球团竖炉结块原因分析与预防
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锅炉结焦原因及预防1 炉膛结渣的原因1)灰的熔融特性是判断燃烧过程中是否发生结渣的一个重要依据,不同煤质的灰具有不同的成分和熔融特性。
在实验室中对煤样进行灰化,测得其灰熔点比制定值低,因而灰粒很容易达到软化状态而发生结渣。
2) 炉膛燃烧器区域热负荷或容积热负荷偏高,在燃烧器区域燃料燃烧放出的大量热量没有足够的水冷壁受热面来汲取,因此导致燃烧器区域的局部温度过高,造成燃烧器区域的结渣;另外,燃料和烟气在炉内的停留时间过短,燃料未能完全燃烧,引起炉膛出口烟温偏高,造成炉膛出口过热器结渣。
3) 在实际运行中,由于炉内气流组织不佳,造成火焰中心偏移。
致使实际切圆变形,高温火焰偏离炉膛中心,因此后墙结渣严重。
4)经测试发现炉膛出口氧量偏小,因此不能充分实现炉内富氧燃烧,引起炉膛结渣。
5) 对煤粉进行分析发现煤粉细度变大,煤粉变粗,煤粉中的粗颗粒很容易从煤粉气流中分开出来与水冷壁发生冲撞;此外,粗颗粒的燃尽需要相当长的时间,因此经常贴壁造成还原性气氛而增加了结渣的机率。
6) 一次风速偏高。
由于一次风速度偏高,一次风射流本身的动量或者说一次风射流的刚性较强,致使煤粉气流冲击对面炉墙,造成炉墙结渣。
7〕煤种的变化对炉膛温度和烟温的影响非常大,燃用低位发热量在5400Kcal/Kg以上的煤时,炉内结焦显然加剧。
2 解决结渣问题的措施1) 适当降低一次风速度。
一次风速度调整必须依据煤质的变化来进行,在额定负荷下,当燃用优质烟煤时,将一次风速度降低到30 m/s;当燃用一般烟煤时,将一次风速度降低到26m/s。
降低一次风速度可降低一次风射流的刚性,防止煤粉气流冲击炉墙从而防止炉膛结渣。
2) 增大炉内的过量空气系数。
将炉膛出口氧量提升到不低于3.5%。
3) 调整四角燃烧器风粉动量分配使之达到均匀状态,坚持高温火焰中心位于炉膛断面的几何中心处。
4) 在高、低过热器,省煤器等处加装声波吹灰器,严格进行吹灰操作,使水冷壁和过热器、表面坚持基本干净,防止出现结焦、积灰影响传热。
炉膛结焦原因:1、炉内呈还原性气氛,结渣性增强2、一次风速偏低3、一次风管风量分配不均,造成炉膛火焰偏斜4、锅炉运行时负压太高,漏风严重,使主燃烧区严重缺风,还原性加强5、运行中燃烧器向下摆动过低,致使煤粉气流直接冲刷冷灰斗6、所烧的煤种易结焦7、长时间未吹灰8、分级燃烧过度,主燃烧区域缺氧,氧量及总风量偏小措施:1、提高一次风压及降低磨煤机出口温度。
按给定的负荷/一次风压对应曲线进行一次风的调整,通过提高一次风压,开大燃料风挡板等措施提高气流刚性,推迟着火点位置,有效地防止了火焰贴墙和煤粉离析。
磨煤机出口温度随着煤质的不同还可进行不同的调节,具体应视煤的挥发份而定,高挥发份煤磨煤机的出口温度可调节低些,低挥发份煤磨煤机的出口温度可调节高些。
2、加大炉内空气量,适当提高氧量3、控制燃烧器的热负荷。
保持每台磨煤机在最佳负荷下运行,严禁超负荷。
分散投运燃烧器,由于燃烧不集中,传热分散,降低了炉膛温度,结渣减缓;这也保证了一定的煤粉细度,使煤粉中的粗颗粒不易从气流中分离出来与水冷壁冲撞,到达水冷壁以前已经冷却固化,缩短了煤粉颗粒燃尽的时间,在水冷壁贴壁处不产生还原性气氛,以至于灰熔点降低。
4、辅助风的调整。
当炉内整体气流偏转过大、刷墙、结渣较严重时,采用缩腰型配风加以改善。
5、加强吹灰操作,保证受热面的清洁。
6、加强配煤及掺烧煤,选择不易结焦煤锅炉结焦的原因、危害和解决办法劣质煤的特点:水份高,灰份大,发热量低,挥发份低,着火点高等。
