“十一五”省重点图书

    水泥“十万”个为什么 ⑦

    立窑煅烧过程与原理

    立窑煅烧操作

    设备与故障处理

    耐火材料

    林宗寿 编著

    武汉理工大学出版社

    武 汉 图书在版编目(CIP)数据

    水泥“十万”个为什么⑦· 立窑煅烧过程与原理、立窑煅烧操作、设备与故障处理、耐火材料

    林宗寿编著.—武汉：武汉理工大学出版社，2006

    ISBN 7唱5629唱2386唱8

    Ⅰ. 水… Ⅱ. 林… Ⅲ.①水泥—基本知识

    ②水泥—竖炉—基本知识 Ⅳ. TQ172

    中国版本图书馆 CIP 数据核字(2005)第161340 号

    出版发行：武汉理工大学出版社(武汉市洪山区珞狮路122 号 邮编430070)

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    经 销 者：各地新华书店

    印 刷 者：武汉理工大印刷厂

    开 本：787 ×960 116

    印 张：24

    字 数：460 千字

    版 次：2006 年7 月第1 版

    印 次：2006 年7 月第1 次印刷

    印 数：1—3000 册

    定 价：48.00 元

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    本社购书热线电话：(027)87397097 87394412前

    言

    我国现代水泥工业历经半个多世纪的发展，取得了长足的进步，为人民居住

    环境的改善、社会经济的发展做出了很大的贡献。 但是，我们也应该认识到水泥

    工业在高速成长的过程中也有许多问题亟待解决。 主要表现为：与发达国家的

    水泥企业相比，普遍存在着企业规模小、能源消耗高、产品质量不稳定、经济效益

    差、从业人员技术素质偏低、企业管理粗放等问题。 目前，我国的水泥行业正处

    在控制总量、调整结构的时期，国家大力提倡采用高效能的新型干法水泥生产方

    式。 在这一背景下，水泥企业怎样去适应国家产业政策的调整、应对国内外市场

    的残酷竞争呢？ 毋庸置疑，最重要的是苦练内功，切实提高和稳定水泥产品的质

    量，降低水泥生产成本。

    在水泥生产过程中，岗位工人和生产管理人员经常会遇到一些疑难问题。

    这些问题，手册中查不到，教材中一般不涉及，查阅期刊既不方便，也未必具有针

    对性。 大家普遍反映缺少一套内容全面、简明实用、针对性强的水泥技术参考

    书。

    “传道、授业、解惑”，自古以来就是教师的天职。 作为一名高校教师，我常

    常为自己学识浅薄而感到愧疚。 每当面对提出问题的学生，面对水泥厂那些被

    种种疑难所困扰的技术人员和工人朋友，我就深感有一种义不容辞的责任。 为

    此，十几年前，我便开始搜集资料，潜心学习和整理国内外专家、学者的研究成

    果，特别是水泥厂生产过程中一些宝贵的实际经验，并结合自己在水泥科研、教

    学及水泥技术服务实践中的切身体会，集腋成裘，为实践这一责任奠定了基础。

    2000 年 4 月以来，我应邀在全国各地主讲了70 多场“水泥新技术讲座及疑

    难问题咨询会”，与会人员累计已过万人。 每次咨询会都至少安排一天时间与

    学员们进行互动式答疑解惑。 从他们渴望的目光里，我一次次地体悟“授之鱼，不如授之以渔”的道理。 同时，我也通过他们获得了大量第一手资料，从而更加

    坚定了我编写这套丛书的决心。

    枟水泥“十万”个为什么枠是一套供水泥行业管理人员、技术人员和岗位操作

    1工阅读和参考的系列工具书。 它涉及了水泥生产从原料破碎、粉磨、烘干、均化、输送、化验室、煅烧、环保到计量、包装等全过程中常见的问题及解决方法。 本书

    力求做到删繁就简、深入浅出、内容全面、突出实用，既有理论研究的浓缩和概

    括，又有实践工作经验的归纳与提升。 书中共有条目 3350 余条，已基本囊括了

    水泥生产和水泥研究工作中的多发问题、常见问题；对这些问题有理论、原理方

    面的阐述，又指出解决问题的途径，具有较强的指导性和可操作性。 由于本书编

    写着眼于解决实际问题，尽量地回避复杂的数学计算、高深的理论探讨，很好地

    解决了岗位操作工看得懂、用得上的问题。 同时，本书对水泥领域的最新技术和

    理论研究成果也进行了介绍，可作为专业院校、技校师生及水泥科研人员的参考

    书。

    在本书的编写过程中，得到了我妻子刘顺妮教授极大的鼓励和帮助，在此表

    示衷心的感谢。 同时，对提供宝贵经验和资料的众多专家、学者以及生产技术人

    员致以衷心的感谢!

