氧化球团回转窑结圈现象及原因

一、氧化球团回转窑结圈对生产的影响



链篦机一回转窑工艺最大的问题是容易结圈。结圈多出现在高温带，它会缩小窑的断面和增加气体及物料的运动阻力，并且结圈还会像遮热板一样，使得燃烧带的热不能辐射到窑的冷端，使燃烧带温度进一步升高，使该带衬料的工作环境恶化。结圈对球团生产的影响有以下几方面：

(1)制度失控，严重影响生产，降低产量和质量，增加劳动强度。窑圈一旦形成，对热气流、料流势必起阻碍作用。

(2)增加设备负荷。一定面积及厚度的结圈使物料被阻于窑尾，此时，被阻的料量要高出正常时很多，加之圈本身的重量，这样就增加了托轮，轴承的磨损，同时，增加了电机的负荷，甚至烧毁。如果被阻的物料停留太久，还有可能使球团与结圈物固结，加剧结圈。

(3)浪费能源。在实际的看火操作中，当出现结圈现象后，由于热气流被阻于A区，为保证链篦机的干燥和预热效果，看火工往往采用加大燃料的方式，这无疑造成了能源的浪费。

(4)处理结圈时甚至会损坏回转窑窑皮和环冷机耐火材料。

回转窑结圈严重时还会导致生产无法继续，必须熄火停窑，冷却后清除结圈

物，再重新点火，升温，开窑，投料。这种现象如果频频发生，就会造成大量原

材料和能源的消耗，使之不能满足工业生产和商业的要求。

因而对回转窑来说，结圈的防止和消除是该工艺整个技术成功的关键。



二、氧化球团回转窑结圈的处理方法



在出现结圈后，一定要及时处理，否则将出现窑壁加宽加厚的不良后果，这样就增加了处理难度，甚至影响生产正常进行。通常处理结圈的方法有：

(1)烧圈法：通过调整后部链篦机引风机的风箱翻板开合程度，使燃烧点或火焰往复拉动，这样就易使粘结的窑圈掉下来而达到去圈的目的。此法既节约了能源，又简便、易操作；

(2)急冷法：用风或水对圈实行骤冷，使其收缩不均匀而自行脱落；

(3)机械清圈法：一种机械是刮圈机，这种机械在头部设置有合金刮刀。机架固定在车轮上，使用时，开启马达将刮刀伸入窑内除圈，其优点是不停窑清圈，但它对刮刀材质要求较高，不易实现；另一种方法计较简单，即用猎枪射击窑内的结圈物，该法也不用停窑。

(4)人工打圈法：停窑使窑冷却后，采用人工打圈。这种方法停窑时间长、劳动强度大、对衬料损害也大，不得已时才采用这种方法。



三、氧化球团回转窑结圈机理的研究现状



目前国内对氧化球团回转窑结圈的研究比较少，特别是机理研究更少。

①中南大学烧结球团研究所通

过对鞍钢年产200万t球团矿的链篦机一回转窑结圈物取样，采用化学分析、宏观及微观鉴定及能谱分析等方法，对结圈进行了研究。他们认为鞍钢回转窑结圈的原因主要是回转窑内粉状物太多、回转窑温度控制不当、低熔点物质过多等三个大的方面，其中球团中粉末多是回转窑结圈的常见原因。根据物理化学原理，大颗粒液化的蒸气压大，小颗粒液化的蒸气压低，因此小颗粒在较低的温度下就可产生软熔，而大颗粒需在较高温度下才发生软熔。由于大小颗粒软熔温度的差别导致球团中的粉末易结圈。

②承德钢铁公司研究人员认为结圈的原因，在生产中主要可以归纳为操作不当。具体地说，是由于上料量过大，干燥效果差，生球爆裂，粉化严重，致使透气性差，使得引风机抽动火焰的作用不明显，火焰只在窑内一定距离燃烧。在大于1200℃的高温下，未完全氧化的Fe304就与一定数量的Si02发生反应形成液相。

2 Fe304+3 Si02+2CO=3Fe2Si04+2C02

2Fe0+Si02=Fe2Si04

另外，当给煤量较大时，在温度高于1350℃条件下，Fe203也会部分分解为Fe304，与Si02作用而生成2FeO·Si02，形成渣相粘结。这就使得物料在流经焙烧带时，所产生的液相、渣相极易粘附在窑衬的表面，同时粘结物料而产生结圈现象。

③鞍钢集团弓长岭矿业公司认为氧化球团回转窑结圈是因为细粒物料在液相的粘结作用下，在窑内壁周围集结一层厚厚的物料而形成的。



以上是氧化球团回转窑结圈机理的三个有代表性的研究，其他研究者的观点都是大同小异。

例如：武钢集团矿业有限责任公司程潮铁矿研究人员认为：

导致回转窑结圈的根本原因有以下几个方面：
1)由于生球质量差，在往链篦机布料的过程中易发生破裂；
2)链篦机预热段烟罩温度偏低，只有900℃左右，干球强度差，尤其是下层球氧化预热效果更差，导致干球进入回转窑后在转动过程中产生粉末和碎球；
3)窑中局部区域长期处于高温，达l300一l350℃，导致低熔点物以液相形式存在，使粉末和碎球发生粘结。

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