1 前言

回转窑结圈是链箅机-回转窑氧化球团生产过程中常见的现象，窑内形成一定厚度的结圈物（俗称窑皮）对窑内耐火材料起了有效的保护作用；但是如果结圈物厚度增加，形成严重结圈，势必影响球团焙烧质量，造成窑皮脱落停产、减产，高温生产条件下工人被迫频繁扒大块增加劳动强度，甚至损坏窑内耐火材料，缩短其使用寿命。

邯钢200万t/a球团生产线自2005年10月1日建成投产以来，达产速度较快，产质量稳步提高。但随着日产水平和台时产量的提高，回转窑结圈现象就越来越明显，基本上每隔一个半月左右时间就需被迫安排停产检修2~3天，采用急冷降温来处理窑内结圈大块窑皮；否则就会因窑头扒块不及堵料、系统热平衡工艺控制参数不正常、成品皮带跑“红球”烧皮带而无法正常生产；同时窑内衬耐火材料也不断被窑皮侵蚀，遂窑皮一起剥落，厚度变薄。回转窑这种严重结圈影响了设备作业率，成为困扰邯钢200万t/a球团生产的一大难题。特别是2006年8月初以来，受采购精粉细度和水分影响，再加上当时公司煤气资源紧张外围焦炉煤气供应不足，窑内严重结圈现象更为明显，窑皮厚度不断增加且结圈频率加快，严重影响了该生产线的安全运行。为保护回转窑本体设备安全，短期内被迫多次安排停窑检修处理，产量和作业率受到较大影响。由于回转窑中耐材破坏严重，公司于2006年10月底安排进行了球团投产以来的首次30天年修，对窑内耐火材料材进行了重砌筑更换。

2 回转窑结圈原因分析

通过1年多来的生产实践摸索，从工艺过程控制参数、原料条件以及结圈物的分析和现场观测，分析回转窑结圈原因如下。结圈物主要化学成分、结圈物主要矿相及含量、生产用酸性精粉和成品球团矿化学成分分别见表1、表2、表3。

表1     结圈物主要化学成分    %

 

表2     结圈物主要矿相及含量       %

 

表3     生产用酸性精粉和成品球团矿化学成分     %

 

1）   酸性精粉成球性差，主要是粒度粗（-200目含量在50%~65%，微细颗粒更少）、SiO₂含量偏高（接近7%），以致生球表面光洁度差，表面含粉多，通过链箅机干燥预热后入窑，使窑内粉末含量偏高，高温下含SiO2的硅酸盐粉末形成低熔点化合物而结圈并附着在窑衬上形成窑皮，并逐渐长大加厚，形成严重结圈。

2）   酸性精粉水分波动大，造成该线干燥机不能正常工作，生球水分过大（>9%）时，在干燥预热过程中爆裂，形成大量粉末，入窑后极易造成结圈。

3）   链箅机干球氧化不充分，强度差，氧化率低，FeO高（15%左右），在窑内高温（（1300±50）℃）下与SiO₂形成低熔点化合物（见表4）。

               表4    低熔点物质

 

4）   窑头烧嘴设计不合理，火焰偏短、集中度差，煤气供应波动大，窑内温度较难控制。该线设计时考虑要大量配加赤铁矿，需用的煤气量大（设计最大煤气用量26000m³/h），因此烧嘴出口直径设计较大，以致目前实际煤气用量（13000m³/h）低于设计值时，煤气出口流速低、火焰短，造成高温区集中在离窑口8～10m的区域，未到正常窑中15～20m范围内。而为确保成品球质量，延长合理的高温带分布，在日常操作被迫增加焦炉煤气用量，以致高温区集中，且温度接近1350℃，粉末在此部位极易熔化固结，导致恶性结圈。

3 预防回转窑严重结圈的措施

3.1 严格控制进厂酸性精粉质量

1）粒度。根据目前邯钢进厂原料采购实际情况，要求-200目含量>60%，否则不予进厂。这样可尽量避免生球表面含粉高的问题，提高生球质量，避免粉末入窑造成严重结圈的后果。

2）水分。进厂酸性精粉水分要求控制在8%以下，如有大批量水分超标，应集中存放、配吃，利于干燥机长周期运转，不给生产造成大的波动，保证合格的生球水分，利于干燥预热。

3.2 严格控制生球质量

根据现有原料状况，严格控制生球产量，提高生球质量，保证生球水分在8.5～9%，落下强度在7次/个以上。加强布料控制，料层稳定在150~180mm，稳定三大主机热工制度，提高生球干燥、预热质量，减少爆裂，控制机头干球强度≥500N/个，减少粉末入窑。

1）   改善链箅机布料效果。加大大小辊筛筛辊间隙，提高筛分效率，增设机械分料装置，避免链箅机宽度方向料厚偏差过大。

2）   对主烧嘴进行改造。将烧嘴更换为多通道长火焰烧嘴，将普通离心助燃风机更换为高压罗茨风机，提高助燃风压，增加火焰长度，避免窑内高温区域集中的现象，不给生成结圈物足够的高温区间，在窑内形成合理的温度分布，降低窑内焙烧温度，同时也能满足链箅机预热段温度要求。

4 改进效果

通裹年10月底年修期间对辊筛、窑头烧嘴的改造以及年修后生产时严格控制进厂酸性精粉质量，加上生产组织上严格控制生球质量和稳定造球、主控各工艺参数，窑中恶性结圈情况得到明显遏止。年修后，未发生过窑中局部区域严重结圈现象，减轻了工人的劳动强度，设备作业率大幅提高，生产日趋稳定，产量稳定在较高水平。

5 结论

通过分析邯钢200万t/a球团生产线的运行情况可知，回转窑内结圈主要有三方面的原因：精粉粒度粗导致成球效果不好，干燥预热后入窑干球中含粉末较多；窑内高温区过于集中；球团原料中SiO2含量高。通过严格控制进厂原料质量，强化造球和提高辊筛筛分效果，操作中加强工艺参数控制，更换高性能烧嘴等措施，回转窑内严重结圈现象得到了有效遏制。