火力发电厂在燃用劣质煤时,一方面,锅炉燃烧不稳,易引起锅炉灭火放炮事故;另一方面,为稳定燃烧需投油助燃,浪费了大量的燃油。
同时,飞灰含碳量增大,锅炉效率降低,经济性差。
此外,还存在燃用劣质煤,使锅炉易结焦,各受热面磨损严重,锅炉运行各参数不稳,运行人员调整工作量增大等问题。
此外,劣质煤是火电厂锅炉运行人员最难调整,最头疼、最不愿燃用的煤种。
一、锅炉结焦的原因1、结焦与灰熔点有关结焦的根本原因是熔化状态下的灰沉积在受热面上。
浅析预分解窑结球的原因及处置【摘要】预分解窑窑内频繁结球、结大球是一个不容轻忽的问题。
结球发生和处置进程中窑系统的不能正常运转,影响回转窑热工制度的稳定,降低熟料的质量,而且对篦冷机的安全造成要挟。
本文通过对回转窑结球机理的研究,从多方面分析总结了结球形成的原因,如生料均化不睬想,喂料量不稳定和操作不合理等原因;而且针对这些原因,提出了行之有效的处置方案和防治办法。
通过这些方案的实施,可有效的减少回转窑内结球现象的产生,提高了熟料的质量,保证了产量。
关键词:结球,熟料,热工制度,生料均化所谓“结球”是指熟料煅烧进程中料粉彼此粘结形成大于正常熟料结粒的大块。
窑内结时窑尾温度降低,负压增高且波动大;分解炉及三次风出口负压增大;窑功率高且波动幅度大;C5筒及分解炉出口温度降低;窑内通风不良,窑头火焰短粗,窑头时有正压,造成窑内热工制度不稳定。
窑内结球还会对生产带来一系列严重影响:1、降低回转窑的运转率。
大球在窑内“卡死”滚不出来时,就只能停窑处置即人工打球。
一般处置一个球需要2~3小时,有不时间更长。
正是结球影响了回转窑的运转,降低了窑的运转率。
二、缩短了窑衬的利用寿命。
大球在窑内转动时,由于与窑皮的摩擦容易使其脱落,进而挤压窑衬使其受到磨损,窑衬的利用寿命因此而缩短。
3、影响篦冷机的安全运转。
大球从窑头掉到篦冷机上,容易砸坏篦冷机的部件而影响篦冷机的安全运转。
如有些水泥厂篦冷机常常“堆雪人”,篦板常常被大球砸坏,处置结球时必需减料慢烧,用短时大火将大球烧散或引入篦冷机人工打坏,这严重影响回转窑的正常运转,影响回转窑的热工制度的稳定,降低了熟料的质量。
因此,研究结球极为重要,绝不容轻忽。
一、结球的机理简析最近几年来,很多人对回转窑结球的机理进行了探讨,研究报导中都有对结蛋料和正常料化学成份的对比,并探讨结蛋形成的机理。
有水泥专业技术人员曾经从预分解窑生料圈后面(过渡带)发现许多直径达1m的大球,并从中掏出10个大球,从中间锯开,发现这些球中间都有一个褐色、细粒、白垩状的内核及灰褐色多孔状的外壳。
2010年6月第3期石河子科技中图分类号:TK224.9文献标识码:B文章编号:1008-0899(2010)06-0025-02锅炉运行中结焦是比较普遍存在的现象,轻微结焦会降低锅炉出力,影响锅炉效率。
严重结渣会导致锅炉被迫停炉,极大地影响锅炉的安全性和经济性。
锅炉结渣的原因是多方面的,在这里抛开锅炉的设计及燃烧器的设计布置等因素,仅从煤种、一二次风配比、火焰中心高度等情况加以分析,从而达到减缓或防止锅炉结焦目的。
1锅炉结焦过程一般情况下,随着烟气一起运动的灰渣颗粒,由于炉膛水冷壁受热面的吸热而同烟气一起被冷却,如果液态的渣粒在接近水冷壁或炉墙前,已经因为温度降低而凝固,当附着在受热面管壁上时,将形成一层疏松的灰层,运行中通过吹灰很容易除掉。
当炉膛内温度较高时,一部分灰颗粒已经达到熔融或半熔融状态,若这部分灰颗粒在达到受热面前未得到足够冷却达到凝固状态,具有较高的粘结能力,就容易粘附在受烟气冲刷受热面或炉墙上,甚至达到熔化状态,粘附熔融或半熔融状态的灰颗粒和未燃尽的焦炭使结焦不断发展。
在燃烧过程中,煤粉颗粒中所含的易熔或易气化的物质迅速挥发,成气态进入烟气中,当温度降低时凝结,或者粘附在烟气冲刷的受热面或炉墙上。