    由于编者水平有限，书中纰漏在所难免，恳请广大读者和专家提出批评并不

    吝赐教，以便再版时修正。

    林宗寿

    2006 年1 月于武汉

    2目 录

    前言

    1 立窑煅烧过程与原理

    1.1 立窑煅烧方法及其优缺点 3

    1.2 立窑煅烧对生料质量有什么要求 4

    1.3 立窑煅烧为何要成球，对料球质量有何要求 5

    1.4 立窑内煤的燃烧过程 5

    1.5 立窑内熟料的煅烧过程 6

    1.6 立窑内物料运动速度的估算公式 8

    1.7 立窑内物料运动速度对立窑产量与质量的影响 9

    1.8 立窑日产量的估算公式 9

    1.9 如何简易测定立窑熟料的台班产量 10

    1.10 影响立窑产量与质量的因素有哪些 10

    1.11 影响预加水成球系统的产量与质量的因素有哪些 10

    1.12 粘土质矿物的物理性能对成球质量的影响 11

    1.13 料球的强度对立窑煅烧有什么影响 11

    1.14 料球水分对燃烧有何影响 12

    1.15 料球直径为什么要均齐 12

    1.16 生料细度对成球质量有何影响 12

    1.17 小料球料层气体阻力为什么比较大 12

    1.18 为什么小料球的热稳定性较好 13

    1.19 原燃材料特性对料球热稳定性有何影响 13

    1.20 生料特性对料球的质量有何影响 141.21 窑灰对料球质量有何影响 15

    1.22 料球在立窑烧成带发生哪些物理化学变化 15

    1.23 料球在立窑预热带发生哪些物理化学变化 16

    1.24 立窑为什么需用无烟煤作燃料，对无烟煤有何要求 16

    1.25 立窑无烟煤挥发分偏低时可否掺加部分烟煤煅烧 17

    1.26 立窑无烟煤挥发分偏高时可否掺加部分焦炭末煅烧 17

    1.27 煤在立窑内的燃烧过程 18

    1.28 造成立窑内煤不能完全燃烧的原因有哪些 19

    1.29 降低立窑内煤不能完全燃烧的途径有哪些 19

    1.30 立窑用劣质高硫煤时应注意什么问题 20

    1.31 煤料配比波动的原因有哪些 21

    1.32 立窑熟料热耗高主要原因有哪些 21

    1.33 何谓机械不完全燃烧，如何产生 23

    1.34 降低立窑热耗的主要途径 23

    1.35 加速立窑各带物料化学反应的途径有哪些 24

    1.36 降低立窑电耗的主要措施 25

    1.37 均匀稳定在立窑煅烧中的重要意义 25

    1.38 为何立窑卸料操作对安全至关重要 26

    1.39 立窑生料中掺加锯木屑对煅烧有何好处 26

    1.40 立窑为什么要快烧急冷 27

    1.41 如何估算立窑废气量 28

    1.42 如何解决立窑边风过盛、中风不足的问题 28

    1.43 如何解决立窑出窑熟料温度高的问题 30

    1.44 如何设定立窑入窑风量 31

    1.45 如何提高立窑煅烧带单位体积内的发热能力 31

    1.46 使用复合矿化剂煅烧熟料为何要加厚湿料层 32

    1.47 熟料在立窑冷却带有何反应 32

    1.48 造成立窑边风过盛的主要原因是什么 33

    1.49 风机风压和风量对立窑煅烧的影响 34

    1.50 怎样根据立窑熟料的外观特征，判断分析熟料质量 34

    2 立窑煅烧操作

    2.1 立窑对生料成球有何要求 37

    2.2 加水量的变化对立窑成球质量有何影响 38

    2.3 如何保证成球质量 38

    2 水泥“十万”个为什么2.4 提高成球产质量的途径有哪些 38

    2.5 提高立窑成球质量有何措施 39

    2.6 怎样判别成球时水分大小 41

    2.7 怎样确定成球喷水落水位置 41

    2.8 预加水成球系统在操作时应注意哪些事项 41

    2.9 影响生料成球的因素 42

    2.10 如何解决立窑爆球 45

    2.11 立窑料球为什么会炸裂 46

    2.12 为什么预加水成球要强调宜干不宜湿 46

    2.13 立窑采用小料球煅烧为何可减薄湿料层厚度 47

    2.14 立窑点火前应做好哪些准备工作 47

    2.15 立窑怎样快速点火并迅速提高窑温 48

    2.16 立窑点火操作步骤 49

    2.17 立窑各种操作法及其优缺点 49

    2.18 对立窑各岗位有何要求 50

    2.19 立窑各带如何划分，各带的传热方式如何 51

    2.20 立窑看火工要看好窑应掌握好哪些要领 52

    2.21 为何要烘窑 53

    2.22 立窑烘窑的作用及注意事项 54

    2.23 立窑如何进行正常煅烧操作 54

    2.24 如何判断立窑的正常操作 55

    2.25 如何稳定底火，有何作用 55

    2.26 通常所说的稳定底火是何含意 56

    2.27 稳定立窑底火操作“九个要”的内容是什么 56

    2.28 如何探测立窑的底火层上部位置 57

    2.29 立窑底火稳定的窑况标准是什么 59

    2.30 判断底火温度、厚度和位置的方法 59

    2.31 黑生料煅烧时底火浅的原因是什么 61

    2.32 底火温度低引起的偏火应如何处理 62

    2.33 深部底火层结大块，但不粘结窑壁引起的偏火应怎样处理 62

    2.34 保持立窑上火三平衡，应如何用料 62

    2.35 保持立窑上火三平衡，应如何用煤 63

    2.36 保持立窑上火三平衡，应特别注意哪些问题 64

    2.37 保持立窑上火三平衡，应如何用风 64

    2.38 影响立窑上火速度的因素有哪些 65

    2.39 立窑播料操作应注意哪些问题 66

    3 目 录2.40 立窑煅烧如何进行播料操作 67

    2.41 何谓偏火，形成原因，如何处理 69

    2.42 怎样调整立窑偏火 70

    2.43 立窑炼边偏火如何处理 71

    2.44 如何预防立窑炼边偏火 72

    2.45 立窑采用腰风调偏火装置时，如何选择窑壁温度控制值 73

    2.46 如何利用立窑腰风调节系统偏火 74

    2.47 局部火深引起的偏火应怎样处理 75

    2.48 生料二氧化硅含量偏高时，立窑应如何操作 76

    2.49 生料氧化铝含量偏高时，立窑应如何操作 77

    2.50 生料氧化铁含量偏高时，立窑应如何操作 78

    2.51 生料氧化钙含量偏高时，立窑应如何操作 79

    2.52 何为机立窑操作的“四四”要素 80

    2.53 立窑看火如何进行“试、看、探”操作 82

    2.54 立窑操作为何要“五变五不变” 83

    2.55 立窑操作为什么要“五要六勤” 85

    2.56 何谓立窑操作的“看、思、定” 86

    2.57 为什么立窑操作应抢时间、不抢产量 87

    2.58 何谓立窑操作的均衡煅烧 88

    2.59 何谓立窑一稳、二合理、三平衡、四勤的操作方法 89

    2.60 立窑操作为何要压二肋，盖边部，提中间 90

    2.61 立窑停窑如何操作 91

    2.62 立窑操作如何判断窑温的高低 91

    2.63 立窑煅烧如何进行卸料操作 92

    2.64 立窑煅烧如何进行用风操作 93

    2.65 立窑煅烧操作如何松边 95

    2.66 立窑煅烧操作应特别注意哪几个问题 96

    2.67 立窑煅烧操作如何进行快慢口控制 97

    2.68 机立窑实现闭门操作的前提是什么 99

    2.69 怎样操作才能保证卸料的均匀稳定 100

    2.70 机立窑闭门操作可采用哪些控制回路 101

    2.71 怎样利用热工参数来指导立窑的煅烧操作 101

    2.72 掺复合矿化剂时立窑煅烧操作的注意事项 102

    2.73 机立窑采用玻纤袋除尘器时应如何看火操作 102

    2.74 立窑如何进行开窑操作 105

    2.75 立窑出现异常窑情时如何煅烧操作 107

    4 水泥“十万”个为什么2.76 何为塌边，形成原因，如何处理和预防 110

    2.77 何谓架窑，形成原因，如何处理 111

    2.78 何谓立窑的“二肋” 113

    2.79 何谓立窑煅烧的“一稳”“三平衡” 114

    2.80 应如何表述立窑煅烧过程中的三平衡 114

    2.81 何谓白生料，有何特点 115

    2.82 何谓半黑生料，有何特点 115

    2.83 何谓流态，如何形成，有何危害，怎样处理 116

    2.84 何谓无焰燃烧，立窑中如何进行无焰燃烧 117

    2.85 何谓中间火深，产生原因和处理方法 118

    2.86 何谓龇火，产生原因，如何处理 121

    2.87 垮边、掉洞、抽心产生原因，如何防止和处理 122

    2.88 何谓埂堤，如何形成 123

    2.89 立窑内发生埂堤应如何处理 124

    2.90 立窑窑面出现埂堤有何危害 125

    2.91 立窑煅烧产生明火是何原因 126

    2.92 立窑明火煅烧有何危害 126

    2.93 立窑煅烧产生明火应如何处理 127

    2.94 立窑喷窑产生原因及预防措施 127

    2.95 喷窑事故产生的四个发展过程 130

    2.96 立窑日常生产中如何预防喷窑事故 131

    2.97 一个值得重视的立窑喷窑成因的观点 132

    2.98 立窑架窑时如何判断是上部架窑还是下部架窑 133

    2.99 中间火深应如何处理 133

    2.100 立窑如何填窑 134

    2.101 立窑填窑前应做好哪些准备工作 134

    2.102 窑面龇火的原因和怎样处理龇火 135

    2.103 应如何判断机立窑煅烧过程中的架窑现象 135

    2.104 怎样调整控制立窑卸料速度 136

    2.105 卸料速度的快慢对产质量有何影响 136

    2.106 立窑熟料烧结差是何原因，如何处理 136

    2.107 立窑卸料速度不均匀有何危害 138

    2.108 立窑在什么情况下，可适当加大用风量 139

    2.109 回转窑正常停机后再开机时启动不了的原因及处理 139

    2.110 检测立窑窑壁温度有何作用 140

    2.111 立窑高径比对产量、质量有什么影响 140

    5 目 录2.112 立窑高温带料层过于致密时会产生何现象 141

    2.113 立窑看火工如何做好交接班 141

    2.114 立窑看火操作，处理窑面的方法有几种 142

    2.115 立窑哪带通风阻力最大，如何使立窑通风均匀 143

    2.116 立窑烧满窑时使用腰风应注意哪些事项 143

    2.117 立窑窑内阻力变化是何原因，如何处理 144

    2.118 立窑要做到均衡煅烧，应注意哪几个要点 145

    2.119 如何处理正常运转过程中的料封管卡料现象 147

    2.120 如何调节立窑的鼓风量 147

    2.121 如何提高配煤的准确性 148

    2.122 为何立窑煅烧带的位置和厚度对立窑煅烧有重要意义 149

    2.123 为何适宜的立窑湿料层厚度可降低窑面综合热损失 149

    2.124 窑内物料趋于饱和的特征是什么 150

    2.125 影响立窑均衡煅烧的因素有哪些 151

    2.126 用石煤煅烧立窑熟料容易存在哪些问题 151

    2.127 用石煤煅烧立窑熟料应采取哪些技术措施 152

    2.128 正常情况下偶尔出现跑风现象需要对仪器重新调整吗 153

    2.129 能否根据过剩空气系数判断立窑的通风均匀性 154

    2.130 炼边、结圈、结大块、炼窑的产生原因，如何处理 154

    3 设备与故障处理

    3.1 如何确定成球盘的尺寸 159

    3.2 成球盘的边径比多少为宜 159

    3.3 成球盘的斜角与成球质量关系如何 160

    3.4 成球盘的转速如何确定 160

    3.5 预加水成球的机理是什么 161

    3.6 预加水成球系统常见的问题如何处理 161

    3.7 如何提高预加水成球设备的性能 164

    3.8 采用预加水成球工艺有何效果 166

    3.9 如何选择成球盘的减速机 167

    3.10 如何改进成球盘的刮刀 168

    3.11 成球盘边刮刀损坏是何原因，如何处理 168

    3.12 成球盘无动力恒转速底刮刀有何特点 170

    3.13 成球盘无动力往复式自动边刮刀有何特点 171

    3.14 如何自制成球盘清扫器 172

    6 水泥“十万”个为什么3.15 为什么包壳料球要用阶梯式成球盘 173

    3.16 成球质量对通风和燃烧的影响如何 173

    3.17 预加水双轴搅拌机哪些结构可改进 174

    3.18 如何固定双轴搅拌机的叶片 177

    3.19 双轴搅拌机断轴是何原因，如何处理 178

    3.20 双轴搅拌机叶片损坏是何原因，如何处理 180

    3.21 一则改造双轴搅拌机叶片的经验 182

    3.22 如何使用刀片固持套改进双轴搅拌机的刀片固定方式 183

    3.23 立窑鼓风方式及优缺点 185

    3.24 立窑使用高压离心风机有何优缺点 185

    3.25 立窑使用高压离心风机应注意哪些事项 186

    3.26 如何确定立窑的鼓风压力 187

    3.27 如何调整罗茨鼓风机的间隙 188

    3.28 布置立窑鼓风机时的注意事项 190

    3.29 摆辊式机立窑跑风漏气的原因及处理 190

    3.30 机立窑中空立轴漏风漏粉的原因及处理 191

    3.31 机立窑腰风管损坏的原因及处理 193

    3.32 立窑鼓风机如何采用消声措施 193

    3.33 怎样计算料封管的锁风效果 194

    3.34 微机控制腰风调整偏火的原理是什么 194

    3.35 如何解决中心通风机立窑风管漏料问题 194

    3.36 立窑如何防止熟料压风机 196

    3.37 如何测定立窑内的通风阻力 196

    3.38 如何计算窑罩的漏风系数 197

    3.39 在γ射线料位计工作正常情况下为何也会出现跑风现象 197

    3.40 安装蜗轮蜗杆传动机立窑应注意哪些事项 198

    3.41 边缘传动塔式机立窑有何优缺点 199

    3.42 不同立窑窑型对煅烧和熟料产质量有何影响 200

    3.43 机立窑出料器的类型及特点 203

    3.44 机立窑高温带筒体变形、烧穿的原因及处理 207

    3.45 机立窑扩径应注意的几个问题 208

    3.46 机立窑内部几何形状改变后出现异常现象如何处理 211

    3.47 机立窑卸料装置卡死的原因及处理 215

    3.48 机立窑主轴承损坏失效的原因及处理 216

    3.49 立窑常用的喂料系统有几种类型 219

    3.50 立窑立轴轴承冷却层结构的改造 223

    7 目 录3.51 立窑料封管料封不严怎么办 224

    3.52 立窑卸料装置的形式及优缺点 225

    3.53 料封管料封效果对立窑产量的影响 226

    3.54 盘塔式机立窑常存在哪些问题，如何改进 226

    3.55 水平料封机出料不畅的原因及处理 228

    3.56 塔式机立窑篦顶脱落的原因及处理 229

    3.57 塔式机立窑立轴振动大的原因及处理 231

    3.58 塔式机立窑卸料塔篦磨损的原因及处理 232

    3.59 一个水平料封机的改进措施 235

    3.60 一则机立窑卸料密封装置的改进经验 236

    3.61 一种立窑出料振动软接头的改进方法 237

    3.62 一种立窑卸料软接头的改进方法 237

    3.63 引起塔式机立窑卸料篦子运转电机电流波动的原因有哪些 238

    3.64 立窑窑口为何要扩大成喇叭口，如何确定 239

    3.65 影响立窑喇叭口角度的因素有哪些 240

    3.66 砌筑立窑耐火砖时，如何制作和使用标尺 242

    3.67 如何防止塔式立窑卸料传动系统的设备事故 243

    3.68 如何防治液压传动塔式机立窑液压设备的噪声 244

    3.69 如何改进机立窑的布料器 247

    3.70 如何改进立窑布料溜子 249

    3.71 如何计算立窑烟囱的直径和高度 250

    3.72 如何确定和计算立窑设备的工艺参数 251

    3.73 如何选择立窑料封管技术参数 254

    3.74 如何应用细紫铜管做机立窑卸料装置的密封垫 255

    3.75 如何用短路气流法测量立窑出窑熟料温度 256

    3.76 如何制作机立窑加料溜子的升降装置 256

    3.77 设计立窑生料配煤系统应注意哪些事项 258

    3.78 一则立窑布料器防扭器的改造经验 260

    3.79 一则立窑窑型及窑衬材料的选型经验 261

    3.80 机立窑安装应符合哪些要求 264

    3.81 预加水成球机安装应符合哪些要求 265

    3.82 盘式成球机安装应符合哪些要求 266

    4 耐火材料

    4.1 耐火材料的分类 269

    8 水泥“十万”个为什么4.2 耐火材料的耐火度及其表示方法 269

    4.3 耐火材料的组成与性质 270

    4.4 何谓耐火材料的抗侵蚀性 273

    4.5 何谓耐火材料的气孔率，如何表示 273

    4.6 何谓耐火材料的热膨胀系数 274

    4.7 何谓耐火材料的热震稳定性 274

    4.8 何谓耐火材料的重烧线变化 275

    4.9 对耐火材料的基本要求 275

    4.10 何谓荷重软化温度 276

    4.11 何谓耐火度 276

    4.12 何谓显气孔率 276

    4.13 何谓重烧线收缩 277

    4.14 回转窑窑衬有何作用 277

    4.15 窑内耐火材料受到哪些侵害 277

    4.16 窑内为何要镶砌耐火材料 278

    4.17 单筒冷却机如何配置耐火材料 279

    4.18 高铝质耐火材料的性能及特点 279

    4.19 高铝砖耐火材料有哪些理化指标 281

    4.20 高铝砖的组成及其特性 282

    4.21 高铝质耐火泥有哪些理化指标 283

    4.22 高铝质耐火泥浆的分类及技术要求 284

    4.23 高铝耐火浇注料如何施工 284

    4.24 磷酸盐结合高铝质窑衬砖的组成及特性 285

    4.25 镁铝尖晶石砖的组成及特性 285

    4.26 粘土、高铝质隔热保温轻质砖的理化指标有哪些 286

    4.27 立窑喇叭口如何采用镁质骨料高铝水泥浇注 287

    4.28 纯铝酸钙水泥耐火混凝土有何技术性能 288

    4.29 镁砖的组成及其特性 289

    4.30 普通镁铬砖的组成及特性 290

    4.31 直接结合镁铬砖的组成及特性 290

    4.32 镁铬砖耐火材料有哪些性能和理化指标 291

    4.33 镁铁尖晶石砖的组成及特性 293

    4.34 镁质耐火材料的性能及应用 293

    4.35 使用镁铬砖对环境有何危害 295

    4.36 回转窑选用镁砖时应注意哪些事项 296

    4.37 聚磷酸钠结合镁砖的组成及特性 296

    9 目 录4.38 如何配制镁质耐火泥 297

    4.39 粘土砖的组成及其特性 298

    4.40 粘土砖耐火材料有哪些理化指标 298

    4.41 粘土质耐火材料的性能特点 299

    4.42 粘土隔热砖的理化指标有哪些 301

    4.43 粘土质耐火泥有哪些理化指标，如何配制 302

    4.44 如何配制耐火混凝土(水泥砖) 302

    4.45 影响耐火混凝土使用性能的因素有哪些 303

    4.46 磷酸盐砖有何特性 305

    4.47 磷酸盐砖耐火材料有哪些性能和理化指标 306

    4.48 如何配制磷酸盐耐火泥 308

    4.49 立窑常用的耐火材料及其要求 308

    4.50 立窑各带对耐火材料有什么要求 309

    4.51 回转窑为何要砌筑耐火材料 309

    4.52 回转窑系统耐火材料需承受哪些应力 310

    4.53 回转窑用耐火材料砖应具备哪些性能 311

    4.54 回转窑对窑衬有何要求 312

    4.55 常用的回转窑窑衬砌筑方法有几种 313

    4.56 回转窑换砖挖补原则是什么 314

    4.57 回转窑砌筑耐火砖时如何选择和使用压机木 314

    4.58 回转窑砌砖时异常情况如何处理 315

    4.59 回转窑窑尾锥体部分如何砌耐火砖 316

    4.60 预分解窑不动设备衬料设计应注意哪些事项 316

    4.61 预分解窑不动设备耐火材料如何配置 317

    4.62 预分解窑常用哪些耐火材料 318

    4.63 窑衬的正常使用寿命是多少 319

    4.64 窑衬在加热升温时有何要求 320

    4.65 对立窑窑衬的要求 320

    4.66 立窑耐火砖受到损害的因素有哪些 321

    4.67 设计立窑耐火砖时应注意的事项 321

    4.68 机立窑内壁耐火砖非均匀蚀损有何特点，是何原因 322

    4.69 如何计算立窑喇叭口耐火砖 323

    4.70 机立窑窑衬的砌筑有何要求 328

    4.71 立窑窑体隔热层有何作用 328

    4.72 立窑窑衬应如何镶砌 329

    4.73 砌砖的方法及注意事项 329

    0 1 水泥“十万”个为什么4.74 耐火砖砌筑前需要做哪些准备工作 332

    4.75 砌筑耐火材料时应注意哪些事项 332

    4.76 预热器如何砌砖 332

    4.77 如何在北方寒冷的冬天砌窑砖 333

    4.78 如何确定回转窑内砖厚薄及烧成带砌砖长度 333

    4.79 镶砌窑衬时对耐火泥有什么要求 334

    4.80 耐火浇注料有哪些种类 334

    4.81 耐火浇注料主要性能与用途 337

    4.82 隔热材料的种类和作用 339

    4.83 隔热砖有哪些种类及理化指标 339

    4.84 对耐火砖的外形尺寸有何要求 340

    4.85 钢纤维和低水泥耐火浇注料如何施工 340

    4.86 何为复合硅酸盐保温涂料 341

    4.87 何为示温涂料，有何用途 342

    4.88 耐火泥如何与耐火砖相匹配 343

    4.89 耐碱砖的组成及特性 343

    4.90 如何储存耐火砖 344

    4.91 如何合理选择回转窑各部位的耐火衬料 344

    4.92 如何进行预分解系统耐火内衬的喷涂施工 346

    4.93 如何判断耐火砖质量和保管耐火砖 349

    4.94 如何配制硅质耐火泥 349

    4.95 如何粘贴耐火纤维毡 350

    4.96 碳化硅砖耐火材料有哪些理化指标 350

    4.97 无定形耐火浇注料的品种和理化指标有哪些 351

    4.98 纤维隔热材料有哪些理化指标 352

    4.99 一则单筒冷却机耐火内衬的配置经验 353

    4.100 影响耐火浇注料使用效果的因素有哪些 357

    4.101 影响窑衬寿命的主要因素有哪些 360

    4.102 用硅酸钙板作预热器保温层有何好处 360

    4.103 怎样配制耐火泥 361

    4.104 如何砌筑回转窑的耐火材料 363

    参考文献 367

    1 1 目 录1 立窑煅烧过程与原理

    1. 1 立窑煅烧方法及其优缺点

    机立窑煅烧工艺方法指煤料配合成球入窑煅烧的工艺过程。 其主要方法

    有：白生料法、全黑生料法、半黑生料法、中黑生料法、包壳料球法、差热煅烧

    法等。

    (1)白生料法

    是将原料(生料)单独粉磨，与经过破碎、筛分的细粒煤按比例配合制成料

    球入窑煅烧的方法。 白生料法优点是工艺过程较简单，操作控制方便，配煤量调

    节灵活，可根据煅烧要求选择一定煤的颗粒级配。 其缺点是煤料混合均匀性较

    差而影响窑内正常煅烧，容易产生炼边、中间火深等不正常窑况。

    (2)全黑生料法

    是将原料与燃料按比例混合粉磨后制成料球入窑进行煅烧的方法。 全黑生

    料法的优点是工艺设备简单，煤料混合均匀，煤料很细，燃烧速度快，高温层集

    中，窑内结大块少。 由于料球内部煤粉在燃烧时产生的 CO 气体逸出到料球外

    表，同时 CaCO3 分解产生的 CO2 气体也会逸出，可使熟料疏松多孔。 能改善窑

    的中部通风，为稳定煅烧创造了有利条件。 其缺点是窑内易产生包氏反应，增加

    熟料热耗。 窑内边风过剩时，还易垮边，不利于安全操作。 还有配煤不易控制，使得煅烧操作不灵活。

    (3)半黑生料法

    是将烧成需要的燃料分为两部分：一部分与原料一起粉磨，制得“半黑生

    料”(此部分煤约占20% ～70%)；另一部分是将破碎、筛分的细煤粒按配比要求

