飞砂料产生的原因及操作调整

1、.所谓飞砂料是回转窑烧成带产生大量细粒并飞扬的熟料。这种飞砂料的大小一般在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。飞砂产生与否主要取决于熟料液相量和液相性质(主要是表面张力)。飞砂有两类:一类是熟料液相量太少而产生；另一类是粘散料，由于液相表面张力太小所致。 （1）飞砂料产生的原因 (1）液相量不足 ,产生飞砂主要是液相量太少的缘故。物料在烧成带停留的时间很短，预分解窑约1015min，湿法窑最长也不过2530min。若没有液相，C2S和CaO粒子通过固相反应长大至1mm以上是十分困难的。其结果是，这些细粒子随窑内气体悬浮并被气体带走，即所谓飞砂。液相量太大，

2、熟料易结大块，这是众所周知的事实。反过来说，液相量少则熟料结粒小，液相量太少则熟料结粒太小，则产生飞砂。铝率太高，液相量随温度提高而增加的速度太慢，也易产生飞砂。还原气氛使Fe2O3变成FeO，也使液相量减少，从而产生飞砂。图1为Fe2O3还原成FeO对液相量的影响。在还原气氛下，液相量减少。 熟料矿物组成:C3S 70%，C2S 15%，C2F 15% 2）过渡带过长造成飞砂料 带预热器的回转窑长径比在16114l之间，入窑生料的碳酸盐分解率约3040，回转窑内有一半长是碳酸盐分解带，过渡带不长，物料由900升至1250的时间约56min，所生成的中间相贝利特和游离石灰还没有太多的时间进行再

3、结晶，由于碳酸盐分解所产生的表面活性和晶格缺陷也得以保存，这些都有利于形成均匀的结粒和加速阿利特的形成。若生料入窑分解率提得过高，与窑的长径比不适应，回转窑内的碳酸盐分解带缩短了，而烧成带受火焰形状限制不可能随意拉长，结果是扩大了过渡带，物料在9001250的温度段内停留时间过长，在这个温度下物料的扩散速度很快，又不可能形成阿利特相，势必造成贝利特和游离石灰的再结晶，形成粗大的结构，降低了表面活性和晶格缺陷活性。当物料到达烧成带时，再结晶的贝利特和游离石灰溶解速度变慢，使得液相量减少，难以将物料粘结成大颗粒，从而产生大量的粉料，即飞砂料。 3）配料不当，硅酸率过高硅酸率过高也是产生飞砂料的根源

4、，硅酸率表示了在低烧过程中或在煅烧带内固相与液相的比例。1400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，液相则包括了全部Al2O3和Fe2O3。如硅酸率过高，液相量偏少，不足以将物料结成大的颗粒，容易产生飞砂料。4）硫酸盐饱和度过高降低了液相粘度和液相表面张力熟料中硫和碱含量应有一定的比例，通常称为硫碱比或硫酸盐饱和度。若原料和燃料带入的硫量较高，原料中的碱含量又偏低，窑系统内SO2循环也比较高，就会造成熟料中硫酸盐饱和度过高，SO3相对过剩易产生大量飞砂料。国外文献曾介绍过，同样化学成分和碱含量的熟料，当硫酸盐饱和度由67提高到140时，0lmm的熟料颗粒含量由约

5、10上升到超过40，熟料中硫酸钾(K2SO4)含量由1.4上升到2.3，还有约0.4的过剩SO3，如图2所示。若碱以氧化物形态存在会进入熟料矿物晶格内，并能提高液相粘度，降低液相中离子的活动能力，增大阿利特的形成难度。若碱以硫酸碱的形态存在，液相中再有MgO，则液相粘度会随硫酸碱增加成比例下降，如图3所示。图2中的试验相当于硫酸碱含量由1.4提高到2.3，还有0.4SO3过剩，这时液相粘度由1.5泊(0.15Nsm2)降至1.3泊(0.13NS/m2)。增加液相量和降低液相粘度固然有利于煅烧，但硫酸碱又降低了液相的表面张力，其结果虽然是改善了熟料颗粒的可浸润性，却降低了颗粒之间的粘着力。粘度和