或者凝结在飞灰颗粒表面,成为熔融的碱化物膜,然后粘附在受热面上形成初始结焦层,成为结焦发展的条件。
2影响结焦因素2.1煤质特性在影响结焦的因素中,煤质特性起主要的作用。
煤粉在燃烧时,其灰份熔融特性用变形温度t1,软化温度t2和熔化温度t3来表示,软化温度t2的高低是评价煤灰是否容易结焦的主要指标。
飞灰的成分决定着其熔点,当煤粉中碱性氧化物含量大时,灰熔点低,容易结焦;当煤粉中氧化硅,氧化铝含量大时,灰熔点高,就不容易结焦。
2.2钢球质量不合格因为钢球质量不合格,使得大量铁屑混入煤粉中,从而增加了煤粉中的碱性氧化物含量,碱金属氧化物是组成低熔点共熔体的重要成分。
2.3炉膛内温度燃烧器区域的温度越高,飞灰就越容易达到软化状态或熔融状态,产生结焦的可能性就越大,另外煤粉中易挥发的物质气化也越强烈,也为结焦创造了条件。
窑内结圈、结球的原因及处理措施中控室侯素克结圈是指窑内在正常生产中因物料过度黏结,在窑内特定的区域形成一道阻碍物料运动的环形、坚硬的圈。
这种现象在回转窑内是一种不正常的窑况,他破坏正常的热工制度,影响窑内通风,造成来料波动很大,直接影响回转窑的产量、质量、消耗和长期安全运转。
尤其频繁结圈的回转窑,不仅破坏了窑内正常热工制度,而且损害操作人员的身体健康,给生产造成经济损失。
引起回转窑结圈的因素很多,它与原料性质、生料成分、燃料的灰分和细度、窑型、窑内还原气氛及热工制度等有关。
1 结圈的形成回转窑内形成结圈的因素很多,但液相的产生和固化是结圈的主要形成过程。
而衬料温度、物料温度、煤灰和生料组成又是决定液相的生成和固化的主要因素。
在正常情况下,窑皮保持在200mm左右的厚度,该温度条件及区域内若熔化和固化的过程达到平衡,窑皮就不会增厚。
当熔化的少固化的多,其厚度增长到一定程度,即形成圈。
当衬料与物料的温差大时,在足够液相的条件下,圈体越结越厚。
1.1前结圈的形成前圈结在烧成带和冷却带交界处,由于风煤配合不好,或者煤粉粒度过粗,煤灰和水分大,影响煤粉燃烧,使黑火头长,烧成带像窑尾方向移动,熔融的物料凝结在窑口处使“窑皮”增厚,发展成前圈,或者由于煤粉落在熟料上,在熟料中形成还原性燃烧,铁还原成亚铁,形成熔点低的矿物或者由于煤灰分中氧化铝含量高而使熟料液相量增加,黏度增大,当遇到入窑二次风温降温、冷却,就会逐渐凝结在窑口处形成圈。
前圈形成的主要原因是煤粉的质量,熟料中溶剂矿物含量过高或氧化铝含量过高,燃烧器在窑口断面的位置不合理,影响煤粉燃烧,使结圈速度加快,前温急烧,导致温差相差大,造成液相冷却凝固形成前圈,1.2熟料圈的形成原因熟料圈(又称后圈),是结在窑内烧成带与放热反应带之间的圈,也是回转窑内危害最大的结圈。
造成熟料圈的原因很多,主要有生料化学成分,熟料圈行成往往在物料刚出现液相的地方,物料在1200~1300度范围内为防止结圈,配料时应考虑液相不易过多,液相黏度不易过大;原燃材料中的有害成分,原燃材料中的有害成分过多,降低物料的熔点,结圈的可能性就增大,正常情况下,此类结圈大多发生在放热反应带以后的地方;煤的影响,煤灰中氧化铝的含量较高,当煤灰掺入物料中时,使物料液相量增加往往易结圈;操作和热工制度的影响,头煤加入量较多,产生还原气氛,形成低熔点矿物,使液相提前出现,容易结圈,二三次风配合不当,火焰过长,液相提前出现,特别是在分解率高的情况下,结圈的可能性更大。
竖炉球团焙烧一、球团矿定义是细磨铁精粉和少量添加剂(生石灰、消石灰、膨润土等)的混合料通过造球机滚动成9-16mm的圆球,再经筛分、干燥、焙烧、固结、冷却而成的具有一定强度和冶金性能的球形含铁原料。
二、作用他不仅是高炉炼铁、直接还原和熔融还原的原料,而且还可供炼钢作为冷却剂使用。
