一、什么是掛窯皮

　　回轉(zhuǎn)窯是水泥生產(chǎn)的主機(jī)設(shè)備。水泥回轉(zhuǎn)窯是一個(gè)傾斜的、通過若干輪帶放置在若干對(duì)托輪上的旋轉(zhuǎn)的筒體，其內(nèi)壁上鑲嵌有耐火磚。生料粉從窯尾筒體高端的下料管喂入窯筒體內(nèi) ，由于窯筒體的傾斜和緩緩地回轉(zhuǎn)，使物料產(chǎn)生一個(gè)即沿著圓周方向翻滾，又沿著軸向從高溫向低端移動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，生料在窯內(nèi)通過預(yù)熱，分解，燒成等工藝過程，燒成水泥熟料后從窯筒體的底端卸出，進(jìn)入冷卻機(jī)。燃料從窯頭噴入，在窯內(nèi)進(jìn)行燃燒，發(fā)出的熱量加熱生料，使生料煅燒成為熟料，在與物料交換過程中形成的熱空氣，由窯進(jìn)料端進(jìn)入窯系統(tǒng)，最后由煙囪排入大氣。

　　回轉(zhuǎn)窯主要由窯筒體、傳動(dòng)裝置、支撐裝置、擋輪裝置、窯頭密封裝置、窯尾密封裝置、窯頭罩等組成。水泥回轉(zhuǎn)窯的筒體是鋼板制成的圓筒，為保護(hù)回轉(zhuǎn)窯的筒體，在其內(nèi)側(cè)鑲砌了一層耐火磚作為窯襯。

　　回轉(zhuǎn)窯是一個(gè)集燃料燃燒、熱交換、高溫化學(xué)反應(yīng)和輸送物料氣流為一體的設(shè)備，由于窯內(nèi)氣體溫度比物料溫度他要高得多，在容器內(nèi)經(jīng)常保持著1450℃以上的高溫，窯每轉(zhuǎn)一圈，窯襯表面受到周期性的熱沖擊，溫度變化幅度為150-250℃，在窯襯10-20mm表層范圍內(nèi)產(chǎn)生熱應(yīng)力；窯襯還承受由于旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的磚砌體交替變化的軸向和徑向的機(jī)械應(yīng)力，以及煅燒物料的沖刷磨損；由于同時(shí)產(chǎn)生的硅酸鹽熔體對(duì)耐火材料有一定的侵蝕作用，會(huì)引起耐火材料的脫落，使窯體表面溫度過高或“紅窯”。

　　耐火磚的耐火度和厚度是有限的，經(jīng)受不了長(zhǎng)時(shí)間高溫的侵襲和物料化學(xué)反應(yīng)的腐蝕，為延長(zhǎng)耐火磚的使用壽命，于是在其表面再加上一層堅(jiān)固的保護(hù)層，也就是掛上一層熟料，看火工把它稱作“窯皮”。

　　掛窯皮的目的就是在于延長(zhǎng)火磚的使用壽命，使回轉(zhuǎn)窯筒體不受損傷，并可減少熱量向外散失，提高熱效率。其具體作用如下^[1] ：

　　1.保護(hù)耐火磚，使耐火磚不直接受高溫及化學(xué)侵蝕。

　　2.儲(chǔ)存熱能，減小窯殼向周圍的熱損失，提高旋窯的熱效率。

　　3.充分傳熱介質(zhì)，在窯皮暴露于空氣中，與高溫的空氣接觸時(shí)，通過輻射或者是對(duì)流的方式吸收熱量，當(dāng)窯皮在下部與料接觸時(shí)，以傳導(dǎo)的方式傳熱給生料。

　　4.窯皮的表面粗糙，它可以降低粉料流動(dòng)速度，延長(zhǎng)料在窯內(nèi)反應(yīng)時(shí)間。

　　二、掛窯皮的原理

　　根據(jù)物料在煅燒時(shí)所具有的膠粘性能與表面熔融的耐火磚結(jié)合在一起的特點(diǎn)來掛窯皮。物料進(jìn)入燒成帶以后出現(xiàn)液相，隨溫升而液相增多。當(dāng)耐火磚表面微發(fā)融時(shí)，隨窯的轉(zhuǎn)動(dòng)，具有一定膠粘性的熟料將耐火磚壓在下面，并從耐火磚上吸收一定的熱量使其膠粘在一起，并起化學(xué)反應(yīng)，隨溫降形成第一層窯皮，隨窯運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的加長(zhǎng)窯皮越來越厚，窯皮表面溫度也越來越高，粘上和掉下的窯皮數(shù)量相等，再經(jīng)燒煉，窯皮堅(jiān)固致密。

