??? 蘭州紅古祁連山水泥股份有限公司兩條1000t/d新型干法水泥熟料生產線自從2002年5月投產以來，熟料質量差，臺時產量低的問題一直是制約達產達標的難點之一，經過幾年的實踐和探索，終于使窯的熟料質量和臺時產量得以穩定和提高。目前熟料產量已達到42.5t/h，熟料平均強度53Mpa以上，煤、電消耗也明顯降低。現就該系統工藝優化改造的經驗和體會作一介紹，共同行們參考。

??? 1、主要設備

??? 燒成系統主要設備見表1。

表1 主機設備一覽表

??? 2、存在問題

??? 2.1、原燃材料質量波動大，生料易燒性差

??? 我廠礦山石灰石品位差，質量波動大，且SiO2和MgO的含量較高，經分析SiO2的主要成分是無定性和結晶SiO2，MgO主要以白云石或菱鎂礦形式存在，易生成粗大的方鎂石晶體，原煤揮發分下降、灰分和水分增加、發熱量降低等。由此造成生料易磨性和易燒性較差，煅燒困難，經常出現飛砂料、黃心料，f-CaO高，立升重低，熟料強度低。原料化學成分見表2，原煤工業分析見表3，熟料化學成分見表4。

表2原材料化學成分

表3 原煤工業分析

表4 熟料化學全分析

??? 2.2、預熱器結皮堵塞

??? 預分解系統的堵塞大部分在投料后不久、窯操作不正常、熱工制度不穩定、系統事故較多、開停窯較頻繁時。堵塞部位主要發生在C4、C5筒錐體、下料管及翻板閥內，若發現不及時，有時能從下料管堵到預熱器錐體，甚至整個旋風筒。分解爐及其斜坡、連接管道、變形管等也容易因料流不暢造成堵塞。

??? 2.3、窯內結圈結球

??? 每次開窯生產時間不長，在窯筒體的后部有可能聽到明顯球砸窯皮聲音，停窯觀察，總能看到高度不等的后結圈，圈體后面總有一個或數個大小不等的球。還發現窯皮變薄，有時大球落到篦冷機上不得不停窯處理。為了應付這種局面，不得已將投料量降低，生產損失較大。

??? 2.4、篦冷機堆“雪人”

??? 當窯況較差的情況下，窯頭看火混濁不清，并伴有飛砂料，熟料結粒差，且易于粉化，窯頭罩兩側內壁和窯頭下料斜坡及易堆結“雪人”，“雪人”在高溫下具有很強的粘結力，且堆積速度很快，人工捅堵效果不大，嚴重時，停窯處理。“雪人” 除了造成篦板燒壞外，還反應在出篦冷機熟料沒有得到充分的冷卻，影響熟料輸送、儲存、粉磨及水泥性能。此外，篦板受熱變形后，部分高溫細料落入冷風室，易使大梁和風室隔板燒壞變形造成篦下各室之間相互串風，熟料冷卻效果變差，當漏料量較大時，造成小拉鏈壓死，被迫停窯處理。

??? 2.5、主機設備零停頻次高

??? 煤粉計量稱經常發生跑煤和斷煤現象，熟料冷卻機和鏈斗機故障頻繁，停窯頻次較高，運轉率下降，影響產質量的提高。

??? 3、原因分析

??? 石灰石品位差和煤價上漲，煤質下降，是引起系列問題的根源。如石灰石中有害成分結晶SiO2和方鎂石晶體含量較高，且波動較大，影響生料的易磨性和易燒性；熟料KH偏低，硅率偏高，熟料結粒差，且易于粉化；劣質煤的揮發分低、灰分高、發熱量低，其著火點溫度較高、燃燒速度慢、火焰分散、熱力強度低、窯燒成帶溫度低，造成熟料欠燒、結粒細小而形成飛砂料增多；劣質煤中SO3、R2O的質量分數高，煅燒中SO3和R2O循環富集在窯后部結硫堿圈，在分解爐縮口及C4、C5筒錐部位及下料管中形成結皮，嚴重時發生堵塞，導致窯內通風不良，還原氣氛煅燒，多為黃心料，這種表面呈液相的熟料顆粒，在篦冷機易結料，結前墻，影響篦冷機的安全運行；煤粉計量稱跑煤，經常造成窯尾煙室及預熱器結皮，嚴重時會堵塞下料管，燒壞五級內筒。熟料鏈斗機故障較多，主要是鎖片脫落、鏈斗變形、掉螺栓、鏈斗小輪脫落、軌道不平整等小故障，需要的檢修時間較短，往往不停窯，只是適當減少喂料量、降低窯速、減小風量，待鏈斗機故障排除后，再恢復正常操作，這種方法，稍一不慎，就會造成篦冷機堆“雪人”，燒壞篦板等現象。

