1、第十節(jié) 回轉(zhuǎn)窯飛砂料形成機(jī)理和解決辦法 飛砂料是新型干法窯尤其預(yù)分解窯經(jīng)常出現(xiàn)的問題，產(chǎn)生的原因很多，其形成的一般機(jī)理和解決措施如下：（1）過渡帶過長造成飛砂料 帶預(yù)熱器的回轉(zhuǎn)窯長徑比在16114l之間，入窯生料的碳酸鹽分解率約3040，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)有一半長是碳酸鹽分解帶，過渡帶不長，物料由900升至 1250的時間約56min，所生成的中間相貝利特和游離石灰還沒有太多的時間進(jìn)行再結(jié)晶，由于碳酸鹽分解所產(chǎn)生的表面活性和晶格缺陷也得以保存，這些都有利于形成均勻的結(jié)粒和加速阿利特的形成。 若生料入窯分解率提得過高，與窯的長徑比不適應(yīng)，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的碳酸鹽分解帶縮短了，而燒成帶受火焰形狀限制不可能隨意拉長，

2、結(jié)果是擴(kuò)大了過渡帶，物料在9001250的溫度段內(nèi)停留時間過長，在這個溫度下物料的擴(kuò)散速度很 快，又不可能形成阿利特相，勢必造成貝利特和游離石灰的再結(jié)晶，形成粗大的結(jié)構(gòu)，降低了表面活性和晶格缺陷活性。當(dāng)物料到達(dá)燒成帶時，再結(jié)晶的貝利特和游離石灰溶解速度變慢，使得液相量減少，難以將物料粘結(jié)成大顆粒，從而產(chǎn)生大量的粉料，即飛砂料。 這種再結(jié)晶的貝利特和游離石灰很難燒成，需要較高的煅燒溫度和停留時間，形成的熟料巖相結(jié)構(gòu)粗糙，晶格尺寸較大，或有晶邊，少量大孔。 這種熟料易磨性不好。所以對已建成的帶預(yù)熱器的干法窯，應(yīng)根據(jù)窯的長徑比，生料的易燒性控制適當(dāng)?shù)娜敫G生料分解率，適當(dāng)提高燒成帶溫度和燒成帶長度，加

3、快物料在過渡帶的升溫速度，以減少飛砂料。（2 2）配料不當(dāng)或率值波動，硅率過高生料配料不當(dāng)或率值波動，造成硅率過高也是產(chǎn)生飛砂料的根源，硅率表示了在低燒過程中或在煅燒帶內(nèi)固相與液相的比例。1400以上時融熔物料中的固相為C3S和C2S，SiO2基本上存在于固相中，液相則包括了全部Al2O3和Fe2O3。如硅率過高，液相量偏少，不足以將物料結(jié)成大的顆粒，容易產(chǎn)生飛砂料。我國水泥熟料的硅率普遍偏低，除幾臺大 型預(yù)分解窯的熟料硅率接近2.7外，一般都在2.5以下，還不致造成過大影響。但我國一些水泥廠比較重視降低熟料液相粘度借此提高易燒性，忽視了液相表面張力和結(jié)粒問題。 要使熟料有一定的結(jié)粒度，熟料液

4、相應(yīng)有足夠的粘度和表面張力才能結(jié)成較好的顆粒，Al2O3有利于提高液相粘度和表面張力，尤其在硅酸率較高的情況下更宜提高鋁氧率，以保持有較好的熟料結(jié)粒度。 （3）液相粘度和表面張力太低 熟料中硫和堿含量應(yīng)有一定的比例，通常稱為硫堿比或硫酸鹽飽和度。若原料和燃料帶入的硫量較高，原料中的堿含量又偏低，窯系統(tǒng)內(nèi)SO2循環(huán)也比較高，就會造成熟料中硫酸鹽飽和度過高，SO3相對過剩易產(chǎn)生大量飛砂料。國外文獻(xiàn)曾介紹過，同樣化學(xué)成分和堿含量的熟料，當(dāng)硫酸鹽飽和度由67提高到140時，0lmm的熟料顆粒含量 由約10上升到超過40。熟料中硫酸鉀(K2SO4)含量由1.4上升到2.3，還有約0.4的過剩SO3，如圖

5、1所示。若堿以氧化物形態(tài)存在會進(jìn)入熟料礦物晶格內(nèi)，并能提高液相粘度，降低液相中離子的活動能力，增大阿利特的形成難度。若堿以硫酸堿的形態(tài)存在，液相中再有MgO，則液相粘度會隨硫酸堿增加成比例下降，如圖2所示。圖1不同硫酸鹽飽和度下的熟料顆粒分布 圖21450時外加劑對液相粘度的改變情況 圖1中的試驗相當(dāng)于硫酸堿含量由1.4提高到2.3，還有0.4SO3過剩，這時液相粘度由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燒，但硫酸堿又降低了液相的表面張力，其結(jié)果雖然是改善了熟料顆粒的可浸潤性，卻降低了顆粒之間的粘著力。粘度和表面張力的降低，使熟料

6、顆粒結(jié)構(gòu)疏松，物料在窯內(nèi)滾動時難以形成較大顆粒，或形成了也會由于多次滾動而散開，產(chǎn)生大量細(xì)粉料。從國外文獻(xiàn)報道中得知，表面張力減小0.1Nm，會使熟料顆?？s小約10mm。在圖1中當(dāng)硫酸堿含量由1.4上升到2.3時，表面張力減小0.05Nm，熟料平均粒徑由6mm減小到1.5mm，減小4.5mm。所以過高的硫酸鹽飽和度或過高的硫酸堿含量，便會在窯中產(chǎn)生過多的熟料細(xì)粉料，另外還增大了SO2排放量，易結(jié)皮和結(jié)圈，熟料中堿含量增大，快凝，需水量大，對水泥的可貯存性、和易性和強(qiáng)度都有不利影響。窯內(nèi)硫的循環(huán)量高，也易造成周期性的飛砂料。水泥廠應(yīng)該重視原料尤其是燃料帶入的硫量，控制硫酸鹽飽和度在4070之間，這是獲得適當(dāng)?shù)氖炝辖Y(jié)粒所不可缺少的措施。使用校正原料，適當(dāng)提高生料中的Al2O3的含量，同時適當(dāng)降低Fe2O3的含量，提高鋁率，可提高液相粘度，增大結(jié)粒尺寸，顯著減少飛砂料。（4）其他原因此外，欠燒、火焰形狀不當(dāng)、窯熱工制度不穩(wěn)定、短焰急燒、物料特性波動大、難燒的SiO2含量高等也易產(chǎn)生飛砂料。推進(jìn)噴煤管，拉長火焰，增加燒成帶長度，降低燒成帶溫度，改變“短焰急燒”的狀況，該方法可使得飛砂料變成正常結(jié)粒的熟料，是解決飛砂料問題的有效方法，但該方法因影響操作只能臨時使用。研究室總機(jī)87678388技術(shù)推廣部：