在新型干法窯水泥生產(chǎn)中，熟料的冷卻方式基本采用篦式冷卻機冷卻。在實際生產(chǎn)中，篦冷機前壁與回轉窯筒體轉向后側的卸料溜子處，常常會遇到篦板不能及時將熱熟料推走，使其堆積越來越高，嚴重時可堵到窯口，人們通常把這種現(xiàn)象稱為“堆雪人”；在篦床上熟料層的細料側，從進料至出料呈現(xiàn)一條高溫灼紅熟料帶，俗稱“紅河”。

　　一、篦冷機“堆雪人”與“紅河”的危害

　　堆雪人與紅河是篦冷機經(jīng)常出現(xiàn)的不正?，F(xiàn)象，嚴重影響著生產(chǎn)線的正常運轉。

　　雪人的形成，影響系統(tǒng)通風、入窯二次風量、風溫，破壞窯及預熱器系統(tǒng)的熱平衡，使窯內(nèi)煅燒狀況不好，熟料產(chǎn)量、質量下降，嚴重時會造成窯頭正壓，窯尾漏料，窯口護鐵磨蝕加重。

　　紅河會造成篦板損壞。篦板受熱損壞后，部分高溫熟料經(jīng)篦板破損處落入篦床下風斗內(nèi)，易使篦床下的大梁和風斗的密封板及斗下閥門等部件受熱變形，造成冷風漏出機外或在篦下各室之間相互串風，熟料得不到冷卻，以致影響到熟料輸送、儲存、粉磨和水泥性能。

　　二、“堆雪人”的形成原因

　　由于入窯二次空氣量不足，燃料燃燒速度較慢，導致煤粉不完全燃燒，熟料在窯內(nèi)翻滾過程中表面粘上的細煤粉，一并落入篦冷機后，在熟料表面進行無焰燃燒，釋放出熱量，隨著風冷卻的加大紅料越是不斷，使得本來應該受到驟冷的液相不但不消失，反而可維持相當一段時間；另一方面由于煤灰包裹在熟料表面，導致熟料表面鋁率偏高，液相粘度加大，更為重要的是不完全燃燒極易導致還原氣氛。在還原氣氛下，熟料中的被還原為低熔點的FeO，生成低熔點礦物，粘附在墻壁上。如果這種還原氣氛持續(xù)的時間過長或篦床操作不當，如停床、慢床致使物料在篦床一室形成堆積狀態(tài)，使熟料與墻壁有足夠的接觸時間；再加上盲板的阻風作用，使靠近墻壁的熟料冷卻效果差，一部分液相就會在墻壁上粘掛，逐漸形成雪人。

　　三、“紅河”形成的原因

　　熟料在篦冷機的冷卻過程是: 從窯頭落下的高溫熟料堆積在篦冷機進料口篦床上。隨篦板向前推動覆蓋在整個篦床上，冷風經(jīng)篦縫向上透過熟料層，熟料在推動的過程中逐步得到冷卻。而熟料冷卻的好壞取決于冷風透過熟料層的阻力。阻力小，透過的冷風量多，則出篦冷機的熟料溫度低。阻力大，則出篦冷機熟料溫度高。

　　冷風透過料層的阻力與氣流速度、氣體容重、阻力系數(shù)有關。當冷風透過高溫熟料料層時，風料之間熱交換因溫差較大而作用強烈，此時高溫熟料將較多的熱量傳給冷風，冷風受熱后溫度升高，體積隨之增加，其透過料層的氣流速度也相應增加。氣體透過料層的阻力隨氣流速度的平方增加,而氣體的容重隨溫度增加而減小 ，結果是透氣阻力隨氣流溫度增加而呈平方增加。反之當氣流透過溫度較低的熟料層時，氣流溫差小，透過的氣體溫度低則阻力也低，空氣易從低阻力區(qū)域的熟料層透過，氣體透過量愈多，熟料溫度愈低。熟料隨篦板推動而向前移動。從篦冷機的橫斷截面來看，愈是在冷端，高透氣阻力的料層和低阻力的料層之間的溫差也愈大,冷風愈來愈集中在低阻力的熟料層透過，而高阻力的料層很少有氣流透過，此部位熟料的冷卻效果相當要差一些。

