浅议提高熟料窑台时产能的途径

浅议提高熟料窑台时产能的途径王桂琴（山西铝厂，山西河津043300）[摘要]分析了影响熟料窑产能的关键因素，通过热力学计算和生产条件分析，认为山西铝厂Υ4.5熟料窑台时产能可达到58～60t.指出稳定热工制度及生料成分、强化烘干能力、推广保温耐火材料、改进喂料等是提高熟料窑产能的有效途径

山西铝厂熟料烧成系统自1987年投产以来，一直是整个生产系统的薄弱环节。为适应生产发展的需要，工厂改进操作方法，加大设备改造投入，并采用了许多新技术。本文结合生产实际，从稳定生料质量、稳定熟料窑操作、提高热交换效率和完善喂料系统等方面论述了提高熟料窑产能的途径。

1山西铝厂烧成系统概况山西铝厂烧成系统共配备有6台Υ4.5m×m熟料窑，分三批建成，烧结法系统先期投产。1987～1992年为纯烧结法生产，随着拜尔法一步、二步的顺利投入，生产工艺也随之过渡为混联法，形成了的设计生产能力，其中拜尔法66万t，烧结法54万t.原设计烧结法系统达产的目标为平均熟国内氧化铝行业专家论证认定，熟料窑的平均产能先期可以达到的目标为55t/（h？台）。

近几年，随着企业发展需要，烧结法处理的熟料量已上升到240t/h左右，但是距离达标达产尚有一段距离。熟料窑的运转率从1995年的50左右提高到1999年上半年的76，目前仍在挖掘其潜力，但短时内提高幅度不是很大。笔者推断，今后几年能够稳定在80～85就相当不错了。以85的运转率为基准，要实现达标达产，产能必须达到56在提高熟料窑运转率和产能方面，提高产能具有更好的经济效益。熟料窑的产能主要取决于窑的烘干能力。

产能计算公式为：G=G其中：G为窑的产能，t/（h？台）F为窑内表面积，为单位面积产能，23～24为窑的平均有效直径，m.？台）。1995年底混联法熟料窑的平均产能一直在45t/（h？台）左右。近几年对熟料窑系统进行了工艺改造和操作调整，提高了台时产能（）。

时间1999上半年产能2影响台时产能的主要因素2.1熟料窑运行周期熟料窑的开车程序为：点火→提温→下料→提产→稳定高产，即便临时停窑后再次启动也要经历这一过程。通常提温时间需3～4h，下料后到稳定高产需4～8h，如果是新砖挂窑皮，低产的时间为2～3d.所以，窑的运行周期短及故障停窑时间长，对产能影响较大。因为停窑期间没有产量，在提温、低产期间影响产能。山西铝厂熟料窑烧成带运行周期年上半年为90～100d.相比较而言，一台窑在90～100d的运行时间内，前者增加一次3d左右的检修时间，减少产量：其中：79为高产料浆流量，m为生熟料折合有色冶炼□轻金属比增加一次开窑过程，减少产量：62.5为挂窑皮期间料浆流量，m/h60为低产时间，h就熟料窑本体来说，稳定运行取决于机构部件的完好和较长的内衬寿命。根据生产统计数字可以看出（），临时停窑时间的缩短及内衬寿命的延长，为提高台时产能创造了很好的条件。

临时停窑/烧成带寿命/产能/？台1999上半年2.2生料浆成分生料浆成分自1998年以来，基本稳定在以下的水平：w（筛孔径125实际生产中和料浆水份对产能的影响最大。由于w和烧结温度成正比关系，当超过了挂窑皮时料浆的时，窑烧成带温度上升，往往被迫减料补挂窑皮。山西铝厂试生产时期，料浆w动，且忽高忽低，烧成带寿命最短的只有10d左右，如此低的运行寿命，产能不可能很高。

在联合法生产中，由于水平衡及碱平衡的需要，料浆水份波动在所难免。但就烧成而言，水份降低利于操作，利于提高产能。

相同体积的料浆，如水份从41降为40，其熟料产量可以提高2.6.水份下降时，烘干带热负荷下降，特别是烘干能力不足时，水份下降对提高窑产能有重要影响。

2.3窑尾烘干能力窑的烘干能力是决定窑产能的关键。Υ4.5m×m熟料窑未能达到理论产能65t/（h？台），烘干带能力没有充分发挥出来是重要原因之一。熟料窑在产能50t/（h？台）的情况下，还时常出现窑尾倒料、结皮等现象，主要是窑尾烘干的条件没有把握好，具体表现有：①电收尘运转率低、窑灰循环量不足。

②窑尾换热扬料板未及时修复，影响换热效果。

③料浆压力不足、雾化效果差。

2.4熟料窑热工制度热工制度的合理与稳定是提高窑产能和熟料质量的关键，主要表现为窑头温度、烧成带温度和窑尾温度的稳定，其受窑尾负压、窑尾漏风系数、喂料均匀和窑速等参数的影响。稳定的操作条件要结合设备特点及生产实际来调整，如前、后风搭配、火焰长短等等，调节得当后要稳定统一。