??? 4 技術措施

??? 4.1、優化工藝配方

??? 為了滿足新型干法窯的操作特點，合理的配料是關鍵環節。既要防止生料過于易燒而使結粒粗大，降低二、三次風溫，也要防止物料難燒而發生逼火、跑煤及跑生，使系統參數難以穩定在合理范圍。根據目前石灰石和燃料的特性，適當提高飽和比和鋁氧率，降低硅酸率，以改善物料易燒性，熟料各率值控制指標調整為：KH=0.90±0.02，n=2.5±0.1，p=1.7±0.1。為了達到這一配料方案的要求，我們從離廠20公里的民樂礦山外購優質石灰石，按30%的比例進行搭配。同時要求石灰石預均化堆場盡量增加布料層數，嚴禁點堆或分段堆料，以提高石灰石質量和均化效果。調整后熟料的化學成分見表5。

??? 4.2、加強原燃材料管理

??? 加強石灰石、原煤、煤矸石供應礦點的監控，采取先化驗后進廠的措施，嚴把遠燃材料質量關。同時加強內部堆場的管理，采用分層堆放，平鋪豎取的方式進行均化。同時質量管理部門專門配置均化員，負責原燃材料的均化和搭配，及時同化驗室溝通聯系，提高配料的預見性，穩定生料化學成分，入窯生料CaO合格率由45提高到60%，Fe2O3合格率由50%提高到75%。另外，由于粘土、原煤、煤矸石和硫酸渣都是露天堆放，分較大，在配料庫內容易粘庫、抽心，經常發生斷料現象，一旦斷料，質量就會失控，為此，分別在上述四個庫內鋪設了高分子聚乙烯襯板，解決了斷料問題，穩定了配料質量。

??? 4.3、提高生料和煤粉質量

??? 為了改善生料易燒性，適當降低生料細度，細度指標0.2mm篩篩余由≤2.0%調整為≤1.0%，80um篩篩余由≤15%調整為≤12%。煤粉細度由原來的80um篩篩余≤10%提高到≤8%，水分由原來的≤2.5%降低到≤1.5%，以提高煤的燃燒速度，縮短煤粉的燃盡時間，降低不完全燃燒現象發生的程度。

??? 4.4、優化工藝操作

??? 4.4.1、強化預熱器系統管理

??? 隨著時間的推移及預熱器系統經過若干次的檢修或多次清堵，系統反復熱脹冷縮，內部尺寸嚴重變形，有時出現燒通現象，尤其是內筒、翻板閥、撒料板經常燒壞，影響內部流場，造成結皮堵塞。為此，我們在檢修時對分解爐發生變形最嚴重的部位進行了換，定期檢查更換內筒、翻板閥、撒料板等易損部件，在每次定檢時，安排專人清理各級煙道及三次風管內的積料及結皮，檢修完畢，及時對預熱器系統人孔門、捅料孔、觀察孔及熱電偶插孔等漏風點進行密封，以減少漏風和系統阻力，確保系統通風順暢，提高熱交換效率。

??? 4.4.2、穩定喂煤量

??? 煤粉計量稱跑煤對窯況影響很大，經分析主要原因是煤轉子稱喂料機攪拌葉片角度太小，并且磨損嚴重，間隙過大，收塵器管道堵塞所致，尤其是冬季，煤粉流動性差，在管道壁上揭露，也會發生跑煤現象。于是進行了修復改進，增大喂料機攪拌葉片角度，并在葉片磨損部位鍍焊耐磨層，疏通收塵器管道，采取煤管保溫措施，系統恢復了正常。

??? 4.4.3、調整燃燒器

??? 將噴煤管的中心線由傳統的偏移料面位置調整到窯的中軸線上；調整燃燒器內外風比例，內風由原來的100%調整到80%，外風由原來的50%調整到70%；降低煤粉風的用風量，更換煤粉風機，風量比原來降低了10%左右。充分利于二次風，形成完整的再循環火焰，改善煤粉的燃燒條件，提高燒成溫度，加速熟料的燒結反應，緩解還原氣氛的形成，減少硫、堿在窯內的循環富集，防止預熱器結皮或堵塞的發生。