    掺入半黑生料中，然后成球入窑进行煅烧的方法，亦称部分黑生料法。 半黑生料

    法的优点是煤料混合较均匀，煤粒级配合理，改善窑的中部通风，减少包氏反应，配煤易于控制，利于安全煅烧操作。 其缺点是工艺过程太复杂。

    (4)中黑生料法

    它是将煅烧所需要的煤全部入生料磨与原料一起粉磨成黑生料，而边料则

    是在中黑生料中掺一些小于1 ～3mm 的粒状煤。 这种方法的优点是集全黑料与

    窑中心及边部热耗不同而配煤不同(即差热煅烧)，综合考虑于一体，且由于边

    部煤粒较粗，使底火略为增厚，防止黑生料法可能出现的漏生现象，因此对立窑

    的产量、质量有一定的提高。 其缺点是操作与生产控制较复杂，易出现混料，必

    须特别注意。

    (5)包壳料球法

    3 1 立窑煅烧过程与原理它是在黑生料的料球上再包上一层不掺煤的生料(白生料)外壳进行煅烧

    的方法。 其优点是除具有黑生料法优点外，防止了煤粉在预热带内与 CO2 发生

    包氏反应。 减少了 CO 的热损失，燃料燃烧较完全，煤耗降低。 其缺点是容易产

    生漏生现象。

    (6)差热煅烧法

    立窑内煅烧熟料时，边部与中部物料所需热量是不同的。 边料由于与窑壁

    接触，一部分热量会通过窑壁导热而向外散热；同时，立窑的边风较大，也会使边

    料的热损失增大。 对于普通立窑，还由于每次卸料后，使已被加热的窑壁部分露

    出而散失热量。 因此机械立窑边部物料的热耗一般高达 3770 ～4200kJ kg 熟料

    (900 ～1000kcak kg 熟料)，而中部熟料热耗仅约 2500 ～2950kJ kg 熟料(600 ～

    700kcak kg 熟料)。 差热煅烧方法就是根据边部和中部物料的热耗差别，而在边

    部和中部分别加入不同的煤量成球而煅烧的方法。 其优点是可以降低煤耗，避

    免中部物料因含煤量过多，燃烧时产生还原气氛，生成低熔点矿物，使熟料易结

    大块的现象，以免影响通风，降低熟料质量。 其缺点是设备操作复杂，边、中料在

    窑面控制有时出现混料，“差热乱烧”，反而降低质量。

    1. 2 立窑煅烧对生料质量有什么要求

    ①合理地选择熟料率值，确定相应的生料化学成分，并力求各成分在生产过

    程中控制在规定范围以内。

    ②生料成分均匀。 生料成分均匀，特别是率值的稳定是提高熟料质量的关

    键，生料成分均匀，窑的热工制度稳定，熟料易于煅烧，其化学成分和矿物组成相

    对稳定。

    ③生料细度应符合要求。 熟料烧成过程中，其化学反应是在物料颗粒表面

    进行，生料越细，化学反应进行越快越完全。 但生料细度太细，磨机产量低电耗

    高，目前各厂生料细度一般小于 10%(0.08mm 方孔筛)。

    ④塑性指数。 生料塑性太低不易成球，且料球易于破碎，所以生料中应有一

    定的粘土含量，一般生料粘土含量应在10%以上。

    ⑤生料水分。 生料水分应控制在 1%以下，水分过大，容易粘附仓壁造成棚

    仓，使下料和计量困难。

    ⑥含煤量应控制准确，其波动范围应在 ±0.25%以内。

    4 水泥“十万”个为什么1. 3 立窑煅烧为何要成球，对料球质量有何要求

    立窑煅烧水泥熟料，需先将干生料粉加适量的水分在成球盘内制成一定粒

    度的料球，然后入窑煅烧，成球的目的在于增加料层内的孔隙，从而减少料层的

    通风阻力，有助于窑内通风均匀从而使立窑煅烧良好。

    立窑煅烧对料球的质量要求除生料化学成分及细度的合理、均匀、稳定外，还要求：

    ①粒度大小适宜、颗粒均匀。 据计算，当成球粒度完全相同时，其紧密堆积

    的孔隙率最大。 因此均匀适度的成球粒度能使窑内通风阻力减小，有利于窑内

    通风均匀和煅烧。 过大的料球虽利于通风，但料球内部不易烧透，出现夹生料；

    过小的料球，会使窑内孔隙减小，料层阻力增大，通风不良。 故对成球粒度要求

    颗粒均匀，粒度适宜，一般要求粒度为 5 ～12mm，占 90%以上，避免料粉和泥团。

    ②有一定的机械强度。 一般要求料球从 1m 的高度自由落下不粉碎，用拇

    指和食指捏料球不扁不碎，其耐压力大于 5N 个。 这样才能避免料球在窑内相

    互碰撞和在输送过程中碎裂，也能保证料球不至于被上层物料所压碎。

    ③有一定的空隙率。 料球的空隙率一般要求在 27%以上，预加水成球的可

    达 32%。 孔隙率太小，球内水汽及煤燃烧后生成的 CO 或 CO2 等气体不易从料

    球内逸出。 孔隙率太大，则又影响料球的强度。

    ④热稳定性好。 在 950℃温度下，湿球爆裂率小于 10%。

    ⑤料球水分控制在 13%左右。

    1. 4 立窑内煤的燃烧过程

    煤在立窑内的燃烧过程一般经过干燥、预热、挥发分的逸出和固定碳的燃烧

    等过程，但煤在立窑内的燃烧有以下特点：

    (1)间接燃烧

    料球中煤的挥发分逸出后，当料球温度上升到600 ～800℃时，气流中的 CO2

    与料球表面的碳进行包氏反应 CO2 +C 2CO↑，反应生成的 CO 在预热带缺

    氧的情况下随废气排出窑外。 当料球内温度达到 1000℃时，虽达到或超过煤的

    燃点但因缺氧而发生郝氏反应 CaCO3 +C 2CO↑ +CaO，生成的 CO 扩散到

    5 1 立窑煅烧过程与原理料球表面遇到氧可继续燃烧，2CO +O2 2CO2↑。

    (2)直接燃烧

    实践证明石灰石分解出来的 CO2 约有一半还原成 CO，这部分 CO 在窑内氧

    气充足时可与氧反应生成 CO2 ，而其他的碳则同氧直接进行反应(燃烧)，C +O2

    CO2↑。

    在立窑内煤的直接燃烧和间接燃烧是同时进行的。

    (3)无焰燃烧

    随着料球水分蒸发、碳酸钙分解、煤的燃烧、空气中的氧通过料球孔隙进一

    步扩散，使料球中的碳在小孔中进行燃烧，这种在多孔体内进行的燃烧称为“无

    焰燃烧”。 这种燃烧能在很小的过剩空气系数下( a ＝1.05 ～1.10)达到完全燃

    烧，燃烧的热量直接传给料球，因此，燃烧效率很高，熟料快速烧成。

    1. 5 立窑内熟料的煅烧过程

    立窑内，由于是将生料和燃料混合成球进行煅烧，因此，煅烧过程是从生料

    球的表面逐渐向内部进行的。 生料球入窑后，首先是料球的表面接受热气流传

    给的热量，进行干燥和预热，使表面水分逐渐蒸发。 随着热量逐渐由料球表面向

    中心传递，料球内部水分也随之蒸发，并向表面扩散。 料球表面的煤粒不断燃

    烧，料球温度逐渐提高。 料球表面的物料达到一定温度后，粘土矿物脱水分解，碳酸钙分解，当料球表面进行烧成反应时，内层物料才进行分解反应，而中心部

    分仍处于干燥、预热阶段(见图 1畅1)。 当料球表面进入冷却阶段，中心部分才进

    入烧成阶段，直至最后中心部分也进入冷却阶段，才完成熟料的煅烧过程。

    图1畅 1 立窑中料球煅烧示意图

    由上所述，立窑中“带”的划分，不能完全按照物料进行反应的顺序进行，而

    只能根据料球表面的平均温度和进行的物理化学反应，按窑的高度方向(见

    6 水泥“十万”个为什么图1畅 2 立窑煅烧熟料示意图

    1—成球盘；2—加料装置；3—窑罩及烟囱；

    4—窑体；5—卸料装置；6—卸料密封装置；

    7—高压风；8—预烧带；9—烧成带；

    10—冷却带；11—废气出口

    图 1畅2)大致分为如下三个带：

    (1)预热带

    该带物料温度约为 20 ～100℃，主要

    进行干燥、预热和部分碳酸钙分解反应。

    含煤料球入窑后，受到自下而上热气流

    的加热，温度不断升高，煤中的挥发分不

    断逸出，但因热气流中缺氧而不能燃烧，随废气排入大气，这就造成了一定的热

    量损失，因此立窑应选用挥发分含量低

    的无烟煤作燃料，以减少这部分损失。

    在预热带内，湿料球在干燥和脱水

    时，产生大量的水蒸气，碳酸钙分解时放

    出大量的 CO2 气体，它们排出时使料球

    体积产生一定量的收缩，同时使料球产

    生许多毛细孔，如果料球的可塑性较差，就可能使料球炸裂，产生很多细粉，影响

    窑内通风。 因此，立窑煅烧熟料对料球

    的可塑性和孔隙率有一定的要求。

    根据我国立窑生产情况，预热带一

    般占全窑高度的5% ～10%。

    (2)烧成带

    亦称煅烧带、高温带，在立窑水泥厂

    习惯称为“底火”。 料球经过预热后，温度继续升高，当达到 1000℃左右时，料球

    中的煤大量燃烧，使物料温度急速升高，进行大量的碳酸钙分解和固相反应。 当

    料球温度达到1300℃左右时，开始出现液相并使物料进入烧结阶段，由于烧结

    使物料体积进一步收缩。

    烧成带在立窑内的位置及自身的高度，对立窑煅烧熟料具有重要的意义。

    它的位置和高度取决于料球中煤的燃点和燃烧速度，煤的燃点和燃烧速度又主

    要取决于燃料粒度的大小和窑内通风的好坏。 如果燃料颗粒较大，窑内通风又

    较差，则会使燃料燃点提高，燃烧速度减慢，因而使烧成带位置下移和高度增加。

    在这种情况下，处于下部的高温物料，就会因长时间受到上层物料重力作用而形

    成致密的大块熟料。 同时也会使冷却带缩短，从而造成熟料冷却缓慢，已形成的

    C3 S 可能缓慢分解为 C2 S 和 f唱 CaO。 同时 C2 S 晶型转化而造成粉化，这些都严重

    7 1 立窑煅烧过程与原理影响熟料质量和立窑的正常操作。

    烧成带自身应有一适宜的高度，以便使物料有足够的停留时间。 如烧成带

    高度偏小，即物料停留时间不足，则会使 C2 S 吸收 CaO 形成 C3 S 的化学反应进

    行得不完全，从而降低熟料中 C3 S 的含量并增加 f唱 CaO 含量，对熟料质量不利。

    烧成带应保持足够高的温度(1450℃)，以便使 C3 S 的形成反应能顺利迅速

    地进行。 如温度偏低，则会出现较多的欠烧和生烧料，同时也会使形成的 C3 S 岩

    相结构不好，从而严重影响熟料质量。

    对机械化立窑，烧成带约占全窑高度的 10%左右。

    (3)冷却带

    冷却带物料温度低于1300℃。 在该带中，高温熟料与从窑下鼓入的冷空气

    进行热交换，空气被加热后进入烧成带供燃料燃烧之用。 立窑内冷却带较长，一

    般占全窑高度的75% ～85%。

    1. 6 立窑内物料运动速度的估算公式

    以计算 矱2.5m ×10m 机立窑，其产量为 9t h，物料在窑内平均向下运动速

    度及物料从加入至卸出共需多少时间为例：

    (1)根据物料在立窑内向下运动的计算公式：

    珔 w ＝ G

    0畅785D2

    ρm

    式中：珔 w———物料平均向下运动速度，m h；

    G———立窑产量(或卸料量)，t h；

    D———立窑内径，m；

    ρm———物料平均堆积密度，一般为 1.2 ～1.4，t m3。

    珔 w ＝ 9

    0畅785 ×2畅5

    2

    ×130

    ＝1畅4m h

    (2)根据物料在某带停留时间，估算公式：

    T ＝H

    珔 w

    式中：T———物料在某带停留时间，h；

    H———某带的高度，m；

    珔 w———物料平均向下运动速度，m h。

    8 水泥“十万”个为什么则： T ＝10

    1畅 4

    ＝7畅14h

    1. 7 立窑内物料运动速度对立窑产量与质量的影响

    立窑内的物料是自上而下运动的，它包括由于物料在煅烧过程中的体积收

    缩而引起上层物料的运动和由于下部物料的卸出而引起全窑物料的运动。 如果

    立窑具有合适的扩大口，收缩对物料下降的影响是很小的。 因此，窑内物料的运

    动速度主要决定于熟料卸出量，即立窑产量。 但是物料的运动速度必须与物料

    的煅烧速度相适应，而煅烧速度又与煅烧温度、气体速度、传热情况、物料粒度大

    小、燃料粒度大小等因素有关。 因此，立窑操作中不能只顾产量盲目卸料而不考

    虑物料的煅烧时间是否足够，正确的做法是应该根据窑内的具体情况随时掌握

    卸料量，以控制物料的运动速度与煅烧速度相一致，即通常所说的卸料量与上火

    速度相一致，才能保持底火的稳定。 因此，在保证质量的前提下，提高立窑产量

    的办法只能设法提高物料的煅烧速度。 提高物料煅烧速度的措施有加强立窑通

    风，保证料球适当的粒度和气孔率，控制燃料适当的粒度，操作中保持底火的稳

    定等。

    在立窑内，物料主要依靠自重作用作垂直向下的运动，互相之间很少混合，因而会造成物料受热不均，这也是立窑煅烧的熟料质量不均齐的原因之一。

    1. 8 立窑日产量的估算公式

    已知：鼓风机量 V0 ＝120m3

    min，熟料煤耗 Q ＝150kg t 熟料，熟料的单位热

    耗 q ＝0.150 ×7000 ＝1050kcak kg(1kcak ＝4.18kJ)熟料，鼓风机漏风量为 30%。

    求水泥立窑日产量 G(t d)。

    根据公式：V0 ＝G × q

    1190

    G ＝V0 ×1190

    q

    ×(1 -30%) ＝ 120 ×1190

    1050

    ×0畅7 ＝95畅2t d

    立窑日产熟料95.2t。

    9 1 立窑煅烧过程与原理1. 9 如何简易测定立窑熟料的台班产量

    目前大部分水泥厂尚未安装熟料计量设备，给核算工作带来了一定困难。

    有的厂在成球盘上装设水表，记录每班用水量，结合成球水分测定，即可求出该

    班的熟料近似台班(时)产量。 其计算方法如下：

    熟料产量(t 班) ＝ 本班用水量(t) ×(1 -生料球含水率 %)

    生料球含水率 % ×烧成料耗(t 生料 t 熟料)

    例：从水表得本班用水量为 18t，化验室测定本班生料球平均水分为 16%，已知每吨熟料需耗用生料1.6t。 则：

    本班熟料产量 ＝18 ×(1 -0畅16)

    0畅16 ×1畅 6

    ＝59畅06t 班

    折合台时产量 ＝59畅06

    8

    ＝7畅38t h

    1. 10 影响立窑产量与质量的因素有哪些

    影响立窑产量、质量的因素主要有：

    ①立窑的窑型及规格；

    ②生料质量及成球质量；

    ③燃料的质量；

    ④风机的大小及通风状况；

    ⑤不同的生料制备工艺；

    ⑥不同的煅烧操作方法；

    ⑦操作者的技术水平和负责任程度。

    1. 11 影响预加水成球系统的产量与质量的因素有哪些

    影响预加水成球系统产量、质量的因素较多，其中主要因素有以下几种：

    ①生料的质量，包括细度、温度、湿度、可塑性等。

    0 1 水泥“十万”个为什么②水的质量，包括水质、水量、水压以及雾化喷嘴的性能等。

    ③成球盘的结构、参数，包括直径、倾角、转速、边高以及盘平面的不平度，盘

    与轴的不垂直度，刮刀型式、刮刀的安装误差等。

    ④预湿机的结构性能，包括规格、叶片角度、三个阶段的长度等。

    ⑤给料、给水系统的稳定程度和自动控制的准确程度。

    1. 12 粘土质矿物的物理性能对成球质量的影响

    粘土可塑性大小与粘土的粘粒含量、所含矿物及杂质有关，粘粒含量越多，分散度越高，可塑性越好；石英、长石、方解石等矿物几乎无塑性，粘土中所含的

    矿物如蒙脱石、多水高岭石等可塑性较好，高岭石次之，伊利石、水云母等塑性较

    差。

    生产实践及实验表明：用不同矿物组成(主要是伊利石的含量)的粘土与结

    晶大小不同(粗晶、中晶和非晶)的石灰石配制成生料再成球，料球性能有明显

    的差异。 由伊利石、水云母为主导的粘土矿物，分散度低、塑性差、热稳定性不

    良，在煅烧中易使生料球加热后膨胀而粉化，所以含伊利石量小的粘土成球后塑

    性大而不炸裂，而伊利石含量为 7%以上的粘土，性能明显变差。 粗晶体的石灰

    石制成的生料因为具有较小的比表面积，所以这种生料制成的料球在立窑内的

    情况也较好。 以高岭石、蒙脱石为主导矿物的粘土，塑性较好，且在加热过程中

    发生体积收缩，颗粒分散度较高，因而热稳定性能良好，应选用此类粘土，如不得

    已而采用伊利石、水云母类粘土时，生料应适当磨细些，成球水分稍多些，保持料

    球有较大的孔隙率，以利于改善成球性能和热稳定性能。

    1. 13 料球的强度对立窑煅烧有什么影响

    料球在输送和入窑后，要能承受机械的摩擦、冲击，在窑内能承受物料的互

    相挤压而不破碎。 料球强度高低与生料可塑性、细度、成球时水分和料球在成球

    盘内时间有关。 生料的塑性指数高，细度细，成球水量适宜，成球时间长，料球强

    度高；反之强度则低。 料球强度高，虽能承受压力和摩擦而不易破裂，但由于内

    空隙率低、料球的热稳定性不好，影响熟料煅烧。 若料球强度低，在输送和加料

    1 1 1 立窑煅烧过程与原理中易破碎，影响通风，同时在窑内上层物料重力下易变形，也影响窑内通风。 一

    般认为在 1m 高处自由落下不碎，或直径 10mm 料球能承受的压力为 4 ～5N 为

    宜。

    1. 14 料球水分对燃烧有何影响

    料球水分过大，入窑后不宜及时干燥，使预热带拉长，因此底火下沉，烧成带

    熟料上压的料层变厚，在同样的液相量下，由于上面承受压力大，易结大块，但水

    分过小，会使球径过小，且球的强度达不到要求，入窑后易碎成粉末，同样会堵塞

    影响通风，一般料球水分含量以 12% ～14%为宜。

    1. 15 料球直径为什么要均齐

    由于直径大小不一样的料球之间的间隙不同，如料球的直径不均齐，会造成

    窑内通风不均匀，容易造成偏火等现象。 另外，由于大小料球的煅烧速度不一

    样，还会造成煅烧不均的现象，影响熟料的产、质量，故要求料球直径要均齐。

    1. 16 生料细度对成球质量有何影响

    生料细，形成料球强度高，但是如过细，物料比表面积太大，会吸收大量的水

    分，料粒的大量水膜集结，料球强度反而会低。 同时生料过细磨机产量降低不经

    济。 故粉磨生料时，要选择经济合理的生料细度。

    1. 17 小料球料层气体阻力为什么比较大

    根据气体通过散料层的阻力计算公式：

    Δ P ＝ζu

    2

    2

    ρ

    H

    d

    2 1 水泥“十万”个为什么式中：Δ P———气体通过料层的阻力，Pa；

    u———气体通过料层的流速，m s；

    ρ———气体密度，kg m3；

    图1畅 3 大小料球料层中的空隙状况

    H———料层高度，m；

    ζ———料层阻力系数；

    d———料球平均直径，m。

    由上式可知，料球平均直径愈小，气体通过散料层的阻力愈大。 此外，如

    图 1畅3 所示，由于料球直径小，料层中

    的空隙当量直径也小，扣除边界层后，实际有效通风面积更小，同时，由于单位厚度料层上气流改变方向、分流、汇合次

    数多，因而不管是摩擦阻力，还是局部阻力，都比大料球料层大，所以小料球料层

    气体阻力通常比较大。

    1. 18 为什么小料球的热稳定性较好

    由于小料球直径小，传热速度快，温度较均匀，因而球内的热应力小，热稳定

    性好，表 1畅1 的数据也说明了料球的直径愈小，料球爆破率愈小。

    表1畅 1 料球的直径与爆破率的关系

    温度(℃) 矱5mm 矱10mm 矱20mm 矱30mm

    300 0.0 0.0 0.0 0. 0

    400 0.0 6.7 17.5 52. 5

    600 5.8 15.0 39.2 88. 8

    800 26.5 43.3 72.2 100. 0

    950 100.0 100.0 100.0 100. 0

    1. 19 原燃材料特性对料球热稳定性有何影响

    (1)石灰质原料

    作为生产水泥主要原料之一的石灰石，通常含有白云石、燧石、粘土、石英砂

    (结晶 SiO2 )等杂质；石灰石品位越差，化学成分波动越大，则这类杂质含量也越

    3 1 1 立窑煅烧过程与原理高。 像白云石、燧石、石英砂这类杂质，在制备生料时极难磨细，且化学活性极

    差，它们的带入，对生料的成球和熟料的煅烧，均产生不利的影响。

    (2)粘土质原料

    在立窑水泥企业中，粘土质原料普遍采用页岩。 页岩是粘土受地壳压力作

    用胶结而成的粘土岩，层理明显，颜色不定，一般为灰色、褐色或黑色，其化学成

    分与粘土相似，主导矿物为石英、长石、云母、方解石以及岩石碎屑。 页岩中，粘

    粒含量和可塑性比粘土差得多，其主导矿物石英、方解石等矿物几乎无塑性。 粘

    土的工艺性能对立窑煅烧的影响很大。 生料入窑前需加水成球，而料球的大小、强度、均齐程度、抗炸裂性，对立窑内的通风阻力、煅烧均匀性等都有直接影响，因而在生产中，尽量避免使用塑性差、热稳定性不良的以云母或伊利石为主导矿

    物的粘土，而应选用可塑性与热稳定性良好，以高岭石、多水高岭石及蒙脱石等

    为主导矿物的粘土。

    (3)燃料特性

    目前，不少立窑水泥厂采用劣质烟煤作燃料煅烧水泥，也有部分水泥厂用无

    烟煤或焦炭末作燃料，使用燃料的品质及粒度也是影响成球性能的因素。 无烟

    煤、烟煤的表面构造与焦炭不同，前者较后者好。 煤的粒度如控制在 1 ～3mm，则能有效地提高料球的炸裂温度。 采用全黑生料时，由于燃料粉磨得细，有利于

    提高生料塑性，且煤灰掺入均匀。 当采用劣质烟煤时，由于煤中含硫，一方面可

    与萤石组成复合矿化剂；另一方面，当硫含量高时，也易引起料球炸裂。

    1. 20 生料特性对料球的质量有何影响

    (1)生料的可塑性

    生料的可塑性好，则成球质量高；反之，则成球质量差。

    (2)生料的细度和采用的粉磨流程

    生料粉越细，可塑性越好，有利于提高生料成球质量。 故在粉磨生料时，既

    要考虑煅烧反应和粉磨电耗，还应考虑生料成球对生料细度的要求，尽量避免生

    料跑粗而残留大颗粒。 闭路粉磨生料制成的料球，其破损率比开路粉磨的生料

    制成的料球高。

    (3)生料粉温度

    生料粉的温度高于 30 ～40℃时，则大大影响其成球性能。 热生料粉润湿性

    能差，不易被水滴粘附形成球胚，料球长大缓慢，容易出现夹灰料球；料球内部水

    4 1 水泥“十万”个为什么分分布不均匀，气孔分布也不均匀，料球强度低，形状不规则，表面粗糙；热生料

    球内部水分过早蒸发，料球入窑后太干燥，热稳定性差，极易炸裂成碎粉，堵塞风

    路，甚至入窑时，大部分已破碎，形成粉粒状生料，严重影响窑内上风，通风阻力

    增大，窑情严重恶化。 另外，一些小水泥厂，因生料磨能力不能满足机立窑煅烧

    需要，出磨生料未经均化、贮存，而直接成球入窑煅烧，在此种情况下，生料温度

    更高，料球炸裂更为严重。

    (4)生料水分

    生料水分过大，除在贮存及输送设备内产生粘结现象外，在预加水工艺中，还会粘附在计量设备上，对自动控制的计量器精度产生较大的影响，导致料水比

    产生较大误差，影响成球质量。

    1. 21 窑灰对料球质量有何影响

    水泥厂立窑烟道及沉降室所收集的窑灰，在传统工艺方案设计中，普遍返回

    成球盘或生料入窑系统提升机中，由于窑灰本身温度较高(可达 40℃)，且碱含

    量较生料高，化学成分与生料显著不同，故掺有窑灰的生料其成球性能大为恶

    化。 某厂窑灰原直接入成球盘，在窑灰回量较大时，制成的料球入窑热稳定性极

    差，爆裂现象严重(环境温度高时更严重)，形成恶性循环；后改入中间小仓，虽

    有一定的缓和，但在生料供料不稳或环境温度较高时，仍然存在上述问题。 故将

    窑灰作为原料直接掺入生料配料中，情况有所缓解。

    此外，有部分立窑窑灰表面含有煤焦油，使得窑灰憎水，不易被水湿润，如将

    此窑灰入成球盘，将严重影响成球质量。

    1. 22 料球在立窑烧成带发生哪些物理化学变化

    烧成带温度在1000 ～1450℃时，熟料的全部矿物组成在此时已形成，其化

    学反应如下：

    ①2CaO +SiO2

    1000 ～1300℃

    2CaO· SiO2

    ②3CaO +Ak2O3

    1000 ～1300℃

    3CaO· Ak2O3

    5 1 1 立窑煅烧过程与原理③4CaO +Ak2O3 +Fe2O3

    1000 ～1300℃

    4CaO· Ak2O3 · Fe2O3

    当温度上升到1280℃以上时，开始出现液相。 此时处于液相中的硅酸二钙

    (C2 S)吸收一个氧化钙分子形成硅酸三钙(C3 S)。

    2CaO· SiO2 +CaO

    1000 ～1300℃

    3CaO· SiO2

    硅酸三钙(C3 S)至此完成了全部烧成反应，料球被烧制成熟料，进入冷却

    带。

    1. 23 料球在立窑预热带发生哪些物理化学变化

    料球在预热带主要发生如下物理、化学变化：

    ①100℃时水分蒸发。

    ②500℃左右时高岭土脱水分解2CaO· SiO2

    100 ～1300℃

    2CaO +SiO2

    ③600℃以上时碳酸镁分解 MgCO3

    600℃(分解)

    MgO +CO2

    ④900℃左右时石灰石分解 CaCO3

    900℃(分解)