2.5喂料压力及喂料设备喂料压力是保证窑后料浆雾化和射程的关键。

在设备的能力上，泵的压力、流量是最重要的参数。

如果喂料压力过低，料浆射程短，势必影响窑气对料浆的烘干，使得热利用率下降，操作上出现结皮、流浆等现象，严重时被迫减产，甚至停窑处理。山西铝厂喷枪入口料浆的压力要求在1.8MPa，前些年一直是若干个小喷枪同时使用，现在已改为大喷枪喂料，效果较好。喂料泵是提高窑产能的硬件，除要满足压力、流量外，还要考虑其运行周期、电耗、油耗等因素。油隔泵、隔膜泵供料压力平稳，且节能效果明显，已为大多数厂家采用。

3提高台时产能的途径根据热力学理论计算，Υ4.5m×m窑在设施完善的条件下，窑尾烘干带的蒸发能力为256？h），料浆水份小于40时，其产能可以达到60t/h，从目前的生产实际看，达到83～85m是可行的。湿法长窑的产能还与烧成带的热力强度是否超过临界值有关。烧成带的容积热力强度一般？h），在不超过耐火砖表面的热负荷情况下才能保证烧成带内衬的稳定运行。山西铝厂熟料窑砌砖后有效内径为4m，其容积热负荷与砖表面热负荷是相等的。据测定，熟料窑的热耗为每吨熟料4.68×10MJ.如果窑的产能要求达到60t/（h？台），烧成带容积应为：浅议提高熟料窑台时产能的途径――王桂琴烧成带长度为：这一长度可以通过调整喷煤咀尺寸和调节前后风用量实现。

根据上述计算，理论上，山西铝厂熟料窑产能达到58～60t/（h？台）是可行的。实际生产过程中，山西铝厂熟料窑在挖掘产能潜力方面做了大量工作，有些尚在进行研究和组织实施。

3.1提高熟料窑综合运转率熟料窑的附属设备多，因此设备的检修与维护必须做好。而熟料窑内衬维护更是重中之重。近几年来，运转率取得了一定的突破（），主要进行了下述工作：①对液压档轮系统进行了完善，使鼓风机调速、排烟机风门易于操作控制，故障率大大降低。

内衬砌筑质量，选择适合工况的耐火砖及配套火泥。将原有的湿砌（砖浸水）改为干砌，缩短了烘窑时间，减少了因水份没有完全烘干而在提温过程中出现爆砖现象。

针对目前耐火砖环缝易出现裂、红窑的情况，采用异型砖使得两环之间有效衔接。山东铝业公司为解决环缝问题，在两环之间采用单砖砌筑一圈，使一个大环缝变成两个小环缝，在满足耐火砖热膨胀性能的情况下，小环缝的尺寸小不易损坏，亦是一个可取的办法。

选择耐火度、荷重软化点适合的耐火砖用于烧成带。选择w稍高、w稍低的料浆挂窑皮，控制较高温度缓慢挂结高温窑皮。几年来的生产实践表明，挂窑皮的料浆w比正常生产条件下高0.2为宜，24h窑皮基本定型，经过后方可进入高产稳定期。

对窑皮寿命的影响设备时间料浆挂窑皮正常生产烧成带寿命/d窑（粘土砖）1999年2月第一层高温窑皮非常重要。如果第一层窑皮挂不好，尽管可以再补挂，但在补挂过程中，砖厚度减少较多（20mm/次左右），对耐火砖寿命影响较大。

从表3可以看出：由于4窑挂窑皮期间w低，在正常生产条件下，窑皮被涮掉，其运行周期明显受到影响。

近几年山西铝厂熟料窑烧成带在试用新型耐火材料方面做了一些尝试，1996年试用高铝砖，达到176d的运行周期。通过对比，现阶段能够较好适合山西铝厂熟料窑烧成带使用的耐火砖为高铝抗剥落砖，其余部分的砖衬应结合生产实际，选用抗磨、抗爆型。

3.2严格控制热工制度，改善现有操作条件3.2.1改进喷煤管结构，提高喷煤管调节灵活性。

拆除不适应二期窑的单台大鼓风机的三通道喷煤管，改用单通道喷煤管，同时对单通道喷煤管的头部进行改造，相对于原部位适当延长，减少锥角，使有效火焰加长，稳定窑内的温度分布，满足物料加热及反应的要求。

3.2.2烧结温度控制烧结温度控制在正烧结温度或稍偏下进行烧结，必要时短时间升高温度处理窑皮。必须按勤看、勤分析、勤动煤三勤操作法三班统一操作，严格控制烧成温度的均衡稳定。

3.2.3改善看火操作条件，强化监测手段。

电视看火既改善了工人劳动强度，又使操作更为灵活，宜进行推广并适当增加其监控功能。在实际生产中，窑尾废气监测及窑体温度监测也应进一步做好。

3.2.4摸索不同条件下一、二次风的合理匹配，使之规范化、稳定化。

针对窑的长径比，经过摸索认为，在保证窑皮维护的情况下，适当增加后风，保持相对较高的窑尾温度是提产的发展趋势。目前的窑产能情况下尾温宜控制在℃左右。1998年在5窑进行高产试验，料浆流量提至85m在℃条件下，窑尾轻微倒料，窑内物料在预热分解带没达到相应温度，烧成带出现急烧现象。尾温上调至240～260℃时，这一问题得到了很好的解决，其中5窑在高产状态下连续运行72h.