三、球团矿的优点球团矿粒度均匀、强度高、粉末少、气孔率高(达30℅左右)、滚动性好、比同成分的烧结矿软化温度范围窄,有利于改善高炉成渣带透气性,有利于高炉布料和煤气分布均匀合理。
球团矿堆比重大,在同样冶炼强度条件下,可相对延长在炉内的停留时间,加之粒度较小,含FeO低,铁氧化物主要以易还原的Fe2O3 形态存在,因而具有很好的还原性能。
由于球团矿含铁品位高(我厂一般在59左右)、热稳定性能好、化学成分稳定,有利于改善高炉内煤气热能和化学能的利用,促进高炉稳定顺行和降低焦比。
球团矿易于贮存,在一定时期内不易风化破碎。
竖炉为立式炉,生球自竖炉上部炉口装入,在自身重力作用下,通过各加热带及冷却带,达到排料端。
在炉身中部两侧设有燃烧室,产生高温气体喷入炉膛内,对球团进行干燥、预热和焙烧。
在炉内初步冷却球团矿后的一部分热风上升通过导风墙和干燥床,以干燥生球。
四、球团工艺1、配料为了获得化学成分稳定、机械强度高、冶金性能符合高炉冶炼要求的球团矿,并使混合料具有良好的成球性能和生球焙烧性能,必须对各种铁精粉和粘结剂进行精确的配料。
一般球团厂由于使用的原料种类较少,配料工艺较烧结简单(原料主要有铁精粉、膨润土、除尘灰)。
球团混合矿需要经过干燥和润磨:所谓干燥作业,是采用某种方法将热量传递给含水物料。
并将此热量作为潜热而使水分蒸发、分离的操作。
干燥过程中最重要的是使热量最有效地传递给物料。
干燥过程可以分为三个阶段:Ⅰ物料预热阶段;Ⅱ恒速干燥阶段;III 降速干燥阶段。
所谓润磨就是将含一定水分的原料,按接近造球所需水分(即润湿状态下)在特殊的周边排料式的球磨机(即润磨机)中,同时进行磨矿和混碾。
结圈形成的原因、预防措施和处理方法1.结圈形成的原因当窑内物料温度达到1200℃左右时就出现液相,随着温度的升高,液相粘度变小,液相量增加。
暴露在热气流中的窑衬温度始终高于窑内物料温度。
当它被料层覆盖时,温度突然下降,加之窑简体表面散热损失,液相在窑衬上凝固下来,形成新的窑皮。
窑继续运转,窑皮又暴露在高温的热气流中被烧熔而掉落下来。
当它再次被物料覆盖,液相又凝固下来,如此周而复始。
假如这个过程达到平衡,窑皮就不会增厚,这属正常状态。
如果粘挂上去的多,掉落下来的少,窑皮就增厚。
反之则变薄。
当窑皮增厚达一定程度就形成结圈。
形成结圈的原因主要有如下几点:1.1入窑生料成分波动大,喂料量不稳定实际生产过程中,窑操作员最头疼的事是人窑生料成分波动太大和料量不稳定。
窑内物料时而难烧时而好烧或时多时少,遇到高KH料时,窑内物料松散,不易烧结,窑头感到“吃火”,熟料fCaO高,或遇到料量多时都迫使操作员加煤提高烧成温度,有时还要降低窑速;遇到低KH料或料量少时,窑操作上不能及时调整,烧成带温度偏高,物料过烧发粘,稍有不慎就形成长厚窑皮,进而产生熟料圈。
1.2 有害成分的影响分析结圈料可以知道,CaO+A1203+Fe203+Si02含量偏低,而R20和S03含量偏高。
生料中的有害成分在熟料煅烧过程中先后分解、气化和挥发,在温度较低的窑尾凝聚粘附在生料颗粒表面,随生料一起人窑,容易在窑后部结成硫碱圈。
在人窑生料中,当MgO和R20都偏高时,R20在MgO引起结圈过程中充当“媒介”作用形成镁碱圈。
根据许多水泥厂的操作经验,当熟料中MgO>4.8%时,能使熟料液相量大量增加,液相粘度下降,熟料烧结范围变窄,窑皮增长,浮窑皮增厚。
有的水泥厂虽然熟料中MgO<4.0%,但由于R20的助熔作用,使熟料在某一特定温度或在窑某一特定位置液相量陡然大量增加,粘度大幅度降低,迅速在该温度区域或窑某一位置粘结,形成熟料圈。
