如何解决水泥回转窑耐火材料存在的问题

　　水泥回转窑在运行过程中，经常出现结蛋、飞砂、堆雪人、结圈等故障。这些故障不仅影响窑的运行，而且影响炉衬耐火材料的使用寿命。要解决这些问题，必须弄清这些断层的形成机理，破坏断层的形成条件，从而达到高产、优质、低耗的目的。

　　今天我们来谈谈水泥回转窑的结圈问题。前者和后者分为三种类型。其中，最难处理的是后环。

　　1、硫碱循环

　　硫碱环是在分解带中形成的一个圆圈，它不仅含有大量的挥发性成分，而且还含有一些特征矿物，如2c2s?CaSO4和2c2s?CaCO3。

　　硫碱环的形成机理是大量挥发性组分起黏合剂作用。当C2S稳定或转化为2c2s?CaSO4和2c2s?CaCO3时，不会发生β-C2S-γ-C2S的转化，也不会伴随转化而产生粉化现象，存在硫碱循环。

　　因此，硫磺碱循环的防治方法如下：

　　①控制原料、燃料的硫碱含量;

　　②减缓窑内硫、碱的富集;

　　③采用热烧法破坏了硫碱环。

　　2、前环

　　前环是连接到冷却区的环。当窑内物料从烧成区进入冷却区时，表面形成一部分不能完全凝固在窑皮上的熟料。如果不及时处理，就会越积越高，发展成前环。

　　新鸿基耐火材料有限公司总结了处理前成环的一些经验

　　①当目前的成环位置离出料口较远时，主要是由于喷煤管前长时间形成的环。在处理过程中，将喷煤管拔出，适当提高窑头温度，可使前环燃烧。

　　②当目前的成环位置靠近出料口时，主要是由于注煤管长期设置后形成的环。处理过程中，将喷煤管拔出，适当增加内流风和二次风量，提高二次风温度。这样可以提高煅烧温度，使烧成区前移，提高前环温度。当当前成环温度升高，液相粘度低于窑料时，2-3小时后，前环逐渐被窑料研磨。

　　③如果前一种方法不能烧掉前环，可适当减少给煤量、给煤量和二次风量。当尾部温度较低时，将喷煤管拉到最外侧，喷嘴对准固体燃烧。窑尾预烧不良的物料进入烧成区后，火焰可缩短，前环被迫烧毁。

　　④处理前应经常观察处理，注意来料变化，根据煅烧情况增减煤耗，调整火焰形状，防止窑皮损坏，原料流失或烧坏耐火材料或机电设备。

　　3、后环

　　后者是在发射区和过渡区交界处形成的环。窑背环与窑内低熔点材料有着密切的关系。它也与煤灰密切相关。因此，后一环又称为煤粉环。

　　过渡带物料进入烧成带时，会被窑皮堵塞。部分物料在进入窑带前停留一定时间。由于窑料温度的升高或某些低熔点物料的存在，这部分物料可能粘附在窑皮前部，形成环状根部。后环形成后，其凸出部分可阻碍窑内气体的流动，并与窑气中的煤粉粘附形成煤粉环。如果后环强度较低，当后环长度较大时，隔热效果会增强，后环附近的窑体温度会降低，窑体收缩会对内衬产生压力，并可能因压力而损坏背环。如果后环中存在大量不稳定的C2S，当温度降低到合适的值时，会发生β-C2S-γ-C2S转变，导致粉化和崩塌。但是，如果环没有因各种原因损坏，就会发展成一种难以处理的故障。

　　后者与煤有关，特别是煤的灰分含量和灰分熔点。据张彦伟研究，当使用灰流温度为1388℃的登封2号煤时，水泥窑经常会形成回圈。如果采用流动温度高于1500℃的晋城煤，可以避免后环的形成。

　　如果后结不自毁，它会更长更高。如果发展到一定程度，需要人工治疗。处理后的环形成通常是通过热烧和冷闪来完成的。根据张高飞的经验，远圆燃烧时主要是冷的，近圆燃烧时主要是热的。

　　①当窑内窑皮长而厚或有轻微的环根时，应拔出喷煤管，使烧成带位置前移，降低固体温度，改变煤灰沉降位置，使厚而长的窑皮逐渐坍塌。同时，调整风煤配合，加速煤粉燃烧，使高温区两端的低温部分不加长，防止环根生长。

　　②当窑内厚而长的窑皮处理不当或不及时，会导致窑皮循环迅速增长，使厚窑皮发展成背环。首先确定环的位置和厚度以及环后的积料，然后减少进料量，提高火焰温度，加强预烧，逐步加快窑速，保持窑的快速旋转，并在环后排出部分积料。此时不宜降低进入煤圈的煤的温度，从而降低火焰的温度。在燃烧4-5小时后，将喷煤管拔出并反复燃烧，使环体因温度变化而倒塌。为保证煤粉完全燃烧，防止结圈发展，必须适当改变原料组成，减少物料中液相含量，适当改变煤质，采用高挥发分、低灰分的煤。

　　一般来说，烧结后很难形成环。有时环体非常坚硬，如果烧环时间过长，会烧坏窑皮和衬料，或者在过渡区窑皮又长又厚，然后在环体之后形成第二个环。因此，在治疗时要小心。必须在保护窑皮的前提下，兼顾前后，谨慎操作，避免火焰过度集中，避免烧坏窑皮和衬料，造成较大损失。

　　4、使用耐火材料来减缓环的形成

　　为了减缓环的形成，除了控制原料和燃料、改善生料的易烧性、改善燃烧、采用薄料快转操作和稳定热系统外，还可以使用耐火材料。

　　试验结果表明，用含SiC或ZrO2的砖可以缓解硫碱环，用方镁铝尖晶石砖可以缓解硫碱环，部分窑炉也可以用硅灰砖缓解。这主要是通过选择耐火材料来降低耐火材料与窑料的结合强度，使附着的窑料更容易脱落。然而，水泥熟料和各种水泥窑用耐火材料都是硅酸盐材料。因此，使用耐火材料只能减少，但不能完全避免窑衬与窑料的粘结。