①、插钎子探底火
通常用直径为16mm左右的钎子,沿着窑周围在窑内两肋区及中心部位任选点将钎子插入,直至硬底(即已烧结的熟料层),烧1~2 分钟(煅烧时间随钎子的粗细而异)后抽出钎子, 钎子上从有料层痕迹至钎子烧红部分作为底火位置。 当底火底部波动在扩大口底附近时,为底火深度 正常;如果钎子插入很深,超过扩大口底或钎子 触不到硬底,而只烧红很短一段,说明底火过深; 如钎子插入很浅(小于扩大口底)则底火过浅。 如图中的F段为底火深度,即指从料面到底火底
的距离。A段钢钎有湿印的一段,为湿料层,B段颜色发白并有干料印的为预烧层,E为预热带,C段是钢钎烧红段,为高温层厚度。
插钎探火还可判断窑温。钎子抽出后,从钎头量起,烧红长度在0.5米以上,并且钎子略带白亮色,即表明烧成带温度正常。钎子插下去感到发柔粘,拔出的钎子裹附一层炽白色熔剂物料,甚至钎子烧断,则表明温度太高;拔出的钎子红里发暗,表明温度太低;红一节暗一节,红黑交错,各段颜色不一样,或者窑断面各点温度差大,窑内各点底火温度不一样,说明窑内高温带火力不集中,底火不均匀,甚至有底火层隔断现象。有时插钎触及硬底,咔嚓咔嚓响,钎子烧不红,是由于物料渐近冷固,这是通风良好的正常现象。插钎探火,目前是较准确的办法,一般每班要探四次,平均2小时一次。
②、观察烟气
立窑窑面散发出的烟气,主要是由水蒸气、CO2、CO、N2等组成。因此从窑面散发出的烟气量的多少、速度、和颜色间接地反映了窑内的化学反应速度、温度高低及窑内通风情况。正常时窑面散发出的烟气上升轻快有力,白色水蒸气略带青色。当窑面逸出浓白烟气,上升缓慢无力,说明底火过深,湿料层过厚;而如果逸出青色烟气,上升有力,消失快,说明预热带短,底火上移;整个窑面不是均匀冒出烟气,烟色异常,则说明窑内底火深浅不一。一般还原气氛严重时,烟气颜色略带棕黄色。
③、看龇出的料球
从窑内龇出的料球颜色,也可判断窑内底火情况;窑温适宜时,料球烧结良好、有块状且可击碎,龇出料球辉黄带白或火球亮红色、不塌边、不严重粘边,说明窑温正常;炽白炫眼,则窑温高,配煤过多易结大块,影响窑内通风,产生还原气氛,形成过烧、
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死烧;暗红色,则窑温低,窑温低则液相少,料发散,底火不硬不稳,欠烧料乃至生烧料增多。当出现塌边时,多半是液相总量或配煤偏低,底火层相对松散,物料与窑壁粘结力差,落窑时较脆弱的底火层就容易塌边,处理不当还会再现转着圈塌边的现象,但也有因操作方法不当,用风、加卸料和用煤量掌握不好,窑面明火或半明火时间过长,某区域散热过大而塌边。调整塌边引起的慢口底火时,没有兼顾快口,待慢口底火上移后,快口又因散热过大而塌边,从而形成新的快慢口,这种反复性塌边容易使看火工误认为配煤偏低,并误导化验室加大配煤量,从而使窑内还原气氛加浓,供氧不足,不完全燃烧加重,慢口物料因严重缺氧上火更慢,大量的风力集中在快口,更加速了快口的塌边,使窑情更加恶化。有时底火深也会龇出暗红火料球。
④、观察料面
通过观察窑面物料干湿情况,可判断底火深度,物料较干处底火较浅;物料较湿处底火较深,当各处干湿不一致时,说明底火深浅不均匀。
⑤、观察热工仪表
利用窑上安装的风量、风压表、鼓风机电流表、热电偶温度计和废气温度计,判断立窑煅烧情况,经常观察、摸索煅烧正常时的仪表读数范围和变化规律。
当底火温度、位置、通风阻力和用煤量变化时,在这些仪表上都有所反映,可以帮助判断煅烧情况,进一步掌握立窑的煅烧规律,稳定热工制度和提高操作水平。
正确地稳定底火:正确地稳定底火,就是稳定底火的温度、厚度和底火的位置
(或称底火深度)。底火的温度合适与否主要由合适的配煤量决定,配煤的多少一般企业都由化验室调整,立窑上的操作人员无权改变加煤量,当立窑操作人员发现烧成带温度过高,或过低时,要及时向化验室反映。因此立窑上稳定底火操作实际上是稳定底火的厚度和底火的位置,为此,要着重做好以下各点:
