各種類型的水泥回轉(zhuǎn)窯都遇到過結(jié)圈問題。結(jié)圈使窯該處的橫斷面積顯著減少，嚴(yán)重影響窯內(nèi)通風(fēng)，阻礙物料運動，對回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量、質(zhì)量、安全運轉(zhuǎn)、煤耗、電耗均有一定影響。尤其頻繁結(jié)圈的回轉(zhuǎn)窯，不僅破壞了窯內(nèi)正常熱工制度，而且損害操作人員的身體健康，給生產(chǎn)造成經(jīng)濟損失。
引起回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的因素很多，它與原料性質(zhì)、生料成分、燃料的灰分和細(xì)度、窯型、窯內(nèi)還原氣氛及熱工制度等有關(guān)。在實際生產(chǎn)過程中，煅燒硅酸率高的熟料時，對減少結(jié)圈有好處，但是燒硅酸率很高的白水泥熟料也結(jié)圈。至于說煤灰的影響，但所有燒油的水泥回轉(zhuǎn)窯同樣也結(jié)圈。所以結(jié)圈問題比較復(fù)雜?，F(xiàn)結(jié)合生產(chǎn)中的體會和認(rèn)識，談?wù)勊嗷剞D(zhuǎn)窯結(jié)圈的預(yù)防和處理。
1 結(jié)圈的形成
回轉(zhuǎn)窯內(nèi)形成結(jié)圈的因素很多，但液相的產(chǎn)生和固化是結(jié)圈的主要形成過程。而襯料溫度、物料溫度、煤灰和生料組成又是決定液相的生成和固化的主要因素。在熟料煅燒過程中，生料在1200℃左右出現(xiàn)液相，在1250℃左右液相粘度開始變小，液相量增加，由于料層覆蓋溫度突降，加之筒體表面散熱，液相在窯壁上凝固下來，形成窯皮。窯繼續(xù)運轉(zhuǎn)，窯皮又暴露在高溫中而被熔掉下來，再次被物料覆蓋，液相又凝固下來，如此周而復(fù)始。如果粘掛上去的多，掉下來的小，窯皮就增厚，反之就變薄。在正常情況下，窯皮可保持在200mm左右的厚度。該溫度條件及區(qū)域內(nèi)若熔化和固化的過程達(dá)到平衡，窯皮就不會增厚。當(dāng)熔化的少固化的多，其厚度增長到一定程度，即形成圈。當(dāng)襯料與物料的溫差大時，在足夠液相的條件下，圈體越結(jié)越厚。
1.1前結(jié)圈的形成
前結(jié)圈(又稱窯口圈)，是結(jié)在回轉(zhuǎn)窯燒成帶末端部位的圈。在正常煅燒條件下，物料溫度為1350～1450℃，液相量約為24%，其粘度較大。當(dāng)熟料離開燒成帶時，液相開始冷卻，進入冷卻帶的液相已基本固化。在燒成帶和冷卻帶的交界處存在著較大的溫差，窯口物料溫度高于窯皮溫度。當(dāng)熟料進入冷卻帶時，帶有液相的高溫熟料覆蓋在溫度較低的末端窯皮上，就會很快粘結(jié)、越粘越厚，最后形成前結(jié)圈。在煅燒過程中，當(dāng)燒成帶高溫部分溫度過于集中時，冷卻帶與燒成帶交界處出現(xiàn)很大的溫差，加之高溫急燒液相量增多，粘度較小，熟料進入冷卻帶時，仍有大量液相迅速冷卻在交界的附近，促進了前圈的增長。
1.2熟料圈的形成
熟料圈(又稱二道圈)，是結(jié)在窯內(nèi)燒成帶與放熱反應(yīng)帶之間的圈，也是回轉(zhuǎn)窯內(nèi)危害最大的結(jié)圈。在熟料煅燒過程中，當(dāng)物料溫度達(dá)到1280℃時，其液相粘度較大，熟料圈最易形成，冷卻后比較堅固，不易除掉，在正常煅燒情況下，熟料圈體的內(nèi)徑部分，往往被燒熔而掉落，保持正常的圈體內(nèi)徑。如果在1250～1280℃溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)的液相量偏多，往往形成妨礙生產(chǎn)的熟料圈。熟料圈一般結(jié)在燒成帶的邊界或更遠(yuǎn)，開始是燒成帶后邊的窯皮逐漸增長，逐漸長厚，發(fā)展到一定程度即形成熟料圈。嚴(yán)重熟料圈的窯皮長度有的甚至長出正常窯皮長度的幾倍。如某白水泥廠3.6m65m三級旋風(fēng)預(yù)熱器窯，在試產(chǎn)期間曾結(jié)過一次嚴(yán)重的熟料圈。窯內(nèi)窯皮長達(dá)52m(自窯頭護口鐵測量)，圈體最厚處達(dá)1050mm。致使試產(chǎn)無法進行，被迫停窯處理。