??? 4.4.4、加速熟料冷卻

??? 篦冷機采取厚料層操作，料層厚度控制在500mm左右；適當加大篦冷機一、二室冷風機風門開度，合理控制窯頭排風機風量；加強風室和鎖風閥的維護，減少冷風從該部位漏出風室，同時加強風室之間隔板的密封，以防各風室之間的串風，減小冷風機短路的可能性，以保持各風室有足夠的冷風透過料層，提高冷卻速度。出篦冷機熟料溫度由原來的300℃以上，下降到150-200℃，但溫度仍然偏高，仍然威脅著下道工序設備的使用和影響水泥磨的產量。因此，我們又采取措施，在出篦冷機熟料上加入濕排粉煤灰，濕排粉煤灰水分15-20%，通過濕排灰與高溫熟料的混合，依靠濕排灰中水分的蒸發來降低熟料的溫度，同時對濕排灰進行烘干，節約了濕排灰烘干用煤。如果采用濕礦渣效果將更為理想。

??? 4.4.5、優化窯的操作

??? 通過實踐摸索，不斷總結適合本系統的操作方法，在開始投料時，要保證系統蓄有足夠的熱量，待窯況穩定后再加料，而且穩定加料速度，證入窯生料能夠充分分解和煅燒。按照先調風煤，后調窯速的原則，嚴格控制窯速、拉風、投料量和喂煤量的匹配，嚴格執行“薄料快燒”的煅燒制度，使燃料得以充分燃燒，減少化學和機械不完全燃燒程度，提高熟料煅燒溫度。正常時系統操作控制參數見表6。

??? 4.5、改進部分工藝設備

??? 4.5.1、改進預熱器下料口結構

??? 將C4筒入分解爐的下料口提高1.5m，并安裝撒料盒，提高物料的懸浮效率和料氣熱交換率，消除煤粉不完全燃燒和沖料形成欠燒還原性物料，遏制窯內結球結圈現象。

??? 4.5.2、改進篦冷機風室隔板及小拉鏈跑道

??? 篦冷機一、二室風室隔板采用耐高溫材料噴涂，風室橫梁澆灌澆注料保護層，防止變形燒壞；小拉鏈底部鋪設鋼軌做跑道，減小運行阻力，提高運行效率。

表5 熟料化學全分析

表6 中控操作控制參數表

??? 4.5.3、改造熟料鏈斗機

??? 熟料鏈斗機原設計長度為141米，由于設備負荷大，磨損嚴重，故障頻繁，我們將此鏈斗機改為兩段，并重點加強一段鏈斗機的維護好保養，確保運轉率達到95%以上，減少了故障停車對窯的影響。

??? 4.6、強化設備管理，減少開停窯次數

??? 回轉窯頻繁的開停車，不但影響熟料產質量，而且對保護窯皮和耐火材料極為不利，會造成不必要的能耗浪費。通過加強設備管理，加強三級巡檢制度的落實，建立技術負責制和包機負責制，做到計劃停車維修，確保檢修質量，減少機電設備和工藝故障的發生率。

??? 5、效果

??? 通過以上措施，窯況明顯改善，主機運轉率明顯提高，預熱器結皮堵塞及篦冷機堆“雪人”現象也明顯減少，窯內不再結圈滾球，耐火材料安全運行得到了保障，出窯熟料外觀呈深黑色，散料少，結粒細小、密實、均齊，并且很少有黃心料和飛砂料，立升重平均為1250g/L。熟料產質量有較大提高，臺時由40t/h提高到42.5t/h，增幅6.3%，熟料強度由50MPa提高到53Mpa，增幅6.0%。

??? 6、體會

??? 實現新型干法窯系統的安全穩定運行、優質高產低耗，關鍵要處理好原燃材料、配料、操作這些因素的影響，從“人、機、料、法、環”入手，綜合考慮，全面處理，理清系統的每一個環節，不斷優化工藝參數，統一操作方法，強化系統穩定和平衡，避免窯況大幅度波動，穩定窯的熱工制度，提高窯的快轉率。同時在強化管理的基礎上善于總結、敢于改進和嘗試，消除工藝故障，保持較高的運轉率，定能取得良好的經濟效益。

??? 目前燒成系統還尚存一些問題，一是生料再循環系統的電動三通閥一直不靈活就棄之沒用，很難掌握投料和拉風的同步操作，影響系統的穩定；二是篦冷機雖然采取了一些措施，但冷卻效果不太明顯，出篦冷機熟料溫度仍然偏高，不利于提高熟料易磨性及充分發揮其強度優勢。正在積極尋找改進途徑。

??? 作者：何耀海，劉蕭霏，王來喜

??? 來源：蘭州紅古祁連山水泥股份有限公司