石灰窑结瘤原因分析及解决方法

结瘤是指石灰石在高温煅烧时，窑体出现块状石灰黏结料的现象。块状的石灰黏结料俗称为“瘤子”。在结瘤过程中，窑体物料经历了一系列复杂的化学反应和物理变化，主要包括固相化学反应、液相生成和冷却结块三个过程。结瘤会直接损坏石灰窑耐材内衬，进而影响石灰窑使用寿命。结瘤体积增大还会导致螺锥出灰机无法正常下灰，严重时导致停产。无论使用什么样的窑体，煅烧石灰石时都无法避免结瘤现象。郑州汇实耐火材料有限公司技术人员通过寻根究底找出石灰窑结瘤原因，并对症下药给出解决方法。

原因分析

结瘤是多种原因引起的，主要受几个方面的影响。

一是原料石灰石成分的影响。石灰石作为蕴藏丰富的资源,成分含量相对复杂,主要为CaCO3、其余为杂质。其杂质含量虽有差异,但基本包括MgCO3、Fe2O3、SiO2和Al2O3等氧化物。这些杂质既会影响石灰石煅烧工艺，还会加大结瘤的可能性。当窑内二氧化硅温度达到700℃~800℃时，就会与氧化钙发生反应逐渐生成固体物质硅酸二钙。由于石灰石依旧会分解出大量的氧化钙，因此二氧化硅会完全反应才会停止。二氧化硅的分布影响着反应速度，其在石灰石上分布越平均，反应的速度就越快，若分布不平均，则反应速度就会变慢。当窑内三氧化二铁温度达到800℃~900℃时，也会与氧化钙产生化学反应，依次生成CaO·Fe2O3和2CaO·Fe2O3，这些物质将会在石灰窑内慢慢结合、形成块状，衍生出窑瘤。

二是石灰石原料粒度大小的影响。石灰石粒度大小对石灰的烧成率影响很大，粒度过大会延长物料停留时间，影响石灰窑的生产能力。石灰石粒度减小会增加窑内阻力，导致气体分布变坏，破坏石灰窑煅烧工况，形成偏烧、局部高温或生成“瘤块”增加了燃料消耗量，降低石灰窑的生产能力和窑内CO2浓度。

三是石灰石原料含粉量高低的影响。石灰石原料中含粉量的高低，也会造成石灰窑的结瘤。石灰石原料含粉量越高，物料在窑内就越容易参与反应，熔化或黏结于窑壁上，导致窑瘤的形成。一般情况下，原料中的粉料越多，杂质就越多。这些杂质容易和CaO发生一系列的反应，生成各种低熔点的化合物，使石灰之间粘结成块，形成了窑瘤。

四是煅烧温度影响。操作时，煅烧温度没有控制好也易结瘤。煅烧温度越高，窑内低熔点的物质就越容易熔化成液相，使石灰相互黏结成块，或黏结在窑壁上逐步形成挂壁窑瘤。温度越高，物料中的各种成分越容易发生化学反应、或与窑衬发生化学反应生成更多的低熔点物质，促使窑瘤的形成。

五是煅烧带长短的影响。石灰窑内实际煅烧带的长短同样影响着窑内温度高低。煅烧带下移会造成顶温低、灰温高，卸出的灰带火、CO2浓度低、石灰生烧率高。煅烧带上移会造成顶温高、灰温高、CO2浓度高、石灰生烧率高。煅烧带拉长会造成灰温、顶温均高，火力不集中，温度分散。煅烧带缩短会造成顶温、灰温太低、CO2浓度太低。如果发生上述情况，一味地提高窑温会导致石灰过烧，最终形成窑瘤。

六是配焦大小的影响。影响石灰石煅烧分解的关键是燃料配比。焦比低了，温度达不到要求、煅烧不充分、石灰带生严重。焦比高则燃料耗量增加，加大了燃烧空气量、也增加了带入的氮气，易使出灰和出气温度高、灰生烧，严重时出灰带火、结瘤、给风量较大等现象。煅烧用焦炭一般要求20mm~60mm，且在窑内分布均匀，防止集中燃烧产生局部高温，即石灰窑偏烧结瘤。