①在生料成分和生料配热及成球质量相对稳定的前提下,立窑的加料地点是为平衡窑内通风阻力,使立窑在横截面上通风阻力较均匀,差距降低,以使横截面上通风均匀,底火形成浅锅底形。由于物料在煅烧过程会发生体积收缩,形成预热带和烧成带周边的环隙;料球与窑壁之间形成的空隙率大于中部料球之间的空隙率,使沿窑壁 的通风阻力小,风速快,风量大(称为窑壁效应);因窑周边散热,为使边部物料有足够热量烧好熟料,相对来说中心热量比边部高,造成中心液相形成多,熟料大块多,使中心通风阻力大于边部。上述三种情况均使窑周边空隙率大于中心部位,中部通风阻力大于边部。
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立窑加料为平衡中部和边部通风阻力,重点加料在周边,叫做锁边风。在正常情况下布料一直布在周边,其它部位基本上不加料,使料面形成浅锅底形(如图所示),由于横截面上通风速度和风量相对较均匀,因此底火厚度相对也较均匀。在底火各部分厚度相对较均匀的前提下,还要使底火的厚度控制在0.5~0.7米范围。底火层的厚薄也是靠风速高低和风量大小来调节,若底火层的厚度小于0.5米,底火层太薄,在这种情况下,要适当加厚湿料层,增加通风阻力,使风速降低,降低固定炭的燃烧速度,使底火层加厚。风速降低,熟料冷却慢,也有利于底火加厚;若底火层厚度大于0.7米,则适当减薄湿料层,降低加料速度,适当加大风量,使风速提高,燃烧速度加快,底火厚度减薄。
②、为使底火位置稳定,在上火速度比较均匀的情况下,还必须掌握好上火速度、加料速度和卸料速度的三平衡。这三个速度,首先是上火速度起主导作用,当上火速度快时,加料速度才能快,上火速度快,卸料才能快;当上火速度较慢时,为赶产量盲目地快加料、快卸料,结果使底火拉深,严重时底火的平整也受到破坏,结果欠烧、生烧料增加,次品、废品增加,严重时底火被破坏;相反当上火速度较快,而加料速度和卸料速度跟不上,使底火上移,湿料层薄,熟料预烧不好,废气温度高,使热耗增加,产质量不高。要使底火位置稳定在扩大口底的附近,必须掌握适当上火速度,并使加料速度和卸料速度紧跟上火速度保持三平衡。当底火位置拉深,底火的底落到扩大口以下时,要加大上火速度,同时降低卸料速度和加料速度;当底火位置上移,底火的底移至扩大口以上时,应适当加大加料和卸料速度。
③、在底火厚度和底火位置相对比较稳定,底火又比较哽的情况下,应尽可能加大风量。因为只有大风,风速才能提高,风速高使固定炭的燃烧速度加快;风速高对流传热系数提高,单位时间内传递的热量增加,使反应速度加快。反应速度加快,即上火速度加快。上火速度加快,可以多加料,快卸料,使产量高,质量好。
但要注意在能用大风的情况下,一定要及时地、不失时机地用大风;但在底火不稳时,或者底火不硬较薄弱时,或者龇火严重时,不能用大风,否则效果相反。
④、利用热工仪表,全面正确地掌握好窑情,并勤观察,勤分析,将不好的预兆处理在萌芽中,不等问题发生,及时预防和处理掉。如通过风压表发现风压比正常数值有所提高,应随时分析,找出原因并及时采取措施,不等问题严重再去处理,这样窑内底火可相对长时间保持稳定。
连续操作保持底火的长期稳定:水泥立窑是用来煅烧水泥熟料的,由于要在
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窑内对物料进行热加工,因此它本身要求连续作业。若不连续,热工制度会被破坏。如水泥立窑在窑内将生料煅烧成熟料,所需用的热由煤提供,而煤是按配比配入原料,共同粉磨制成含煤的生料。当连续生产时,生料煅烧成熟料所需要的热量正好是生料中配入的掺煤量所提供的热量,一旦间断不连续了,则大量热量散失掉,使煅烧熟料所需热量不平衡了,而且已稳定的底火温度、底火位置全破坏了,熟料的产量、质量也受到很大影响,热耗增加。稳定受到破坏后,要重新建立稳定的底火又需要一段时间,因此,使底火较长时间保持稳定,必须连续操作。而目前有些企业由于技术力量薄弱,对立窑煅烧操作重视不够,对操作人员培训不经常,管理不善,再加上受过去烧普通立窑习惯的影响,因此经常发现一些不连续操作的做法。如:处理窑内炼边时,停止加料,放明火后再处理;交接班时停止加料,待底火上移,露明火后再交接班;机窑土烧的做法在一些地方较普遍存在,这是这些立窑产质量不高,而热耗高的主要原因。为此,要特别重视连续煅烧这个问题,首先要解决思想认识问题,在生产中要严格做到以下几点:
