水泥立窑喇叭口应检修征兆
参数及节能降耗专题研讨
水泥工艺工程师： 胡廷普
2009年9月18日
于贵州铜仁地区浙峰水泥有限公司
参数及节能降耗专题研讨
立窑内部结构参数、特别是喇叭口参数是机械立窑的各种相关参数中是极为重要的，是立窑熟料质量、产量、热耗的关键，也是机械立窑安全措施的重要环节，有一生产厂家没引起高度重视，导致水泥生产的产量、质量、热耗都很不理想，就这个问题，根据相关理论和我公司生产实践的经验，提出来与同行共同研讨。
一、喇叭口相关参数
物料在煅烧时发生收缩现象，而是窑边部出现较大空隙，造成边风过剩，为了改善中风通风，使整个断面通风均匀，也使整个料层的底火煅烧得比较均匀，一般把窑体从烧成带开始扩大成喇叭口。
窑口扩大或喇叭口，其尺寸地确定于喇叭口的锥度和高度，如角度太大，操作时边部物料滞留作用过大，不易和其它部分物料同时下沉，同时会造成边风过小边部物料上火速度慢，物料和窑壁接触时间长，物料易粘在窑壁上，使窑的二肋易产生底火拖深，甚至产生架窑，如果角度太小，则不能弥补因物料收缩而产生的的空隙，造成二肋和周边之间地带风量过大现象未能彻底克服，从而造成中部通风不良，扩大口高度过高，除了造成收缩空隙之外，还是造成卡窑的主要原因。扩大口过短，则物料在喇叭口下直筒部分继续收缩，料层与璧产生空隙，大量空气从直筒部分上升造成窑面二肋严重呲火。
窑口扩大过少，应根据料球收缩性能、鼓风能力和操作水平等具体情况来决定，在料球收缩性大、鼓风能力强，具有一定操作经验时，窑口就应扩大一些，反之应小一些，如窑口扩得过大，则满窑操作时，边部不易上火，而二肋部上火快，操作者若不注意，烧好的熟料块容易沿着扩大口上部四周架住不落；如果扩大口过小，则边风仍然果盛，中间通风不良。总的来说，窑口的扩大直径主要决定于料球收缩率，扩大口的高度主要决定于煅烧带的位置。
窑口扩大直径D可按下式计算：
1）、式：P=（D扩-D ）/D D 扩=D/(1-P)
2)、式tgα=（D扩-D）/2h 将1）式代入2）式得：tan-1d=（D扩-D）/2h
3）、tgα=(D 扩P) /[(2h(1-P)]
式中：D-窑的内径（m）；D扩-窑口直径（m）；P-料球的收缩率；α-扩大口角（度）；h-扩大口高度（米）。
二、最新机械立窑喇叭口参数参考值
<!--[endif]-->立窑浅暗火操作不同窑径(α).喇叭口高度(H)参考值
| D(m) H(m) α (°) | 2.0 | 2.2 | 2.5 | 2.8 | 2.9 | 3.0 | 3.1 | 3.2 | 3.3 | 3.4 | 3.5 | 3.6 | |
| 10 | 1.43 | 1.48 | 1.58 | 1.67 | 1.70 | 1.73 | 1.74 | 1.77 | 1.80 | 1.82 | 1.85 | 1.88 | |
| 11 | 1.42 | 1.46 | 1.56 | 1.65 | 1.68 | 1.71 | 1.72 | 1.75 | 1.77 | 1.80 | 1.83 | 1.86 | |
| 12 | 1.40 | 1.44 | 1.55 | 1.63 | 1.66 | 1.69 | 1.70 | 1.73 | 1.75 | 1.78 | 1.81 | 1.83 | |
| 13 | 1.38 | 1.42 | 1.52 | 1.61 | 1.64 | 1.67 | 1.67 | 1.70 | 1.73 | 1.76 | 1.78 | 1.81 | |
| 14 | 1.36 | 1.41 | 1.50 | 1.59 | 1.62 | 1.65 | 1.65 | 1.68 | 1.71 | 1.74 | 1.76 | 1.79 | |
| 15 | 1.34 | 1.38 | 1.48 | 1.57 | 1.60 | 1.63 | 1.63 | 1.66 | 1.69 | 1.71 | 1.74 | 1.77 | |
| 16 | 1.33 | 1.36 | 1.46 | 1.55 | 1.58 | 1.61 | 1.61 | 1.64 | 1.66 | 1.69 | 1.72 | 1.75 | |
注:1.采用暗火操作时,上述H再加
a.扩大口角(α)经验公式:α=(√D+h/2-H)/K
式中:D-立窑有效内径(m);h-湿料层厚度(m);K-修正系数与窑径有关:D≤
b.喇叭口高度(H)经验公式:H=√D +h/2-Kα
式中:D-立窑有效内径(m);h-湿料层厚度(m);K-修正系数与窑径有关:D≤
2.α过小则减少边风效果不显著,若α过大,扩大部分物料收缩之后的体积比直筒部位大,容易卡窑.H过高操作上不易处理炼边,若过小又易卡窑.暗火操作H应高,浅暗火H介于暗火与明火两种之间.