    CaO +CO2

    ⑤1000℃时部分固相反应生成 C2 S、CA、CF 等矿物。

    1. 24 立窑为什么需用无烟煤作燃料，对无烟煤有何

    要求

    立窑煅烧时，由于燃煤挥发物的分解温度比其燃点低，在煅烧过程中，燃料

    还没有进入烧成带，挥发分就在高温缺氧的预热带逸出并被废气带走，所以立窑

    煅烧中要尽可能采用低挥发分的煤，最好不超过10%，故需用无烟煤或焦炭末。

    为提高熟料产质量，降低煤耗，作为烧成水泥熟料的燃料，最好是发热量高、灰分少的煤。

    煤的发热量对熟料的产质量和热耗具有重要意义，在煅烧条件相同的情况

    下，高热值的煤能强化煅烧，增加产量，降低热耗。 一般要求煤的发热量大于

    20925kJ kg(5000kcak kg)。

    燃料的灰分，绝大部分以至全部掺入熟料中，所以，灰分的波动，不但影响燃

    料发热量的变化，而且影响熟料的化学成分，因而对熟料质量有直接的影响，故

    6 1 水泥“十万”个为什么应尽可能地稳定燃料的灰分，波动幅度一般控制在 ±2%以内。

    我国地方水泥工业为了充分利用地方资源，根据立窑煅烧的特点，通过实

    践，在用低质煤烧制水泥熟料方面取得了可喜的成绩。 有的厂已用高灰分低热

    值，甚至掺用较多的煤矸石、石煤也生产出了合格的水泥，这对扩大资源利用，节

    约能源，具有重要意义。

    1. 25 立窑无烟煤挥发分偏低时可否掺加部分烟煤煅烧

    一般我们希望立窑中所用的无烟煤挥发分为 5% ～8%，偏高些为好。 如果

    立窑中所用无烟煤挥发分在 5%以下，则窑内物料上火太慢，底火容易拉深，无

    法使立窑达到高产，且底火难以稳定，容易偏火。 分析起来，物料的上火速度主

    要取决于煤的燃烧速度，而煤的燃烧速度又与煤的挥发分、着火点有关。 当所用

    的无烟煤挥发分低、着火点高，燃烧速度过慢时，可以在入磨煤中掺加部分烟煤。

    烟煤挥发分高、着火点低，燃烧速度过快，单独在立窑使用时，底火层薄，容

    易塌漏，难以形成稳定的底火层。 但在燃烧速度慢的无烟煤中掺加部分烟煤，以

    提高物料燃烧速度是可行的，其原理是：在窑中，着火点低、燃烧速度快的烟煤首

    先着火燃烧，在短时间内放出大量热量，物料迅速升温，达到无烟煤的着火点，使

    无烟煤着火燃烧，这样就缩短了无烟煤的预热过程，加速了物料在窑内的燃烧速

    度。 但烟煤的掺加量要适宜，掺得太少起不了作用，太多则燃烧速度过快，立窑

    热工制度难以稳定。 应根据所用烟煤、无烟煤具体情况，调配后入磨煤的挥发分

    控制在 8%左右为宜。

    1. 26 立窑无烟煤挥发分偏高时可否掺加部分焦炭末

    煅烧

    当立窑无烟煤挥发分偏高(8% ～10%甚至 10%以上)，“虚热”过大，导致

    燃料后劲不足时，可以考虑掺入部分焦炭末(焦粉)用来代替部分无烟煤烧制水

    泥(焦粉系磷肥厂、铸造厂废弃燃料)。 同时，应注意以下几个问题：

    ①焦炭末与无烟煤比例的确定。 焦炭末掺量太少，效果不明显。 掺量太多

    由于焦粉着火点高，易造成燃烧带下移，熟料冷却不好，容易结大块。 应通过生

    产实践，决定最佳的焦炭末掺量。

    7 1 1 立窑煅烧过程与原理②由于采用焦粉，要保证预加水成球质量，用水量将比原来上升1%左右。

    ③考虑到焦粉着火点高，不易接火，底火容易拉深。 可采取以下方法进行调

    整，将立窑的底火层位置由原来的距窑顶 1.5m 缩短到 1.3m；将湿料层厚度由

    原 400mm 改为 300mm，这样有利于熟料的冷却，出窑熟料温度控制在 150℃左

    右。 采用全黑生料煅烧磨细些，有利于提高焦粉燃烧速度，改暗火煅烧为浅暗火

    煅烧。

    此外，由于焦粉呈疏松状态，入磨后，相当于加入了洗磨料，减少了生料磨包

    球现象，因此，采用焦炭末可改善生料的易磨性，提高了生料磨的产量。

    1. 27 煤在立窑内的燃烧过程

    煤在立窑内燃烧过程与一般燃料燃烧过程基本上一致，也是经过干燥、预

    热、挥发分的逸出和固定碳的燃烧等阶段。 但由于煤掺和在生料球中，与空气接

    触机会较少，燃烧条件较差，加之燃料燃烧过程又与生料分解反应掺合在一起，因此，立窑中煤的燃烧过程有它的特殊性。 其燃烧过程大致如下：

    煤中挥发分逸出后，当料球温度升高到 600 ～800℃时，废气中 CO2 与料球

    表面细煤粉进行如下反应：

    CO2 +C 2CO

    这个反应称为包氏反应。 反应生成的 CO 由于处在缺氧的预热带而不能燃

    烧，随废气排出窑外，造成化学不完全燃烧，使热耗增加。

    在缺氧的情况下，粉状煤能发生上述反应，但粒状煤不能发生这一反应。

    含煤的生料球可看成是一个多灰分的燃料，又由于周围空气中氧浓度较低，所以燃料在立窑中的燃点要比一般情况下高，另外燃料的燃点与生料球粒度和

    煤的粒度有关。

    由于燃点的提高，当料球温度一旦达到燃点时，料球表面的燃料立即进行激

    烈的燃烧。 但立窑内由于没有燃烧空间而形成无焰燃烧，热量较集中，使料球温

    度很快提高。

    料球表面温度的提高很快传到料球内部，当料球内部温度提高到 1000℃

    时，虽然已达到或超过燃点，但由于氧气扩散到料球内部的量仍然很少，不能进

    行燃烧反应，这是粒状煤的燃烧情况。

    当粉状煤在温度高于1000℃和气流速度较小的情况下，煤粉中碳和碳酸钙

    8 1 水泥“十万”个为什么分解出 CO2 ，其反应如下：

    CaCO3 +C 2CO↑ +CaO

    此反应被称为郝氏反应。 反应生成的 CO，很快从料球内部扩散到料球表

    面，遇到氧气即发生如下反应：

    2CO +O2 2CO2

    由于料球燃料燃尽，以及料球内部反应生成的 CO2 气体扩散到料球外部，使料球形成多孔状，当空气中的氧气通过孔洞进一步向料球内部扩散时，就在小

    孔内进行更剧烈的无焰燃烧，使料球达到烧成温度，并保持这一温度直至燃料全

    部燃尽为止，生料被煅烧成熟料。

    从燃料燃点温度起，到燃烧过程完成为止，这一段称为立窑的燃烧带。

    1. 28 造成立窑内煤不能完全燃烧的原因有哪些

    ①燃烧空气量不足，煤在缺氧状态下形成 CO，但过剩空气量不可过大，否则

    废气带走热量也相应增加，一般认为过剩空气系数在1.0 ～1.1 左右比较合适。

    ②窑内通风不均，在立窑横断面上，中心部位通风阻力最大，造成通风不良，中间煤燃烧不完全，CO 高。

    ③料球之间空隙太小，造成通风困难，空气量不足，煤燃烧不完全，CO 过高。

    ④煤量在窑内分布不均匀，不合理，中间煤量过多、粒度较大、易结大块，影

    响中间通风，CO 增多。

    ⑤煤粒过细，煤粉容易形成 CO，随着料球表面含煤量的增加 CO 损失增加。

    ⑥操作不合理。

    1. 29 降低立窑内煤不能完全燃烧的途径有哪些

    ①保持窑内底火稳定，通风均匀是降低 CaO 含量的主要措施，故应综合进

    行治理以使底火位置适宜稳定。

    ②保持窑内煤燃烧有足够的风量，过剩空气系数不宜过大、过小，一般控制

    在 1.0 ～1.1 之间，应经常检查管路是否漏风，定期维护检修风机以保证实际用

    风量。

    9 1 1 立窑煅烧过程与原理③加强和改善中心通风。

    a)看火工加强操作，避免和减少中间火深。

    b)加强设备改造，如采用盘塔式卸料篦子，高压罗茨风机，窑体合理的高径

    比及喇叭口角度。

    c)配料方案合理，避免立窑中间结大块。

    d)尽量采用生料和原煤分别粉磨，使煤粉粒度合理。

    1. 30 立窑用劣质高硫煤时应注意什么问题

    劣质高硫煤杂质多，成分波动大，热值不稳定。 一般来说，含硫量越高，其热

    值就越低，因而对其应有一定的内控品质指标。 根据多年经验，劣质高硫煤中，当含硫量高于 12%(主要造成 SO3 超标)、杂质 10%(配料困难)、热值低于

    16720kJ kg(影响熟料烧成温度)时，不单独使用或不采用。

    一般高硫煤成分及热值波动很大，应尽量采用同一煤种和同一煤点，搞好使

    用前的预均化，力求其成分和热值在内控品质指标范围内，以减少配料难度，提

    高配热的稳定性。

    采用高硫煤烧制水泥，其配热不稳定明显表现在立窑煅烧上。 当配热过低

    时，窑面上火太慢，底火拉深增厚，物料难烧，窑温显著降低，容易产生窑面不上

    火和偏火现象，熟料中生烧料、黄料球增多，f唱 CaO 增多。 当配热过高时，窑内易

    结柱、粘边、结圈，窑内通风不均匀，上火不均衡，熟料成分及率值波动大，出窑熟

    料易粉化，窑面煅烧操作困难。 因此，要注重生料含煤量热值的监测控制(如用

    氧弹仪等)，及时调整配煤量，加强配煤的稳定性和准确性。

    采用高硫煤，要特别注意控制熟料中的 SO3 含量，通常应控制熟料 SO3 含量

    不超过 3.0%，否则，熟料极易结大块，甚至烧熔。 如果发现熟料中 SO3 含量偏

    高，应及时减少高硫煤的掺量，增加其他煤的掺量。

    煅烧操作上，尽量采用大风全风连续煅烧，避免小风、懒窑、间歇停窑和拉深

    底火，以减少窑内还原气氛。 此外，要严禁明火煅烧，减少料球的爆裂粉化、散热

    损失及硫逸出过多而影响熟料的正常凝结时间。 单独使用劣质高硫煤烧制水泥

    充分发挥了立窑就地取材的特点，生料中不用再掺石膏矿化剂，降低了成本，增

    加了企业的经济效益和社会效益。

    0 2 水泥“十万”个为什么1. 31 煤料配比波动的原因有哪些

    入窑生料含煤量的波动，反映配煤管理上存在不足之处。 在采用半黑生料

    配料工艺时，含煤量的波动来自两个方面：

    ①磨头(或库底)配煤不准，出磨生料又未进行均化处理，因此影响生料中

    含煤量的准确性和均匀性。

    ②二次配煤掌握不当，不能准确、稳定地配煤。

    在采用全黑生料配料时，含煤量的波动，取决于入磨配煤的准确性。 白生料

    配料则完全取决于入窑前煤料比的准确程度。

    配煤准确性差的主要原因有以下几个方面：

    ①配煤工艺设备不完善，在工艺设计上如何保证配煤的准确、均匀考虑得不

    周。 如果磨头或库底没有专用配煤装置，或者与其他原料组分混在一起合用一

    个喂料装置，则在调整出磨生料碳酸钙滴定值时，入磨煤的量会随之上下波动，偏离配煤设计的目标值。 同时，由于两种物料的物理状态不同，再加上搭配时拌

    和不均匀，在入磨时，两种物料的配比早已偏离原来的配合比例。 在二次配煤

    时，一般采用圆盘喂料机配煤，双管螺旋控制生料流量，由于准确性较差，煤料比

    很难达到规定的配比要求。

    ②生料控制不严。 大多数水泥厂对入磨时的配煤管理重视不够，往往只注

    意生料的碳酸钙滴定值合格率的高低，而不考虑配煤的准确性；在加煤量发生波

    动时，调整不及时；对生料含煤量缺乏测定和控制项目；对二次配煤一般都没有

    质量技术考核指标；煤料流量测定次数极少，调整不及时。

    ③物料的物理性能不能满足准确配煤的要求。 例如煤的水分、粒度及生料

    的流动性等因素，对配煤质量都有很大影响。

    ④对烧成用煤不作严格控制。 有的水泥厂二次配煤由看火工根据火情任意

    加减用煤量，而不是按照化验室规定指标准确配煤，这实质上是把配煤仅看成是

    配热，而忽视了配煤的配料意义。

    1. 32 立窑熟料热耗高主要原因有哪些

    (1)化学不完全燃烧热损失大

    1 2 1 立窑煅烧过程与原理①供风不足。 由于风机能力小，或容积效率低，或放风量大，或漏风严重，使

    窑内缺氧导致化学不完全燃烧。 常表现为：上火速度慢，容易拉深底火。 热工测

    定时，窑面过剩空气系数 α<1.0，计算空窑风速小于 0.5 ～0.6m s。

    ②煤的挥发分高，或过粉磨严重。 这种情况造成严重的包氏反应，常产生在

    使用烟煤或挥发分高的无烟煤，或全黑生料煅烧法生料细度过细的条件下。 表

    现为上火快，高温带薄。

    ③湿料层过厚。 湿料层过厚加大了窑的通风阻力，延长窑内包氏反应的时

    间。 湿料层的厚度与窑的供风情况和料球性能有关，一般不应超过 600mm。

    ④断面通风不均。 断面通风不均，使部分区域(如边部、二肋或龇火处)严

    重跑风，而大多数区域严重缺风缺氧，导致化学不完全燃烧。 影响断面通风的因

    素很多，也很复杂。 如煤粒度过粗，造成底火下沉；高温带边部散热量大，沿边物

    料烧结不好，导致阻力小、风速快；喇叭口角度不适当或料球大小不均，料球热稳

    定性不好等，均造成断面通风不均。 热工测定时，表现为窑面过剩空气系数差别

    很大，Δα>0.15。

    (2)烟气带走热多

    ①烟气温度高，平均超过 150℃。 原因主要是湿料层过薄，盲目用大风。

    ②烟气量大。 过剩空气系数大，计算空窑风速大于 0.7 ～0.8m s。

    ③烟气量大，并且烟气温度也高。 主要是由于间歇作业，或断面通风不均，采用明火或半明火作业。

    (3)机械不完全燃烧热损失大

    ①煤粒太粗，燃烧时间长，在高温带燃烧不完全，就进入冷却带，被卸出窑外。

    ②加煤量过多，鼓风机空气量不足，燃烧不完全引起机械不完全燃烧。

    ③空气量不足。

    ④窑内熟料结成大块而致密，通风困难，造成煤粒不能燃烧。

    ⑤煅烧不均匀，塌边漏料。

    (4)窑结构及操作原因

    ①窑不能连续作业，或者间歇作业，机窑土烧。

    ②窑的结构不合理，窑体保温性能差。

    ③生料成分或矿化剂配比不正确，KH 和 SM 太高。

    ④煤质太差，燃烧速度太慢，窑温难得提高，需要较高热耗。

    ⑤生料易烧性差，且率值波动大。

    ⑥料球质量不好。

    ⑦窑供风不足以及操作习惯不好等。

    2 2 水泥“十万”个为什么1. 33 何谓机械不完全燃烧，如何产生

    机械不完全燃烧，是指未燃烧的煤粒随熟料卸出窑外所造成的热损失。 造

    成立窑中煤不完全燃烧的原因是：

    ①煤粒太粗，燃烧时间长，在高温带燃烧不完全，就进入冷却带，被卸出窑

    外。

    ②加煤量过多，鼓风机空气量不足，燃烧不完全引起机械不完全燃烧。

    ③空气量不足。

    ④窑内熟料结成大块而致密，通风困难，造成煤粒不能燃烧。

    ⑤煅烧不均匀，塌边漏料。

    1. 34 降低立窑热耗的主要途径

    降低立窑热耗途径有：

    ①采用白生料法工艺，或减少入磨煤掺加量；缩小外加煤粒度，以减少化学

    和机械不完全燃烧。

    ②采用暗火操作，适当加厚料层，降低废气带走热损失。

    ③自动配煤；预加水成球；采用复合矿化剂；窑体综合改造；主要热工参数用

    热工仪表进行监测控制等新技术推广应用。

    ④普通立窑改造为机立窑。

    ⑤研制低热耗水泥。

    a)改变矿物组成。 如低钙水泥，即将普通硅酸盐水泥中 CaO 的含量从60%

    降低到 50%左右。 烧成的水泥熟料矿物组成为 C2 S 35%、C4AF 30%、C4A3珔 S

    20%。 基本想法是用 C2 S 代替 C3 S，以 C4A3珔 S 代替 C3A，使烧成温度降低到

    1200℃左右，所以与烧成温度为1400 ～1450℃相比可节省 25%的煅烧热量。

    b)低温煅烧水泥。 设想活化 β唱 C2 S 代替 C3 S，烧成温度降低到1000℃以下。

    c)生产混合水泥。 由美国加州大学梅达教授研制了三组分混合水泥，利用

    熟料、半水石膏、水硬性混合材料制成混合水泥。 混合水泥配比与热耗见

    表 1畅2。

    3 2 1 立窑煅烧过程与原理表1畅 2 混合水泥配比与热耗

    普通水泥熟料(%) 半水石膏(%) 火山灰(%) 矿渣(%) 热耗(kJ kg 混合水泥)

