一、 前言

某1200 t/d新型干法窯外分解熟料生產線經過半年多的改造調試已于2018年7月順利達產。該生產線技改時設計產能1800t/d,技改后實際產能達到1900t/d左右。燒成系統設備配置：窯：?3.2*50m，斜度4.0，轉速4.1r/min；分解爐（TDF）：?5.4*19m，下縮口?1.6m，有效容積1100m3；篦冷機：冷床面積44m2，能力1800t。該生產線在后續(xù)的生產運行中，很長一段時間熟料頻繁出現白塊料現象。白塊料的特征是：從熟料鏈斗機看，白塊料是由大塊熟料破碎而來，整個料塊偏大，顯示兩類色澤不一的結構物。最外層與正常熟料顏色一樣，內部是易碎的沒有反應完全的灰白色生料粉。從篦床上看，熟料中的大球料（俗稱“西瓜蛋”）較多，占比20%左右（有時占比30%左右），直徑100-300mm不等?；灲Y果表明，白塊料中游離鈣含量明顯偏高達10-15%，燒失量2.5-3.5%。嚴重影響熟料質量，造成熟料強度下降。熟料3d強度27MPa左右，28d強度47MPa左右。本文就白塊料產生的原因及采取的相對措施予以介紹，僅供同行參考。

二、白塊料的特點及形成過程

白塊料就是較大熟料球破碎開以后，中間未被充分煅燒的部分，顏色灰白，f-Cao含量較高，燒失量較大，3d、28d強度較低。白塊料形成主要是因為在窯尾提前出現液相，形成料球，在料球進入燒成帶之前，逐漸變大，進入燒成帶后由于料球過大無法將其燒透，內部成為夾生料，在篦冷機末端經破碎，形成白塊料，因此要解決白塊料問題就需要查找熟料在窯尾提前成球的原因。為此我們通過對現場運行狀況、正常熟料及白塊料的成份分析和中控操作等幾方面進行分析查找原因。

三、白塊料的成因

1、分解爐的工作狀況不佳

通過現場查看，發(fā)現在分解爐與煙室連接的縮口存在部分物料短路落入窯尾煙室的現象，預熱器五級下料管內有大量火星。分解爐存在部分物料短路進入回轉窯，這種情況發(fā)生的原因可能有兩種：一是分解爐撒料箱損壞，撒料效果不佳造成短路；二是分解爐下縮口風速不夠，造成物料落入窯尾。由于該生產線剛改造完畢，撒料箱都是新更換的撒料箱，因此可以排除分解爐撒料板撒料效果不佳這個因素。我們查看圖紙及該生產線的喂煤量和喂料量對分解爐下縮口風速進行計算為22m/s，該速度低于理論要求的25m/s。因此分解爐下縮口風速低是造成分解爐內一小部分物料短路進入回轉窯的主要原因。由于該短路物料相比五級下料管進入回轉窯的物料溫度明顯偏低，所以進入回轉窯后會造成部分硫堿形成的液相附著在溫度較低的物料表面形成料球，料球在窯內越滾越大就形成“西瓜蛋”而燒不透，到篦冷機破碎后就出現白塊料。

2、生料均化庫均化效果差

生料均化庫均化效果不好也是造成白塊料產生的原因。生料均化庫均化效果差是由于庫頂原八嘴分配器和六個入庫小斜槽均拆除（改造前），拆除原因是增濕塔有時“濕底”，回灰潮濕（水份11%）成團斜槽易堵料。另外庫底斜槽出料不暢，庫內有雜物及料塊堵塞造成均化庫底斜槽出料不好，時有斜槽堵料而停用，均化庫內下料出現偏料現象，這樣庫內生料不能得到有效均化而降低入窯生料的穩(wěn)定性（均化庫設計均化效果是10:1，實際達到5:1）。凸現為當生料輥壓機停機后，窯尾回灰（堿含量偏高達1.3%）單獨入庫時，在中控室從窯頭和篦冷機看火電視中就能觀察到窯內出現大球料的數量明顯增多。窯尾回灰的不均勻摻入導致入窯生料成份發(fā)生變化而產生球料。

