【技术】浅析新型干法窑飞沙料产因及对策

新型干法窑水泥生产线在煅烧过程中，由于受配料，煅烧操作不当等众原因影响，时常会出现飞砂料现象，从而使水泥熟料产质量受到一定影响，笔者经和业内同行交流与总结经验，从以下几方面对新型干法窑形成飞砂料的原因进行浅析，并提出了相应的措施对策，现浅述如下，仅供业内同行参考指导。

1 飞砂料的产因

新型干法预分解窑形成飞沙料的原因综合起来大概有如下几点：

1) 物料在烧成带停留的时间约在10~15min左右，因而烧成带液相量产生的多少直接影响到熟料的结粒形态。如果液相量过多，则熟料易结大块；液相量合适，则是理想的结粒形态；如果液相量没有或者过少，则预分解后的生料中C2S及CaO粒子通过固相反应后形成大于1mm以上粒度的熟料几乎是不可能的，这样，这些细小的粒子就容易被窑内气体悬浮带入熟料，形成飞砂料。这是形成飞砂料的主要原因。

2) 如果生料配料过程中铝酸率过高，这样烧成带液相量随温度的提高而增加的速度比较缓慢，这样，也容易产生飞砂料。

3) Fe2O3全部还原成FeO的过程与烧成带的温度也有很大的关联，如果温度不合适，则还原气氛未形成，也影响熟料中液相量的析出，易产生飞砂料。

4) 回转窑煅烧过程中过渡带过长，也容易形成飞砂料。

理想的回转窑煅烧过程要求是，在入窑生料中碳酸盐分解率达到30%~40%后，将窑长的一半作为分解带，控制过渡带长度，将物料由900℃升至1250℃的时间控制在5~6min，这样，所生成的中间相贝利特和游离石灰还没有足够的时间进行再结晶，碳酸盐分解所产生的表面活性和晶格缺陷得以保存，从而以利于形成均匀的熟料结粒及加速阿利特的形成，生成结粒均匀质量稳定的熟料。

然而，如果不控制入窑生料分解率，入窑生料分解率过高，回转窑长径比不适宜，就必然缩短窑内碳酸盐的分解时间，即自然缩短了分解带的长度，而烧成带受火焰形状限制不可能随意拉长，这样就在无形中扩大了过渡带的长度，造成物料在900~1250℃的温度区间内停留时间过长。而这个温度区间内物料的扩散速度极快，无法形成阿利特相，从而造成贝利特相和游离石灰的再结晶，形成粗大的结晶颗粒，降低了物料的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，使得液相量析出大量减少从而产生大量的飞砂料。

5)如果配料时硅酸率过高，也会产生飞砂料。

硅酸率直接反映了在低烧过程中或在煅烧带内固相和液相的比例。1400℃以上熟料中C3S\C2S及SiO2基本存在于固相中，而液相则全部包括了Al2O3和Fe2O3，如果硅酸率过高，则液相量显著减少，无法形成较大颗粒，易形成飞砂料。

6)熟料中的硫酸盐饱和度或硫碱比过高，也易形成飞砂料。

熟料中硫和碱含量的一定比例谓之硫酸盐饱和度或硫碱比。如果原料和燃料中带入的硫比较高，而原料中碱含量又偏低，系统内SO2循环量就比较高。这样，就造成熟料中硫酸盐饱和度或硫碱比较高，SO3相对过剩，容易产生飞砂料。据国外文献介绍：同样化学成分和碱含量的熟料，当硫酸盐饱和度由67%提升至140%时，0~1mm的熟料颗粒含量就会从10%上升到40%；当熟料中K2SO4含量由1.4%上升到2.3%时就要，就有0.4%左右的SO3过剩，就会造成碱以硫酸碱的形态存在，若液相中有有害的MgO存在，则液相粘度会随硫酸碱增加成反比下降，从而产生大量的飞砂料。

7)另外，熟料的欠烧、煅烧火焰形状不当、热工制度不稳、短焰急烧、SiO2含量较高，都容易产生飞砂料。这些都是熟料煅烧中的基本要素，在此不一一列举。

2 避免飞砂料产生的防治措施

2.1 配料方案的制定必须与回转窑的煅烧温度相适应

根据窑型和窑衬窑皮的承受能力，烧成带温度宜控制在1380~1450℃之间，这样烧成带物料的化学反应速度和在烧成带的停留时间能基本相适应；窑尾烟气温度一般控制在950~1100℃为宜。如果过低则不利于物料传热和预分解，并限制了窑内通风和传热能力，影响到过渡带的长度。过高则会影响到烟室，使上升管道结皮或堵塞。

2.2 分解炉温度参数的控制

分解炉温度具体分布是：

炉上部：气温850℃，料温820℃；

炉中部：气温880℃，料温850℃；

炉上部：气温850~900℃，料温880℃；

炉下部：气温850~900℃，料温870℃。

这样，气流温度略高于物料温度20~50℃，而CaCO3的分解温度一般为800~820℃，分解温度相对稳定，分解反应就会顺利进行；分解炉出口温度一般稳定在850~900℃，以保证不产生结皮堵塞而利于预分解；一级旋风筒出口温度一般控制在350℃，以利于物料的悬浮预热和排风机、收尘器的安全运转。

2.3 火焰形状与煤粉质量的控制

必须对火焰形状有一个明确判定，煅烧温度的控制与火焰温度及火焰形状密切相关。某公司使用的原煤发热量较高，煤粉细度控制较粗，达8.0(0.08mm筛余)，水分较高，达4%~6%，而且使用的三通道喷煤管，一次风比例小，二次风比例大，煤粉的燃烧状况较差，火焰形状偏长。因而，必须控制煤粉细度至3.5~4.0(0.08mm筛余)，水分2%~3%，并调整好燃烧器一二次风比例，基本上达到火焰形状粗短，才能确保各主要部位煅烧温度的实现。

3 结语

某公司通过采用以上调控操作措施，有效防止了飞沙料发生，使得熟料结粒良好，经测算熟料产量较前提高了10%，熟料立升重稳定在1200左右，熟料中f-CaO1.2以下合格率保持90%以上。熟料产质量提高明显。

作者：朱兆军

机构：陕西声威集团凤县声威建材有限公司