大直徑機立窯綜合改造技術 鹽城工學院 劉平成 一、立窯煅燒特點與熟料質量 對大直徑機立窯的影響 二、大直徑機立窯擴徑改造技術要求及技術措施 三、改造廠家舉例及效果分析四、結論 隨著立窯企業(yè)向現(xiàn)代立窯發(fā)展，立窯規(guī)格趨向大型化。機立窯規(guī)格由過去的 步向 規(guī)格發(fā)展。在研究大直徑機立窯窯型時，必須采取系統(tǒng)研究大直徑立窯技術要求及技術措施。 一 、立窯煅燒特點與熟料質量對大直徑機立窯的影響 與冷空氣逆向而行，隨著料球向下移動，向上流動的空氣與生料燃燒反應、氧氣濃度逐漸降低，而高溫帶生料中 02分壓隨溫度升高而增加，使氧氣濃度較難擴散至料球中心，致使料球中心燃料的燃燒比較困難。 料已接近燃燒完畢，而立窯上部揮發(fā)物的燃燒， 的燃燒又發(fā)生在缺氧條件下，使化學不完全燃燒相對比較嚴重。 常窯邊部通風較中部為好，使窯中部燃燒也處于缺氧狀態(tài)下。由此可知，立窯內燃料的燃燒是在料球內部中心缺氧，窯上部缺氧和窯中心部分缺氧的條件下進行的。 漏斗型 ” 效應的影響。立窯類似于一個垂直下料筒，在筒內物料下移的過程中始終存在中部物料下移速度快于邊部物料下移速度，這中、邊部速度差直接影響機立窯煅燒帶底火層的形狀。 此，料球間孔隙的空氣阻力遠較料球與窯邊壁產生的阻力為大（即邊壁效應），且煅燒過程中，料球會產生干燥與燒結收縮，從而易造成邊風過剩和各種通風不均，窯中心因缺氧易產生還原氣氛，但 料中至金屬 及料球易粘結成大塊，進一步加劇窯中部通風不良。 綜上所說立窯成球不良和立窯直徑的加大會進一步加劇上述這些過程，從而使窯的整個橫截面各部分溫度分布不均勻性隨立窯直徑加大而增加，導致了熟料質量下降。這是立窯煅燒本身的弱點，也是大直徑機立窯擴徑改造必須引起重視的一點。 二、大直徑機立窯擴徑改造技術要求及技術措施 除搞好原燃材料的預均化外，要降低生料細度，特別是 提高生料的分散度，利于加速固相反應和熟料的形成，降低 加強化驗室對生料 保生料成分的均勻、穩(wěn)定，為立窯的煅燒打下基礎。 證生料易燒 根據(jù)本廠的原材料特性、工藝條件、操作水平等摸索出符合大規(guī)格立窯的煅燒特點的配料方案，達到即好燒，產、質量也高的目的，下面三種配料方案可供參考。 （ 1） 高硅低鐵方案 N： P： 2） 高飽和方案： N： P： 3）三高方案 N： P： 上三種方案已被許多立窯廠所采用，為適應水泥新標準的需要，各廠可根據(jù)本廠具體情況選用。 高成球質量 改進老式的預加水成球系統(tǒng)，建立適應生產需要，略有富余量，且具有溢流功能的料倉，使進入雙軸攪拌機的物料流均衡、穩(wěn)定，同時喂料計量設備的選用、攪拌機葉片的改進、噴水裝置的設置、成球盤技術參數(shù)的調整等都要為大規(guī)格立窯的煅燒提供粒徑適宜，成球均勻的高質量的料球，存而提高水泥熟料的產品質量，（ 1）煙囪，窯罩的改進 由于立窯產量的提高，廢氣量也隨之增大，立窯煙囪直徑及窯罩高度也應相應增大，建議機立窯煙囪直徑（雙） d3 （ 窯罩高度 h/ 例，機立窯煙囪直徑（雙）窯罩高度 （ 2） 布料器的改進 老式蝸輪蝸桿布料器因故障率較高，布料不均勻，積料料垢嚴重等應予以淘汰?