3、因空間受限及其它因素影響，該生產線在改造時窯體（? 3.2*50m）未更換，分解爐雖然改擴（改擴后分解爐規(guī)格：? 5.4*19m，有效容積1100m3）但爐體高度不夠，且出口沒有鵝頸管（實際工藝布置情況見下圖1），加之煤粉細度（8-10%）和水份（5-6%）偏大（煤粉工業(yè)分析見表1），改造后該生產線產能提高50%多，用煤量隨之增加，頭煤實際用量：5.4t/h左右，尾煤實際用量：6.3t/h左右（見下圖2中控操作畫面）。這樣造成窯爐內煤粉燃燒不完全，極易產生還原氣氛，未燃盡的焦炭顆粒落在窯尾繼續(xù)燃燒而產生大量熱使得窯內物料提前出現液相。

表1

由以上分析可以確定窯尾提前成球主要來自三個方面：一是分解爐部分物料短路直接進入煙室，由于物料溫度較低，溫度較高的液相附著在其表面形成料球；二是均化庫均化效果差造成窯尾回灰不均勻地摻入生料中形成的料球；三是窯尾硫堿及煤灰和還原氣氛形成的液相在窯尾成球。

四、改進措施

 1、由于礦山和原燃材料的限制，降低生料及燃料中的硫堿含量較為困難（生料R2O：0.7%,煤粉S-：0.80%，生、熟料化學成分見下表2），因此我們在工藝調整上采取短焰急燒、加強窯內通風來減少硫堿的揮發(fā)，提高熟料固硫固堿的能力，減少硫堿在窯尾的循環(huán)。

表2

2、在煤磨操作上，我們采取了提高選粉機轉速和煤磨出口溫度的措施來降低煤粉細度和水份（改進操作后煤粉細度4-5%，水份3-4%）?？s短煤粉的燃燒時間，減少煤粉的不完全燃燒和還原氣氛的產生，進而減少窯尾物料液相的提前出現。

 3、針對分解爐下縮口物料短路，我們采取提高高溫風機轉速，下調三次風閘板（在保證爐內煤粉完全燃燒的前提下）等操作將下縮口風速由22m/s提高到25m/s，解決了分解爐下縮口由于風速不夠而造成的物料短路現象。

4、對生料均化庫進行處理。均化庫上原有的六個小斜槽和八嘴分配器已損壞暫無法恢復使用（計劃年底大修時恢復）。對庫下斜槽出料不暢進行處理。斜槽布有漏洞的進行更換，風管內有積料的進行清理，閥門（風閥和料閥）損壞或轉動不靈活的進行維修或更換。經過處理庫下六個斜槽出料均正常，充分發(fā)揮生料庫的均化作用，提高生料均化效果（處理前入窯生料KH標準偏差：0.06，處理后入窯生料KH標準偏差：0.04）。將窯尾回灰均勻穩(wěn)定地喂入生料庫中，避免因回灰不均勻地摻入造成有害成分的富集，繼而對燒成系統產生不良影響。

5、加強煤質與配料在生產中的適宜性分析。在實際生產中，因企業(yè)為降低生產成本購進低品位原燃材料等情況，導致進廠原燃材料品位波動大，采取簡單均化處理后就進入生產線。所以我們加強了日常煤質均化與生料配料在生產過程中適宜性分析總結，根據進廠煤質變化及時調整配煤方案和配料方案，盡力達到煤料對口，保證熟料質量。（原煤熱值和灰分的波動情況見下表3）                   

表3

五、效果

通過對現場設備的維修處理、中控操作方法的改變以及加強車間工藝管理和過程質量控制，熟料白塊料形成大大減少，熟料外觀色澤明顯改善，熟料質量明顯提高，見下表4。經過調整后雖然熟料中有時也會出現白塊料（數量很少），我們分析主要是由于硫堿含量偏高造成的，但是我們針對熟料中白塊料所采取的解決措施是有效的，取得了預期的效果。                   

表4 調整前后熟料質量變化

圖1分解爐、C5工藝布置圖

圖2 窯中控操作畫面