3.立窑喇叭口小角度是指9~13°.小角度有人提出边风会过大,其实不然,因有喇叭口,料球沿斜面下移时,总是靠边部首先排紧,再向中间挤紧,至于边风大是窑体与球接触孔隙大这个特定条件决定,即边壁效应.实际不论喇叭口大小边风几乎是一样大.采用小角度窑型加之小料球两者结构,边风可以得到一定程度的控制.
4.喇叭口深度依据:一是喇叭口段的料结构,如锅底型窑面,锅底与窑平面之间高度一般在0,
5.立窑喇叭口角度经验公式:α=[Φ(上口)-Φ(下口)/H(喇叭口高)]×28.7
三、喇叭口应该检修的征兆
一般的立窑喇叭口耐火砖可以使用一年左右，这主要看配料方案、操作方法、设备配置、工作环境、人员素质、管理水平的因素综合影响是很关键的问题，一般来说配方中使用了氟化物的比没用氟化物的时间要短；明火短于浅暗火，浅暗火短于暗火；风及配置不足的短于风机配置富裕的；其他方面在此就不一一叙述。
征兆1：热耗明显增高，我公司是∮3.5×
征兆2：窑内结块差，我们工艺管理小组在工作总结了日常生产中当喇叭口刚检修后窑内结块相对来说会好些，当喇叭口磨损严重后，配料方案咋样去将就都结块很差。就是使用高铁、高熔剂矿物、低保和比、高配煤等手段一样的结块很差。
征兆3：中火上不来，很差；一般喇叭口耐火砖磨损严重后直筒砖也相应磨损，风力不集中，边火偏强，窑内容易偏火。
征兆4：由于有了前面几个因素，一般都会出现用不上风，只用得起正常情况时的60-80%风量。
征兆5：产量明显下降，一般都会下降10-30%的产量。
征兆6：熟料质量强度明显下降10-30%，游离氧化钙明显偏高。
征兆7：窑面经常出现不固定偏火，况且呲火严重，呲火部位一般都出现在二肋，呲出的火球一般都向窑的中部方向去。
征兆8：熟料大量出现欠烧现象；黄籽多、烧失量高、游离氧化钙高、熟料强度下降，熟料化学成份总合计偏低（特别是酸溶样、因为酸不溶物质增多）
四、应对办法
针对以上问题，我立即组织公司工艺小组与生产科一起作为一个专题的技术攻关研究，制定了解决方案如下：
1、一般都是立即检修喇叭口。检修时喇叭口采用双角度。喇叭口上1/2为13度，喇叭口下1/2为12.5度。
2、检修时最好从腰风处检修。确保直筒部分尺寸在3.22
3、检修时注意加强保温材料的填充，特别是高温带更应该注意。硅铝酸板贴外筒体面时必须保证在两层以上，保温材料稍干填充时务必并夯实。
4、砌筑时最好用专业人员，每轮参数必须达到设计要求，并做好记录，确保各种参数准确性。
五、检修后效果分析
2009年12月7号按方案检修，12月8号点火，11号基本正常，达到方案预期目的效果：
1、生料热耗下降200J/g以上，烧成效果还比原来好。检修前生料热值3000J/g
,检修后生料热值2600-2800J/g。用煤量在原来基础上下降了10-20%。
2、配料方案完全恢复正常配方。
3、台时产量在原来基础上提高10-30%。原来每天80立方水都烧不到，检修后每天都能在85立方水以上。
4、熟料强度在原料基础上提高3Mpa以上。未检修前熟料3天强度仅27Mpa左右，检修后3天强度都大于30Mpa。
5、熟料安定性由原来的不合格便成为合格。
6、窑面底火稳定窑工操作轻松了。
7、窑面偏火、呲火、抽芯、掉洞、夸边、漏生等不正常现象大大减少。
8、综上所述，经过以上措施已达到节能降耗的作用，为企业降低了生产成本，增加经济效益。
9、正常生产中应该注意工艺配料上尽量注意少配高煤、高熔剂矿物的方案，操作上尽量采用暗火或浅暗火操作，以保护喇叭口耐火砖，使其使用时间尽可能延长，确保水泥生产的高产、优质、低耗。
以上是个人在工作中总结的一些很的经验和做法，供今后立窑水泥厂生产管理、立窑检修和立窑厂开展节能降耗工作时参考。
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