；剞D支撐中心布料器，由于采用回轉支撐，大、小傘齒輪傳動，因此故障率低，幾乎無故障，而且布料均勻性好，積料料垢少，減輕工人勞動強度，該新型布料器已在全國300多家水泥廠推廣使用。 （ 3）喇叭口角度確定 為減小邊風，提高中風，窯型采用二級倒臺階結構，見圖 1。喇叭口設計應根據(jù)機立窯的收塵方式來確定。一般采用大布袋或電收塵，采用淺暗火操作，喇叭口深度 5=。采用水收塵或沉降室，操作方法采用暗火或深暗火操作，喇叭口深度 =。 圖 1 機立窯擴徑改造示意圖 1. 耐 火 磚 2. 保 溫 材 料 4。 雙曲面組合盤塔 5。 擴徑外顎板 6。 內筒體 （ 4 ） 內 襯 尺 寸 的 設 計 內襯尺寸的設計很重要 ， 設計不當 ， 易造成立窯不正常情況的發(fā)生 。 為避免倒臺階處風的紊流對底火的影響 ， 否則容易引起二肋處呲火 、 風眼 、 風洞的產生 ， 建議 建議 00 （ 5 ） 窯體保溫 大規(guī)格直徑機立窯 ， 尤其要重視窯體保溫措施 ， 窯體保溫直接影響機立窯產 、 質量 ， 由于窯體保溫不好 ， 配煤增加 ， 中部熱量過剩 ，造成中部煅燒帶延長 ， 底火下移 ，影響機立窯煅燒 ， 產量降低；而且由于中部通風不良 ， 還原氣氛嚴重 ，造成 2料質量下降 。 采用節(jié)能型窯襯以后 ， 邊部散熱減少 ， 減少了中邊部溫差 ， 底火不拉深 ，中風加強 ， 煅燒速度加快 ， 產品質量提高 。 窯體保溫不宜用外保溫法 ， 應采用內保溫法 。 在窯體內采用絕熱保溫效果好的新型保溫材料和澆注料 。 窯體保溫后 ， 應使煅燒帶筒體表面溫度與環(huán)境溫度差小于 10 。 采用新型保溫技術后 ，一般機立窯可節(jié)煤 10 以年產量 10萬噸熟料計 ， 年節(jié)煤近 60萬元 。 （ 6） 采用壓邊風 ， 提中風的導風鐵磚 立窯邊風大的主要來源是從顎口部分上來的邊風和塔篦中出來的邊風匯聚而成 。 從卸料部分起邊風就過大 ， 從而形成立窯邊風大 、 中風小的工況 。 要想減小立窯邊風 ， 必須從源頭抓起 。 因此 ，在卸料部分設計多層導風鐵磚 ， 使窯邊風向上運動時受到導風鐵磚作用 ， 產生折流 ， 向中部相對集中 ， 這樣就大大減少邊風 ， 增強中風 。 （ 7 ） 選用新型窯體卸料結構 因為塔式結構不僅增加卸料部分高度 ， 縮短窯的有效高度；而且隨著窯徑擴大 ， 塔式窯中 、邊部卸料能力不均勻性越大 ， 造成中部卸料速度遠遠大于邊部卸料速度 ， 必然造成底火拉深 ，中風不足 ， 即使是塔式窯結構 ， 千萬不要采用高塔篦 ， 應選擇卸料均勻性好的雙曲面可換齒高效節(jié)能塔篦 （ 見圖 2） 。 卸料均勻性好的雙曲面可換齒高效節(jié)能盤塔結構 (見圖 3)。 雙曲面可換齒高效節(jié)能塔篦主要性能特點： 碎能力大，卸料能力強； 火平穩(wěn)； 風阻力小，通風均勻性好 。 圖 2 雙曲面可換齒高效節(jié)能塔篦 該盤塔主要性能特點： 盤體采用曲面結構設計 ， 兜風效果大大提高 ， 氣流阻力減小 ，中心通風加大 ， 上風速度加快且通風均勻性好； 中 、邊部物料下移速度落差減小 ， 穩(wěn)定底火； 爪齒 、 顎板使用壽命長 ， 且更換方便； 5 煤耗降低 ， 熟料強度提高 。 