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关于机立窑系统技术改造的若干问题 中国水泥协会立窑研究会 专家 中国建材工业经济研究会 专家 水泥专业委员会立窑学组 组长 王志强高工 （国家）建材行业生产力促进中心 专家 南京立窑水泥技术研究所 所长 机立窑系统技术改造是立窑水泥企业技术进步的关键，南京立窑水泥技术研究所十多年来始终围绕立窑如何提高产量、稳定质量、降低消耗和环保达标，开发出了许多新型实用新技术、新产品，先后对全国4000多家水泥企业进行技术改造，取得了巨大的经济效益和社会效益。本文就立窑系统技术改造中的关键问题和大家交谈探讨，以飨同行。机立窑综合改造示意图（见图1）。 图l 大直径机立窑示意图 1 烟囱与窑罩 1.1 烟囱 熟料煅烧过程中产生的废气不仅包括有煤燃烧和石灰石分解产生的CO2，还有料球水分蒸发形成的水蒸汽、入窑风中剩余的N2、过剩的O2、煤不完全燃烧及包氏反应和郝氏反应产生的CO、挥发份产生的气体及从窑罩门漏入的空气等。生产lkg熟料所产生的废气量一般为3.5～4kg（即2.65～3m3/ h），由立窑的烟囱排向大气。 立窑水泥企业通过立窑扩径、预加水成球技术的应用、稳定生料质量等措施，产量明显提高：单位截面积产量大大超过以往的设计指标(1660kg／m2·h)，如南京雄州水泥公司Φ3.2m窑的2500kg／m2·h、镇江长江水泥厂Φ3.0m窑的2250kg／m2·h。产量提高也必须引起废气量的增加，而原先设计的烟囱与窑罩均未充分考虑如此之大的废气量，以致窑面常常逸出大量废气而使操作环境恶劣。另由于排气不畅，还严重影响了窑内的上火速度及熟料产量的提高。立窑烟囱直径（双）d应大于0.6D（D为立窑直径），表l为不同规格的立窑应配备的烟囱直径的适应尺寸。 表1 不同规格的立窑应配备的烟囱直径 立窑直径 (m) 熟料台时 产量(t/h) 废气量 (m3/h) 烟囱直径 (m) Φ2.5 8.50-9.50 35000-45000 Φ1.4-1.5 Φ2.8 11.0-12.0 55000-65000 Φ1.5-1.7 Φ3.0 13.5-14.5 80000-85000 Φ1.7-1.8 Φ3.2 15.0-16.0 85000-95000 Φ1.8-2.0 Φ3.4 16.0-18.0 95000-10500 Φ2.0-2.2 Φ3.6 18.0-20.0 10500-11500 Φ2.2-2.4 1.2 窑罩 窑罩的高度，有条件的扩径立窑应加高0.5m为宜。窑罩的出风口也应作如图2所示的改动（图2左半部分为改造前；右半部分为改造后，即将烟囱下部与窑罩的连接处向下扩大到窑罩底部），以降低排气阻力。 左：改造前 右：改造后 图2 立窑窑罩出风口的改造示意 1.烟囱 2.加料器 3.窑罩 立窑技改后，窑罩必须相应加高，h/D≥1.0（D为立窑有效内径），以Φ3.2m窑为例，窑罩高度为3.2m。立窑煅烧时，为了减少废气量，即使不能做到闭门操作，但也应少开窑门，对提高窑内上火速度和熟料产量、改善窑面操作环境均有好处。 2 喇叭口角度和高度 2.1 喇叭口角度 我国机立窑的喇叭口角度一般在9～17°的范围内选取。之所以将喇叭口设计成一个角度，一方面是将生料球在预热和煅烧过程中的体积收缩率视为一个常数，另一方面是为了耐火砖的砌筑简便。实际上，生料球在预热和烧结过程中的收缩率是不同的，即使对同一过程(如预热干燥过程)而言，若操作方法(浅暗火、暗火、深暗火)不同，生料球的体积收缩率也有差异，即浅暗火操作时的生料球体积收缩率比暗火、深暗火操作时的要大，而在预热过程中的收缩率比烧结过程中的要大。如果喇叭口角度按生料球在烧结过程中的收缩率选择，通常取9～12°，煅烧时虽不易炼边，但边部呲火频繁，中部底火拉深(窑径大者更甚)，卸出熟料温度偏高，时有卸红料现象；如果喇叭口角度按生料球在预热干燥过程中的收缩率选择，通常取14～17°，由于扩大了烧成带截面积，熟料产量有一定提高，还有利于边部封料，不易呲火，但炼边严重，增加了操作工人的劳动强度。针对上述问题，有的水泥厂将机立窑的喇叭口设计成两个角度，如图2所示。 图3的al为预热过程（即湿料层部分）的喇叭口角度，a2为烧结过程中的喇叭口角度，显然al＞a2，al与a2的差值与各厂的生料球的物理化学性能及 成球的工艺条件有关，一般为2.5~3.5°。hl、h2分别为喇叭口角度a1、a2的高度，一般h2≈h1。 图3 立窑双角度喇叭口示意 对于采用双喇叭口角度的立窑，操作必须稳定，亦即底火层能控制的在较为恒定的深度。设想一台操作变化大、底火层忽上忽下的立窑，必然会引起预热干燥过程与烧结过程