　　熟料在窯內(nèi)煅燒時，受離心力的作用，產(chǎn)生離析，大顆粒一般集中在中間，隨著顆粒直徑變小，細顆粒愈來愈集中在窯筒體一邊。當熟料從窯頭落至篦床上時，大顆粒集中在一側，細顆粒集中在另一側，篦床橫截面中部為粗細顆粒的過渡部位。當窯速較快且窯內(nèi)細顆粒熟料較多時，細顆粒集中在一側的現(xiàn)象尤為明顯。熟料顆粒在篦床縱向隨篦板向前推動逐步覆蓋整個篦床面，雖然在推動過程中，顆粒層級配有所變化，但縱向變化不大，此時，從篦冷機的進料口至出料口，細顆粒在一側形成帶狀、較大顆粒分別形成條帶而隨顆粒直徑增大向另一側集中。由于細顆粒堆積致密，冷風透過時阻力大，從進料口的高溫熟料層開始，冷風較少或不透過細顆粒熟料層，較多地透過阻力低的較大顆粒層。此時細顆粒層因冷風透過量少而得不到冷卻，其料層表面呈高溫紅色，透過冷風的熟料層因冷卻其表面呈黑色。隨著篦板的推動，在同一橫截面上粗、細熟料顆粒層之間的溫差愈來愈大，冷風愈來愈集中從較大顆粒的熟料層透過，而細顆粒熟料層得不到冷卻, 形成一條從冷卻機進料口至出料口的，紅熟料帶，這就是紅河現(xiàn)象出現(xiàn)的原因。

　　四、“堆雪人”的解決措施

　　篦冷機堆雪人的原因較多，有時幾種原因共存，所以應根據(jù)具體情況具體分析，從工程設計開始就引起重視。

　　1.正確確定篦冷機與回轉窯中軸線的相對位置

　　篦冷機與回轉窯中軸線的相對位置是引起堆雪人的重要原因，設計者應從在理論和實踐中總結經(jīng)驗，提出合理的位置關系。另外，在回轉窯的制造、安裝和調試過程中應嚴格把關，尤其是中軸線的相當位置，減少尺寸誤差。

　　2.改善熟料的顆粒組成，正確控制液相量

　　新型干法的特點之一是熟料的細顆粒較多，當溫度提高時，便容易形成浮動料層，使篦冷機堆雪人的幾率增高。料層厚度應始終保持在600mm左右。在同等生料質量的條件下，由于窯速調節(jié)不當和三風道噴煤管使用不好，都會使細粒熟料增多；同時熟料中的液相量與溫度也密切相關。預分解窯幾乎沒有冷卻帶，進入篦冷機的熟料溫度一般都高達 1300—1450 攝氏度，個別甚至會更高。

　　熟料在正常煅燒的過程中，當溫度略低于1300攝氏度時便開始生成液相。然后，隨溫度的繼續(xù)升高而液相量逐漸增加，但達到某一定溫度后，液相量增加的速度緩慢下來。只有溫度再劇增，液相量才會進一步增加，正常情況下溫度在1300—1400 攝氏度的范圍內(nèi)是液相量劇增區(qū)域。適當?shù)囊合嗔坑欣诟哔|量熟料的形成，液相的粘度對良好熟料的形成也有重要作用。但溫度過高時液相量增加，粘度卻降低，難以形成良好的團塊，這也是篦冷機產(chǎn)生堆雪人的原因之一，所以，在操作中應特別注意溫度的控制，避免堆雪人的現(xiàn)象產(chǎn)生。

　　3.提高篦冷機冷卻能力

　　篦冷機是熟料冷卻的重要設備，合理設定各室風量和風壓，加速熟料冷卻，努力提高入窯二次風和入分解爐三次風溫度，減少熱損失，提高冷卻效率，可避免堆雪人和出紅料。提高冷卻能力的措施有：增加淬冷風量，避免冷風短路，控制合適的高低溫度段速比，一般為1:1.2，注意風煤料的變化。當煤灰分大時，熟料中含量高或噴煤嘴磨損嚴重時均有堆雪人和出紅料的危險。