6、表面张力的降低，使熟料颗粒结构疏松，物料在窑内滚动时难以形成较大颗粒，或形成了也会由于多次滚动而散开，产生大量细粉料。从国外文献报道中得知，表面张力减小0.1Nm，会使熟料颗粒缩小约10mm。在图2中当硫酸碱含量由1.4上升到2.3时，表面张力减小0.05Nm，熟料平均粒径由6mm减小到1.5mm，减小4.5mm。所以过高的硫酸盐饱和度或过高的硫酸碱含量，便会在窑中产生过多的熟料细粉料，另外还增大了SO2排放量，易结皮和结圈，熟料中碱含量增大，快凝，需水量大，对水泥的可贮存性、和易性和强度都有不利影响。窑内硫的循环量高，也易造成周期性的飞砂料。水泥厂应该重视原料尤其是燃料带入的硫量，控制硫酸盐

7、饱和度在4070之间，这是获得适当的熟料结粒所不可缺少的措施。此外，还有欠烧、火焰形状不当、窑热工制度不稳定、短焰急烧、物料特性波动大、难烧的SiO2含量高等也易产生飞砂料。 （2）避免飞砂料的措施 (1）配料方案必须与煅烧温度相适应 液相量太少和液相量的大量出现太迟是飞砂的主要原因，因此保持适当的液相量是避免飞砂的主要措施。由于液相量与熟料的化学成分和煅烧温度有关，合理的配料方案和合适的煅烧温度是十分必要的。从配料方案来看，反映液相量的率值主要是硅酸率，而液相量随温度而增加的速度与铝率有关。硅酸率太高则液相量太少，铝率太高则液相随温度提高增加速度慢，即液相大量出现的时间迟。煅烧温度高，则液相

8、量增大，反之降低煅烧温度则液相量减少。因此配料方案必须与熟料煅烧温度相适应。如果熟料煅烧温度高，则硅酸率可高些，铝率也可高些；反之则不能。例如，国内大型预分解窑熟料硅酸率一般都在2.5以上，但对某些小型旋风预热器窑，2.5的硅酸率可能偏高。某一600t/d的五级旋风预热器窑所用的燃煤与某大型预分解窑的相同，当硅酸率为2.5时，飞砂严重，后来将硅酸率降低至2.3左右，熟料煅烧正常，强度达64MPa，产量也达到设计指标。在这里要指出两个问题，一是不同窑型煅烧温度可能不同。一般说来，大型预分解窑内煅烧温度高，旋风预热器窑煅烧温度比预分解窑低，但比湿法窑或干法中空窑的高些。因此，配料方案必须根据窑型和

9、窑径大小而异。其次，煅烧温度与火焰温度和火焰形状有关。而影响火焰温度的主要因素有煤粉的质量(发热量、水分和细度)以及一、二次风温，特别是二次风温的高低以及一、二次风的比例。一般说来，煤的发热量高，煤粉的细度细，水分少，二次风温高且用量大，则火焰温度高。就相同质量的煤粉而言，使用三通道喷煤管由于一次风比例小，二次风比例大，火焰粗短，其火焰温度比单通道喷煤管的火焰温度高。另外，由于结构的原因，三通道喷煤管使煤粉的燃烧状况比单通道喷煤管要好，火焰粗短。此外用篦冷机冷却熟料时二次风温比单筒和多筒冷却机的高。还有一点，就是考虑硅酸率时，必须考虑一些微组分如MgO、R2O和SO3的影响，因为这些微组分都会

10、在烧成过程中以液相出现，增加液相量并影响液相粘度以及液相表面张力。 2）避免用高碱高镁原料和高硫燃煤 ,降低熟料中碱和硫的含量必须避免用高碱的原料和高硫的燃料。一般说来，碱主要来自粘土质原料，也有一些是来自石灰石，因此在选择原料和燃煤时应严格控制碱和硫的含量。MgO不仅可增加液相量，降低液相粘度，还可降低液相表面张力。因此，若MgO含量太高，加上一定数量的K2O、Na2O和SO3，也可产生粘散料，形成飞砂。某厂熟料R2O为1.0%，MgO为4.4%时，窑内飞砂严重。但适当控制R2O和MgO含量，提高窑速，提高煤的细度，飞砂现象得到改善。如果限于原材料条件，非用高碱高镁原料和高硫燃煤不可，那么应考虑这些微组分的影响，在配料方案上适当降低饱和比、提高硅酸率；在操作上避免用粗短的高温火焰，而采用较长的低温火焰。 3）减少窑灰入窑量 ,窑灰含碱量一般比生料的高，因此窑灰的入窑量应慎重考虑。特别是碱含量高的原料，其窑灰碱含量更高，应减少其窑灰入窑量，避免由于碱含量太高而引起粘散料类型的飞砂。对碱含量较低的窑灰，也应