本鋼石灰石礦現有600t/d回轉窯2座，分別于2005年和2006年投產，投產以后周期性出現窯內結圈現象，結圈后的回轉窯窯內截面積減少，通風不暢，物料運動受阻礙，窯內正常熱工制度被破壞，不僅影響了活性灰產品質量和產量，而且對系統燃料消耗、電耗等都造成一定影響，甚至造成回轉窯停產，因此，分析結圈原因，采取有效控制措施才能保證生產正常運行。
1 回轉窯結圈的癥狀
回轉窯結圈后系統出現以下癥狀：窯主電機負荷增加，電流波動值增大，窯頭、窯尾壓力不穩定，窯頭出現正壓現象，窯內氣流渾濁，窯內的物料受粉塵影響其運動方式由滾動狀態變為滑動狀態，筒體外皮局部溫度下降。
停窯檢查窯內結圈狀況：
窯內總計結3道圈(以2010年2月25日為例)：第一道，筒體從窯頭起至24m處結 1m 多長，厚有400mm 的整圈；第二道，筒體從窯頭起至 28.5m處結0.5m 長，厚 200mm 整圈；第三道，筒體從窯頭起至37.5m處結 0.5m多長，厚有 200mm 斷斷續續的圈。
2 回轉窯結圈危害
回轉窯結圈一旦形成，便阻礙了氣流的順暢，窯頭出現正壓現象，窯內高溫氣流大部分被阻礙在結圈體前側，使窯內氣流不能平均分配，結圈體后部分的物料不能充分吸收熱量，窯內的物料受粉塵影響其運動方式由滾動狀態變為滑動狀態，物料不能均勻受熱，物料的煅燒質量不能保證，結圈一旦形成 200mm～300mm 時，主電機電流隨時增大，嚴重時容易引發設備故障，同時能耗增加，現場環境嚴重破壞，增加操作者勞動強度。
3 回轉窯結圈的原因分析
3.1 原料含雜質多易造成回轉窯結圈
作為石灰原料的石灰石其主要成分是 CaCO3，一般情況都含有 SiO2、Al2O3、Fe2O3、NaO、K2O 、P、S 等雜質，如果雜質含量高，就容易產生結圈，特別是 Al2O3、Fe2O3、P、S 等其熔點較低，在回轉窯內溫度達到 1 250℃以上時就會產生熔融，熔融后的雜質，隨回轉窯的旋轉附著在回轉窯煅燒帶最高處形成結圈。
3.2 高溫使粉塵熔融易造成結圈
窯前儲料場因無防雨設施遇雨雪天氣，原料表面泥土沾在礦石表面篩分不掉，隨礦石一同入窯煅燒，石灰中大量粉塵進入窯內，經過煅燒帶，高溫使粉塵熔融易造成結圈。
3.3 燃燒器選擇不當直接影響回轉窯內結圈
燃燒器是煅燒石灰的主要工藝設備，直接影響火焰形狀和剛度，進而直接影響回轉窯的煅燒溫度，不同的燃料應采用不同的燃燒器，要使燃料達到充分完全燃燒，燃燒器的選擇與控制至關重要，也直接影響窯內結圈。
3.4 回轉窯轉速與推料時間匹配不當影響結圈
回轉窯轉速與推料時間的匹配影響物料在窯內薄厚，物料薄厚影響物料在窯內的運動軌跡。窯速低、推料時間短會形成料層太厚，物料在窯內出現拋落現象，料層薄，就會形成物料在窯內整體滑動，拋落和滑動都會產生物料粉化，粉化量大，在煅燒帶受到較強火焰的高溫，就會熔融形成結圈。
3.5 生產操作控制不當影響結圈
1) 回轉窯預熱器出口溫度過高，物料在預熱器內預熱和分解加速，將在煅燒帶被燒結，石灰過燒，易造成結圈。
2) 窯尾壓力控制大小，會改變火焰長度、形狀，直接影響窯況變化和石灰質量，易產生結圈。