    40 20 40 3767

    30 40 30 3139

    10 40 50 2218

    ⑥煤矸石、煤渣的利用。

    如果将发热量为 2000 ～4187kJ kg 的煤矸石代替粘土作原料，一般可节约

    窑用燃料 5% ～10%，还可减少粉磨动力约 3% ～4%。 又由于煤矸石中含有

    Fe2O3 ，有利于烧成，但煤矸石成分不均，要注意加强均化措施。

    1. 35 加速立窑各带物料化学反应的途径有哪些

    ①物料在预热带主要是干燥、预热和分解，为保证和加速物料在预热带反应

    有以下措施：

    a)料球水分、颗粒、强度、空隙等质量指标要达到要求。

    b)煤粉不宜太细。

    c)合理操作，保持底火均匀，控制适当的湿料层厚度，使通风顺畅，以减少

    热量损失。

    d)确定适宜的喇叭口角度。

    e)确定合理的鼓风量，使窑内过剩空气系数保持在1.1 左右。

    ②促进高温带化学反应，主要途径有：

    a)采用复合矿化剂，降低熔融温度。

    b)降低生料细度，加速反应速度。

    c)煤发热量高，数量充足，粒度均匀合理。

    d)降低硅酸率，适当提高熔剂矿物，增加高温带液相量。

    e)保证物料在高温带有足够的停留时间，保持高温带厚度适宜。

    ③冷却带：

    a)保持物料有足够的停留时间。

    b)避免形成质地密实的大块熟料。

    c)采用合理的高压鼓风机，保证窑内有足够的风量。

    d)看火工采取适宜的操作方法。

    4 2 水泥“十万”个为什么1. 36 降低立窑电耗的主要措施

    ①提高料球质量使其粒度均匀，强度符合要求，热稳定性好，不易破碎，增大

    料球之间空隙率，减少料层通风阻力，以降低鼓风机电耗。

    ②适当控制湿料层厚度，以减少湿料层通风阻力，降低鼓风机电耗。

    ③回转式风机(罗茨与叶氏风机)采用合适的调速装置，有条件可增设变频

    器，以代替目前放风装置，既能节电，又可减少噪音。

    ④加强立窑窑体的密封，防止漏风，提高立窑鼓风机输出风量的利用率。

    ⑤加强设备维修，减少风机开停次数。

    此外，加强能源计量和管理也很重要。

    1. 37 均匀稳定在立窑煅烧中的重要意义

    如果立窑生产在原料、生料、成球到煅烧各个环节都能保证其均匀稳定，立

    窑一定能生产出优质熟料。

    (1)生料成分稳定及料球均匀

    生料成分稳定是指入成球盘的生料粉成分要稳定，碳酸钙滴定值的波动在

    ±0.5%之间，有利于熟料烧成。 球料均匀有利于窑的通风。

    (2)通风与窑温要均匀

    立窑看火操作的主要任务是通过煤、风、料的控制调整，使窑内各带稳定，保

    持窑面通风均匀，保证正常煅烧。 其中关键是保持底火位置、厚度和温度的均

    匀，而要底火均匀必须注意窑内各部位上风要均匀。 要上风均匀，首先要使窑内

    各处料层对风的阻力要均匀。

    (3)配热要均匀

    煤的配比非常重要，要求煤量必须配准配匀，而且煤在料球内分布也要均

    匀，这样煤燃烧放出的热量均匀，可避免局部过烧液相集中造成结大块的现象。

    也可避免由于煤灰集中，使该处形成过多的硅酸二钙造成局部粉化的不良现象。

    (4)加料、卸料要均匀

    加料要均匀是指通过合理的加料操作，使整个窑内各处的阻力尽量均匀一

    致。 一切加料方法均应符合这一原则，也即通过加料调整窑内的阻力，使其整个

    5 2 1 立窑煅烧过程与原理断面的阻力趋于平衡。 卸料的均匀是指机械卸料要考虑到窑整个断面基本均

    匀，这关系到保持窑内各平面上的阻力、上风、温度、煅烧程度的均匀一致。 卸料

    的均匀性还指料子向下移动速度要均匀。 机立窑要注意在连续卸料时，下料速

    度切忌忽快忽慢，卸料过快，料子来不及烧成，卸料过慢则产量减小，卸料过快过

    慢不利于稳定窑内的热工制度。 所以应尽量均匀，以保证窑内物料下降速度均

    衡，使整个煅烧过程有规律地进行。 掌握了上述这些原则，做到了均匀稳定的操

    作，一定能使立窑烧出高质量的熟料。

    1. 38 为何立窑卸料操作对安全至关重要

    立窑正常煅烧时，卸料速度应与底火上升速度以及加料速度相平衡，并保持

    中速均衡卸料，而在窑处于不正常时就应该特别注意卸料速度。 若发现窑内底

    火不均匀，深浅不一，甚至出现偏火、垮边、掉洞、抽心时，料层下降速度快，应立

    即停止卸料，采用返火等方法处理，再缓慢卸料至正常。 而当卸料速度正常时，窑面不动或增高，可能是架窑的症状，必须立即停卸，否则，极容易产生窑内料层

    脱节，形成大的空洞，而造成严重喷火事故，造成人员伤亡。 因此，应特别注意立

    窑的卸料操作，确保窑的煅烧安全。

    1. 39 立窑生料中掺加锯木屑对煅烧有何好处

    众所周知，目前立窑煅烧水泥熟料，是将生料粉加入一定量的水，经成球机

    制成5 ～15mm 的实心球入窑煅烧。 生产实践表明，这种料球在煅烧过程中，料

    球的中心部分难以烧透，容易形成黄心球，而且料球容易在窑内爆炸成粉末，进

    而影响窑内通风，恶化煅烧状况。 针对这一问题，徐贤进等通过在生料中外掺锯

    木屑进行了工业性试验研究，取得了一定的试验效果。

    水泥生料配料方案不变，在生料入成球机之前的外掺煤配煤站用人工掺加

    0.5% ～1.0%的锯木屑。 从窑内煅烧情况来看，掺入锯木屑后，窑内的上火速度

    比原来明显加快，并且通风均匀，生产状况改善，煅烧制度稳定。 经测定表明，熟

    料的平均台时产量提高，鼓风机电流值降低，说明窑内阻力下降，通风良好。

    掺加锯木屑后，熟料中游离氧化钙降低，C3 S 含量增加，强度也相应提高。

    6 2 水泥“十万”个为什么掺加锯木屑前后两种生料料球各取 20 个为一组，分别取 5 组，球径为 9.0

    ～11.2mm，放入预先升温至950℃的高温炉内，保温5min 后取出，测得未掺锯木

    屑的料球爆破率为8%，而掺锯木屑的料球无爆破。

    两种生料料球各取 10 个，在高温炉中烧至 800℃，保温 30min，冷却后用蜡

    封法测定料球内部孔隙率。 结果表明，未掺锯木屑的料球球内孔隙率为

    33畅3%，而掺加锯木屑的料球内部孔隙率为 40.5%，料球内孔隙率提高 7.2%。

    掺加锯木屑后所烧熟料的 f唱 CaO 有所下降，C3 S 含量相应增加。 这主要是

    由于掺加锯木屑后增加了料球内部孔隙率所起到的效果。 掺加锯木屑后，当料

    球进入高温带，锯木屑燃烧完后会使料球内形成“空腔”，增加了孔隙率，让空气

    更多地“挤”进料球内部与固定碳发生“直接”燃烧过程(C +O2 CO2 )，从而

    提高料球内部温度，使料球烧透，f唱 CaO 下降，C3 S 相应增加，熟料质量提高。 另

    一方面，由于立窑结构的固有特点，立窑煅烧中的突出矛盾是边部通风过剩而中

    风不足，还原气氛严重，引起结块、结瘤。 而实心料球则往往由于内部的水蒸气、CaCO3 分解析出的 CO2 难以从内部排出，引起料球内部产生较大的膨胀压力，导致料球在窑内爆炸成粉末，更进一步加重局部通风不良，恶化煅烧过程，无疑