　　三、如何掛窯皮

　　新型干法窯一般掛窯皮步驟如下：

　　當(dāng)窯尾溫度達(dá)950度左右，渦流分解室溫度達(dá)650-700度，窯頭火磚開始發(fā)亮發(fā)白時(shí)，先喂入的生料即將進(jìn)入燒成帶。這時(shí)，窯頭留火待料，保持燒成帶有中夠高的溫度，并將吊起的2個(gè)C4排灰閥復(fù)原。三次風(fēng)管閥門開至10%左右，打開渦流燃燒室和分解室閥門，開始向渦流分解室噴輕柴油和少量煤粉。當(dāng)C1出口溫度達(dá)400-450度時(shí)打開置于C1出口至高溫風(fēng)機(jī)廢氣管道上的冷風(fēng)閥，摻入冷風(fēng)調(diào)節(jié)廢氣溫度，保護(hù)高溫風(fēng)機(jī)。待C5出口氣體溫度達(dá)900度時(shí)適當(dāng)開大三次風(fēng)管閥門后即可下料。喂料量為設(shè)計(jì)能力的30-40%，并逐漸關(guān)閉冷風(fēng)閥適當(dāng)加大喂煤量和系統(tǒng)排風(fēng)量，慢速轉(zhuǎn)窯，開始掛窯皮；系統(tǒng)正常，分解爐溫度穩(wěn)定后，可以拆除點(diǎn)火噴油嘴；如果燃燒無煙煤，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)點(diǎn)火噴油嘴的使用時(shí)間，但油量可以減少，以對(duì)無煙起助燃作用。掛好窯皮的關(guān)鍵是，待生料到達(dá)燒成帶時(shí)及時(shí)調(diào)整喂煤量和窯速，確保燒成帶溫度穩(wěn)定，窯速與喂料量相適應(yīng)，使粘掛的窯皮厚薄一致、平整。若溫度太高，掛上的窯皮易被燒垮，生料易燒流，耐火磚嚴(yán)重侵蝕；若溫度突然降低會(huì)跑生料，形成的窯皮疏松夾心，容易垮落。一般需3-4個(gè)班可掛好窯皮。

　　四、掛窯皮的影響因素^[2]

　　1.生料化學(xué)成分

　　所謂掛窯皮就是液相凝固到耐火磚表面的過程。因此熟料燒成液相量的多少液相粘度的高低直接影響到窯皮的形成，而生料化學(xué)成分直接影響液相量及其粘度。以前濕法窯，人們主張掛窯皮期間的生料硅酸率適當(dāng)偏低一些，而飽和比適當(dāng)偏高一些。但對(duì)于預(yù)分解窯，目前窯頭都使用三風(fēng)道或四風(fēng)道燃燒器，回轉(zhuǎn)窯正常運(yùn)行時(shí)，一次風(fēng)量少，二次風(fēng)溫度又很高。因此煤粉燃燒速度、火焰溫度遠(yuǎn)高于濕法窯。如果降低硅酸率，液相量相應(yīng)增加，物料容易燒流，掛上的窯皮不吃火容易脫落。所以一般都主張掛窯皮的生料應(yīng)與正常生料成分相同為好。

　　2.燒成溫度和火焰控制

　　掛好燒成帶窯皮的主要因素除有一定的液相量和液相粘度以外，還要有適當(dāng)?shù)臏囟?，氣流、物料和耐火磚之間要有一定的溫差。一般應(yīng)控制在正常生產(chǎn)時(shí)的燒成溫度。掌握熟料結(jié)粒細(xì)小而均齊，不燒大塊更不能燒流，嚴(yán)禁跑生料。升重控制在正常生產(chǎn)指標(biāo)內(nèi)。要保持燒成溫度穩(wěn)定、窯速穩(wěn)定、火焰形狀完整、順暢。這樣掛出的窯皮厚薄一致、平整、均勻、堅(jiān)固。

