飛砂料的形成原因及預防措施

2021-08-17 23:28:33 字數 2889 閱讀 3798

5000 t/d熟料預分解窯在正常的生產過程中,或多或少的都存在一定的飛砂,飛砂料的出現,既影響熟料質量,又影響窯的操作,並大大縮短了窯內的耐火磚、噴煤管、窯頭罩、三次風管澆注料和窯頭電除塵及其進口風管等裝置的使用壽命,現就對飛砂料的形成原因及預防措施談談我個人的看法。

一、飛砂料形成的機理:

飛砂料的形成主要是sio2含量太高、al2o3和fe2o3含量太低,因而液相出現太慢、液相量太少,熟料難以結粒,導致飛砂;另一原因是火焰太長,煅燒溫度不夠高,在料層中還存在大量飛揚不出的料粒未能結粒,待物料進入冷卻帶,細料粒才到處飛揚;還有一種原因是由於粘散料引起,而粘散料的產生則是由於高溫液相的表面張力太小所致。要使熟料有一定的結粒度,熟料液相應有足夠的表面張力才能結成較好的顆粒。表面張力太小形成的飛砂實際上是一種粘散料,這種飛砂的產生與液相量少所引起的飛砂在機理上完全不同。

因此,解決這種飛砂的措施也應該完全有別於液相量少所產生的飛砂。

二、飛砂料形成的原因:

1、原材料的品質和生料成分的穩定性,當所用石灰石越純,晶體越大,結晶越完整且有規則,其煅燒結粒性越差,所需熱耗越高。在相同的生產工藝條件下,其生產的熟料f-cao量較高,熟料強度低,並會產生大量飛砂料。而當石灰石中含有一定的泥質成分,純度較低,成非晶體狀或細泥晶狀時,往往結粒性較好,能夠燒出質量較高的熟料且不易產生飛砂料。

下山石灰石品質波動大時,就會導致預配料效果差,立磨操作困難;如生料庫均化效果不理想,入窯的生料成分波動大,繼而引起窯系統熱工狀況不穩,易產生飛砂料。

2、燃料中的硫含量影響。硫鹼比過高易產生飛砂料。熟料中硫和鹼含量應有一定的比例,通常稱為硫鹼比。

熟料的硫鹼比=w(so3) /[w(k2o)+1/2w(na2o)]。若燃料帶入的硫量比較高,原料中帶入的鹼量偏低,窯系統內硫的迴圈富集,就會造成熟料中硫鹼比過高。硫鹼比過高會增加液相量、降低液相粘度和表面張力,結果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,會使熟料顆粒結構疏鬆,物料在窯內滾動時難以形成較大顆粒,或形成後也會由於多次滾動而散開,產生大量細粉。

3、 sm太高。熟料sm過高也易產生飛砂料。sm是表示在煅燒過程中或在燒成帶內固相與液相的比例。

在1400 ℃以上時,熔融物料中的固相為c3s和c2s,si02基本上存在於固相中,液相則包括了全部的al2o3和fe2o3。若sm過高,液相量就會偏少,就不足以將物料結成大的顆粒,熟料顆粒細小,容易產生飛砂料。

4、 im較低,也易產生飛砂料。im低時會降低熟料液相的粘度和表面張力,而要使熟料有一定的結粒度,熟料液相應有足夠的粘度和表面張力。al2o3有利於提高液相粘度和表面張力,即提高im,有利熟料結粒。

5、入窯分解率過高,使窯內過渡帶相應延長,也是產生飛砂料的原因。入窯分解率高,相應迴轉窯內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,因此相應的過渡帶變長,這樣物料在950~ 1250 ℃的溫度段停留時間過長,而在這個溫度段下物料的擴散速度很快,卻又形不成阿利特相,勢必造成貝利特和游離石灰的再結晶,形成粗大的結構,降低了物料的表面活性和晶格缺陷活性,阻礙了下一步阿利特的形成。熟料中的液相也由於可浸潤的表面減少了,難於將物料粘結成粒,嚴重時造成熟料過燒又有大量的粉料產生,即飛砂料。

6、 窯熱工制度不穩定,也易造成飛砂料。使用無煙煤時,窯尾煙室結皮快且硬,結皮後,清料時間較長,造成窯內熱工制度不穩定,而且在結皮較多時,清料時捅料孔開得較多,造成系統漏風嚴重,導致窯內通風不良,還原氣氛濃,燒成溫度低,熟料結粒差。

三、解決飛砂料的預防措施:

1、調整配料

通過以上分析,克服飛砂的方法,若是由於配料不當,應調整好入窯生料的成份;矽高、鋁低、液相量少都易產生飛砂,即配料即要保證出窯熟料有一定的強度,又要使熟料易產生結粒,避免大量飛砂料的出現。目前我們公司熟料率值控制為:kh=0.

91±0.02,sm=2.50±0.

1,im=1.50±0.1,液相量達26.

5%左右,熟料結粒偏小,有一定的飛砂,強度能達到30mpa以上,與其它5000噸生產線相比,窯口較清晰,飛砂相對偏少。

2、加強生產控制,充分利用原燃料

⑴充分利用石灰石礦產資源,合理搭配邊坡,減少礦山排廢給環境造成的影響,在生產過程中加強生料質量的監控力度。根據公司石灰石資源的情況,在滿促配料要求的前提下,適當搭入一定比例的邊坡料,可以有效的控制大量飛砂料的產生。

⑵加強對原煤與其它輔助原料的質量控制。一是把原煤的有害成分(全硫)控制在1.0%以內;二是加強煤堆場的管理,盡量拓寬取料面,確保原煤的均化,保證了入窯煤粉質量與穩定。

同時,通過對原煤及其它輔助原料的硫鹼控制,使熟料的硫鹼比控制在合理的範圍內,為穩定窯系統的穩定操作奠定了基礎。

3、優化操作和技改

因配料的要求和原燃材料固有的一些特性,飛砂料的存在不可避免。通過在操作中的不斷摸索,在進行配料調整、加強生產管理和合理利用原燃料的基礎上,進行優化操作,可減少飛砂料量。

⑴若是由於煅燒操作中火焰太長而引起,則應適當縮短火焰或縮短高溫帶,調整好窯頭噴煤管的位置和一次風量與內外風的關係,可使窯內火焰形狀與長度控制在合理的範圍內,5000噸最好保持窯皮長度在22~26m之間,以保證窯內燒成帶的長度和溫度。

⑵通過控制窯內與分解爐的風、料、煤比例,穩定分解爐工況,使入窯物料的表觀分解率控制在90%~94%,改善了原來預熱過度現象。

⑶冷卻機採用厚料層控制,提高了二次風溫,使煤粉的燃燒更加充分,燒成帶的熱度更加集中。

⑷在2023年10月,利用大修時間對窯尾煙室縮口進行擴大改造。技改後,窯內通風加強,窯內煤粉燃燒更完全,相應減少了結皮量,使清理結皮用時大大縮短,而且在清理結皮時嚴格要求清料人員每次只能開乙個清料孔進行清料,清好後立即關上並密封好,減少了系統的漏風,改善了窯系統熱工制度。從改造後的運**況看,確實達到了理想效果。

通過採取上述系列措施後,飛砂料得到了較好的控制。雖然近來飛砂料還時有發生,但飛砂料量已得到明顯減少;窯內的耐火磚、噴煤管、窯頭罩、三次風管澆注料和窯頭電收塵進口風管等裝置的壽命大大提高。隨著窯系統裝置運轉率提高、窯系統熱工制度趨於合理穩定及物料穩定性的提高,公司的熟料質量的穩定性大大增強。

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