3.3降低生料浆水份与强化烘干能力3.3.1降低生料水份（1）提高碳分蒸发母液浓度，减少配料及喂料过程中非生产用水进入料浆系统。在系统蒸发能力和碱耗允许的情况下，碳分蒸发母液浓度偏上限控制，使生料水分尽可能降低（2）减少返回配料的硅渣量及拜尔法赤泥附液量。硅渣不仅将附液带入生料系统，而且与部分碳分有色冶炼□轻金属原液一块送入料浆槽（H因此减少硅渣量是降低料浆水份的一个重要因素。拜尔法赤泥滤饼水份应小于40.

（3）将烧结法硅渣和拜尔法赤泥混合过滤，然后用碳分蒸发母液冲滤饼送入配料。可免去碳分原液冲硅渣带入的多余水份。

3.3.2提高烘干带窑气热量（1）拉长火焰操作，在保证脱硫所需还原性气氛的同时适当提高窑尾温度。

（2）采用新型隔热耐火材料，降低窑体散热损失。山东铝厂1998年在窑体50m长度内试用了新型保温复合砖与原粘土砖相比，窑体温度平均下降70～80℃，窑体表面散热损失减少33.36，每吨熟料节约标煤8.19kg.

3.3.3强化烘干带热交换及料浆雾化程度窑尾扬料板能够有效促进窑内热交换。熟料窑扬料板区长度为8.2m，均匀分布80块直板式扬料板。窑产能达到52t/（h？台）左右时，窑尾取样正常。如要达到58～60t/（h？台）的产能，应着手从以下两方面改进：（1）扬料板区长度向窑头方向延长1～2m，增加10～20块。这一部位的温度400℃左右，加扬料板是可行的。

（2）将直板式扬料板改为斗式扬料板，使上扬的物料量增加，利于提温。

适当的喷枪位置及足够的喂料压力可以使生料浆的雾化程度提高，强化烘干效果。实际生产中，由于料浆对喷枪磨损较快，应定期检查喷咀、喷枪位置，保持完好状态。

3.3.4抓好收尘系统的运行窑灰循环量一般在80～120，窑灰可增强烘干能力，也有利于热工制度的稳定。因此除尘效果的好坏直接关系到窑的产能。1995年之前收尘设施运转率仅80左右，是台时产能较低的一个重要原因。1998年把旋风收尘器由一期6台Υ3.2m×6m改为4台Υ4.0m×10m，收尘效率提高到85.此外，还进行了收尘系统堵漏风、对电收尘器本体进行及时的检修和清理等多项工作，使得收尘效率明显提高，电收尘运转率达到98以上。窑灰返回均衡稳定，使窑尾条件大大改善，减少了倒料、结皮的现象。

3.4更新喂料泵，保证料浆流量及压力喂料是熟料窑提产的基础环节，喂料泵最初设计为离心泵，使用中过流件磨损快，泄漏严重。1988年脱硅工序改造后退下的油隔泵用于1窑喂料，该泵流量是100m窑也采用类似油隔泵喂料。油隔泵的压力补偿系统由于空压维护不当以及自身控制回路的缺陷，使用一直不正常，因此流量脉冲情况严重。再者进一步提/（h？台）），泵的频率加快，泵体振动，不易维护。

1996～1997年分别在三泵站新上两台流量为/h、压力为3.0MPa的隔膜泵，其优点在于有完善的压力补偿系统，自控水平高，油耗低，运行较为安全经济。根据生产统计，同等条件下其产量上的优势见表5.

8h料浆流量/m油隔泵隔膜泵为喷枪喷咀直径，mm.

隔膜泵的耗油除定期更换隔膜室及减速箱的机械油外（每月耗油折合人民币1200元），正常运行过程中不耗油，而油隔泵每m料浆的油耗为0.10kg左右，一台油隔泵全月运行的耗油量折合人民币28000元。依此推算，6台窑按85运转率计算，全部用隔膜泵代替油隔泵喂料，其每年节油价值为：3.5积极研究开发窑外烘干、预热等新技术水泥工业熟料窑应用窑外分解已经有可靠经验。氧化铝熟料烧成由于高水份料浆的烘干和生料中碱含量高，预热系统易结皮，目前采用此项技术还需要进一步做工作。国外也有在烧成带加入窑灰以提高产能的做法，有必要加以借鉴吸收，更好降低烧结过程的能耗，达到增产增效的目的。

4结语影响熟料窑产能的因素很多，任何一个环节控制不当都不可能取得好的结果。结合山西铝厂的生产实际，笔者认为，保持高运转率及稳定热工制度是高产的基础，完善喂料、强化烘干、稳定料浆成分是努力的方向。