    对立窑煅烧是“雪上加霜”。 然而掺锯木屑后在料球内形成空腔或通道，有利于

    水蒸气和 CO2 的逸出，减少料球爆破，不但改善了窑内通风，而且加快了料球烧

    成。 试验证明，窑内上火速度明显加快，达到了优质、高产和节能的目的。

    1. 40 立窑为什么要快烧急冷

    实践证明，立窑在煅烧过程中采用快烧急冷的煅烧制度对提高产质量是非

    常有效的，尤其对于掺复合矿化剂的生料，由于矿化剂的作用，液相提前出现，液

    相量增加，液相粘度降低，大大加快了阿里特的形成速度。 实验表明：加入 1%

    的 CaF2 和 2%的 CaSO4 ，在 1300℃时，其反应速度常数是无矿化剂系统在

    1450℃时反应速度常数的1.3 倍。 因此，过长的保温时间已经没有必要，反而导

    致窑内结大块，形成严重的还原气氛，致使立窑中部出现白色块状料。 Fe2O3 被

    还原成金属铁或 FeO，从而严重降低熟料质量。

    煅烧良好和急冷的熟料可保持细小并发育完整的阿利特晶体，具有较高强

    度。 如加快冷却速度，使熟料冷却时迅速通过 C3 S 分解和 C2 S 晶体转化的温度

    区域，将大大减少上述矿物的分解和转化，有利于熟料质量的提高。 因此，快冷

    7 2 1 立窑煅烧过程与原理是防止 A 矿分解产生二次游离石灰及防止 β唱 C2 S 转化为 γ唱 C2 S 造成粉化的重要

    措施之一。 对于掺复合矿化剂的熟料，其中阿利特固溶有较多氟，晶体结构更为

    不稳，这时阿利特更加容易分解。 F畅 M畅李曾指出“加入 CaF2 促使 C3 S 在

    1250℃以下分解”。 因而对于这种熟料采取急冷尤为重要。 同时，急冷可以使

    水泥的凝结时间正常。 对于易快凝的熟料，通过急冷，可以使氟更多地固溶于阿

    利特和铁相中，减少 C11A7 · CaF2 的析出，从而克服快凝；而对于慢凝熟料采用

    急冷，可提高 A 矿含量，及阿利特对氟的固溶程度，使其以高活性的形态存在，从而加速凝结。

    急冷还可克服熟料中 MgO 含量高的不利影响以及提高熟料的易磨性。

    1. 41 如何估算立窑废气量

    立窑废气量可按下式计算：

    V ＝VdG·

    273 +t

    273

    ×760

    p

    KK1

    式中：V———出窑罩的废气量，m3

    h；

    Vd———单位熟料的废气生成量，m3

    kg 熟料，一般为 1.6 ～2.0m3

    kg 熟料；

    G———窑的小时产量，kg h；

    t———出窑罩的废气温度，℃；一般为80 ～120℃；

    p———当地的大气压力，mmHg(1mmHg ＝133.3Pa)；

    K———生产不均衡系数，机械立窑 K ＝1.0，普通立窑 K ＝1.3 ～1.5；

    K1———漏风系数，机械立窑 K1 ＝1.15 ～1.25，普通立窑 K1 ＝1.3 ～1.4；在

    考虑排风机能力时，应增加 20% ～30%的储备。

    1. 42 如何解决立窑边风过盛、中风不足的问题

    为了解决立窑边风过盛、中风不足的问题，我国广大立窑工作者，研究和推

    广了许多行之有效的技术措施，按其原理，归纳起来，可分为“疏”、“堵”两类。

    所谓“疏”，就是疏通冷却带中部风路，减小其通风阻力。 属于这方面的技

    术措施主要有“立窑中心风管” 、“立窑中心引风管”、改造卸料器结构以及调整

    8 2 水泥“十万”个为什么熟料配料方案，提高熟料烧成范围，使熟料不易结大块，从而减少中部通风阻力

    等方法。

    所谓“堵”，就是加大立窑预热带和高温带边部与二肋的气体阻力，“堵”住

    来自冷却带的边风，属于这一范畴的技术主要有：

    ①在预热带和高温带设置适应物料收缩的喇叭口，堵住由于物料收缩形成

    的边部环隙。

    ②应用差热煅烧或中黑煅烧工艺，提高高温带边部的温度和厚度，增加其气

    体阻力。

    ③高温带和预热带窑体保温，提高边部料层温度，降低其空隙率，机理与②

    相似。

    ④采用“压二肋，堵边部”的操作方法，利用湿料层的阻力“堵”边风。

    ⑤在冷却带上部设置倒喇叭口的“疏”、“堵”结合的方法。 但是，由于中部

    料层阻力很大，因而效果受到一定的限制。

    以上的技术措施是解决立窑边风过盛、中风不足的传统方法，是围绕“疏”、“堵”两方面进行的。 但疏通冷却带中部，机械部分往往容易出故障，设计、运行

    都有些困难。 例如，中心风管就由于卡窑、顶帽而无法长期使用；而在预热带和

    高温带“堵”边风，属被动措施，因为风源在冷却带，堵“下游”效果不理想。 因

    此，杨克锐等提出用薄底火的方法来解决这一问题。 主要有以下几点理由：

    ①高温薄底火在提高高温带的温度、保证化学反应充分完成的前提下，形成

    中部料层的良性循环。 一旦高温带减薄，其下沿的弧度变小，边部汇流区的汇流

    作用减轻；同时，因为高温带薄，相应冷却带熟料粒度也变小，冷却带的边壁效应

    也减轻。 这时，来自冷却带的助燃空气将更多地通过厚度较小的中部高温带，加

    速中部料层中固定碳的燃烧，形成高温带中部料层的良性循环。

    ②高温薄底火有利于减薄湿料层的厚度，减轻高温带的压力。 湿料层的厚度

    影响到窑面废气带走热和化学不完全燃烧。 从降低废气温度的角度出发，湿料层

    的厚度只要300mm 就足够了，但由于高温带太厚，通风不均，为了均匀立窑的断面

    通风，目前不得不加大湿料层的厚度。 典型的例子就是“压二肋”，为压住二肋上

    来的风量，二肋的湿料层往往压得很厚。 众所周知，湿料层太厚，窑面的 CO 浓度

    升高，化学不完全燃烧严重，而且对高温带的压力加大，促进高温带料层的致密化，反过来又不利于通风。 如果能形成高温薄底火，用以均匀断面通风的湿料层厚度

    就可以减薄，上述情况将向相反方向变化，促成窑内的良性循环。

    ③高温薄底火除了有利于通风之外，还有利于提高熟料质量。 立窑熟料质

    量不及回转窑，其中一个重要的原因就是熟料冷却速度慢，导致熟料强度降低。

    9 2 1 立窑煅烧过程与原理在应用复合矿化剂时，熟料慢冷还将造成凝结时间不正常。 如果减薄高温带厚

    度，实施快烧快冷，不但可以减少还原料，上述现象都可大大减轻，无疑有利于熟

    料质量的提高。

    要形成高温薄底火煅烧，杨克锐等认为应采取以下的工艺措施：

    ①提高生料的易烧性，缩短物料在高温带停留时间。 主要的技术措施有如

    下两个方面：一是传统技术，选择易烧性好的原料和易烧性良好的配料方案，适

    当提高生料的粉磨细度，加强生料均化。 二是引入外加组分，促进熟料矿物的形

    成，缩短反应所需的时间，适应高温薄底火煅烧。 复合矿化剂技术即属于这方

    面。

    ②推广小料球煅烧工艺。 料球越小，煅烧时间越短，高温带就可以变薄。 此

    外，小料球热稳定性好，而且对气体阻力小，均匀高温带断面通风的效果好，这就

    可以减薄湿料层，减轻高温带的压力，防止高温带致密化，有利于减薄高温带的

    厚度。

    ③保证料层有良好的空隙率。 料层如果保持有均匀的空隙，通风均匀性好，煤的燃烧和物料的理化反应都加速，那么将有利于形成高温薄底火。 为此，首先

    要掌握料球水分防止结泥团，在用水量考核产量时，尤其必须防止料球水分过

    高，强度过低，甚至出现泥团；其次要提高料球的热稳定性，防止入窑炸球，堵塞

    空隙，在原料条件不可改变时，小料球是提高热稳定性的好办法。

    ④控制煤的粒度。 煤的粒度太小，会加重化学不完全燃烧，但是，如果煤的

    粒度太粗，高温带过厚，严重致密化，同样也加剧化学不完全燃烧，因此，应用白

    生料球法时，对煤的粒度应严格掌握。 当煤质不是很好，挥发分不太高时，小料

    球结合全黑生料还是有优点的，这是因为小料球可以减薄高温带和湿料层，减轻

    化学不完全燃烧，弥补全黑生料的不足。

    ⑤提倡在均衡煅烧条件下的大风大料。 在均衡煅烧的前提下，加大风量，加

    速窑内热工过程，是减薄高温带的有效措施。

    1. 43 如何解决立窑出窑熟料温度高的问题

    要降低立窑出窑熟料的温度，可采取以下几个措施：

    ①改善熟料配料方案，扩大熟料的烧成范围，使熟料既不结大块，又能烧成，提高出窑葡萄状熟料的比例，使窑内通风改善，熟料冷却速度加快。

    ②稳定生料率值和配热量，避免生料率值和配热量出现大的波动，可以有效

    0 3 水泥“十万”个为什么减少因生料成分波动而造成的结窑现象。

    ③稳定立窑底火位置，杜绝抢产量而将底火拉得太深，造成冷却时间不足，提高了出窑熟料温度。

    ④加强管理，制定规章制度，在交接班时检查底火位置，确保底火位置的稳

    定。

    1. 44 如何设定立窑入窑风量

    Vi ＝ Gq

    4982

    K

    式中：Vi———不包括漏风的入窑空气量，m3

    min；

    G———窑的日产量，t d；

    q———熟料的单位热耗，kJ kg 熟料；

    K———生产的不均衡系数，机械立窑 K ＝10，对于普通立窑考虑到停窑卸料

    所占用的时间，以及由此引起煅烧的不均衡性，取 K ＝1.3 ～1.5；当

    考虑漏风及储备时，鼓风机的风量应为：

    V ＝VK1 K2

    式中：V———鼓风机的风量，m3

    min；

    K1———漏风系数，考虑卸料装置(或出料门)卸料调节装置等处的漏风；机

    械立窑：K1 ＝1.15 ～1.25，普通立窑：K1 ＝1.3 ～1.4；

    K2———储备系数，一般 K2 ＝1.2 ～1.3。

    按上式计算出风量后，还须验算窑内的气流速度。 机械立窑在正常条件下

    的标准风速应达到0.5 ～0.7m s。 普通立窑一般在 0.3 ～0.5m s 范围内。

    1. 45 如何提高立窑煅烧带单位体积内的发热能力

    ①不宜用 3mm 以上的粗粒煤配料，以免拉长高温带，更不宜用块煤作外加

    煤，以避免残留焦渣影响水泥质量。

    ②为了使空气能预热到900℃左右，提高燃烧烟气温度达 1500℃，熟料冷却

    带不宜太短，以免因此而多耗煤，故降低窑高和升高风管要尽可能恰到好处，并

    1 3 1 立窑煅烧过程与原理应根据生产经验，结合沉料速度的提高等因素综合考虑。

    ③“大风大料”操作时，特别要重视风、料平衡。 大料，煤必多；但风不足时，煤越多越不好烧。 反之，风量大时，若坚持“轻撒薄盖”的浅暗火操作，必然会因

    空气过剩系数大而造成物料温度不高，废气热损失增大，同样会使煤耗增高。

    ④普通立窑“浅落窑，勤出料”的操作也会因频繁停窑而损耗大量热。 “落

    深窑法”火砖裸露热损失大。 “浅暗火”操作废气温度高。 这几种操作方法都有

    改进的必要，可采用暗火操作、快速卸料等方法，有条件时尽量做到不停风卸料。

    ⑤改进卸料和通风方式，为窑内均匀通风创造条件。 增设和改进卸料机械

    时要考虑机械动作有利窑内物料的整体均匀下沉，通风方式应有利于风的均匀

    分布，管道布置要尽量减少 90° 弯头的压力损失。

    ⑥加强窑体隔热保温，避免窑壁漏气，减少散热损失。

    1. 46 使用复合矿化剂煅烧熟料为何要加厚湿料层

    使用复合矿化剂时，要稳定熟料质量，除了搞好生料均化之外，保证烧成温

    度的均匀稳定是一个十分重要的问题。 在立窑中，适当加厚湿料层，不但可以减

    少氟、硫的挥发，而且对减少窑面的辐射热损失和废气带走热，稳定立窑温度起

    着重要作用。

    众所周知，立窑断面温度不均匀，是由于边风过剩、中风不足造成，适当加厚湿

    料层以后，气流下游阻力增加，根据气体力学原理，二肋处的风速和风量将大大减

    少。 同时，由于在湿料层和底火上表面之间存在一个气体阻力比较小的干料球层，热气流被迫通过干料层的通道进入中部。 这样，除了向中部料层提供热量外，热气

    流中剩余氧还可以供给中部 CO 燃烧，从而大大改善了中部物料的预热和燃烧，减

    轻了中部的不完全燃烧，由于边风减弱，二肋和边部的热损失也得到减轻，因而立

    窑面的温度场也比较均匀。 也由于湿料层加厚，防止了龇火现象。

    1. 47 熟料在立窑冷却带有何反应

    熟料由烧成带进入冷却带，使熟料快速冷却，同时利用熟料余热，升高空气

    温度助燃。 冷却的速度与熟料质量有关，急冷可阻止各矿物晶体完整粗大，各矿

    2 3 水泥“十万”个为什么物晶体粗大，水化速度慢；急冷的熟料内部裂缝多，易磨性好。 急冷可避免熟料

    粉化，熟料在冷却过程中 β唱 C2 S 在 670℃时，极易转变为 γ唱 C2 S，较 β唱 C2 S 型的体

    积膨胀 10%，成为暗灰色粉末，且 γ唱 C2 S 几乎没有水硬性，强度很低，要得到质

    量较好的熟料，不但要有一定的煅烧温度，还要有较快的冷却速度，特别应当尽

    快通过 β型变成 γ型的670℃转化温度区。

    1. 48 造成立窑边风过盛的主要原因是什么

    ①物料煅烧过程中，产生体积收缩，形成预热带和高温带的周边环隙。

    ②料球与窑壁之间形成的空隙大于内部的球间空隙，导致侧壁边风速度快、风量大，称之为边壁效应。

    图1畅 4 立窑各带状态图

    1—湿料层；2—预热带干料球层；

    3—高温带高温料球层；4—高温带烧结层；

    5—冷却带；A—汇流区

    ③高温带边部散热，造成沿内壁

    物料温度低、烧结差、空隙率高。

    ④当料球热稳定性差，发生炸球

    时，料粉集中于中部，降低了中部料层

    的空隙率，减弱了中风，强化了边风。

    ⑤严重的冷却带边壁效应。 正常

    作业的机立窑，各带状态如图 1畅4 所

    示，在冷却带边部、熟料块与窑壁之间

    形成的空隙明显大于中部熟料块之间

    的空隙。 同时窑的内壁在垂直方向上

    为平直壁，气体运动阻力小，故流速和

    流量大大超过中部空隙，这一现象称

    之为冷却带边壁效应。 由于冷却带熟

    料块度大，边棱多为直线型，因而表现

    得比预热带更为明显。

    ⑥冷却带上部，环边壁形成高温气体汇流区。 如图 1畅4 中 A 所示，在冷却

    带上部，环边壁形成高温带汇流区。 在汇流区，已形成边风强大的风源，在风压

    作用下，如果喇叭口角度小，气流将从边部穿出窑面；如果喇叭口角度大，或产生

    粘边现象，则气流从二肋喷出窑面。

    3 3 1 立窑煅烧过程与原理1. 49 风机风压和风量对立窑煅烧的影响

    风量表明鼓入窑内空气的量，与立窑窑内煅烧有直接关系，一般说在一定的

    合理要求范围内，风量大，燃烧用氧含量充足，燃烧快且完全，能加快熟料烧成速

    度，保证烧成质量，立窑的产质量提高。

    但风量不是越大越好，必须与风压配合，与立窑煅烧相适应，保持入窑空气

    有一定流速，使鼓入空气量与燃料的燃烧速度和熟料的煅烧速度相适应，才能得

    到比较理想的效益，如风量过大，不但窑面龇火现象严重而且空气预热差，燃烧

    温度低，大量的可燃气体及热量被带走。

    风压即送入的空气本身所具有能量，一般在风量适宜的情况下，适当提高立

    窑鼓风机的风压，可改善立窑煅烧，提高立窑的产质量。 这是因为空气压力高，风就能克服窑内的阻力而到达烧成带，使燃料充分燃烧。

    1. 50 怎样根据立窑熟料的外观特征，判断分析熟料

    质量

    ①优质熟料：呈黑色致密块状或黑色葡萄串状熟料，且容积密度较大，颜色

    黑，带有光泽，强度较高。

    ②欠烧熟料：外观呈淡灰色的颗粒，疏松多孔，有大粒与小粒状，这种熟料容

    积密度小，属次品。

    ③还原熟料：呈致密棕色大块夹白色小块，强度偏低，易粉化。

    ④生烧料：一般黄粉、黄球或黄心料，均属生烧料，这种料球强度很低，安定

    性不良。

    4 3 水泥“十万”个为什么2 立窑煅烧操作

    2. 1 立窑对生料成球有何要求

    (1)对生料球水分的要求

    料球水分是影响料球质量的因素之一，加水太多时，料球多成泥团，粘成大

    块，强度偏低；加水太少，料球太松散，甚至还有部分生料未能成球，同样会影响

    煅烧。 一般成球水分控制在 12% ～15%为宜。 当然，如果生料的可塑性好，可

    适当少加水，生料细度细时，加水量适当大些。

    (2)对生料球的粒度要求

    按密堆原理，当球径相同时，其密堆空隙最大(25.95%)。 均匀适宜的料球

    粒度能使窑内阻力减小，有利于窑内通风和煅烧。 过大而等径的料球虽然有利

    于通风，但料球内部不易烧透，会出现夹生料。 过小的料球，尤其是大小不均匀

    的料球，会使窑内空隙减少，料层通风阻力增大，造成通风不良。 所以对料球的

    要求是颗粒均齐，粒度适宜。 一般料球粒度控制在8 ～15mm 直径范围之内。

    (3)对生料球的强度要求

    在煅烧工艺过程中，料球一般要先经过输送，然后在一定的高度落入窑内，在预热带中要承受物料的压力。 在这一系列过程中，如果料球强度太低就易碎

    裂，从而影响窑内通风和熟料煅烧。 合适的料球强度，以从 1m 的高度自由落下

    不会破碎，用拇指和食指捏它不会破碎且柔软为宜。

    (4)对生料球的空隙率要求

    料球的孔隙率太低，料球致密结实，入窑受热后，其表面水分迅速蒸发，料球

    表面收缩成硬壳，内部水分受热变成水蒸气但逸不出来，随着温度上升，当水蒸

    气膨胀达到一定压力时，就冲破硬壳而逸出，使料球炸裂，造成窑内通风不良。

    即使不炸裂的料球，由于孔隙率低，煅烧时料球内部空气不足，也会影响熟料的

    质量。 一般要求料球的孔隙率不低于 27%，炸裂温度要求大于 350℃。

    (5)炸裂温度

    炸裂温度同孔隙率一样也是衡量料球在受热过程中热稳定性的一个重要指

    标。 一般规定，生料球骤然遇到 750℃气氛，其炸裂率应小于 15% ～20%。 减小

    入立窑料球直径是降低炸裂率的最佳措施。

    7 3 2 立窑煅烧操作2. 2 加水量的变化对立窑成球质量有何影响

    生料与水分的配合，是影响料球质量的主要因素，用水量过多，过剩的水分

    会聚集在球的表面，不断吸收干粉，使球径增大，如果料球表面的水膜变厚，料粉

    粘结不紧密，强度低，料球容易破损；若用水量过少，物料湿润不充分，生成大量

    小球甚至粉料，影响料层透气性，故成球时，应当根据原料性质和生料的颗粒级

    配，选择用水量，并使其稳定，一般用水量在 12% ～14%之间。

    2. 3 如何保证成球质量

    根据一般的经验要做到“四看”、“一捏”、“一调”、“一清”才能保证成球质

    量。

    “四看”：

    ①看来料量的大小；

    ②看成球区粉球结粒情况；

    ③看粉状区料子颜色的变化(即观察料粉量与加水量之间的关系，干粉在

    盘内呈灰白色，随含水量增加变成灰黑色)；

    ④看卸出料球情况。

    “一捏”：用手指捏料球软硬程度。

    “一调”：根据“四看”、“一捏”判断料球大小、干湿、强度高低，然后调整给

    水量。

    “一清”：经常清理盘底“泥垫”，当“泥垫”厚度超过 5mm 时，则影响料球的

    滚动，料球不圆滑，强度低，易结大块。

    2. 4 提高成球产质量的途径有哪些

    主要有以下途径：

    ①正确选择成球盘的最佳工艺参数。

    ②尽可能地提高生料质量，如可塑性、细度等。

    8 3 水泥“十万”个为什么③正确选择喂料管和喷水等的最佳位置，及料层厚度和喷水压力。

    ④稳定生料流量和水的流量，使喂料量和加水量合理地配合。

    ⑤推广预加水成球新工艺。

    ⑥掺加外加剂，以提高成球质量。

    ⑦采用“可控硅水分自动调节器”，使水量能根据物料量自动调整。

    2. 5 提高立窑成球质量有何措施

    (1)旧式成球法提高成球质量的措施

    旧式成球法是指在成球盘中同时供料粉加水，迅速形成球核，再滚成母球而

    制得料球的成球方法。 迄今仍为绝大多数立窑水泥厂所采用。 在长期的生产实

    践中，对提高成球质量积累了丰富的经验，具体方法是：

    1)合理布置加料、加水和刮刀的位置

    成球盘上加料点、加水点以及刮刀的布置位置，对成球质量关系极大，三者

    相对位置安排得好，可以提高成球质量。 图2畅1 是某厂经过长期生产上的摸索，所求得的一个较合理的布置位置示意图，可供参考。 刮刀 1 与成球盘竖轴线成

    30° 角，刮刀的内端超过成球盘中心点约 30 ～50mm，外端距盘边约为 150 ～

    250mm，刮刀与盘底面成30°～40° 角。 它的功能是：把小料球挡住继续成球，将

    大料球导至两个刮刀之间与边卸料球会合而卸出，同时清除盘底的粘结料。 刮

    刀2 在切点6 处与盘边接触，与通过切点6 的切线呈30° 角，刮刀与盘底垂直，它

    的作用是挡住边部料球与翻越刮刀 1 的较大料球，使它们集中下落，同时刮掉盘

    边及周边盘底的积料。 下料点 3 位于下水点 4、5 之间，略靠近主下水点 4。 这

    样，喂入的干料粉即被由 4 湿润的湿料球所覆盖并吸附；如尚有未被覆盖的干料

    粉，则又被由 5 所湿润的料球覆盖和吸附。 在成球盘继续运转中，形成湿球压干

    料、干料裹湿球的成球作业，同时也减少了扬尘。 主下水点 4，布置于刮刀1 和 2

    的近似对称轴线上，距盘横轴约(13 ～12) r，即处于大量料球下落区的中心位

    置。 辅助下水点5，在刮刀 1 的延长线上，距盘的横轴约为 r3，即处于刮刀 1 所

    挡料球下落区的中心。

    2)改进下料管形式

    为提高成球质量，有些立窑水泥厂在下料管的形式和构造上作过不少改进

    和尝试。 如湿料球覆盖法，就是将下料管的出口埋入成球盘的料层内，让湿料球

    覆盖在干料粉之上，达到减少灰尘飞扬之目的，有利于操作。 当埋入的位置适当

    9 3 2 立窑煅烧操作图2畅 1 成球盘加料加水及刮刀布置示意图

    时，防尘效果显著。 多数厂生产实践是将下料管口埋入成球盘料球运动旋涡区

    的中心处，压尘效果较好。 下料管出口距成球盘盘底一般为50mm 左右，管口的

    四周，如焊宽度约为70mm 的扁钢，有助于覆盖粉尘。 但此法下料点和下水点的

    位置不够合理，对成球质量有一定影响。

    旧式成球法提高成球质量还有一些其他经验：如稳定料水压力，控制料水比

    例；采用往复式活动刮刀代替固定刮刀，更好地清除盘内积料，成球盘的规格适

    当选大些的，以避免盘内物料量过多而影响成球质量等等，都是可行的措施。

    (2)采用自动控制预加水成球工艺提高成球质量

    1)预加水成球的原理

    物料在进入成球盘之前，在搅拌机内先行喷雾湿润，即所谓“预加水”，经过

    均匀搅拌，形成球核，然后送入成球盘造球。 由于球核在盘外形成，成球盘实现

    了全盘成球。 它不像旧式成球法那样，在成球盘内干料加水，先形成球核，再滚

    成母球，最后制得料球的分段、分区成球，而不能全盘成球，成球质量不及全盘成

    球好。

    2)预加水成球设备及流程

    启动控制预加水成球技术设备，包括双管螺旋喂料机、冲量流量计、双轴搅

    拌机、成球盘以及控制装置等五个部分组成。 其工艺流程如图2畅2 所示。

    0 4 水泥“十万”个为什么图2畅 2 预加水成球工艺流程示意图

    2. 6 怎样判别成球时水分大小

    水分大小，是影响成球质量的主要因素之一，应严格进行控制，成球时要随

    时观察工作状况。 水分大易使结粒粗，而球的大小不均，甚至成“泥团”，水分

    小，形成的球细小，强度低，易开裂成粉。 根据以上两种情况，来调整水分的大

    小。

    2. 7 怎样确定成球喷水落水位置

    首先要确定成球盘的下料位置，当生料可塑性较好，下料位置应设在成球盘

    面下回转侧水平中心线的上方，当生料可塑性差，则设在左下方。 确定了下料位

    置再确定喷水位置，一般在下料位置下方150 ～200mm 的位置为宜，也可根据成

    球实际情况确定。 但应注意使喷水成雾状或滴状以达到粒度均匀的目的。

    2. 8 预加水成球系统在操作时应注意哪些事项

    预加水成球系统在操作时应注意以下事项：

    ①系统正常生产时的启动与停止，必须按工艺流程顺序进行，即启动由后向

