水泥回转窑在运行过程中经常会出现结蛋、飞砂、雪人、结圈等故障，这些故障不仅干扰窑的运行，也影响内衬耐火材料的寿命。而要解决这些问题，就必须了解这些故障出现的机理，破坏这些故障的形成条件，以实现高产、优质、低消耗的目标。
今天我们来说一下关于水泥回转窑结圈的问题。水泥回转窑的结圈分为硫碱圈、前结圈和后结圈三种。其中，最难处理的是后结圈。
硫碱圈是结在分解带的圈，圈内不仅含有大量的挥发性组分，而且含有2C2S·CaSO4、2C2S·CaCO3等特征矿物。
硫碱圈的形成机理为大量存在的挥发性组分起粘接剂的作用。当C2S被稳定，或被转化成为2C2S·CaSO4、2C2S·CaCO3后，就不会发生β-C2S-γ-C2S的转变，也就没有转变伴随的粉化，硫碱圈也就能够存在。
所以，防治硫碱圈的方法是：
①控制原燃料的硫碱含量;
②减缓硫碱在窑内的富集;
③采用热烧法破坏硫碱圈。
前结圈是结在冷却带的圈。窑内物料由烧成带进入冷却带时，一部分表面来不及完全凝固的熟料粘连在窑皮上而形成.若不及时处理·就会越堆越高以致发展成为前结圈。
山西焦煤集团张工总结了一些处理前结圈的经验：
①当前结圈位距下料口较远时.大多是由于喷煤管长时间前置结的圈，处理时只要拉出喷煤管，适当提高窑前部温就可以烧掉前结圈。
②当前结圈位距下料口较近时.大多是由于喷煤管长时间后置结的圈，处理时将喷煤管拉出，同时适当增加内流风和二次风量，并提高二次风温，这样可以提高煅烧温度，使烧成带前移，前结圈温度增加。当前结圈温度增高后，其液相黏度变得低于窑料时，经过2～3h后前结圈就会逐渐被窑料磨去。
③如果采用前一方法烧不掉前结圈.可适当减少喂料、喂煤和二次风量，当尾温偏低时将喷煤管拉到最外侧，并将喷嘴对准固体烧。待窑尾预烧较差的物料进入烧成带后，即可缩短火焰将前结圈强行烧垮。
④处理前结圈时，要窑勤观察、勤处理，注意来料变化，根据煅烧情况，及时增减用煤量和调整火焰形状，以防止损伤窑皮、跑生料或烧坏耐火材料或机电设备。
后结圈是结在烧成带和过渡带交界处的圈。后结圈和窑内低熔点物质有密切的关系。和煤灰也有密切的关系。所以，后结圈也叫煤粉圈。如图1所示是后结圈的示意。
由图1可知，过渡带物料进入烧成带时，受到窑皮的阻挡。一部分物料在窑皮前部停留一定时间后才进入窑皮带。由于窑料温度升高，或含有一定低熔点物质，这部分物料就可能黏附在窑皮的前部，形成圈根。后结圈形成后，其凸起部分能妨碍窑内气体的流动，粘连窑气中的煤粉，形成煤粉圈。如果后结圈的强度较低.后结圈长高后，其隔热作用增强，后结圈附近的窑体温度降低，窑体收缩对衬体产生压力，后结圈可能被压力破坏。如果后结圈含有大量未稳定的C2S，其温度降低至适宜数值后，也会发生β-C2S-γ-C2S的转变而粉化和垮落。但是，如果因种种原因后结圈没有被破坏.就会发展成为难以处理的故障。
后结圈和煤，特别是煤的灰分和灰分的熔点有关。根据张彦伟的研究，使用灰分流动温度为1388℃的登封2号煤时，水泥窑就频频发生后结圈。如果改用流动温度大于1500℃的晋城煤，就可以避免发生后结圈。这两种燃料灰分的熔点见表1。
如果后结圈没有自行破坏，就会越长越高，发展到一定程度就需要进行人工处理。处理后结圈，常用热烧冷闪法。据张高飞的经验，烧远圈时以冷为主，烧近圈时以热为主。
①当窑内的窑皮长而厚或有轻度圈根时，将喷煤管向外拉出，使烧成带位置前移.降低固体的温度，改变煤灰沉落位置，使厚长的窑皮逐渐垮落。同时调整风煤配合，加速煤粉燃烧，使高温带两端低温部分不拖长，防止圈根继续成长。
②当窑内厚长窑皮处理不当或处理不及时会导致窑皮周期性增长快，使厚窑皮发展成后结圈时，首先要确定圈的位置和厚度及圈后积料情况，然后减少喂料量，提高火焰温度，加强预烧，逐渐加快窑速，保持窑的快转，卸出圈后部分积料。待圈后积料减少后，将喷煤管伸入窑内，使火焰高温区移向圈体处，此时排风不宜过大，以免火焰温度降低。烧4～5h后，再将喷煤管拉出烧，这样反复处理，使圈体受温度变化而垮落。在处理后结圈时，要适当改变原料成分，减少物料中的液相量，适当改变煤的质量，采用高挥发分和低灰分的煤，以保证煤粉完全燃烧，以防止结圈的发展。
总体来讲，烧后结圈是一件具有相当难度的工作。有时圈体很牢固，烧圈时间过长就会烧坏窑皮及衬料，或在过渡带结长厚窑皮进而在圈体后产生第二道圈。所以，处理时一定要小心，一定要在保护窑皮的前提下进行，前后兼顾，精心操作，勿使火焰过分集中，避免将窑皮及衬料烧坏，造成更大的损失。
为减缓结圈，除采用控制原燃料充分、提高生料易烧性、改善燃烧、采用薄料快转操作和稳定热工制度等措施外，还可以使用耐火材料。
试验证明：硫碱圈可以采用含SiC的砖或含ZrO2的砖加以缓解;后结圈可以采用方镁石镁铝尖晶石砖缓解，某些窑也许还可以用硅莫砖缓解。这主要是通过选择耐火材料降低了耐火材料和窑料的粘接强度，使黏附上去的窑料更容易脱落。但是，水泥熟料和现有的各种水泥窑用耐火材料都同属硅酸盐类物质。因此，采用耐火材料只能减轻，但不能完全避免窑衬和窑料粘连。
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