山西中條山新型建材有限公司2500 t/d熟料新型干法生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)為∮4mx60m回轉(zhuǎn)窯烘干機(jī)+低壓損五級(jí)預(yù)熱器+∮5.8 m(內(nèi)徑)x28 m的TDF多噴騰型分解爐+ NC33224型第三代推動(dòng)篦式冷卻機(jī)組成，其分解爐和煙室的連接縮口內(nèi)徑∮1.5m。運(yùn)行3年來(lái)，系統(tǒng)基本平穩(wěn)。但在實(shí)際生產(chǎn)中，因中控操作不當(dāng)及原燃材料有害成分富集使系統(tǒng)結(jié)皮較多，造成縮口實(shí)際尺寸變小，從而引起一系列工藝問題。如：分解爐內(nèi)的風(fēng)量明顯不足，風(fēng)速過(guò)快，物料在爐內(nèi)的停留時(shí)間短，物料預(yù)熱分解不好；窯內(nèi)因通風(fēng)量減小而產(chǎn)生還原氣氛，既影響煤粉燃燒，又導(dǎo)致窯內(nèi)因氧氣不足使燒成物料中Fe203還原成Fe0，且還原氣氛對(duì)窯磚的損害也非常大（耐火磚內(nèi)的Fe203被還原后，耐火磚會(huì)變得酥軟）；導(dǎo)致液相提前出現(xiàn)，料容易在窯內(nèi)結(jié)大球，同時(shí)造成窯內(nèi)35~39m處結(jié)圈頻繁，嚴(yán)重時(shí)要停窯處理；容易產(chǎn)生夾心料和黃心料，熟料游離氧化鈣超標(biāo)。因此影響了熟料質(zhì)量，同時(shí)也限制了產(chǎn)量的提高，熟料產(chǎn)量只能維持在平均2 500 t/d左右的較低水平運(yùn)行。
產(chǎn)生分解爐和煙室連接縮口縮小的原因通常有：燃燒器位置調(diào)整不及時(shí)；煙煤質(zhì)量發(fā)生變化；生料配料成分發(fā)生變化，鐵質(zhì)校正原料成分偏高，液相量增加。根據(jù)具體情況，我們判斷是由于原燃料成分的波動(dòng)導(dǎo)致的。我公司采用石灰石、廢砂、銅渣、煤矸石等配料，原制化學(xué)成分見表1，煤的工業(yè)分析貝表2。2008年山西“9.8”襄汾潰壩礦難事故發(fā)生后，許多礦山停產(chǎn)接受檢查和整頓。距離事故發(fā)生地僅8 km的我公司也沒有例外，自有石灰石礦山一度無(wú)法正常開采，生產(chǎn)所需的主要原料石灰石得不到滿足供應(yīng)，地處附近的砂巖供應(yīng)點(diǎn)也被迫停產(chǎn)，燃煤也得不到供應(yīng)，生產(chǎn)形勢(shì)非常嚴(yán)峻。無(wú)奈之下，我公司只得外購(gòu)石灰石、燃煤，導(dǎo)致原燃料成分波動(dòng)很大，此外，公司生產(chǎn)線采用鎂渣代替部分石灰石配料，鎂渣摻入量依次從8%增加到20%，這樣的生產(chǎn)持續(xù)了一年半之久。
由于原燃材料變化，造成結(jié)皮使縮口內(nèi)徑變小�？s口內(nèi)徑變小后，無(wú)法適應(yīng)原燃料波動(dòng)，從而形成惡性循環(huán)、窯熱工制度不穩(wěn)；而燃燒器經(jīng)常因來(lái)不及調(diào)整造成熟料產(chǎn)質(zhì)量大幅度波動(dòng)（經(jīng)常調(diào)整燃燒器會(huì)損傷窯內(nèi)的耐火磚和預(yù)熱器內(nèi)的澆注料并大幅縮短其使用壽命），無(wú)法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的目的。為此我們決定對(duì)分解爐縮口進(jìn)行擴(kuò)徑改造，改后使用效果良好，還大幅度提高了熟料產(chǎn)量和質(zhì)量。
2、改造的方案及操作調(diào)整
