回转窑飞砂料形成机理及处理办法

1、第十节 回转窑飞砂料形成机理 和解决办法 飞砂料是新型干法窑尤其预分解窑经 常出现的问题，产生的原因很多，其形 成的一般机理和解决措施如下： （1）过渡带过长造成飞砂料 带预热器的回转窑长径比在16114 l之间，入窑生料的碳酸盐分解率约30 40，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

2、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。 这种再结晶的贝利特和游离石灰很难烧成， 需要较高的煅烧温度和停留时间，形成的 熟料岩相结构粗糙，晶格尺寸较大，或有 晶边，少量大孔。 这种熟料易磨性不好。所以对已建 成的带预热器的干法窑，应根据窑 的长径比，生料的易烧性控制

3、适当 的入窑生料分解率，适当提高烧成 带温度和烧成带长度，加快物料在 过渡带的升温速度，以减少飞砂料。 （2 2）配料不当或率值波动，硅率过高 生料配料不当或率值波动，造成硅率过高 也是产生飞砂料的根源，硅率表示了在低 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。 我国水泥熟料的硅率普遍偏低，除几台大 型预分解窑的熟料硅率接近2.7外，一般 都在2.5以下，还不致造成过大影响。但 我国一些水泥厂比较重视降低熟料

4、液相 粘度借此提高易烧性，忽视了液相表面 张力和结粒问题。 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才能结成较好 的颗粒，Al2O3有利于提高液相粘度和表 面张力，尤其在硅酸率较高的情况下更 宜提高铝氧率，以保持有较好的熟料结 粒度。 （3）液相粘度和表面张力太低 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

5、颗粒含量 由约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1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2所示。 图1不同硫酸盐饱和度下的熟料颗粒分布 图21450时外加剂对液相粘度的改变情况 图1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

6、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1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

7、，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，控制硫酸盐饱和度在40 70之间，这是获得适当的熟料结 粒所不可缺少的措施。 使用校正原料，适当提高生料中的Al2O3 的含量，同时适当降低Fe2O3的含量，提 高铝率，可提高液相粘度，增大结粒尺 寸，显著减少飞砂料。 （4）其他原因 此外，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。 推进喷煤管，拉长火焰，增加烧成带长 度，降低烧成带温度，改变“短焰急烧” 的状况，该方法可使得飞砂料变成正常 结粒的熟料，是解决飞砂料问题的有效 方法，但该方法因影响操作只能临时使 用。 研究室总机87678388 技术推广部