    前逐一进行，停车相反。

    ②因故障突然停车时，应将成球机内物料人工排除干净。

    ③特殊原因出现的大球应及时地人工清除。

    1 4 2 立窑煅烧操作④不允许盘面加水。

    ⑤盘的边高调整时，必须两人以对角线调整，切忌一人单独调整，防止内外

    圈间隙很小造成卡死。

    ⑥成球盘参数必须实测，不能估计。

    ⑦成球盘的旋轴方向与刮刀的旋转方向相反，不能搞错，否则影响成球质

    量。

    ⑧定时检查料球含水量，发现偏差及时调整。

    每次停机时必须检查刮刀中刮标磨损程度，以及它们距盘底是否保持一致，如

    发现不符合要求时，应立即加以调整。 这是保证底面平整的重要手段，不能忽视。

    2. 9 影响生料成球的因素

    (1)生料的性质

    1)生料的可塑性

    生料的可塑性好，成球质量高；反之，则成球质量低。 而生料的可塑性又与

    生料的化学成分、粘土的性质等有关。 一般当生料中氧化铝含量高，粘土含砂量

    少，掺入量多时，生料的可塑性就好。 故在选择原料时最好选择石灰石中氧化钙

    含量高(可多掺粘土)、粘土中含砂量少的原料，这样可提高生料的可塑性，有利

    于成球的质量。 为了提高经济效益，有些企业采用煤矸石、页岩代替粘土配料。

    虽然其可塑性较差，不利于成球质量，但生产实际证明，当全部用煤矸石等代替

    粘土时，仍可制成料球，只是强度及孔隙率较低。 为了提高成球质量，可采用预

    湿成球法或少量的外加剂，如膨润土、纸厂滤液、糖厂滤液等，可增加料球的粘附

    力，提高料球质量。

    2)生料粉的温度及细度

    一般生料细度细，可塑性就高，故生料粉细度要尽量有利于成球及煅烧，尤

    其要避免生料中含有大的颗粒。

    生料粉在温度较高的情况下成的球，由于水分蒸发速度快，在煅烧时料球易

    因水分蒸发而变成粉状料，不利于通风及煅烧。 故生料出磨后应储存一定时间

    并经过均化后再成球入窑，以降低生料的温度，提高成球质量。

    (2)生料喂料量和加水量的配合

    为使料球质量均齐稳定，必须稳定生料流量和水的流量，同时使喂料量和加

    水量适宜合理，就可使料球质量稳定在合理的粒度范围内，并可减少或避免大泥

    2 4 水泥“十万”个为什么块及粉状料的产生。

    为达到以上要求，一定要注意生料配煤及喂料设备生产工艺的合理性，一定

    要设法保持水压的稳定(可在距成球盘 6m 左右处安装一专用水箱)。

    (3)喂料管及喷水管在盘内的位置及刮板的安装位置

    成球盘的喂料、喷水位置也是成球好坏的关键。 若料、水位置不当，生产中

    会出现很多问题，如下料管安装在盘心，会出现球、料混乱，球粒大，粉尘大等现

    象。 当料、水位置偏向成球盘一边时，就会相对减小有效成球面积。 当喷水管不

    是将水喷在料层和球面，而是喷在盘底盘边上时，极易粘附成饼。

    根据生产厂的实际经验和料球的实际运动轨迹(如图 2畅3 所示)，成球盘内

    一般分为四个区。

    图2畅 3 成球盘成球过程示意图

    ( a)物料在盘面的分布情况；( b)物料在盘内断面的分布情况

    1—下料管；2—主水管；3—副水管；4—下料刮板；5—刮料耙齿；6—清底刮板；

    Ⅰ区—大部分为成好的球；Ⅱ区一大部分为未成好的小球；Ⅲ区—料粉及未成好的小球

    Ⅰ区刮料清底；Ⅱ区料、水入盘与料、球混合；Ⅲ区和Ⅳ区为主要成球区，合

    格料球从Ⅳ区卸出。

    为了制备符合立窑煅烧要求的料球，料、水、刮板等位置可参考以下几种做

    法：

    ①在Ⅰ、Ⅲ区之间，根据料球的实际运动轨迹选择刮板位置，大成球盘还可

    在Ⅲ区或Ⅰ区内增设耙齿。

    ②根据成球盘的大小，在Ⅰ、Ⅱ区之间选择合适的下料点，保证下料层和水

    滴有一定行程，使水滴有足够时间被生料吸收。

    3 4 2 立窑煅烧操作③料粉流应有足够的厚度(不小于 20 ～25mm)，以免喷水穿过料粉碰到盘

    底而溅碎，使成球不规则。 因此，可在下料口挂一布袋拖至盘底，下料时既防粉

    尘飞扬，又使料在一定厚度范围内入盘。

    ④喷水管不要离出料口太近或太远，一般离布袋出口在 150 ～200mm 位置

    较好，可达到粒度均匀和粉尘小的目的，喷水压力要稳定，当喷水压力过大，影响

    成球质量时，应设法在喷水管上减压，如增多喷水孔、减小喷水孔直径等。 喷水

    管离盘底的高度应根据喷头的喷水角度和料流宽度等加以调整。

    ⑤较大的成球盘往往有主喷水管和副喷水管各一根，主喷水管主要是洒粉，副喷水管一般是洒球，这样有利于调节水分，控制质量。 也有的用一根较长的喷

    水管，一半洒粉，一半洒球。

    ⑥喷水管有管形、长方形喷头和莲蓬头等多种形式，由调节阀控制水量，达

    到料、水比合适。 适宜的喷水孔径应在1 ～2.5mm 内选择。

    ⑦成球盘的出料刮板以在Ⅳ为宜，刮板插入盘内深度不宜太深，可通过试验

    固定，或采用活动刮板经常调节。

    ⑧为了减少粉尘，有的厂采用了料球覆盖法，如图 2畅4 所示，将下料管埋入

    料层内，如处理得当，可基本消灭粉尘，不需再加吸尘和收尘设备。 但为保证料

    球质量，对加水方法应加以研究，一般应加大喷水压力，采用细滴密集喷水，在Ⅰ

    区内迅速使小球粒结合成 5 ～10mm 的料球，减少水分与料粉的分层结合，以提

    高料球的孔隙率。

    图2畅 4 料球覆盖成球示意图

    1—刮板；2—喷水管；3—卸料刮板；4—喂料管

    4 4 水泥“十万”个为什么2. 10 如何解决立窑爆球

    众所周知，料球不宜直接与高温料面(特别是明火)接触，否则必然出现料

    球爆炸破裂问题，增加窑内通风阻力，有的爆裂率甚至高达 60% ～80%。 根据

    生产实践来看，解决爆球问题必须从以下几个方面着手。

    ①必须创造有利于预加水成球煅烧的条件，使煅烧过程适应预加水料球的

    特点，这是解决爆球问题的关键。 为此，应将预热带相应划分为四个阶段，即增

    加预湿层(或称预湿阶段)。

    所谓预湿层，是指在这一段内物料经烘干、预热后，被蒸发出的水分，随着热

    气流上升，遇到入窑不久的料球，少量水气粘附在料球表层，使其潮湿。 若这时

    料球表面湿漉漉的，球间相互粘结、变形，有时甚至窑罩内“出汗” (淋水)，称为

    增湿。 上述这两种现象，都是在窑内处于暗火时方会发生，只是因湿料层厚度不

    同而有所区别。 明火绝无此种现象产生。

    具体地说，预湿是指料球表面受潮湿(水分小于 0.5%)，经上升水气预湿料

    球呈润泽状，球间仍保持疏松；增湿是指料球表面受潮湿(水分大于 0.5%)，经

    上升水气增湿呈湿漉漉状，球间易于粘结，料面板结。

    预湿层的形成是机立窑湿料层厚度适宜，底火稳定，煅烧过程完全符合预加

    水成球热工特性的表现。 预湿层(温度在 0 ～20℃)能避免料球接触高温物料而

    导致爆炸。 料球入窑后经预湿再逐渐进入烘干、预热阶段，烧成条件较为理想。

    而且能减少 F

    -

    、S

    -

    的挥发(采用复合矿化剂时)和废气带走热损失，也反映出窑

    温、通风和卸料均处于良好状态。 若出现增湿，则说明湿料层太厚，底火过深；若

    无预湿层，则说明湿料层浅薄，底火上移过浅。 因此，预湿层问题是解决爆球的

    关键。

    ②必须强调预加水成球工艺参数，依据所用粘土塑性，确定物料在搅拌机内

    流速(停留时间)。

    ③我国绝大多数机立窑存在扩大口角度(喇叭口角度)偏大，为了适应采用

    预加水成球后立窑的热工特性，形成较为理想的预湿层，以及解决物料均衡沉降

    问题，建议在更换耐火砖时，进行适当改进。

    a)适当缩小扩口角度，以适应预加水成球煅烧特点和为闭门操作创造条

    件，目前较为成熟的经验是以 12°～15° 比较适宜。 但改造应分步实施，不要一

    次缩得太多，以免产生看火操作人员不适应窑型变化，造成被迫返工。

    b)适当增加上扩口高度，以适应暗火操作和形成理想的预湿层。 就一些增

    5 4 2 立窑煅烧操作加上扩口高度效果看，以1.3 ～1.75m 比较适宜。 由于各厂窑型规格不一致，增

    加高度可控制在10%范围内。

    2. 11 立窑料球为什么会炸裂

    立窑煅烧时，常常出现料球炸裂的问题，老式系统制成的料球炸裂十分严

    重，采用预加水成球工艺后，虽然有所改善，料球炸裂的问题依然存在，有的窑还

    十分严重。 操作时，可以清楚地听到窑内料球炸裂的声音，从风眼吹出的热烟气

    中，夹带粉面和碎块；边部二肋可以看到碎料片“开花”喷腾；停窑时，窑面上聚

    积大量的碎片，严重时成沙滩状。

    料球炸裂后，堵塞球间孔隙，提高料层通风阻力，迫使从高温带上来的气流，只能从流体阻力小的地方到达窑面，而气流难以通过的地方严重缺氧，导致高温

    带烧结不均匀，使窑的热工制度紊乱，产质量下降。

    料球炸裂的原因较复杂，湿料球的炸裂主要是球内外温差大，球内水分蒸发

    速度过快所致；干料球炸裂主要是粘土矿物脱水速度过快，体积效应进行过于迅

    速造成的，尤其是利用伊利石、云母类的粘土时更易导致料球炸裂。 此外湿料层

    的厚度对料球炸裂也有十分重要的影响。 湿料层过薄，预热带短，料球升温速度

    快，湿料球干缩快，干料球脱水速度快，体积效应强烈，炸球的现象就比较严重；

    反之，如果升温速度慢，料球中应力变化和缓，炸球就不严重。

    2. 12 为什么预加水成球要强调宜干不宜湿

    采用传统的滴水成球方式时，人们通过不断地在生产中摸索，总结出料球水

    分“宜湿不宜干”的规律，水分控制范围为 13% ～15%。 一般认为，料球水分偏

    大点(以不堵下料嘴为限)，有利于压住底火，烧成熟料易于形成疏松多孔状。

    采用预加水成球工艺后，由于料球爆炸破裂原因尚未被人们所认识，有人认

    为是料球强度过高所致，所以在料球水分控制中仍采用“宜湿不宜干”的做法。

    实际上采用预加水成球后，由于成球工艺的改进，经预湿搅拌形成的球核，在成球盘内易形成网络状结构料球。 此时料球水分偏大，不但增加了熟料单位

    热耗，减慢烧成速度，而且入窑料球在窑内自然滚动坍落度差，有时甚至料面形

    6 4 水泥“十万”个为什么成环向高度差。 料球之间易粘结，使料层板结、底火拉深、湿料层加厚，这样必然

    增加窑内通风阻力和上火不均齐。 因此，料球含水量应由“宜湿不宜干”转变为

    “宜干不宜湿”。 实践证明，水分控制范围在 11% ～13%较为适宜。

    2. 13 立窑采用小料球煅烧为何可减薄湿料层厚度

    采用小料球煅烧技术时，湿料层可适当减薄，其原因如下：

    ①小料球比表面积大，传热速率高，烟气在每米湿料层中温降大，因而减薄

    湿料层可保证废气温度不升高。

    ②小料球每米料层的阻力损失大，因而减薄湿料层，同样能达到均匀断面通

    风的作用。

    ③小料球热稳定性明显优于大料球，因而尽管湿料层减薄，料球在预热带升

    温快，反而不易炸球。

    ④减薄湿料层，有利于减少烟气中的 CO 含量，减小对高温带的压力，防止

    致密化。

    2. 14 立窑点火前应做好哪些准备工作

    立窑点火操作是指点燃窑内的物料，使之逐渐形成稳定的高温层(即底火

    层)的操作。 点火前备好引火柴(刨花)、木柴、无烟煤、少量烟煤及废油(见表

    2畅1)。

    表2畅 1 点火用料与机立窑规格的关系

    规格(m)

    点火柴(kg) 煤炭(t)

    木材 引火柴 烟煤 无烟煤

    矱2.5 ×10

    矱2.8 ×10

    矱3.0 ×10

    >500

    >600

    >700

    80

    100

    120

    <0.4

    <0.5

    <0.6

    <0.8

    <1.0

    <1. 2

    检查生料、燃料的库存量，确保能够连续生产的需要；备齐看火工具，如大

    锤、铁钎、火钩、铁锹等。 扒平窑内物料后，启动风机，将适当风量鼓入窑内，吹松

    物料和吹走积灰，然后停掉风机准备点火。

    7 4 2 立窑煅烧操作2. 15 立窑怎样快速点火并迅速提高窑温

    对于熄灭的立窑重新点火，从点火到窑温基本正常一般工厂冬季需要 30h

    左右，春秋季也要 24h。 许多厂家立窑点火都先用干柴再加木炭，撒些煤后，再

    压湿料球，小风慢吹，待火苗上升，再加些煤炭、料球，如此反复，直至窑温正常。

    操作过程中虽然卸料很慢，在 20h 内仍然是劣质料。 这种方法是绝大多数厂家

    点火所采用的，一般都消耗外加煤 5 ～10t 之多，24h 的 f唱 CaO 和烧失量平均达

    4% ～6%以上，这种料日后搭配粉磨负担很重。

    生料中的煤要对付一系列消耗热量的因素。 点火之初，湿料球中的水分蒸

    发影响窑温的升高是首当其冲的。 生料中含煤量不多，一般 15%左右，这种持

    续性吸热，拉长了温升时间，使得热力集中升温非常困难。 以消耗生料中煤来升

    温是十分浪费的，此时必须用外加煤来帮助升温，但外加煤不能多加，否则底火

    会结成一块“铁板”。 间歇撒煤虽有效果，但如上所述，要想将窑温升至理想状

    态，时间还是要 20h 以上。 总之，窑温难以迅速升高的原因是热力不集中。

    陈新鹏从家庭小煤炉的点火中得到启示，将热力集中的方法应用到立窑点

    火上来，效果很好。 以 矱2.5m ×10m 机立窑为例，操作方法如下：

    准备 1t 烟煤，10t 无烟煤，2t 干细粘土，用平铲拌和均匀，加适量水拌和调

    制，按家庭煤饼做法用平铲一铲一块，铲至地面晒干，成为干煤块，储存备用。

    点火时用升降机将 10t 干煤块、木柴或木炭若干运至窑面。 先取用 6t 干煤

    块，其任意堆放体积约 6m3

    ，对 矱2.5m 窑可堆放 1.2m 高，以这 6t 干煤块的集中

    热力，盖上 0.2 ～0.3m 湿料球(防明火散热)，小风慢吹，一般高温带 3 ～4h 即可

    达到理想温度。 如温度还欠佳，可继续添加干煤块，盖上料球，直至窑温正常。

    采用此新法点火与原旧法点火 24h 时熟料对比情况列于表 2畅2 中。

    表2畅 2 新旧点火方法对比

    项目 f唱 CaO(%) Loss(%) 劣质料(t) 达到理想窑温时间(h) 外观

    新法 2 1 无 3 ～4 正常

    旧法 5 4 100 24 黄球

    这种采用煤中掺土做煤块的烧法，不炼边，不结窑，通风好，热力集中，温升

    时间短，可避免窑温不足造成质量和台产损失，对因特殊原因造成 1 ～2d 以上的

    停窑，也可采用此法恢复窑温。 至于煤土混合煅烧后的灰分，存在熟料中可作为

    一种火山灰质混合材，其数量不多，搭配粉磨，对水泥质量亦无大碍。

    8 4 水泥“十万”个为什么2. 16 立窑点火操作步骤

    点燃立窑内的物料，并使其逐渐形成底火的操作称之为点火操作。

    ①在填料上均匀加一层引火柴，再均匀铺上一层木柴，用废油等易燃物，在

    同一断面上分三点以上点燃引火柴。

    ②待木柴点燃后，用小风促使木柴烧旺，均匀加入小于 40mm 的原煤。

    ③窑内木柴烧完，形成均匀煤火层后，可开始加高煤料，使形成底火。 但此

    时窑内各部温度较低，空气温度低，煤的燃烧速度慢，应注意适量通风调整底火，待底火温度均匀升高后，逐步加风转入正常。

    ④立窑底火形成后，卸料应逐步加速转入正常。

    2. 17 立窑各种操作法及其优缺点

    (1)立窑明火操作法的优缺点

    明火操作法：在窑面见火加料，火苗冒得较高，窑面温度高，湿料层极薄(一

    般小于 100mm)，底火浅且薄，一般深度小于 0.5m，窑内高温带温度低。 不露火

    的地方不加料。 这种方法易观测判断窑况，易于掌握，一般适应于初学者和操作

    水平不高的看火工采用。

    优点：判断底火容易，操作简单。

    缺点：废气带走热量多，导致高温带温度低，料球爆破率高，煅烧稳定性差，生烧料球多，熟料质量差。 从优质、高产、节能的角度讲，这种方法已逐渐淘汰。

    (2)立窑深暗火操作法的优缺点

    深暗火操作：是一种窑面无火星闪烁的厚湿料层(一般在 300 ～500mm)，深

    底火的方法。 此煅烧操作法尤其适用于全黑生料工艺法。 从熟料形成来看，深

    暗火延长了预烧带，保温效果较好，使烧成高温带较长，熟料质量比较好。 从燃

    料燃烧过程来看，厚湿料层减少了窑面散热损失(减少了包氏反应)，相应增强

    了高温带热力强度。 从全黑生料工艺看，由于煤粒极细，着火点较低，料球内的

    煤在窑面干燥预热如遇高温，易产生不完全燃烧，生成 CO 随烟气散失，这样表

    面热损耗高，在底火较浅时，高温带细煤粉燃烧极快，使底火厚度较薄而造成熟

    料欠烧。 所以厚湿料层，深底火可减少热损失，稳定烧成温度，保证了全黑生料

    9 4 2 立窑煅烧操作煅烧熟料的优质、高产、低消耗。

    优点：热损失少，生料预热好，废气带走热量低。 在底火正常的情况下，熟料

    质量好，强度高，游离钙低，熟料色泽呈黑色光亮。

    缺点：由于底火较深，窑面烟气较浓，不易观察窑情，而且底火位置也较难测

    定，因此看火操作技术难度较大，不易掌握。 特别是在生料波动大，配煤准确性

    差时，由于底火深，容易发生炼边、架窑等不正常现象。 目前多采用湿料层为

    0畅3m 的浅暗火操作。

    (3)浅暗火操作法

    是介于以上两种操作法之间的一种方法。 其操作特点是：保持窑面既不露

    火，又不太厚的湿料层(约100 ～300mm 厚)、底火层离料面较近，窑面烟气能较

    明显地反映出底火的温度和位置的变化情况。 操作容易掌握，底火位置容易控

    制。 由于湿料层厚度较薄，减少了窑内的阻力，预热带短，使高温带内煅烧反应

    旺盛，窑内热交换加速，底火上升快。 与深暗火相比，底火相对上移，高温带缩

    短，热力强度提高，物料能在较短的时间内进入高温，大大减少了 CO 热损失，与

    明火操作相比，热损失显著降低，熟料质量均匀稳定，产量大幅度提高。

    浅暗火操作除全黑生料外，几乎适应于其他任何煅烧方法。 如白生料法和

    半黑生料法，都因生料一部分煤粒较粗、底火较厚，若湿料层再过厚，则易压死底

    火，造成通风不良，易使底火拉深，而后诱发为偏火、架窑等，严重影响安全煅烧，因此采用浅暗火煅烧，可适当减薄湿料层厚度，保持底火在一定位置，特别是中

    部底火。 目前许多厂用复合矿化剂煅烧，根据其具有上火快、液相量大、矿化成

    分易挥发的主要工艺特点，采用浅暗火或深暗火操作法是比较适宜的。

    2. 18 对立窑各岗位有何要求

    目前，我国绝大多数机立窑尚未采用微机和仪表进行生产过程的控制、检

    测，而是凭操作人员的感官进行判断，凭经验进行调节，易造成判断失误、调节失

    控。 若要使生产过程满足烧成热工特性的要求，立窑各岗位人员应做到以下几

    点：

    ①人工操作的机立窑，应确立看火岗位在烧成系统的中心位置，明确看火操

    作人员进行指挥协调各工序、岗位的职责。 各工序、岗位应以符合工艺要求的指

    标满足烧成的要求。 以联络信号为指令，进行调节、控制，使生产过程始终处于

    受控状态。

    0 5 水泥“十万”个为什么②看火操作人员应注重提高操作技术水平，坚持“一稳、二固定、三平衡”的

    操作方法，采用固定播料法，使窑内底火稳定，形成较为理想的煅烧气氛和适宜

    的预湿料层，始终保持全风暗火连续操作。

    ③配料岗位应始终保持生料流量稳定均匀，料煤对口适宜，以满足生产对给

    料量和配热量的要求。

    ④成球岗位应始终注意料水稳定，颗粒级配均齐合理，防止泥蛋和粉状物料

    入窑。 特别是采用预加水成球后，应特别注意控制参数的选择，成球“宜干不宜

    湿”。

    ⑤鼓风岗位应努力提高供风质量，定期清扫进风纱窗。 看火工在用风上应

    坚持“固定全风”操作为主，并视窑况辅以“合理用风”，使入窑物料得到充分燃

    烧，防止“不敢用风”和不顾窑况“盲目大风”现象产生。

    ⑥卸料岗位应确保料封控制运转正常，固定卸料速度；并根据卸料难易程度

    和看火工的要求，进行适当的小调整，防止大的变动，保持窑内物料均衡沉降。

    2. 19 立窑各带如何划分，各带的传热方式如何

    立窑按其高度及其物料变化情况分为三个带，即预烧带、高温带和冷却带。

    物料的干燥、预热、烧成等过程，从窑面算起在约 2m 高度内完成，2m 以下

    部位主要起冷却作用。 冷却带一般约占窑高度的 80% ～85%，烧成带只占

    10%，预热带占5% ～10%。 但各带的高度不是固定不变的，当卸料速度快，上

    火速度慢时，冷却带就缩短，烧成带位置下移，预热带增厚。 反之亦然。 此外，还

    随温度及料球水分而变化。

    在立窑中，由于气体辐射层厚度小，而气流速度较高，可以说以对流传热为

    主体。 分述如下：

    ①在预热带，热烟气以对流及辐射方式传热给生料球，料球表面再以导热传

    给料球中心。 由于预热带的温度较低，气流速度较大，故以对流为主。

    ②在高温烧成带，燃烧着的煤粒直接以导热传给物料，高温烟气以对流及辐

    射方式传热给物料。 烧成带气体温度虽高，但由于气体厚度很小，且烟气中 CO2

    及 H2O 的含量也不多，故辐射仍不是主要的，可认为是以对流、传导为主。

    ③在冷却带，冷空气以对流形式与熟料热交换，空气被预热，故以对流为主。

    依上述分析，为了加强立窑内的传热，首先是提高气流速度，使对流传热系

    数增加，传热速率加快，同时增加了空气流量，这样单位时间燃料产生热量多，气

    1 5 2 立窑煅烧操作体温度提高，从而提高产质量。 从导热角度讲，要求料球粒径稍小、均齐，增加接

    触面积，减少料球内部导热阻力，因此料球直径、强度、水分、气孔率、热稳定性等

    质量要求也是影响传热的因素。

    2. 20 立窑看火工要看好窑应掌握好哪些要领

    ①搞好看火操作的关键是：一要勤(勤观察、勤处理)，二要精(精心分析、精

    心操作)，三要防(安全第一、防患于未然)。

    ②播料器以旋转为主，辅以适当调节；播料落点选择既压住边火、压而不死，又防止形成死灰区，保持适宜的料位高度，一般应控制在窑口第一块耐火砖中部

    上下，周边料位等高，既反对烧满窑，又反对烧深窑。

    ③运用“试、看、探、测”等方法，判明底火层温度、厚度、位置(深度)、均匀

    性，并结合“窑边壁有炼结，而不严重炼结”进行综合分析，确保底火稳定、适宜。

    ④坚持浅暗(暗)火连续操作，保持适宜的湿料层厚度，一般为 30 ～40cm，最多为 50 ～60cm，做到浅中间(即中部料层松疏，甚至可见明火)、暗边部(即边

    部不露明火)，形成较为理想的预湿层，而无增湿现象出现(即窑罩内壁无“出汗

    淌水”现象出现)。

    ⑤以上火速度“三平衡” (风、料、煤)为中心环节，搞好看火操作“三平衡”

    (加料、上火速度、卸料)；尽可能稳定加料量(保持适宜的湿料层厚度，防止窑内

    时明时暗)，稳定卸料速度(防止底火位置交替变化)，尽量延长连续煅烧操作时

    间。

    ⑥充分发挥风在上火速度“三平衡”中的主导作用，能加则加，一点一点地

    加，逐步加(防止小风慢烧)；用风原则“以底火承受风的能力为前提，增强补风

    意识”，用风用到龇火的边缘，做到“底火层不吹破，湿料层不吹翻” ；敢于用风，善于用风，不盲目用风。

    ⑦坚持“一联系”(即联系播料落点处湿料层厚度)，切实抓“两火” (抓住边

    火、中火)；做到勤测边火，确保周边上火速度适宜，防止边火拉深(形成偏火)，并明确“腰风使用看边火”；勤探中火，确保中部通风良好，料层松疏，甚至可见

    明火，防止中火下移(形成抽心或火柱)，并明确“卸料调节看中火”。

    ⑧严格控制快慢口，做到“砍肚子”与“通风上火”相结合；勤松动周边粘结

    料块(快口处撬拨至窑中部或慢口处，慢口处撬离窑壁即可)，防止边壁(特别是

    慢口处)产生重复炼结，形成偏火；勤撬二肋板结料层，改善该处物料透气性能，2 5 水泥“十万”个为什么防止窑内形成拱、圈，促进窑内物料均衡沉降；勤消灭风洞、风眼，防止将生料球、料粉捅向窑中部，导致中部通风不良。

