回转窑窑内结圈、结球的原因

各种类型的水泥回转窑都遇到过结圈问题。结圈使窑该处的横断面积显着减少，严重影响窑内通风，阻碍物料运动，对回转窑的产量、质量、安全运转、煤耗、电耗均有一定影响。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。在实际生产过程中，煅烧硅酸率高的熟料时，对减少结圈有好处，但是烧硅酸率很高的白水泥熟料也结圈。至于说煤灰的影响，但所有烧油的水泥回转窑同样也结圈。所以结圈问题比较复杂。现结合生产中的体会和认识，谈谈水泥回转窑结圈的预防和处理。
　　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。在熟料煅烧过程中，生料在1200℃左右出现液相，在1250℃左右液相粘度开始变小，液相量增加，由于料层覆盖温度突降，加之筒体表面散热，液相在窑壁上凝固下来，形成窑皮。窑继续运转，窑皮又暴露在高温中而被熔掉下来，再次被物料覆盖，液相又凝固下来，如此周而复始。如果粘挂上去的多，掉下来的小，窑皮就增厚，反之就变薄。在正常情况下，窑皮可保持在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
　　前结圈(又称窑口圈)，是结在回转窑烧成带末端部位的圈。在正常煅烧条件下，物料温度为1350～1450℃，液相量约为24%，其粘度较大。当熟料离开烧成带时，液相开始冷却，进入冷却带的液相已基本固化。在烧成带和冷却带的交界处存在着较大的温差，窑口物料温度高于窑皮温度。当熟料进入冷却带时，带有液相的高温熟料覆盖在温度较低的末端窑皮上，就会很快粘结、越粘越厚，后形成前结圈。在煅烧过程中，当烧成带高温部分温度过于集中时，冷却带与烧成带交界处出现很大的温差，加之高温急烧液相量增多，粘度较小，熟料进入冷却带时，仍有大量液相迅速冷却在交界的附近，促进了前圈的增长。
　　1.2熟料圈的形成
　　熟料圈(又称二道圈)，是结在窑内烧成带与放热反应带之间的圈，也是回转窑内危害大的结圈。在熟料煅烧过程中，当物料温度达到1280℃时，其液相粘度较大，熟料圈易形成，冷却后比较坚固，不易除掉，在正常煅烧情况下，熟料圈体的内径部分，往往被烧熔而掉落，保持正常的圈体内径。如果在1250～1280℃温度范围内出现的液相量偏多，往往形成妨碍生产的熟料圈。熟料圈一般结在烧成带的边界或更远，开始是烧成带后边的窑皮逐渐增长，逐渐长厚，发展到一定程度即形成熟料圈。严重熟料圈的窑皮长度有的甚至长出正常窑皮长度的几倍。如某白水泥厂3.6m65m三级旋风预热器窑，在试产期间曾结过一次严重的熟料圈。窑内窑皮长达52m(自窑头护口铁测量)，圈体厚处达1050mm。致使试产无法进行，被迫停窑处理。