回转窑不同位置窑皮的形成原因？

回转窑不同位置窑皮的形成原因？

  窑皮在不该出现的位置出现，会导致局部阻力损失增大，影响窑内通风；造成出料不均，影响篦冷机稳定运行；窑后圈还有可能会产生窑尾“漏料”，影响系统稳定运行。那么回转窑不同位置窑皮可能会是什么原因引起的呢？

窑皮形成的根本原因是：窑内衬的温度低于液相凝固温度，同时物料温度大于液相形成温度。这样液相就会凝固，进而形成窑皮。当窑皮越来越厚的时候，就会形成结圈。

1. 窑口的“煤灰圈”和煤灰有关系吗？

虽然，我们称窑口的圈为煤灰圈，但实际和煤灰没有关系。

窑头圈的形成说白了就是在这个位置，熟料刚经历了烧成带，物料中还有大量液相；但是窑内衬的温度又比较低，即烟气的温度比较低。物料中的液相凝固，从而形成了圈。这和篦冷机固定端的“雪人”类似。

要想消除这个圈，需要提高此处物料的温度，让物料温度不要降低太快（比如将燃烧器头部向篦冷机端拉）；或者需要提高烟气的温度，比如缩短火焰黑火头或者提高旋流能力。

2. 烧成带温度越高，窑皮越薄还是越厚？同理，烧成带砖的导热系数越小，窑皮越薄还是越厚？

烧成带所用砖的导热系数一般是最高的，为的就是好挂窑皮。

之前见过一个厂，在烧成带用导热系数很小的砖，原因是为了降低表面温度和散热。结果，窑皮非常不好挂上去，即使挂上也很容易掉落。

也就是说，导热系数越大的砖，砖的表面温度（窑内）越低，从而使烧成带物料产生的液相很容易冷凝下来，进而形成窑皮。在其它条件相同的情况下，砖的导热系数越大，窑皮越厚。

根据经验，当烧成带温度越高时，窑皮越薄；反之，烧成带温度越低，窑皮越厚。如下图所示，右侧为火焰温度越高；左侧为火焰温度最低。

原因就是，在烧成带物料温度始终高于液相大量形成的温度~1250℃。当火焰温度升高时，在物料没有覆盖的窑皮处，窑皮会因温度升高而逐步“熔化”，从而越来越薄；同理，当火焰温度降低时，1340℃对应的等温线意味着更厚的窑皮。

3. 烧成带入口的“喇叭口”窑皮是什么原因？

这个位置窑皮产生的原因非常复杂。但从理论上看，都是由于液相提前出现引起的。烧成带的标志就是液相大量出现，然后C2S、CaO溶于液相生成C3S。在烧成带入口，本不该有大量液相出现，为何会出现圈呢？

由于烧成带入口位于烧成带和放热反应带交界处，放热反应使得物料温度升高。升高的物料温度有助于形成部分液相，但窑内称温度又不如烧成带那么高，使得该位置客观容易产生结圈[1]。此外，在液相大量形成前，总会有个位置开始形成液相。

哪些原因可能导致该位置物料液相提前出现呢？部分原因如下[1][2]，最根本的还是燃烧器+生料/煤粉的波动+热工制度的波动。

① 入窑生料KH、SM低，物料不耐火→液相提前形成；

② 入窑煤粉灰分含量大，水分高，细度粗→火焰长，液相提前形成；

③ 燃烧器火焰过长，或者产生还原焰，物料液相提前形成→液相提前形成&火焰长；

④ 燃烧器问题，导致煤灰在此沉降→液相提前形成；

⑤ 热工制度不稳定：比如入窑分解率波动大、入窑生料组成波动大、入窑生料细度波动大等→液相提前形成；

⑥ 飞沙料大，影响了火焰的传热→液相提前形成；

⑦ 燃烧器火焰动量太高，在火焰末端区域形成回流区，未燃尽的燃料回流，然后粘结到壁面上→低温熔体，液相提前形成;

⑧ 窑速太慢，窑内填充率高，物料温度均匀性差→温度波动;

⑨ 过分追求产量，而预烧又不好，顶火逼烧等→温度波动。

4. 过渡带的窑皮：通常是由于硫、氯挥发并在此冷凝引起的

过渡带窑皮的形成原因一般来说都是由于熟料中的硫、氯在窑内挥发，然后在此位置冷凝引起的。

与热生料中的硫、氯含量相比，过渡带位置物料的硫、氯含量更高，而硫+氯都是低温熔体。除此，MgO也是低温熔体之一。

这些低温熔体形成了部分液相+低的窑内衬温度，容易在此位置形成窑皮。

硫含量主要受到了窑内通风的影响，此时首先考虑的就是窑内通风不好导致的。

5. 窑尾的窑皮：通常是由于分解炉燃料不完全燃烧引起

窑尾的窑皮，除了受到第4点影响外，还会受到分解炉燃料燃尽率的影响。当入窑热生料中有“火星”，或者使用替代燃料或者协同处置垃圾时，比较容易出现窑尾的窑皮。此时，首先要考虑的就是提高分解炉内燃料的燃尽率。