結(jié)圈是指窯內(nèi)在正常生產(chǎn)中因物料過(guò)度黏結(jié)，在窯內(nèi)特定的區(qū)域形成一道阻礙物料運(yùn)動(dòng)的環(huán)形、堅(jiān)硬的圈。結(jié)圈使窯該處的橫斷面積顯著減少，嚴(yán)重影響窯內(nèi)通風(fēng)，阻礙物料運(yùn)動(dòng)，對(duì)回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量、質(zhì)量、安全運(yùn)轉(zhuǎn)、煤耗、電耗均有一定影響。尤其頻繁結(jié)圈的回轉(zhuǎn)窯，不僅破壞了窯內(nèi)正常熱工制度，而且損害操作人員的身體健康，給生產(chǎn)造成經(jīng)濟(jì)損失。

引起回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的因素很多，它與原料性質(zhì)、生料成分、燃料的灰分和細(xì)度、窯型、窯內(nèi)還原氣氛及熱工制度等有關(guān)。現(xiàn)結(jié)合鄭州中威環(huán)保設(shè)備有限公司回轉(zhuǎn)窯燒嘴工程經(jīng)驗(yàn)中的體會(huì)和認(rèn)識(shí)，談?wù)勊嗷剞D(zhuǎn)窯結(jié)圈的預(yù)防和處理。

1 回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的形成：

回轉(zhuǎn)窯內(nèi)形成結(jié)圈的因素很多，但液相的產(chǎn)生和固化是結(jié)圈的主要形成過(guò)程。而襯料溫度、物料溫度、煤灰和生料組成又是決定液相的生成和固化的主要因素。利用水泥回轉(zhuǎn)窯燃燒器熟料煅燒過(guò)程中，生料在1200℃左右出現(xiàn)液相，在1250℃左右液相粘度開(kāi)始變小，液相量增加，由于料層覆蓋溫度突降，加之筒體表面散熱，液相在窯壁上凝固下來(lái)，形成窯皮。窯繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，窯皮又暴露在高溫中而被熔掉下來(lái)，再次被物料覆蓋，液相又凝固下來(lái)，如此周而復(fù)始。如果粘掛上去的多，掉下來(lái)的小，窯皮就增厚，反之就變薄。在正常情況下，窯皮可保持在200mm左右的厚度。該溫度條件及區(qū)域內(nèi)若熔化和固化的過(guò)程達(dá)到平衡，窯皮就不會(huì)增厚。當(dāng)熔化的少固化的多，其厚度增長(zhǎng)到一定程度，即形成圈。當(dāng)襯料與物料的溫差大時(shí)，在足夠液相的條件下，圈體越結(jié)越厚。

1.1前結(jié)圈的形成：

前結(jié)圈(又稱(chēng)窯口圈)，是結(jié)在回轉(zhuǎn)窯燒成帶末端部位的圈。在正常煅燒條件下，物料溫度為1350～1450℃，液相量約為24%，其粘度較大。當(dāng)熟料離開(kāi)燒成帶時(shí)，液相開(kāi)始冷卻，進(jìn)入冷卻帶的液相已基本固化。在燒成帶和冷卻帶的交界處存在著較大的溫差，窯口物料溫度高于窯皮溫度。當(dāng)熟料進(jìn)入冷卻帶時(shí)，帶有液相的高溫熟料覆蓋在溫度較低的末端窯皮上，就會(huì)很快粘結(jié)、越粘越厚，最后形成前結(jié)圈。在煅燒過(guò)程中，當(dāng)燒成帶高溫部分溫度過(guò)于集中時(shí)，冷卻帶與燒成帶交界處出現(xiàn)很大的溫差，加之高溫急燒液相量增多，粘度較小，熟料進(jìn)入冷卻帶時(shí)，仍有大量液相迅速冷卻在交界的附近，促進(jìn)了前圈的增長(zhǎng)。