　　五、“紅河”的解決措施

　　紅河的起因較復雜，其解決的方法也是多樣化。解決紅河的措施是：首先應從原料性能和熱工操作上解決，使窯內(nèi)熟料結粒均勻，從根源上解決料層透風的均勻性，才能較好地解決紅河的問題。但各廠生產(chǎn)受種種條件的制約，很難對原料和操作作大的變動，在此情況下對篦冷機可以采取改變通風方式和改變篦板形狀來減緩紅河狀況。

　　1.改善窯的操作

　　為使熟料結粒均齊，應盡量提高入窯物料分解率，改善篦冷機的操作，盡可能提高二次和三次風溫，改善噴煤管火焰形狀，縮短物料在窯內(nèi)分解帶和過渡帶的停留時間，延長在熔融帶的停留時間，在最高溫度帶保持合適的燒成溫度，以上操作狀況有利于結粒。提高入窯物料分解率的措施是加強窯、預熱器、三次風管、廢氣管道等裝備的密閉，減少漏風，改善預熱器、分解爐的性能，提高換熱效率，增強上述裝備的隔熱，減少散熱損失等。

　　2.采用側吹風技術

　　側吹風技術是在篦冷機出現(xiàn)紅河料層的側墻邊，設置一排吹風孔，用一臺風壓較高的風機，在篦上水平向細顆粒層噴吹，此時部分細顆粒被吹動而使料層發(fā)生松動，而使料層的透風阻力下降，篦下的冷風因細料層阻力下降而得以透過料層，使熟料得到冷卻，紅河則減緩。

　　篦上側吹風操作時，在高溫細顆粒熟料與篦板之間有冷風吹過，形成一層冷風墊層，使篦板不致受高溫熟料的過熱損壞。同時篦下冷風因料層松動得以透過，使熟料得以冷卻，這將延長篦板的使用時間。

　　3.采用特殊形狀篦面的篦板

　　在紅河料層下部的篦床上，設置篦面較高且形狀較為特殊的篦板。當紅河料層隨篦板向前堆動時，其底部熟料層被特殊篦板的篦面破壞 ,致使料層料積至密度發(fā)生變化，冷風透過料層的阻力降低，相應冷風可透過料層，使熟料得以冷卻，紅河現(xiàn)象得以減緩。但此類篦板磨損較重。

　　4.加強風室(斗)的密封

　　在生產(chǎn)時加強風室(斗) 下鎖風閥門的維護，減少冷風從該部位漏出風室(斗) 外，同時加強風室(斗) 之間隔板的密閉，以防止各風室 (斗) 之間的串風，以保持各室(斗)有足夠的冷風透過料層。

　　5.采用可控氣流通風篦板

　　從 1990 年代起，國外出現(xiàn)了可控氣流篦板。冷風不從篦下風斗向篦上料層透風，而是通過篦板下的空心梁經(jīng)篦板本身水平貼篦面噴出，然后透過料層使熟料得以冷卻。篦下空氣梁透風，結構上可以單排或單塊篦板單獨通風，解決了風斗供風時通風面積過大，冷風集中于低阻力料層透過而高阻力熟料層冷風透過量少而得不到冷卻，致使篦板受高溫熟料的過熱損壞的問題。采用可控氣流通風篦板后，可以采用較高的風壓和風量來透過紅河料層，相應消除和減緩紅河現(xiàn)象?？煽貧饬魍L篦板篦冷機的優(yōu)點是通風均勻、鼓風量小、出篦冷機的熟料溫度低、熱效率高、供燃燒用的二次和三次空氣溫度高、篦板損壞量少、設備事故率低、廢氣量少、收塵設備小。其冷風量可降至熟料以下，單位有效冷卻面積熟料量提高至 以上，篦冷機熱效率可提高至 75 %以上 。