圖 3 雙曲面可換齒高效節(jié)能盤塔 采用以上卸料結構不僅破碎卸料能力大，而且卸料均勻性好，底火平淺，不拉深，落料平衡，中風強，窯面不正常情況少，工人好操作，產量高、質量好。 （ 8） 立窯供風量不應小于300m3/風機可采用羅茨風機，亦可采用節(jié)能型高壓離心風機，不論是采用羅茨風機或高壓離心風機，應盡量用變頻器調節(jié)風量，這樣有利于機立窯操作和煅燒。 5、擴徑后的大規(guī)格機立窯煅燒操作要點： 大規(guī)格直徑機立窯擴徑后，隨著窯徑的加大，加大了窯的邊壁效應（即邊風過剩），減弱了中心通風，從而影響熟料的產、質量，所以要采用小料球煅燒技術。 （ 1）由于料球的煅燒是由表及里的過程，料球越小，燒透率越高，燒透時間也越短，爆球率也低，減弱了窯內通風阻力，利于提高產量，還可降低鼓風機電流。 （ 2） 針對大規(guī)格窯邊風過大，中部通風不良的特點，在操作中除保持足夠的濕料層外，要用小料球靜態(tài)阻力大的特性，壓邊部，制邊風，使邊風折向中間，加強了中心通風；另據(jù)動量沖量規(guī)律，煅燒操作中控制 “ V” 型窯面，使壓邊部的大球順 “ V” 型斜面滾向中心，中心空隙率增大，中心通風良好，壓邊部的小料球受到熱收縮滾至二、三肋處，加強了二、三肋的通風，因此不會造成通風不良和還原氣氛的出現(xiàn)，保證大規(guī)格窯的熟料產、質量。 三、改造廠家舉例及效果分析 浙江蘭溪三原水泥廠有一臺株洲水機廠生產的 11 112001年 3 11m，改造前后情況一覽表，見表 1。 蘭溪三原水泥廠 11 見表 1 產量 t/熟料抗壓強度 M a l / k 型改造前 改造后 改造前 改造后 改造前 改造后株洲窯 1 2 . 6 1 5 . 8 5 2 . 3 5 3 . 4 1023 890朝重窯 1 2 . 3 1 5 . 2 5 1 . 8 5 2 . 8 1049 900山東費縣水泥廠有三臺 11 11m，改造前后情況一覽表，見表 2 產量 t/熟料抗壓強度 M a l / k 型改造前 改造后 改造前 改造后 改造前 改造后山東建機窯1 1 . 2 1 5 . 6 5 1 . 7 5 2 . 8 1060 860江蘇鎮(zhèn)江金山水泥廠原有一臺 102001年 12月技改 11m，具體情況一覽表見表 3 窯 型 產量 t/熟料抗壓強度 M a l / k 11m 1 1 . 2 1 5 . 6 5 1 . 7 5 2 . 8 1060 860四、結論 大直徑機立窯擴徑改造技術完全成熟、可靠，產量一般提高幅度在 20上，熟料強度不受影響，若采用窯體保溫技術，熱耗可降低 10南京立窯水泥技術研究所已成功為全國300多家水泥廠進行了 改 立窯大直徑擴徑改造，效果都非常明顯。例：鎮(zhèn)江長江水泥廠、鎮(zhèn)江金山水泥廠、南京龍?zhí)端鄰S、徐州礦務局水泥廠、浙江蘭溪三原水泥廠、浙江蘭溪六洞山水泥廠、浙江立馬集團、廣州石井水泥廠、廣東羅浮山水泥廠、廣東增城建城水泥廠、河北唐山