锅炉结焦原因分析及解决方案一、锅炉结焦原因分析锅炉结焦是指锅炉内部烟道、燃烧室等部位积聚了一层或多层的燃烧产物,导致热传导受阻,影响锅炉正常工作。
以下是锅炉结焦的主要原因分析:1. 燃料质量问题:燃料中含有过多的灰分、硫分、水分等杂质,容易在燃烧过程中生成燃烧产物,导致结焦。
2. 燃烧条件不良:燃烧过程中,燃烧温度过低、燃烧速度过慢等因素会使燃烧产物生成量增加,从而促进结焦的发生。
3. 温度过低:锅炉工作温度过低,无法将燃烧产物完全燃烧,导致产物在锅炉内部积聚形成结焦。
4. 炉膛设计不合理:炉膛设计不合理,使得燃烧产物在炉膛内停留时间过长,增加了结焦的可能性。
5. 锅炉清洗不彻底:长期未进行锅炉清洗或清洗不彻底,导致燃烧产物在锅炉内积聚,形成结焦。
二、锅炉结焦解决方案针对锅炉结焦问题,可以采取以下解决方案:1. 优化燃料选择:选择低灰分、低硫分、低水分的燃料,减少燃料中的杂质含量,降低结焦的可能性。
2. 改善燃烧条件:调整燃烧参数,提高燃烧温度和速度,使燃烧产物能够充分燃烧,减少结焦的发生。
3. 提高锅炉工作温度:通过调整锅炉工作温度,使得燃烧产物能够充分燃烧,减少结焦的可能性。
4. 优化炉膛设计:改善炉膛结构,提高燃烧产物的流动性,减少积聚时间,降低结焦的风险。
5. 定期清洗锅炉:定期进行锅炉清洗,彻底清除燃烧产物,防止结焦的发生。
6. 定期检查维护:定期检查锅炉的燃烧状态、炉膛情况等,及时发现问题,进行维护和修复,防止结焦的发生。
7. 使用结焦抑制剂:在燃烧过程中添加适量的结焦抑制剂,能够减少燃烧产物的生成,降低结焦的风险。
总结:锅炉结焦是影响锅炉正常工作的一个常见问题,其产生原因复杂多样。
通过优化燃料选择、改善燃烧条件、提高锅炉工作温度、优化炉膛设计、定期清洗锅炉、定期检查维护以及使用结焦抑制剂等解决方案,可以有效减少锅炉结焦问题的发生,确保锅炉的正常运行。
在实际应用中,需要根据具体情况综合考虑,选择合适的解决方案,并定期进行维护和检查,以保证锅炉的安全稳定运行。
球团回转窑结圈诊断球团回转窑是一种重要的水泥生产设备,广泛应用于水泥生产过程中。
然而,由于生产过程中的各种因素,球团回转窑的结圈问题经常发生,影响生产效率和产品质量。
因此,球团回转窑的结圈诊断显得尤为重要。
结圈是指在球团回转窑内墙面和转筒内壁上形成厚而坚固的结合层的现象,这可能会导致生产过程中的下列问题:1.增加能耗:由于结圈层的存在,火焰与物料之间的热交换效率降低,导致能耗的增加。
2.降低生产能力:结圈层会堵塞球团回转窑的内部空间,使物料无法自由流动,从而降低生产能力。
3.降低产品质量:结圈层的存在可能导致产生大量的灰渣,降低水泥产品的质量。
为了诊断球团回转窑的结圈问题,可以采取以下步骤:1.观察结圈形态:通过观察球团回转窑内壁上的结圈形态,可以初步判断结圈的原因。
例如,如果结圈形态较为均匀,可能是由于煤气流量不足或者煤粉燃烧不完全所造成的。
2.分析排放气体:通过分析球团回转窑排放的气体成分,可以了解燃烧过程中的变化。
例如,高CO和CO₂含量可能是煤粉燃烧不完全的表现,需要调整煤粉供给和燃烧风量。
3.检测内部温度:利用红外热像仪等设备,检测球团回转窑内部的温度变化。
高温区域可能是结圈问题的主要发生地点,因此需要对高温区域进行进一步的分析和处理。
4.样品分析:采集球团回转窑内物料和结圈层的样品进行分析。
通过分析物料中的成分和结圈层的组成,可以判断结圈层的形成机制。
例如,结圈层中含有较高的氧化铁或氧化钙,可能是由于煤粉中矿物质含量过高所导致的。
5.优化工艺参数:根据诊断结果,调整球团回转窑的工艺参数,以减少结圈问题的发生。
例如,可以调整煤粉供给量、燃烧风量和冷却风量等参数,以优化燃烧和冷却过程。