(1)改造的方案及費(fèi)用。經(jīng)研究決定，將原有的分解爐縮口內(nèi)徑∮l.50m擴(kuò)大到內(nèi)徑∮1.65m，以改變料、氣運(yùn)行軌跡，加強(qiáng)噴騰效應(yīng)，增強(qiáng)物料在爐內(nèi)的返混度，改善爐內(nèi)溫度分布均勻性，達(dá)到延長(zhǎng)料、氣停留時(shí)間，提高預(yù)熱分解效率的效果。整個(gè)改造投資僅4萬(wàn)多元，包括澆注料和耐熱鋼扒釘費(fèi)用及所需工時(shí)費(fèi)等。
(2)操作調(diào)整。改后開機(jī)，保持相同的投料量(165t/d)，恒定高溫風(fēng)機(jī)液耦開度，三次風(fēng)閘板開度保持30%暫不調(diào)整運(yùn)行。但窯前溫度偏低，火焰發(fā)飄無(wú)力，物料結(jié)粒較差、發(fā)散，窯電流較高,f=Ca0合格率僅為20%—30%，且存在結(jié)大球現(xiàn)象。為此，我們將三次風(fēng)閘板開大至70%以平衡窯、爐風(fēng)量，高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下調(diào)為830 r/min，調(diào)整后的運(yùn)行情況良好。主要參數(shù)的變化見表3。
另在改前的生產(chǎn)中，燃燒器內(nèi)風(fēng)開度100%，外風(fēng)開度60%，一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1460~1570 r/min，羅茨風(fēng)機(jī)出口壓力在30 500 Pa以上，生產(chǎn)較為正常。但筆者曾注意到改前一段時(shí)間羅茨風(fēng)機(jī)出口壓力一直呈下降趨勢(shì)，從30 500 Pa降至23 400 Pa。判斷可能是燃燒器外風(fēng)管道磨穿所致(檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)磨透面積為600 mmx100 mm)，這使窯前火焰黑火頭延長(zhǎng)且火力搖擺不穩(wěn)定，燒成帶溫度驟降,f-Ca0合格率降低。為保證燒成帶溫度，必須降低一次風(fēng)量并提高一次風(fēng)速。為此把一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整為1380～1 480 r/min，燃燒器內(nèi)風(fēng)開度保持不變，外風(fēng)開度由60%降到40%。經(jīng)此調(diào)整后，窯前火焰燃燒溫度驟升，窯內(nèi)顏色發(fā)白，產(chǎn)量和質(zhì)量大有改觀，且窯內(nèi)35～39 m處熟料圈得以消除。
分解爐縮口擴(kuò)徑改造后，同時(shí)也更換了新的燃燒器，羅茨風(fēng)機(jī)出口壓力保持穩(wěn)定，再?zèng)]有下降趨勢(shì)，運(yùn)行三個(gè)月時(shí)間檢修時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)燃燒器外風(fēng)管道磨穿現(xiàn)象。
3、效果
縮口擴(kuò)徑改造和調(diào)整操作方法后，系統(tǒng)運(yùn)行較穩(wěn)定，2011年5～10月，產(chǎn)Ca0合格率保持在90%以上，3d抗壓強(qiáng)度達(dá)到33 MPa。由于三次風(fēng)閘板的開大，預(yù)燃爐充分發(fā)揮了其高溫、純氧、低CO：濃度下的燃燒特性且溫度場(chǎng)分布均勻，煤粉后燃現(xiàn)象基本消除；分解爐無(wú)塌料現(xiàn)象，窯尾煙室、縮口結(jié)皮現(xiàn)象大大改善；未產(chǎn)生夾生熟料、黃心料，熟料產(chǎn)量穩(wěn)定在2 850 t/d。
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