀，入库时产生离析现象，造成CaO波动特别大。均化前石灰石质量均化后石灰石质量成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOMax16.532.821.2055.586.16Max17.602.100.6155.021.22Mix0.850.220.0243.520.00Mix0.900.350.0741.640.07S2.460.320.162.280.50S2.020.320.092.110.18均化效果1.08评价均化效果可用进料和出料的标准偏差之比来表达，其比值越大均化效果越好，一般比值在510，从以上数据可以看出我们的均化效果是很差的。（2）辅助原料品种较多，并且采购点多，所含化学成分波动大，特别是煤矸石配料，一定程度上降低了煅烧成本，但煤矸石灰分和所含的微量元素（如硫酸盐矿物）降低了熟料的液相粘度和表面张力，从而产生飞砂。（3）燃煤成分不稳定，我厂多点采购洗煤，发热量、灰分波动大，加上操作中水分、细度控制不好，导致供煤量时高时低与生料混合较差，温度难以控制，产生飞砂料。2、配料不合理我厂在生产过程中熟料部分外销，为提高熟料强度，在配料时采用了高饱和比、高硅率，中铝率的配料方案。 （1）熟料SM过高，也易产生飞砂，SM是表示在煅烧过程中或在烧成带内固相与液相的比例。 J2KS入窑生料J2K出窑熟料 SiO2Al2O3Fe2O3CaOKHSMIMSiO2Al2O3Fe2O3CaOKHSMIM目 标 值3.20.12.250.11.0600.022.600.101.450.100.9200.022.50.11.500.1 113.66 3.06 2.04 44.99 1.025 2.67 1.50 213.96 3.05 2.06 44.80 0.998 2.73 1.48 21.94 5.18 3.28 67.07 0.933 2.59 1.47 313.39 3.05 2.03 45.02 1.047 2.63 1.50 413.24 3.05 2.00 45.18 1.064 2.62 1.52 21.95 5.36 3.37 67.17 0.929 2.51 1.49 513.21 3.04 2.03 45.07 1.063 2.60 1.49 613.42 3.05 2.02 45.08 1.046 2.64 1.50 21.99 5.16 3.27 66.72 0.926 2.60 1.50 713.25 3.03 2.01 45.14 1.062 2.62 1.50 813.34 3.06 2.02 45.08 1.052 2.62 1.51 22.13 5.31 3.35 67.36 0.926 2.55 1.48 从以上数据可以看出，在1450度以上时，融熔物料中的固相为C3S和C2S；SiO2基本上存在于固相中，液相则包括了大部分的AL2O3、Fe2O3，若SM高，液相量就会偏少，就不足以将物料结成大的颗粒，熟料颗粒细小，容易产生飞砂料。（2）IM较低，也易产生飞砂料，IM低时会降低熟料液相的粘度和表面张力，而要使熟料有一定的结粒度，熟料液相应有足够的粘度和表面张力，即提高IM有利于熟料结粒。3、操作上（1）由于原材料成分波动，化验室配比调整幅度大，中控操作预见性不够高，系统稳定性差，主要表现在：第一，头煤使用波动大，煤灰参入量时大时小，加上计量的不准确，也是产生飞砂料的原因之一；第二，下料量的波动，公司采用冲板流量计下料，导致入窑生料量波动较大，也会形成飞砂料。（2）篦冷机操作不稳定，因配料和煅烧出窑熟料发粘现象严重，导致篦冷机堆雪人频繁，料层极易被吹穿，篦冷机飞砂扬尘大影响二次风温和窑内热力强度，也会导致飞砂料的出现。（3）操作中风、煤、料、窑速匹配不合理，烧成温度狭窄（以升重为基准），控制不住，易烧粘，由于物料不易滚翻，感到料层比正常厚，物料受热不均匀。