    ⑨充分发挥腰风在纠正偏火、调节周边上火速度均衡中的作用；视偏火范

    围，确定腰风使用数量，一般 1 ～2 只，最多 3 只；视偏火程度，确定腰风使用开

    度，一般 30% ～70%；偏火得到扭转，应及时关闭腰风阀。

    皕 瑏 瑠看火操作全过程中，无论是用风、加料、卸料都应坚持“适时适量小调节，防止间歇大变动”的原则，稳定看火操作全过程。

    皕 瑏 瑡树立良好的职业道德，坚持三班保一窑，及时有针对性地预防和处理各种

    异常窑况，互创连续生产的条件(包括交接班)，促进单窑良性循环。

    皕 瑏 瑢勤于思考，细心观察，准确判断各种窑况；充分发挥看火岗位是指挥岗位

    的作用，切实抓好各工序的配合；经常交流看火操作经验，统一三班操作方法。

    2. 21 为何要烘窑

    新建成或新换窑衬的回转窑水泥厂，无论是干法、湿法或半干法生产线，在

    投料试产前，必须首先要把窑系统烘干，包括烟道、烟室、预热器、窑内火砖，因为

    这些部位的火砖、混凝土及胶泥等都是湿的，含水分较多，如不先行烘窑，把水分

    蒸发掉，直接点火喷煤粉，将会造成衬料温度急剧升高，附着水分大量地迅速蒸

    发，衬料、混凝土内部产生大的膨胀力，从而造成火砖炸头，混凝土裂缝，严重时，发生混凝土掉块脱落，火砖抽签、掉砖等现象，迫使生产停止。 所以投产前必须

    先把窑系统烘干。 窑不烘干就投料是不行的，尤其是带预热器的干法窑，问题就

    更严重。 不烘干就投料，不但会出现窑内火砖炸裂揭盖，干法窑还会出现结皮堵

    塞，这是由于水分和料粘结的结果。

    新建或新换窑衬的立窑，点火之前也须将衬料中水分烘干，并使砌体吸收一

    定的热量。 烘窑操作主要应掌握好烘烤的升温速度，不使耐火材料产生过大的

    温差，避免不均匀的体积膨胀、裂纹、剥落等非生产性破坏，以延长耐火砖的使用

    周期。

    目前，立窑厂只在高温带处一次烘窑。 具体做法是在窑内填料的料面上先

    均匀投入引火材料，同时点燃，待木柴或树根等易燃物全部烧旺后，均匀加入小

    于 40mm 的煤块，以少量风量烘窑 8h，逐步将立窑高温带部位砌体内的水分缓

    缓地蒸发。

    3 5 2 立窑煅烧操作2. 22 立窑烘窑的作用及注意事项

    立窑烘窑的作用是防止在点火后窑体温度骤然升高，窑衬内水分急剧蒸发，产生极大的热膨胀应力，使耐火材料产生较大温差而表面溃裂。 这一方面缩短

    了耐火材料的使用寿命(往往有些微裂纹很不易看到，使用后易破损)，另一方

    面由于破损使表面粗糙，致使窑长期固定位置炼边，甚至发展到固定位置偏火。

    立窑烘窑，对新砌筑的窑，采取分三段烘烤。 具体烘烤方法是：首先烘烤第

    一段，即自卸料篦子起到铁砖上部止。 在卸料篦子上先铺上一层碎砖或其他易

    碎的块状物料(如熟料块)，均匀投放刨花、木柴等易燃引火物，点燃后，待其燃

    旺再加入煤块(块度 <40mm)，开始先低温烘烤约8 ～12h。 第二段，即由铁砖上

    部起至全窑有效高度的约23 处，铺填物料后，加入易燃物，待燃旺后加入少许

    块煤，由低温逐渐升温至中温，烘烤 8 ～12h。 第三段，即喇叭口下 20 ～30cm 处，铺填物料后，如上法烘烤。 注意此时已烘到立窑燃烧的高温带(窑温高达

    1450℃)，要加煤烘烤。 时间要延长些，温度要逐渐升高，烘烤至耐火砖呈红白

    色，大约烘烤 24h 左右，烘窑完毕，即可在点火准备工作就绪的情况下，直接转入

    点火操作。

    烘窑应注意，烘烤时间不能因急于赶产量而任意缩短。 掌握好烘烤的升温

    速度，不使耐火材料产生过大的温差，避免不均匀的体积膨胀、裂纹、剥落等非生

    产性损坏，以延长耐火材料的使用周期和有利于安全煅烧。

    2. 23 立窑如何进行正常煅烧操作

    机立窑正常操作就是调整平衡和稳定底火，以达到稳定机立窑热工制度的

    目的。 看火工必须坚持正常的煅烧操作，严禁间歇加、卸料的“机窑土烧”操作。

    正常煅烧状态下的窑面应呈浅锅底形，边部料面距离窑门 100 ～200mm，底

    火上层的位置在扩大口的中部，湿料层厚度为 300 ～500mm；起火较快，边部下

    露火苗，烟气浓白升腾有力；二肋起火均匀，不跳火；中部烟气上升较快。

    看火工应根据企业的要求和工艺条件，采用暗火、浅暗火煅烧，严禁明火操

    作。

    看火工操作时，必须遵循以下原则：

    4 5 水泥“十万”个为什么①加料操作：按压二肋、盖边部、提中间的方法煅烧正常时，应固定加料区

    域。

    ②卸料操作：必须坚持连续卸料，保持动态平衡。

    ③煅烧操作法：一稳、二合理、三平衡、四勤。

    一稳：稳定底火。 稳定底火的具体内容就是稳定底火的位置、厚度、正常的

    温度和底火均匀完整性。

    二合理：合理用风，合理卸料。

    合理用风是正常煅烧时，保持稳定的全风操作和根据窑内底火平衡程度、通

    风阻力大小，适当加减用风量。

    合理卸料是正常煅烧时实现连续卸料并保持料面稳定在一定的高度。

    三平衡：加料、卸料和用风量三者之间的平衡。

    在保持窑内料面与窑口距离、底火位置不变的条件下，使加料量与卸料量相

    平衡。

    在保持底火稳定的前提下，使卸料速度与底火上升速度相平衡。

    在保持湿料层不变的情况下，使加料速度与底火上升速度相平衡。

    四勤：勤观察热工仪表；勤观察加料量与卸料量的变化情况；勤与各有关岗

    位联系；勤处理异常窑情。

    ④在正常操作时，不得无故敞开窑门；处理异常窑情后，必须立即关闭窑门。

    2. 24 如何判断立窑的正常操作

    操作正常的立窑，窑面呈浅锅底形，而且经常是满的。 窑面平均深度距窑口

    0.3m 左右，没有风眼、龇火现象，整个窑面的下落是均匀的。 底火上层的位置在

    扩大的喇叭口中部，底火均匀，有一定厚度，火不过大，也不过小，底火的上部有

    一定厚度的预热层。 从料面钎探，铁钎插入的总长度为 1.0 ～1.5m，其铁钎前端

    约有0.6m 为亮红白色。

    2. 25 如何稳定底火，有何作用

    底火即为烧成带，根据水泥熟料形成过程原理，熟料中主要几种矿物，特别

    5 5 2 立窑煅烧操作是 C3 S，都是在此带反应生成的。 因此，底火的温度高低、料层厚薄和均匀性、底

    火位置等都直接影响煅烧水泥熟料质量。 再者，在煅烧操作中，一切不正常窑况

    首先由不正常底火引起。 所以在机械化立窑操作中，稳定底火的操作是至关重

    要的。 稳定底火必须从稳定底火温度、厚度和位置三个方面来进行。 稳定底火

    的温度和厚度除与操作有关外，还与生料质量、燃料、工艺条件等有关。 其稳定

    底火温度主要靠煤料配合的准确、均匀、稳定。 如配煤系统达不到上述要求，则

    应根据生料易烧性和窑温，及时调整加煤量来稳定底火温度。 稳定底火厚度主

    要受到煤粒度和通风的影响。 当煤粒较细、通风不良时，底火薄；否则相反。 如

    煤粒控制合适时，则主要决定于通风。 而底火位置主要由看火操作来控制。 首

    先，应坚持“一稳、二合理、三平衡、四勤”的操作法，由于机械化立窑底火总是处

    在一个动态平衡中，所以坚持三平衡操作法尤为重要，其主要是以控制上火速度

    为核心，力求做到加料、卸料与之相平衡，就可稳定底火的位置了。

    2. 26 通常所说的稳定底火是何含意

    稳定底火是指：

    ①稳定底火的温度，使高温带达到1450℃。

    ②稳定窑断面各处底火的厚度(或高度)，尽量保持均衡稳定。

    ③稳定底火的位置(深度)，大部分应控制在扩大部分以内。

    2. 27 稳定立窑底火操作“九个要”的内容是什么

    ①一要看。 应用“试、看、探”方法判明窑温高低、湿料层厚薄、底火深浅、高

    温烧结性能优劣，为搞好连续煅烧操作提供依据。 即先“看”清楚底火状态。

    ②二要稳。 采用“暗边部、浅中间”的煅烧操作方法，并根据本厂的工艺条

    件和操作技能，确定相应的湿料层厚度(浅暗火、暗火)并保持这个厚度相对稳

    定。 因为预热带稳定了，底火也就相对稳定了。

    ③三要松。 实行“暗火满窑勤松边”操作，即提倡暗火连续操作；保持适宜

    的料面高度(不烧窑罩、不露边火、有利物料沉落和在高温带停留时间稳定)；防

    止边部炼结，改善二肋物料透气性能。

    6 5 水泥“十万”个为什么④四要转。 坚持布料器以旋转为主，并根据窑内通风阻力变化，辅以适当调

    节，平衡窑内通风阻力，防止出现快慢口导致偏火发生。

    ⑤五要变。 坚持暗火连续操作全过程中勤探中火，确保中部通风始终良好；

    如果发现湿料层变薄或增厚应及时变化喂料量，或压料，或减料提火。 切不可提成

    明火，也不可加料时间过长，导致湿料层增厚，上火速度减慢，使窑罩内壁“出汗”。

    ⑥六要小。 给料量应做到稳定可调，保持连续加料操作或尽可能延长连续

    加料时间。 为此，必须做到给料量的随时小调整，并努力提高料球质量，确保料

    球水分变化小、粒径均齐，防止泥蛋、干粉入窑；缩小料球粒径，采用小料球煅烧，借以稳定烧成，稳定底火。

    ⑦七要风。 要敢于用风，善于用风，增强补风意识。 根据本厂工艺条件，确

    定最大的鼓风量，并保持稳风强火煅烧，做到用风用到龇火的边缘，最大限度地

    发挥风在窑内助燃和冷却熟料的作用，促进急烧快冷。 并要深刻理解“产量随

    风变，底火跟风转”的内涵。

    ⑧八要勤。 坚持“四注视”，做到眼勤多看(看烟气、看边火)；耳勤多听(听

    炸球声、听风洞声、听设备声)；脑勤多思索多分析；腿勤多跑；手勤多记录多操

    作(体会)。 看火操作贵在一个“勤”字，一勤能夺优质高产，一勤能学煅烧高技。

    ⑨九要齐。 全车间齐心协力，坚持三班保一窑，做到统一思想、统一认识、统

    一操作方法，互创条件，以确保立窑连续煅烧的全过程中底火的均齐与稳定。

    2. 28 如何探测立窑的底火层上部位置

    (1)探测窑中部底火层上部位置的方法

    用弯钩钩头触及窑中部料层，直径范围在 1m 圆圈内，并可适当扩大四周探

    点。 探时凭手感，若探时感到干料球层松散、松疏，并且见红火料球跳动或钩头

    粘有熔融红火物料，为窑中部底火层上部位置适宜，判定为窑中部通风良好，可

    正常进行连续加、卸料；若探时感到料层湿漉漉的、料面板结，甚至窑中部覆盖湿

    料层，判定为中火拉深，应及时减少或暂停加料，减慢或暂停卸料，进行提火稳

    窑，待中部通风状况得到根本好转，方可经整窑后恢复正常看火操作。

    (2)探测窑周边底火层上部位置的方法

    探测窑周边底火层上部位置的方法，即用 矱12 ～14mm 圆钢做成长 1.4m 测

    量边火钢钎，并有钩头(见图2畅5)，距窑口边部20 ～40cm 垂直插下去，及时拔出

    来，视钩头勾出料球颜色进行判断，若钩头勾出红火料球为边部底火位置适宜；

    7 5 2 立窑煅烧操作若钩头勾出生料球、湿料粉为边部底火位置下移。

    图2畅 5 测量钢钎示意图

    技术要求：将圆钢末端长为 75mm 的部分砸扁，使其弯曲成 A 向要求，内外两侧为平面

    钢钎测量深度为：

    G ＝h +K

    式中：G———钢钎测量深度，m；

    h———控制湿料层厚度，m；

    K———修正系数，0.2 ～0.5m，采用浅暗火煅烧操作方法取小值，采用暗火

    煅烧操作方法取大值。

    测量要求：每只窑门选择 1 ～2 点或视窑情确定，每小时测量一次，测前应敲

    打一次钩头，将钩头粘结物料敲打掉，即可继续测量。 并根据每点测量结果进行

    综合判断。

    ①周边测量点深度大于 G，说明窑边火下沉(移)，应减少或暂停加料，减慢

    或暂停卸料，将边火提上来，再按正常看火操作。

    ②局部测量点深度大于 G，说明局部边火下沉(移)，上火速度减慢，应以该

    处边火承受风的能力适度打开相应处腰风阀，开度为 30% ～70%；开数视边火

    测点范围确定。 一般打开1 ～2 只腰风阀，最多 3 只，待该处边火好转、上火速度

    正常时，应及时关闭腰风阀。

    ③周边测点深度小于或等于 G，说明窑周边上火速度正常，且底火呈上移趋

    势，若窑内通风分布良好，应坚持正常加、卸料，进行连续煅烧操作。

    采用测量周边底火层上部位置的方法，为有腰风装置而无热电偶的水泥厂

    提供了简捷、及时的判断边火方法；即使安装了热电偶，采用此方法测量边火底

    火层上层位置，也能克服热电偶“滞后”性，防止偏火形成后再进行扭转、纠正的

    弊端，为及时预防和纠正偏火创造了更为有利的条件。

    8 5 水泥“十万”个为什么2. 29 立窑底火稳定的窑况标准是什么

    这里所说的底火稳定的窑况标准，也可称之为正常窑况标准。 可以从以下

    十个方面进行衡量和判断。

    ①窑温适宜，满足生料烧成熟料的要求。 边部底火层温度要烧到 1350 ～

    1450℃，中部底火层温度为 1400 ～1450℃。

    ②保持连续加卸料操作即成球盘不能停，窑需要多少就供多少；若因给料系

    统有工艺问题达不到，也应尽可能延长连续加料时间、稳定卸料，使窑内无各种

    异常窑况发生。

    ③保持合理的料面形状，即窑内料面呈锅底形(或 V 字形)，周边料位等高、无倾斜。

    ④湿料层厚度适宜，一般为 40 ～60cm 之间，呈暗边部、浅中间分布；边部湿

    料层厚度为 10 ～20cm、二肋湿料层厚度为 40 ～60cm、中部湿料层厚度为 10 ～

    20cm，并保持相对稳定。

    ⑤底火位置控制在喇叭口之中，全窑底火层厚度由边部向中部缓慢增加，无

    断裂、脱节现象发生(即无风洞)；边部底火层厚度一般为 30 ～50cm，中部底火

    层厚度一般为 60 ～100cm。

    ⑥固定全风(窑型与鼓风机匹配)或合理供风(固定供风量)时，窑内无大、恶性风洞出现。

    ⑦稳定供风时风压或鼓风机电流读数保持相对稳定，窑内截面通风分布均

    匀，上火速度稳定均齐，中部通风始终良好。

    ⑧稳定连续卸料，保持窑内物料始终处于“动态平衡”、沉落均齐一致。

    ⑨出窑熟料成品率高，块状熟料≥70%，无“红火”，出窑熟料温度在 100℃

    左右。

    ⑩各种热工参数和操作要求始终处于受控状态，保持稳定可调。

    2. 30 判断底火温度、厚度和位置的方法

    1893 年维恩研究了最大波长 λ max与温度 T 之间的关系，即 λ max T ＝2898

    μ m· K，故可依火光颜色(即：光的波长)判断其温度。 经验显示：暗红色 600℃、9 5 2 立窑煅烧操作红色900℃、橙黄色1100℃、黄色1300℃、淡黄1400℃、黄白1500℃、亮白(微黄)

    1600℃。

    判断底火的温度、厚度和位置的方法通常有四种。

    (1)采用眼观耳闻方法进行判断

    其重点是通过窑面烟气上升速度、烟气和龇出火料颜色、窑内声响进行。

    ①如底火正常。 从深浅看，烟色白而青，均匀上升轻快有力，而消失不快。

    窑面二肋及中部有蚕吃桑叶之“沙沙”声，伴有小球爆裂声。 从温度看：边部烟

    色青带白而多，升腾快而有力，窑面中部起火正常，并伴有小球爆炸声，全风煅烧

    时，边部火苗呈红色，龇火料或边部高温物料呈亮白不炫眼。

    ②又如底火过深、温度过高的情况。 底火过深：烟气色白而浓，上升缓慢卷

    曲无边，消失慢，在窑面回旋，窑内无料球爆裂声。 底火温度过高：边部烟色青而

    浓，但上升无力，窑面中部起火慢。 全风煅烧时，边部火苗炫眼或中部不时冒出

    蓝色火苗。 龇火料或边部高温物料呈亮白而炫眼。

    ③再如底火过浅、温度过低的情况。 底火过浅：烟色青而少，上升快，消失亦

    快，窑内物料有较多爆裂声，似爆炒黄豆一般。 底火温度过低：边部烟色淡而少，上升缓慢而轻飘无力，中部上火快。 全风煅烧时，边部火苗呈暗红色，龇火料或

    边部物料呈暗红色。

    (2)采用插钎探测法进行判断

    其重点是用一定尺寸的钢钎(矱16 ～18mm)按一定方法、一定要求插到窑的

    硬底，停留 2min 拔出，通过插钎时的感觉和观察钢钎烧红段的颜色及长度区间

    的情况来判别。

    ①底火正常时：钎子的烧红部色为红白，其长约 0.5 ～0.9m。 底火深则钎子

    的印迹 1m 左右。

    ②底火过深时：钎子插至 2m 以下才触及硬底，插下去不费劲和插不到底，且只烧红很短一段，其底火深度超过1.5m。

    ③底火过浅时：钎子插入很浅(小于 1m)，就插不下去了，底火深度小于

    0.6m。

    ④底火温度： ......