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淺述石灰石煅燒中的結瘤問題

更新時間:2022-05-18

煅燒是石灰石生產中很關鍵的一道工序,煅燒的好壞對后續產品的質量影響很大。石灰窯是用來煅燒石灰石的,在使用過程中不可避免會出現一些問題,其中常見的是爐窯的結瘤問題。那么,石灰石煅燒中的結瘤問題是如何產生的?

石灰石原料成分的影響

石灰石除了主要成分碳酸鈣(CaCO3)外,還包含一些雜質,如碳酸鎂(MgCO3)、Fe、Al、Si的氧化物。石灰石中含有的MgCO3和鐵、鋁氧化物是很強的助熔劑,它們的存在,在煅燒過程易與CaO反應生成易熔的XCaO·SiO2、XCaO·Fe2O3、XCaO·Al2O3和CaSO4等,這些化合物在煅燒區的高溫下生成液態共熔體,會把石灰石粘成大塊并燒結成瘤塊,部分會黏在窯壁上,形成結瘤事故。

氧化鈣結瘤的反應式

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因此,基于石灰窯結瘤子的機理,首先在煅燒前應選用SiO2、Fe2O3、Al2O3和MgCO3等雜質含量低的石灰石為原料。

石灰石原料粒度大小的影響

石灰石粒度大小對石灰的燒成率影響很大,粒度過大會延長物料停留時間,影響石灰窯的能力,相反,石灰石粒度越小,它在窯內停留時間短。但是石灰石粒度減小,也有一定限度,粒度過小,也會增加窯內阻力。氣體分布變壞,破壞灰窯煅燒工況,形成偏燒、局部高溫或生成“瘤塊”,增加了燃料消耗量,降低石灰窯的生產能力和窯氣CO2濃度。因而,石灰石粒度應均勻,灰窯區域穩定,這樣有利于石灰窯平穩運行和分解率的提高。

石灰石原料含粉量高低的影響

石灰石原料中含粉量的高低,也會造成石灰窯的結瘤。進入窯內的石灰石原料含粉量越高,物料在窯內越容易參與反應,熔化或粘結于窯壁上,容易導致窯瘤的形成;一般情況下,如果石灰石原料中的粉料越多,說明其中的雜質也越多,如上所述,這些雜質也越容易和CaO發生一系列的反應,生成各種低熔點的化合物,使石灰之間相互粘結成塊,從而形成了窯瘤。

煅燒溫度的影響

煅燒溫度沒有控制好易形成結瘤。因為煅燒溫度越高,窯內物料中低熔點的物質也越容易熔化成液相,使石灰之間相互粘結成塊,或粘結在窯壁上逐步形成掛壁窯瘤,并且溫度越高,物料中的各種成分之間越容易發生反應,或與窯襯發生化學反應,生成更多的低熔點物質,從而促使窯瘤的形成。

因此,在煅燒中應根據雜質的含量合理控制煅燒溫度,一般情況下,CaCO3含量高的石灰石煅燒溫度控制在約1300℃,CaCO3含量低的煅燒溫度控制在1050~1150℃,MgCO3含量高的石灰石煅燒溫度控制在1050℃以下。當然,這樣的溫度控制也不是一成不變的,還要根據成品灰質量的情況適時進行調整。

煅燒帶長短的影響

窯內實際煅燒帶的長短同樣影響著窯內溫度的高低,當煅燒帶下移時,會造成頂溫低、灰溫高,卸出的灰帶有火,CO2濃度低,石灰生燒率高;煅燒帶上移,會造成頂溫高,灰溫高,CO2濃度高,石灰生燒率高;煅燒帶拉長,會造成灰溫、頂溫均高,火力不集中,溫度分散,石灰生燒;煅燒帶縮短,會造成頂溫、灰溫太低,CO2濃度太低,石灰生燒。如果發生上述情況,一味地提高窯溫,會導致石灰過燒,終形成窯瘤。

配焦大小的影響

燃料的配量是影響石灰石煅燒分解的關鍵。配比低了溫度達不到要求,煅燒不充分,石灰帶生燒嚴重;反之,焦比高則燃料耗量增加,相應加大了供燃料燃燒用的空氣量,同時增加了帶入的氮氣,易使取灰和出氣溫度高、灰生燒、嚴重時出現取灰帶火、結瘤、給風量較大等現象。

此外,煅燒使用焦炭要嚴格控制粒度,一般要求20~60mm,且要求在窯內分布均勻,防止集中燃燒產生局部高溫,即石灰窯偏燒結瘤子。

其它因素的影響

送風量大小、生產操作等因素也會導致結瘤。在生產操作的過程中,操作工人應進行培訓,保證技術水平,在操作中嚴格控制各項技術條件,如頂溫、灰溫不宜過高,石灰層不宜過高或過低;定時進料和出灰,保證料層的高度和煅燒帶的位置及溫度,盡量避免結瘤問題的產生。

小結

石灰石煅燒中的結瘤問題需要采取綜合措施去避免。嚴選石灰石原料、注意石灰石粒度大小及含粉量,煅燒過程中注意煅燒溫度、煅燒帶的長短、焦比等,通過對原料的調整和工藝的控制,降低了結瘤的產生。




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