总结起来,球团回转窑的结圈诊断是一项复杂而重要的工作。
通过观察结圈形态、分析排放气体、检测内部温度和样品分析等方法,可以找出结圈问题的原因,并优化工艺参数,以减少结圈的发生。
这将有助于提高球团回转窑的生产效率和产品质量。
石灰竖窑结瘤原因分析和预防措施摘要:结合生产实际,对石灰竖窑的结瘤原因进行了分析,介绍了结瘤故障的防范措施和结瘤判断及处理方法关键词:石灰窑、结瘤、石灰石粒度、成分、温度0 前言:我公司生产的石灰竖窑分别在新疆、山西、青海等有关单位使用,在使用的几年时间里,由于使用单位大部分为初建单位,技术力量薄弱,缺乏经验,曾多次出现了不同程度的结瘤现象,严重时造成了窑出石灰时被许多大块的石灰粘接料(俗称“窑瘤” )卡死,导致窑下出料螺锥无法将石灰卸出窑外,并且会导致耐火砖被大量粘结损坏,一度影响到石灰窑的正常生产。
为解决这一问题,我们对石灰竖窑结瘤的原因进行了认真的分析,结合生产实际对石灰窑的从原料的进厂到石灰窑的工艺操作进行了一系列的调整,并采取了相应的预防措施,使结瘤现象逐步减少,直至完全得到控制。
1 结瘤原因分析1.1 原料石灰石成分的影响原料石灰石在我国各省区均有丰富的资源,石灰石的主要成分为碳酸钙(CaCO3),各地石灰石CaCO3含量不同,最好的石灰石含碳酸钙达98%以上,一般要求如下:CaCO3>90%;SiO2<3%;MgCO3<6%;(Al2O3+ Fe2O3)<1.5% 石灰石中的主要杂质是碳酸镁(MgCO3)和Fe、Al、Si的氧化物。
煅烧时碳酸镁同样消耗热量,但是分解后的氧化镁(MgO),在生产过程中并不能参与作用,因此,碳酸镁过高会增加石灰石的消耗定额和浪费能源。
石灰石在窑内煅烧的过程中,不仅进行着氧化钙生成过程,同时也进行着一系列的杂质反应过程,而且各类反应的温度和时间等条件都是不相同的。
当石灰石原料中含有的SiO2、Al2O3、Fe2O3 等杂质时,不仅影响石灰石的煅烧,还会使石灰窑发生严重的“结瘤”(炼窑)事故。
SiO2、Fe2O3在800°左右的温度下就能以固态状态同氧化钙发生化合反应形成熔点低而又粘稠的硅酸钙(CaO•x SiO2)及铁酸钙(CaO•x Fe2O3),其反应进行的速度取决于SiO2 、Fe2O3在石灰石中分布的均匀程度,分布越均匀,反应速度越快,反应也就越充分,这些杂质把石灰粘成大块并烧结,或牢牢地挂在石灰窑的内壁上,使石灰不能顺利下落,而下落后又极易损坏设备。
球团竖炉结块原因分析与预防
舒 清 禄
(重钢西昌矿业公司球团厂)
摘要:竖炉结块也称结炉或结瘤,是氧化球团竖炉在生产过程较常
发生的现象,对生产影响很大,本人从重钢西昌矿业公司球团厂的实
际情况出发,分析结块的原因,并阐述了我们通过设备和工艺不断改
进完善,从生产实践中总结出的一套行之有效的预防措施。
关键词:结块 生球质量 湿球入炉 粉末 布料 高温焙烧
1、前言:
重钢西昌矿业公司(原重钢西昌太和铁矿,以下简称西矿)
球团厂5.8m2竖炉生产线自2003年10月建成投产以来,很快达
产,产质量稳步提高。但是,在氧化球团焙烧的生产过程中,竖
炉经常出现炉料结块现象,轻则影响炉况,调整要减少生球投放,
产品质量也不稳定;重则造成竖炉生产事故,停炉处理,工作环
境差,劳动强度大,花费时间长。
竖炉结块,严重影响了设备作业率,当时成为困扰太矿人球
团生产的一大问题,特别是2003-2005年间,由于原料粒度粗,
水份高,煤气资源不足,竖炉风系统配置不够和造球系统不完善
等原因,竖炉结块频繁发生,竖炉炉体砖、导风墙、火口损坏严
重,影响了生产线的安全运行。
2005年终竖炉大修期间,球团厂增设了一台煤气发生炉,
加大了冷风机,助燃风机,煤气加压机的配置,更换了烘干能力
