作者:溫振新單位: [2004-2-9]
關鍵字:飛砂料； 熟料率值； 石灰石
摘要: 國投海南水泥****２０００ｔ/ｄ熟料生產線，在熟料煅燒過程中出現較多的飛砂料。這既影響熟料質量，又影響窯襯、三次風管等裝置和設施的使用壽命。
經研究分析，所用高品位石灰石的結晶完整，煤中ｓ量高，及配料率值不合理，ｓｍ過高、ｉｍ過低等是飛砂料產生的原因。該公司採取了調整生料配料、加強原燃料質量控制和優化操作、縮短窯尾上公升煙道等針對性技術措施，使飛砂料得到有效控制。
我廠２ ０００ ｔ/ｄ熟料預分解窯生產線自１９９８年１２月２～５日通過系統考核後，生產運轉一直正常穩定。但在熟料生產過程中，發現熟料中的細粉（俗稱飛砂料）量較大約佔１０％，此飛砂料的產生不僅影響了熟料質量，減少了窯內的耐火磚、噴煤管、窯頭罩、三次風管澆注料和窯頭電除塵進口風管等裝置的使用壽命，而且在處理飛砂料時還對環境造成汙染。
因此，研究分析我廠飛砂料的形成原因並解決處理具有很現實的意義。
１ 飛砂料形成原因探析
１．１ 原燃料因素
（１） 石灰石的晶型結構對物料煅燒結粒性的影響。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。從我廠的石灰石巖相分析報告來看，生產用石灰石中，高品位石灰石的晶型結構和晶體發育較好，而低品位石灰石的晶型結構較粗，晶體發育不良。實踐中發現，當用高品位石灰石生產時，熟料中的飛砂料量就大。
（２） 石灰石中難燒的ｆ－ｓｉｏ２量過高，也易產生飛砂料。我廠石灰石中的ｆ－ｓｉｏ２量較高，有些礦體平均大於５％，有不少地段大於６％，超出了一般規範小於４％的要求。巖相分析也表明：
我廠石灰石中ｆ－ｓｉｏ２的晶體結構較細，發育完好。因此，這樣高含量且發育又完整的ｆ－ｓｉｏ２很難將其磨細，因而造成生料易燒性較差而產生飛砂料。
（３） 物料成分波動大也易產生飛砂料。我廠礦山石灰石品質波動大，預配料效果差；加上生料庫均化效果不理想，導致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。
（４） 燃料因素[１]。硫酸鹽飽和度過高易產生飛砂料。熟料中硫和鹼含量應有一定的比例，通常稱為硫鹼比或硫酸鹽飽和度。
熟料的硫鹼比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。
我廠的燃料煙煤中含硫量高達１．０９％，熟料的硫鹼比為１８９．３６％，大大超過正常控制範圍。
１．２ 配料率值不合理[１]
（１） 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１ ４００ ℃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。我廠石灰石中因ｓｉｏ2含量高，設計時又沒有考慮鋁質校正原料，因此熟料中ｓｍ過高，平均在２．７～３．０，液相量ｌ[ｌ＝３ｗ（ａｌ22偏低，平均在２３％左右。
(２) 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。
我廠生料的ｉｍ較低，平均在１．２左右。
１．３ 其它因素
（１） 入窯分解率過高，使窯內過渡帶相應延長產生飛砂料的原因[１]。我廠分解爐規格為熱容量大，表現為入窯分解率較高（統計值為９２％～９６％）和入窯物料溫度高（經常為入窯分解率高，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。
（２） 窯熱工制度不穩定，也易造成飛砂料。我廠窯系統的上公升煙道設計過長，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。
２ 解決措施
通過上述分析，針對產生飛砂料的原因採取了如下相應措施。
２．１ 調整配料針對我廠物料矽高鋁低的特點，２００１年６月起增加了鋁質校正原料，即由原來石灰石、粘土、鐵粉三組分配料改為現在的石灰石、粘土、鋁礬土、鐵粉四組分配料（其原料化學組成見表１），從而改變了原來熟料矽高鋁低的狀況。調整後的熟料率值控制為配比改變後，液相量達２６．１８％，熟料結粒狀況明顯好轉。
２．２ 加強生產控制，充分利用原燃料
（１） 充分利用低品位石灰石，同時加強生料質量的監控力度。根據我廠石灰石的情況，品位高的石灰石結晶普遍較好，品位較低的石灰石結晶情況普遍較差的現象，通過加強礦山石灰石分析，從礦山的鑽孔樣開始預控制，充分利用了低品位的石灰石。生產用石灰石的ｗ（ｃａｏ）值控制，由原先的４８％以上降至並投入螢光分析儀進行生料成分控制，使我廠的生產全過程都在監測之下，使得物料的穩定性大大加強。
（２） 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、鹼含量）分別控制在１．０％和１．３％以內；二是加強原煤均化，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（２００２年平均在１０５．１７％），為穩定窯系統的穩定操作奠定了基礎。
２．３ 優化操作和技改
因我廠原料固有的一些特性，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。
（１） 更好地定位了噴煤管的位置，調整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，以保證窯內燒成帶的長度和溫度。
（２） 通過控制窯內與分解爐的風、料、煤比例，使入窯物料的表觀分解率控制在８８％～９３％，改善了原來預熱過度現象。
（３） 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。
（４） 在２００２年２月，利用大修時間對窯尾上公升煙道進行技改。技改後，縮短了上公升煙道的長度，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控制捅料孔的開啟數量，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。
３ 結語
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，我廠熟料質量和水泥質量的穩定性大大增強，在強度和標準偏差上均達到了先進企業標準。
飛砂料的形成原因及預防措施
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...
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預分解窯飛砂料生成原因和減緩措施
作者 陳友德 錢秋蘭 高文 李振華 董豔春 天津水泥工業設計研究院 康達 承德 水泥 飛砂料是預分解窯生產中經常出現的現象，對窯的生產操作和熟料質量均產生一定的影響，成為生產操作人員關注的焦點。國內很少見到有關單位系統研究的報道，只有一些生產廠家寫的有關飛砂料現象及減緩措施的文章，散見於各類刊物中，...