1.2熟料圈的形成：

熟料圈(又稱(chēng)二道圈)，是結(jié)在窯內(nèi)燒成帶與放熱反應(yīng)帶之間的圈，也是回轉(zhuǎn)窯內(nèi)危害最大的結(jié)圈。在熟料煅燒過(guò)程中，當(dāng)物料溫度達(dá)到1280℃時(shí)，其液相粘度較大，熟料圈最易形成，冷卻后比較堅(jiān)固，不易除掉，在正常煅燒情況下，熟料圈體的內(nèi)徑部分，往往被燒熔而掉落，保持正常的圈體內(nèi)徑。如果在1250～1280℃溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)的液相量偏多，往往形成妨礙生產(chǎn)的熟料圈。熟料圈一般結(jié)在燒成帶的邊界或更遠(yuǎn)，開(kāi)始是燒成帶后邊的窯皮逐漸增長(zhǎng)，逐漸長(zhǎng)厚，發(fā)展到一定程度即形成熟料圈。嚴(yán)重熟料圈的窯皮長(zhǎng)度有的甚至長(zhǎng)出正常窯皮長(zhǎng)度的幾倍。

2 結(jié)圈的預(yù)防和處理：

2.1 結(jié)圈的預(yù)防：

前結(jié)圈和熟料圈形成的主要因素是由于物料在一定溫度和區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生液相，在襯料與物料間溫差大的條件下容易產(chǎn)生結(jié)圈。因此防止結(jié)圈的辦法在于適當(dāng)?shù)販p少物料中的初期液相量，盡量減少襯料和物料間的溫差。

(1)選擇適宜的配料方案，穩(wěn)定生料成分，提高煅燒操作水平。一般講:燒高飽和比、高硅酸率的料子不易結(jié)圈，但煅燒很困難，對(duì)保護(hù)窯皮和熟料質(zhì)量不利。而燒低飽和比、低硅酸率的料子，燒結(jié)范圍窄，液相量多，結(jié)粒粗，煅燒不易控制，易結(jié)圈。燒高飽和比、低硅酸率或低飽和比、高硅酸率的料子都可易燒不結(jié)圈。因此配料方案應(yīng)采用較高飽和比和較高硅酸率適當(dāng)減少熔煤礦物的配料方案，對(duì)防止結(jié)圈有利。另外高鋁氧率的料子C3A含量高，液相粘度大，易結(jié)圈。在配料方案中應(yīng)在適當(dāng)減少物料中液相量的條件下，降低鋁氧率值。

(2)降低煤粉細(xì)度，加強(qiáng)回轉(zhuǎn)窯燃燒器風(fēng)煤混合，消除不完全燃燒。煤粉細(xì)度粗，著火速度慢，燃燒時(shí)間長(zhǎng)，火焰的熱力分散。在二次風(fēng)量不足通風(fēng)不良的情況下，物料預(yù)燒不好。一次風(fēng)量不足，風(fēng)速、風(fēng)壓減小，風(fēng)煤混合不好，容易產(chǎn)生不完全燃燒形成還原焰。尤其使用單通道回轉(zhuǎn)窯燒嘴的回轉(zhuǎn)窯，一次風(fēng)中的氧很難達(dá)到火焰中心區(qū)嚴(yán)重缺氧，大量碳粒和CO不能在燒成帶燃燒，而在分解帶甚至窯尾才燃燒。同時(shí)在燒成帶產(chǎn)生大量CO，使物料中部分氧化鐵被還原成氧化亞鐵，形成FeOSiO2低熔點(diǎn)的化合物。而FeOSiO2液相在1100℃左右能促使硅方解石〔2(CaOSiO2)CaCO3〕的形成，而硅方解石在1180～1220℃的液相形成，最容易使燒成帶液相提前出現(xiàn)，將未熔的物料粘結(jié)在一起，造成結(jié)圈。選擇鄭州中威環(huán)保設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)的可靠且在線(xiàn)易調(diào)節(jié)的回轉(zhuǎn)窯燃燒器，確保煤粉充分燃燒，是防止結(jié)圈的重要措施。