　　3.喂料量和窯速

　　為了使窯皮掛得堅(jiān)固、均勻、平整，穩(wěn)定窯內(nèi)熱工制度是先決條件。掛窯皮期間，穩(wěn)定的喂料量和穩(wěn)定的窯速是至關(guān)重要的。喂料量過多或窯速過快，窯內(nèi)溫度就不容易控制，粘掛的窯皮就不平整，不堅(jiān)固。所以新窯第一次掛窯皮起始喂料量和窯速最好能控制設(shè)計(jì)產(chǎn)量的35％左右。掛到一定程度以后再視窯皮粘掛情況逐漸緩慢增加。這樣可以保持料層由薄到厚，溫度由較低到較高，物料在窯內(nèi)停留時(shí)間由較長(zhǎng)到較短，以便于保持火力偏中而穩(wěn)定，粘掛好窯皮和燒好熟料。隨著窯皮不斷增厚，逐步減少物料在窯內(nèi)的停留時(shí)間，增厚料層，提高燒成帶火力，這也是防止窯皮因掛得快而松散的措施。

　　4.掛窯皮期間的噴嘴位置

　　一般情況下，噴嘴位置應(yīng)盡量靠前(往外拉)一點(diǎn)，同時(shí)偏料，火焰宜短不宜長(zhǎng)。這樣高溫區(qū)較集中，高溫點(diǎn)靠前，使窯皮由窯前逐漸往窯內(nèi)推進(jìn)。隨著生喂料量的逐漸增加，噴嘴要相應(yīng)往窯內(nèi)移動(dòng)。待窯產(chǎn)量增加到正常情況，噴嘴也隨之移到正常生產(chǎn)的位置。掛窯皮期間切忌火焰太長(zhǎng)，否則高溫區(qū)不集中，窯皮掛得遠(yuǎn)或前薄后厚，甚至出現(xiàn)前面窯皮尚未掛好，后面已經(jīng)形成結(jié)圈等不利情況。

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　　5. 新窯掛窯皮應(yīng)有三天的操作時(shí)間

　　在掛窯皮的過程中，要求窯皮漸漸增厚，不要過快，以避免掛上的窯皮松馳，不結(jié)實(shí)，影響回轉(zhuǎn)窯以后的長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)。判斷窯皮是否平整，首先根據(jù)筒體溫度掃描，看曲線波動(dòng)是否有峰值出現(xiàn)；其次，根據(jù)窯規(guī)律曲線，看是否有寬窄的周期性變化；另外，現(xiàn)場(chǎng)在窯頭用看火鏡也可以看出窯皮顏色微白，前后平整，顏色一至，沒有凸凹和明暗現(xiàn)象，則表明窯皮較平整。

　　五、如何保護(hù)好窯皮

　　要想保護(hù)好窯皮，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)^[3] ：

　　1.首先要掛好窯皮，掛中有保，保中有掛。

　　2.建立和建全窯襯材料的保管和砌磚責(zé)任制,提高襯料和砌磚質(zhì)量，各帶窯襯應(yīng)相應(yīng)配套。

　　3.加強(qiáng)煅燒控制，避免燒大火，燒頂火，嚴(yán)禁燒流或出生料，保證熟料顆粒細(xì)小均勻。

　　4.改進(jìn)噴煤嘴結(jié)構(gòu)，保持完整的火焰形狀、經(jīng)常移動(dòng)噴煤嘴位置，調(diào)整高溫區(qū)。

　　5.嚴(yán)防結(jié)圈，發(fā)現(xiàn)結(jié)圈要及時(shí)處理。

　　6.發(fā)現(xiàn)窯皮不好時(shí)及時(shí)采取措施。

　　7.加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，減少停窯次數(shù)，避免窯皮因忽冷忽熱而脫落。

　　結(jié)語

　　根據(jù)物料在煅燒時(shí)所具有的膠粘性能與表面熔融的耐火磚結(jié)合在一起的特點(diǎn)來掛窯皮，注意掛窯皮時(shí)的喂料量、窯速、火焰長(zhǎng)度以及掛窯皮的時(shí)間等要點(diǎn)，綜合考慮各方面的因素，掛好窯皮可以減少熱量向外散失，提高熱效率，延長(zhǎng)耐火材料的使用壽命，對(duì)回轉(zhuǎn)窯有十分積極的影響。另外，應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，發(fā)現(xiàn)窯皮不好時(shí)及時(shí)采取措施，保護(hù)好窯皮。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]周冠東.窯皮的作用及影響因素. 河南建材, 2010(第5期): p. 1.

　　[2]孫偉卿.淺談?dòng)绊懜G皮的因素及解決措施. 新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào), 2006( 第1期): p. 1.

　　[3]李慶陽.掛好與保護(hù)好窯皮的方法. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì), 2005: p. 1.