3) 在燃料流量正常情況下，煤氣壓力控制過低，燃燒火焰短粗，煅燒帶提供熱量過多使物料出現過燒，嚴重時煅燒帶結圈。
4) 一、二次風的合理分配直接影響煅燒和質量的穩定，一次風過大，火焰會短粗，高溫段過于集中，引起結圈；反之火焰瘦長，煅燒溫度低，會使石灰質量不穩定，易結圈。
4 控制措施
4.1 嚴格原料進廠驗收制度
一是加強物理檢驗控制，進廠粒度應控制在25～45mm，減少過小顆粒原料摻入，避免入窯后大量灰粉產生。二是加強化驗檢驗控制，對進廠的原料進行嚴格化驗，控制 CaO 含量不低于 53%，MgO、SiO2的含量控制在 2.0%和 1.0%以下，S 含量小于0.015%，不合格品原料不入窯。
4.2 降低入窯原料的含粉率
為解決結圈問題，石灰石礦于 2009 年在礦石入倉前增加移動篩分設備，對 3 號皮帶頭部振動篩篩網由原來的編織篩網改為沖孔，但遇雨雪天氣篩網堵塞，清理過程中影響生產，應進一步改進篩子結構，使入窯含粉率控制在 5%以內。
4.3 控制窯速與推料時間的匹配
物料由窯尾運動到窯頭完成石灰石分解的全過程，而預熱器向回轉窯的推料量必須與回轉窯的轉速同步，也就是說，一定的產量必須制定相應的回轉窯轉速，以保證物料在回轉窯內的料層厚度和填充量。正常控制物料在窯內的填充率在 6%～8%之間，窯的轉速快慢要達到物料顆粒自我翻滾為宜。
4.4 合理控制各部熱工參數
根據改進后的燃燒器，調整好燒嘴角度，合理控制窯尾風機壓力、流量和一、二次風機風量及風壓，以保證火焰的長度和剛度，使火焰與筒體保持平行；同時與燃氣廠及時溝通，要求提供熱值、壓力均穩定的煤氣供應，其中熱值≥15 048kJ/m3，壓力在 9 800～11 000kPa 之間，按表 1 規定合理控制各部熱工參數，以保證窯況的穩定。
4.5 加強煅燒過程管理
1) 隨時觀察窯內火焰、氣流、物料運動情況，如果發現火焰形狀發散，窯內氣流渾濁或物料有滑動現象，應立即檢查產品實物質量 SiO2是否偏高，同時減產降溫，調整窯況。選擇優質原料入窯，待實物質量好轉，窯內氣流順暢，粉塵明顯減少，再逐步提產，恢復正常生產，避免熔融物粘窯壁產生結圈。
2) 每小時在窯頭從格柵側門取一次樣，用肉眼分析實物質量，根據實物質量情況，調整煤氣量等工藝參數。
3) 冷卻器下電振給料機均勻出灰，保證冷卻器內高、低料位差在 100mm 左右，使二次風量供給均勻。
4) 計劃減產時，應按 50t/h 梯度逐步減產，同時及時調整煤氣量等各部工藝參數；恢復生產時，按升溫曲線進行操作(回轉窯升溫曲線見圖 2)。
4.6 一旦發生結圈應采取以下措施
1) 不定期短時間減產、停窯，同時，停一、二次風機，觀察窯襯情況，如有輕微結圈，選擇適當時間減產、降溫，利用高、低溫差使結圈脫落，避免窯況惡化。
2) 如果出現窯頭、窯尾產生正壓，窯內氣流渾濁，主電機電流增大，不能完成正常產量、質量等現象，需停窯處理。
5 結論
活性石灰回轉窯結圈是石灰行業普遍存在問題，結圈因素也是多方面的，既有原料、燃料影響，又與燃燒器的選擇和生產工藝控制等有關，只要強化各個環節的管理，預防為主，回轉窯結圈就能得到有效控制，進而不斷延長結圈周期，逐步實現回轉窯高產、穩產。（來源：本鋼技術）
