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浅述石灰石煅烧中的结瘤问题


来源:中国粉体网   黑金

[导读]  石灰窑是用来煅烧石灰石的,在使用过程中不可避免会出现一些问题,其中最常见的是炉窑的结瘤问题。那么,石灰石煅烧中的结瘤问题是如何产生的?

中国粉体网讯  煅烧是石灰石生产中很关键的一道工序,煅烧的好坏对后续产品的质量影响很大。石灰窑是用来煅烧石灰石的,在使用过程中不可避免会出现一些问题,其中最常见的是炉窑的结瘤问题。那么,石灰石煅烧中的结瘤问题是如何产生的?


石灰石原料成分的影响


石灰石除了主要成分碳酸钙(CaCO3)外,还包含一些杂质,如碳酸镁(MgCO3)、Fe、Al、Si的氧化物。石灰石中含有的MgCO3和铁、铝氧化物是很强的助熔剂,它们的存在,在煅烧过程极易与CaO反应生成易熔的XCaO•SiO2、XCaO•Fe2O3、XCaO•Al2O3和CaSO4等,这些化合物在煅烧区的高温下生成液态共熔体,会把石灰石粘成大块并烧结成瘤块,部分会黏在窑壁上,形成结瘤事故。


氧化钙结瘤的反应式

 


因此,基于石灰窑结瘤子的机理,首先在煅烧前应选用SiO2、Fe2O3、Al2O3和MgCO3等杂质含量低的石灰石为原料。


石灰石原料粒度大小的影响


石灰石粒度大小对石灰的烧成率影响很大,粒度过大会延长物料停留时间,影响石灰窑的能力,相反,石灰石粒度越小,它在窑内停留时间短。但是石灰石粒度减小,也有一定限度,粒度过小,也会增加窑内阻力。气体分布变坏,破坏灰窑煅烧工况,形成偏烧、局部高温或生成“瘤块”,增加了燃料消耗量,降低石灰窑的生产能力和窑气CO2浓度。因而,石灰石粒度应均匀,灰窑区域稳定,这样有利于石灰窑平稳运行和分解率的提高。


石灰石原料含粉量高低的影响


石灰石原料中含粉量的高低,也会造成石灰窑的结瘤。进入窑内的石灰石原料含粉量越高,物料在窑内就越容易参与反应,熔化或粘结于窑壁上,容易导致窑瘤的形成;一般情况下,如果石灰石原料中的粉料越多,说明其中的杂质也就越多,如上所述,这些杂质也就越容易和CaO发生一系列的反应,生成各种低熔点的化合物,使石灰之间相互粘结成块,从而形成了窑瘤。


煅烧温度的影响


煅烧温度没有控制好易形成结瘤。因为煅烧温度越高,窑内物料中低熔点的物质也就越容易熔化成液相,使石灰之间相互粘结成块,或粘结在窑壁上逐步形成挂壁窑瘤,并且温度越高,物料中的各种成分之间就越容易发生反应,或与窑衬发生化学反应,生成更多的低熔点物质,从而促使窑瘤的形成。


因此,在煅烧中应根据杂质的含量合理控制煅烧温度,一般情况下,CaCO3含量高的石灰石煅烧温度控制在约1300℃,CaCO3含量低的煅烧温度控制在1050~1150℃,MgCO3含量高的石灰石煅烧温度控制在1050℃以下。当然,这样的温度控制也不是一成不变的,还要根据成品灰质量的情况适时进行调整。


煅烧带长短的影响


窑内实际煅烧带的长短同样影响着窑内温度的高低,当煅烧带下移时,会造成顶温低、灰温高,卸出的灰带有火,CO2浓度低,石灰生烧率高;煅烧带上移,会造成顶温高,灰温高,CO2浓度高,石灰生烧率高;煅烧带拉长,会造成灰温、顶温均高,火力不集中,温度分散,石灰生烧;煅烧带缩短,会造成顶温、灰温太低,CO2浓度太低,石灰生烧。如果发生上述情况,一味地提高窑温,会导致石灰过烧,最终形成窑瘤。


配焦大小的影响


燃料的配量是影响石灰石煅烧分解的关键。配比低了温度达不到要求,煅烧不充分,石灰带生烧严重;反之,焦比高则燃料耗量增加,相应加大了供燃料燃烧用的空气量,同时增加了带入的氮气,易使取灰和出气温度高、灰生烧、严重时出现取灰带火、结瘤、给风量较大等现象。


此外,煅烧使用焦炭要严格控制粒度,一般要求20~60mm,且要求在窑内分布均匀,防止集中燃烧产生局部高温,即石灰窑偏烧结瘤子。


其它因素的影响


送风量大小、生产操作等因素也会导致结瘤。在生产操作的过程中,操作工人应进行专业培训,保证技术水平,在操作中严格控制各项技术条件,如顶温、灰温不宜过高,石灰层不宜过高或过低;定时进料和出灰,保证料层的高度和煅烧带的位置及温度,尽量避免结瘤问题的产生。


小结


石灰石煅烧中的结瘤问题需要采取综合措施去避免。严选石灰石原料、注意石灰石粒度大小及含粉量,煅烧过程中注意煅烧温度、煅烧带的长短、焦比等,通过对原料的调整和工艺的控制,降低了结瘤的产生。


参考资料:

刘俊海,张宝吉.石灰竖窑结瘤原因分析和预防措施

王财和等.浅析石灰窑的生产控制

席洋等.原料理化指标对石灰石煅烧工艺的影响


(中国粉体网编辑整理/黑金)

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