众所周知,在水泥厂水泥回转窑是生产的心脏,要想保证回转窑的正常运转并提高其运转率,除了正确合理地选择和设计窑衬外,特别地要想提高回转窑烧成带及过渡带窑衬的寿命从而提高窑的运转率及降低生产成本,在烧成带及其两侧过渡带的砖衬上能否始终保持一层稳定窑皮,是砖衬使用寿命长的保证条件之一。本文主要针对上述问题着重谈谈在回转窑高温带砖衬上如何粘挂窑皮及如何保护好窑皮。

  1、窑皮的组成及形成过程

  窑皮是由作为固定骨架的偏S和姚S与充填在这些晶粒间的熔体蛛A和临AF以及MgO、Na20、晚O和岌)3等粘结而成。在一定温度下,一定成分的熟料其所含熔体具有一定的数量和粘度,它决定着熟料在当时的粒度大小及在砖面上的粘挂窑皮的难易和固着的牢度以及在窑温变化下熔体数量和粘度的变化程度,亦即使窑皮稳定存在的程度。显然只有窑料成分稳定适当,且与所在位置窑温相适应,火焰的位置和窑温也必须稳定,才能形成数量和粘度均适当的熔体。

  火砖上第一层优质窑皮的形成条件是熟料颗粒细小均匀,在同一火焰温度下熟料中熔体的含量和粘度适当,且火砖热面层中也形成少量熔体,于是料层中最底层的熟料颗粒便和砖面很牢地相粘。相粘之后熟料所含部分热量为火砖所吸收而略呈降温和冻结,所含熔体量有所减少,粘度则有所增加,增大了在火砖上粘附的牢度。即使这些熟料随窑转动而离开料层,再度进人火焰辐射之下仍牢固地粘在砖上,不再分离,成为砖上固定的窑皮层。这样层层熟料不断粘附,窑皮渐厚,直至一定厚度时窑皮加火砖组成窑衬的总厚度过大,窑皮表面温度过高,该处熟料熔体含量过多且粘度变小,新生熟料因重力作用不再粘附在窑皮上,也就不能形成更厚的窑皮。

  因此,窑料成分和数量的波动及火焰温度高低和位置的变化,都使熟料及窑皮表面层中熔体含量和粘度发生变化,熟料粒度也起变化,窑皮也就不断消长。同时,窑皮的稳定还与燃料的流量、质量及其燃烧情况以及火砖在高温下的性状、操作者的控制水平等有关,它是动态平衡和变化着的物质,要挂好窑皮和保护好稳定的窑皮也就必须从上述诸方面综合下手方能奏效。

  笔者认为窑皮稳定存在的基本条件是:

  (l)窑料(含掺人的窑皮、煤灰等)成分稳定适当,与所在处窑温相适应。火焰位置与窑温也必须稳定,才能形成数量和粘度都适当且稳定的熔体;

  (2)衬砖的成分和结构对窑料有一定适应性,有利于窑料粘附砖面并适度渗人砖内,窑皮能与砖面密合粘附且在砖内形成机械锚固,使窑皮稳定存在于砖体上;

  (3)窑体规整完好,椭圆率正常,窑运行稳定,开停次数极少。必须经常把握住这些基本条件,使窑皮既好挂又易保护稳定。烧成带碱性砖衬要求坚持用与缎烧熟料一样的正常温度挂窑皮.严格控制挂窑皮期间熟料的升重正常,既不出黄料和生料,也不产生大量大块和极大量拳头大小的料球,保持熟料细小均匀。采用镁铬砖时,正常挂窑皮时间在传统窑上一般为Zd,在预分解窑上最多ld,采用白云石砖时可以更短。为求挂窑皮期间操作方便,可适当减喂生料。

  2、窑皮的保护措施

  经常观察窑皮是否正常,严格监测烧成带和过渡带窑体的表面温度,如发现窑皮蚀薄太甚,甚至露砖,窑体表面温度过高,必须补挂窑皮,达到正常。为求补挂窑皮时窑的运作自如,必要时也应适当减喂生料,并且不考核补挂期间的小时产量和班产量。

  窑体表面温度不应超过370℃。如掌握失当,超过了这一温度,应及早采取降温措施。此时窑温可在正常缎烧温度范围内偏低控制,并适当减喂生产,加紧补挂窑皮。

  水泥窑多用煤作燃料,且往往煤质不佳,灰分偏高,人窑煤粉在流量和质量上不够稳定,甚至很不稳定,燃烧系统还很不完善。人窑生料的成分和流量都很不稳定。这些都很不利于窑皮的稳定和窑衬寿命的延长。

  国内不少窑上还在烧成带窑体外侧使用水冷却,这虽有助于在火砖上强制地“冻”成一定厚度的窑皮,但窑体受热膨胀对砖衬内压应力的补偿作用却因此

  而失去,既不利于砖衬寿命的延长,还使窑体钢板生锈结垢。

  为求开窑时挂好窑皮,正常生产中维护好窑皮,必要时还要补挂好窑皮,必须做到以下几点。

  (l)窑衬砌筑的前后都要从严消除窑内旧料和杂物,不使它们先于正常熟料进人烧成带,确保在火砖上挂好质量极高的第一层窑皮。

  (2)从严配合好烘窑中砖衬和窑料的升温情况,确保进人烧成带的第一批窑料和烧成带内火砖同时处于良好的挂窑皮状态之中。如操作者经验不足,可采取所谓“留火待料”的方法,即在准备良好的窑料进人烧成带之前把火焰温度控制略低于正常,等窑料即将进人烧成带前夕提高火焰温度,趋于正常时挂好第一层紧实窑皮。在挂窑皮过程中始终严格保持窑温正常,不发生烧料和过烧料。包括正常生产料和挂窑皮料在内,均以“难烧但不发散,好烧但不起块”为指导原则来控制熟料率值,也即始终保持高温带内和出窑熟料粒度细小均匀,既不起块,也不发散,更不“飞砂”。如开窑挂窑皮时和正常运转中严重掉窑皮后补挂窑皮时掌握困难,可适当减料,按正常料的80%来供料。

  (3)开窑前和正常运转中都要严格检查控制燃烧系统,烧嘴结构和位置以及火焰形状正常。

  3结束语

  综上所述,通过对回转窑高温带窑皮形成过程以及窑皮保护措施的分析,不难得出结论:只有在工况稳定的窑上,砖衬上才能粘附紧实的窑皮,窑衬的寿命才得以可靠地延长,但如果烧成带和过渡带的窑体或变形较重,或中心线不正,或椭圆率偏大,或钢板太薄而刚度不够;再如传动系统状况不佳,窑运转不正常;又如料、煤供应不正常、甚至窑开停频繁,这些都对窑皮在砖上的结合产生机械冲击,不利于窑皮在砖衬上的牢固粘附。由此可见,工艺的稳定才能有窑皮的稳定。也只有窑皮的稳定,窑衬使用寿命才长,窑运行才会稳定,年运转率才高。这两者是互为条件、互为依存的。