较大的烘干筒竖炉,改进了布料系统。重新投产后,调整了造球
和竖炉热工控制参数,强化了工艺操作等措施,从而在外部的原
燃料条件未得到有效改善的情况下,使竖炉结炉得到了有效的遏
制,近年来很少或未再出现严重结块现象(见表1),设备作业
率大幅度提高,日产量始终保持在750T以上的较高水平,生产
进入了长周期稳产高产状态。
表1 近几年严重结块生产事故次数
时间 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
结炉次数 5 12 10 4 3 2 1 1 0
2、竖炉结块原因分析
经过近十年来的生产实践,我们从工艺过程、控制参数、原
料条件以及结块物的分析和现场观测,总结了竖炉结块的原因。
表2为结块物主要化学成份,表3为结块物的主要矿相及含量,
表4生产用铁精矿粉和成品球团矿化学成份。
表2 结块物主要化学成份(%)
结块物相
T Fe Na K Ca Si
O
硅酸盐相
18.24 0.88 0.41 5.07 17.14
39.98
硅铝酸盐相
8.63 0.63 2.99 6.6
50.53
Fe2O3 54.17 0.79
37.25
表3 结块物的主要矿相及含量(%)
Fe3O4 Fe2O3
脉石(SiO2) 硅铝酸盐玻璃相 主要铁相 连接方式
<1 大多数 约6 <1
赤铁矿,少量
磁铁矿
以微弱赤铁
矿再结晶为
主
表4 生产用铁精矿粉和成品球团矿化学成份(%)
项目 TFe FeO SiO2 CaO MgO S TiO2 水份 -200目
铁精矿
56.64 29.12 4.64 1.57 3.91 0.53 12.26 8-12 55-65
球团矿
54.01 0.78 4.82 1.60 3.91 0.003 11.14
(1)生球质量差,粉末入炉较多。
A、由于进厂铁精矿粉成球球性差,主要是粒度粗(-200
目含量在55-65%之间,加配烟尘矿和硫酸渣,微细颗粒少),SiO
2
含量偏高(接近5%)以致生球表面光洁度差,外观含粉量高,
高温下含硅酸盐粉易与FeO形成低熔点化合物,并随着炉况恶
化互相粘结长大,成为竖炉结块物。
B、精矿水份波动大,烘干能力不够,导致生球水份过大
(>9.5%),在竖炉干燥预热带产生爆裂,形成炉内大量粉末,极
易造成竖炉结块。
C、膨润土影响生球质量。
膨润土质量与生球质量不成线性关系,主要由于膨润土和精
矿粉匹配度,相同质量的膨润土与不同配料的精矿粉配合生产的
生球会有很大的差距。
短时间使用的膨润土质量波动频繁,造成实际生产中膨润土
的配入量无法准确掌握,影响生球质量,造成入炉生球含粉多。
D、配料系统不正常,精矿仓矿槽内悬料,圆盘给料机不
准确,给造球生产操作带来很大的不稳定。
E、造球盘工艺参数变动频繁。
(2)烟罩温度过低,造成入炉生球,未充分干燥就进入温度较
高的预热带,导致生球爆裂粉化。
在竖炉生产中,由于生球烘干所需废气不足,导致生球未干
透就入炉;或者因布料操作失误,造成湿球入炉;或者因齿辊较
长时间停转后恢复动作引起塌料,造成大量生球入炉,在这种情
况下,入炉湿球遇到高温气流,往往发生爆裂产生大量碎球和粉
末,使炉料之间接触面增大而造成粘结。况且粉末的增多,使炉
内透气性变差,气流分布不均匀,炉料氧化不完全,同一截面上
燃烧温度分布不均匀,未氧化的FeO在炉内高温条件下(1280
±50℃)与SiO2形成铁橄榄石,富氏固熔体,铁酸钙,钙铁橄
榄石,铁钙铝酸盐等低熔点化合物。
(3)燃烧温度控制过高。
氧化球团固结的主要方式是Fe2O3再结晶,其次是高温下产
生少量约3%液相发生液相固结。在1200-1250℃,通过再结晶使
球团的抗压强度达到2000N/个以上。如果球团焙烧温度过高,