七是其他因素的影响。送风量大小、生产操作等因素也会导致结瘤。送风量大造成窑温急剧上升，就如煅烧温度影响促使结瘤的产生。生产操作时，需注意顶温、灰温不宜过高，石灰层不宜过高或过低，并定时进料和出灰，以保证料层的高度和煅烧带的位置及温度。

总之，结瘤不仅影响正常生产，还会对窑内衬和窑体造成不可逆的损伤。无论是哪种原因结瘤，都需找到问题根源，并在生产中尽量规避结瘤，才能有效促进石灰窑连续化生产。

预防措施

找到症结才能对症下药，深度分析石灰窑结瘤原因，就是为了对石灰窑结瘤妥当处理、提前预防。具体的预防措施也有几个方面。

一是控制原材料的质量。针对原料石灰石衍生的结瘤问题，需严控石灰石质量。对石灰石原料进行抽检，跟踪质量情况，有质量问题的原料停止入窑。基于石灰窑结瘤机理，在煅烧前应选用杂质含量低的石灰石原料，在必要时增加原料水洗设备。

二是预防为主降低温度。由煅烧温度、煅烧带长短和配焦大小形成的轻微过烧、粘连问题，可通过稳定风、煤、气的配比，采取降温规避窑瘤现象。燃料配量是影响石灰石煅烧分解的关键。根据窑况降低燃料投入率、降低燃烧空气量，同时提高成品石灰排出量，这样窑内大量材料互相摩擦、碰撞，窑瘤承担不住摩擦力会纷纷掉落，与成品石灰一起排出窑外。

三是优化工作方式。针对生产操作导致的结瘤，可通过优化工作方式预防。要定期检查煤气热量值与气、风的比例，石灰石的粒度和质量是否成正比，窑内石灰石分布是否均匀等，一旦出现比例不协调情况，要立即调整。

解决方法

轻微粘连若未能及时发现，很快就会发展成大面积粘连结瘤。如果结瘤卡在窑底不能卸料，会造成卸料区高温，损坏卸料平台和液压缸。如果卸料平台温度急剧上升，窑顶料面就会倾斜，引起卸料平台动作次数增加。处理这种问题，短则需要10小时以上，长则需要10天~15天。

卸料区结瘤具体解决步骤如下：首先，降产降温避免新生结瘤。其次，打开卸料平台人孔，观测结瘤移动位置，如没到卸料平台需手动卸料，加快结瘤移动以避免黏结更大。再次，在结瘤凹陷处凿出小洞，用铁管引压缩空气直吹，加速结瘤局部冷却，通过内应力将结瘤裂成小块掏出。如果结瘤更大或多个，可将多个人孔打开同时操作。最后，如果结瘤块非常坚固，在降温措施配合下，用风镐等工具将结瘤打碎掏出。

当结瘤块过大不能随物料下降，就形成最不好处理的结瘤。这种状况一般出现在煅烧带，在窑壁外侧可测出高温点，严重时可将外壁油漆烧毁，卸料平台可见到红灰。此种情况石灰窑需停产降至常温，人员进入窑内进行破碎。

窑壁结瘤解决措施，具体步骤如下：首先，需要停风、停气，手动缓慢卸料，打开窑体密封闸板，让窑体从高温状态自然冷却。其次，待窑内通道温度降至300℃左右时，打开冷却风门。再次，料面到达结瘤点后停止卸料，加速窑内冷却。然后，进入窑膛把结瘤从窑壁耐材上分离，期间需保持物料对结瘤的支撑。最后，结瘤处理后，不必卸空物料，直接转入点火模式即可。

虽然在煅烧过程石灰石易产生结瘤现象，但可以采取措施预防。针对不同结瘤问题，只要具备抽丝剥茧的分析能力，就能用科学方法进行处理。（中国冶金报）