①、平时操作要连续加料,连续卸料,采取措施严禁机窑普烧(通称机窑土烧,是用操作普通立窑的方法,即加料和卸料均不连续,而是一窑一窑的烧,用这种不连续的,操作普通立窑的方法来操作机立窑)。
②、连续加料,连续卸料。坚持暗火操作。只有暗火操作,底火的温度、厚度和位置才能稳定,只有暗火操作生料才预烧得好,长时间地保持热工制度稳定。暗火操作一般湿料层控制在0.5~0.6米。
③、在连续加料,连续卸料,坚持暗火操作的情况下,一般炼边结块都不会很严重。即使有,也要处理在初炼阶段,边加料边处理,严禁待炼边严重后,停止加料,单卸料,露出明火后,再处理。
④、在正常操作的情况下,进行交接班,用插钎探底火的办法,判断底火稳定的情况,严禁停料提火,露明火后,再交接班的做法。
⑤、提倡三班保一窑,上班为下班创造好条件。交班时交一个底火温度、厚度、位置很稳定的窑。。反对只顾本班产量而不考虑下班能否稳定底火的做法。企业要采取有力措施,杜绝下班前加快卸料速度,将底火卸至扩大口以下,而要保证在交班前一定要将底火的温度、厚度和位置稳定好,才交班。
当热工制度稳定的条件具备之后,立窑闭门操作条件也具备了,因此闭门操作是热工制度稳定的必然结果,热工制度稳定后便可实行闭门操作,实行闭门操作有利于提高立窑产质量,降低热耗,降低看火操作的劳动强度,有利于实现文明生产。
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从熟料外观分析熟料质量、配热及窑温情况:
优良熟料:
①、黑色致密块状熟料,这种熟料外表和中心呈黑色致密的石块状,孔隙较少。一般在底火较深,通风较好处形成。
②、黑色葡萄串状熟料,孰料球粒相互粘结在一起,保持每个料球的外形,呈葡萄串状,这种熟料通风较好处形成。
以上两种熟料容积密度较大,颜色黑,带有光泽,强度较高,一般都可达到600号以上,属优良产品。
欠烧熟料
大粒与小粒熟料,这种熟料外观为淡灰色颗粒,疏松多孔。一般是在通风过剩,底火太浅处形成。这种熟料容积密度小,强度比优良熟料低,属于次品。
还原熟料
根据还原程度不同分中度和极度还原熟料。还原熟料常常由于加煤过多或煤粒过粗,在通风不良的情况下产生。在还原气氛下,物料中的Fe2O3还原成FeO,FeO与物料中的CaO和SiO2生成钙橄榄石(CaO.FeO.SiO2)呈棕黄色,熔点低,在烧成温度相同的情况下,产生液相量多,因此往往是致密的棕色大块。属于中度还原料。
当还原气氛很浓,FeO进一步被还原成金属铁,呈白色,通常是夹杂在棕色还原熟料大块内,与粗煤粒伴生,呈白色小块,出窑后有的很快粉化为白色粉末。白色料属极度还原料。还原料比优良熟料强度低,因FeO能促使C3S分解成C2S和f-CaO,使熟料强度降低。还原料是由于煤集中或煤粒粗而形成,所以还原料快中,煤灰往往也较集中,煤灰中SiO2含量较高,因此生成C2S含量也较高,加上还原料块大,冷却慢,ρ- C2S很容易转化成γ- C2S,所以还原料常常易粉化,属于次品。
生烧料
黄粉、黄球或黄心料(外表呈灰色,球内为黄色)等均属生烧料。这种料强度很低,安定性不良。造成生烧料的主要原因如下:
①、烧成温度不够,使物料的化学反应过程不完全。主要是煤量不足、煤料混合不均、煤质变差而没增加用煤量或窑型设计不合理(如窑壁太薄热损失大)而未加煤。
②、料球过大,难于烧透,或入窑粉料多,使料层阻力增加,影响窑内通风。由于窑横截面上通风不均,燃料燃烧也不均,甚至有的部分煤没有燃烧,而导致生烧。
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