则可能出现以下情况:
A、矿物晶格中质点的可动性急剧增加,质点在球与球之间
的界面上充分扩散,使之产生严重的固相粘结;
B、产生过多的液相,充填在颗粒之间,导致球粒之间粘结。
同时,球团会发生塑性变形,进一步促进了粘结的发生;
C、温度超过1300℃时Fe2O3部份分解为Fe3O4 和FeO生成
熔化温度更低的固熔体。同时,在较高温度条件下,燃烧室废气
含氧量减少,导致球团中的FeO氧化不完全。
由于上述三方面共同作用,在高温下,竖炉内很容易形成熔
融状大块,严重时发生结炉。
(4)设备故障多,造成竖炉生产不正常,导致炉内加热制度
不稳定。
通过上述分析,我们归纳出结块的原因图(见图1)
3、预防竖炉结炉采取的措施
3.1 严格控制进厂精矿粉的质量
1)控制入厂精矿粉粒度,鉴于我们球团厂铁精矿供应实际
情况,要想在短期内将原料粒度控制在球团工艺所要求的水平还
存在较大困难,为此我们要求选厂精矿粒度-200目含量必须大于
60%,否则不予入厂,这样在一定程度上避免了生球表面含粉高
的问题,提高了生球质量,减轻粉末入炉严重结炉的后果。
2)控制精矿水份。如有大批量水份超标,我们采用了“先
堆存、后配用”的方法,有利于圆盘给料机长时间稳定均匀出料。
同时,我们用大烘干筒更换了小烘干筒提高了对精矿的烘干能
力,保证了合格生球水份,有利于竖炉烘床干燥预热。
3.2 严格控制生球质量
根据现有原料状况,严格控制造球盘产量,提高生球质量,
保证生球水份在8.5-9.2%,落下>4次,生球强度>1kg/球,另外,
我们对圆辊筛系统进行了改造,在原来的基础上,加宽了陶瓷圆
辊筛,同时在辊筛出料口配置直线振动筛,筛出大球。
3.3 加强布料操作,严禁湿球入炉,坚持用焙球调节炉况。
布料要求烘床上球层厚度均匀,在不空炉篦的前提下实行
薄料层操作;保证干球入炉,要求炉篦上有1/3的干球才排料,
不得以生球直接入炉;如因故料面下降到炉篦以下,必须用培球
填充。为了达到上述操作要求,我们改进布料小车,加大了冷风、
助燃风的供风能力。
3.4 严格焙烧制度,减少温度波动,保证炉口氧化气氛,燃料、
风量与生球量相适应。
根据竖炉现场实际工况条件和理论探索,我们采用了大风量
—低温度焙烧方法。即将助燃风开到最大,通过发生炉煤气来调
节和控制燃烧室温度到规定值,这样操作即能保证足够的废气
量,又使炉内氧化气氛充足。为了此我们投资增设一台2号煤气
炉,加大了煤气加压机的配置。
4、改进后的效果
通过近几年来对烘干系统,造球系统等的改造,以及增设
一台煤气发生炉,供风动力系统的增大,以及加强原料管理改善
原料条件,加上日常生产组织时严格控制生球质量和稳定造球,
主控各工艺参数 ,竖炉结块现象明显遏制,减轻了工人劳动强
度,设备作业率也大幅度提高,生产日趋稳定,生产质量稳定在
较高水平。虽然采取以上措施后取得了一定效果,但精矿粉的粒
度粗始终制约球团生产一个重要因素。还好,新选厂试产后,精
矿粒度可达到-200目含量大于80%,可以从很好解决这一问题。
其次,应增设球团工序内的原料细磨工艺,进一步改善原料成球
性能。再次,。我们应该多学习国内外球团的新工艺、新技术,
向先进的球团的生产技术靠拢。
5、结论:
通过分析西矿球团厂生产线的运行可知,竖炉结炉主要有
三方面原因,即生球质量差,粉末入炉多;湿球入炉,导致生球
爆裂粉化;焙烧温度高,生成熔融大块。通过采取严格控制进厂
原料质量,强化造球和提高布料、辊筛筛分效果,加强造球、竖
炉工艺参数控制和提高设备作业率等措施,竖炉结炉现象得到有
效遏制。
参考文献
1、傅菊英、姜涛、朱德庆,烧结球团学,长沙:中南工业大学出版社
2、张一敏 球团生产知识问答 北京:冶金工业出版社2005.7