一台磨机3#入窑项目KHSMIMKHSMIM目标值0.930.022.750.11.500.11.030.022.600.101.550.1010.952 2.71 1.45 1.059 2.46 1.57 20.972 2.65 1.49 0.984 2.60 1.52 30.981 2.72 1.45 1.033 2.58 1.50 标准偏差0.056 0.104 0.049 0.044 0.062 0.060 均化系数1.22（4）生料均化较差，生产线以两台生料磨配置，生产产量较高，一台与两台运转时和回灰的参入量不同，导致入窑成分波动，也会导致飞砂料的出现。 3#磨4#磨入窑项目KHSMIMKHSMIMKHSMIM目标值0.970.022.650.11.500.10.9700.022.650.11.500.11.030.022.600.101.550.1010.916 2.70 1.43 0.932 2.77 1.50 0.979 2.62 1.43 20.956 2.71 1.49 0.990 2.67 1.53 0.978 2.61 1.48 30.979 2.71 1.47 1.034 2.60 1.64 1.007 2.62 1.49 标准偏差0.062 0.072 0.082 0.047 0.069 0.066 0.036 0.048 0.035 均化系数1.7从以上数据可以看出，我们开一台磨机时入窑KH标准偏差增大，均化效果很差；4、工艺调整分析（1）原料中存在较多反应活性较差的粗颗粒石英，生料易烧性差，火焰调节采用短火焰顶火煅烧，为保证熟料质量提高窑内热力强度，导致窑内还原气氛重，并出现飞砂，出窑熟料结粒不均齐。（2）由于火焰粗、短、散，煤粉燃烧不完全，部分未完全燃烧甚至未燃烧的煤粉进入冷却机，由于出窑熟料结粒不均齐，不完全燃烧的煤粉颗粒，细颗粒“飞砂”和结粒大的熟料颗粒或窑皮发生离析后堆积在阶梯篦板上，煤粉发生二次燃烧，熟料温度再次上升，颗粒表面维持较高的温度，而使堆积的细颗粒熟料发生二次结粒而产生堆雪人。（3）由于黑火头短，升重低，游离氧化钙低，当升重控制在13001350g时，感觉料好烧，用煤少，窑速稳，产质量高，升重提高到1350g以上时，则感觉不好烧，用煤多，升重合格率低，窑速不稳，料发粘，窑内结圈和掉窑皮比较频繁。（4）喷煤管向里送，“飞砂”料更重，煤管拉出，情况好些，这主要是熟料冷却时间和冷却带长短不同所致。飞砂料不易挂窑皮和长前圈，但易长后圈，结圈速度快，34h就长起来了。三、解决方案1.加强原、燃材料质量控制 加强对进厂原材料成份控制，增加化验频次，对不同矿点的同一种物料按化验室检验结果搭配入原料配料库；加强控制以后，出磨生料质量合格率提高到60%以上，入窑生料合格率也提高到 80%以上； 减少原煤供应矿点，尽量减少进厂原煤质量的波动。同时，将出磨煤粉细度控制在 R 80mm6%,水份控制在 1.5%以内, 以加快煤粉燃烧,提高火焰热力强度。 2.稳定入窑生料喂料量 加强中控操作，通过一段时间的操作摸索，对生料仓进料阀门的开度大小进一步分析总结，调整的幅度较小，仓位波动较小，喂料量波动情况有了较大改善， 3.优化操作及配料方案 （1）对配料方案进行调整，降低SiO2含量，提高IM，控制出窑熟料KH=0.900.01，SM=2.500.05，IM=1.600.1，Al2O3 =5.30.1，Fe2O3=3.50.1；J2KS入窑生料J2K出窑熟料 SiO2Al2O3Fe2O3CaOKHSMIMSiO2Al2O3Fe2O3CaOKHSMIM目 标 值3.20.12.250.11.0300.022.600.101.450.100.9100.022.50.11.600.11 14.03 3.07 2.15 43.49 0.958 2.68 1.42 222.49 5.28 3.50 66.11 0.892 2.60 1.50 312.95 3.20 1.95 43.88 1.045 2.51 1.64 422.01 5.21 3.35 66.49 0.920 2.60 1.55 512.55 3.12 1.93 43.97 1.085 2.48 1.61 621.84 5.22 3.30 66.69 0.930