一、什么是掛窯皮

　　回轉(zhuǎn)窯是水泥生產(chǎn)的主機設備。水泥回轉(zhuǎn)窯是一個傾斜的、通過若干輪帶放置在若干對托輪上的旋轉(zhuǎn)的筒體，其內(nèi)壁上鑲嵌有耐火磚。生料粉從窯尾筒體高端的下料管喂入窯筒體內(nèi) ，由于窯筒體的傾斜和緩緩地回轉(zhuǎn)，使物料產(chǎn)生一個即沿著圓周方向翻滾，又沿著軸向從高溫向低端移動的復合運動，生料在窯內(nèi)通過預熱，分解，燒成等工藝過程，燒成水泥熟料后從窯筒體的底端卸出，進入冷卻機。燃料從窯頭噴入，在窯內(nèi)進行燃燒，發(fā)出的熱量加熱生料，使生料煅燒成為熟料，在與物料交換過程中形成的熱空氣，由窯進料端進入窯系統(tǒng)，最后由煙囪排入大氣。

　　回轉(zhuǎn)窯主要由窯筒體、傳動裝置、支撐裝置、擋輪裝置、窯頭密封裝置、窯尾密封裝置、窯頭罩等組成。水泥回轉(zhuǎn)窯的筒體是鋼板制成的圓筒，為保護回轉(zhuǎn)窯的筒體，在其內(nèi)側(cè)鑲砌了一層耐火磚作為窯襯。

　　回轉(zhuǎn)窯是一個集燃料燃燒、熱交換、高溫化學反應和輸送物料氣流為一體的設備，由于窯內(nèi)氣體溫度比物料溫度他要高得多，在容器內(nèi)經(jīng)常保持著1450℃以上的高溫，窯每轉(zhuǎn)一圈，窯襯表面受到周期性的熱沖擊，溫度變化幅度為150-250℃，在窯襯10-20mm表層范圍內(nèi)產(chǎn)生熱應力；窯襯還承受由于旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的磚砌體交替變化的軸向和徑向的機械應力，以及煅燒物料的沖刷磨損；由于同時產(chǎn)生的硅酸鹽熔體對耐火材料有一定的侵蝕作用，會引起耐火材料的脫落，使窯體表面溫度過高或“紅窯”。

　　耐火磚的耐火度和厚度是有限的，經(jīng)受不了長時間高溫的侵襲和物料化學反應的腐蝕，為延長耐火磚的使用壽命，于是在其表面再加上一層堅固的保護層，也就是掛上一層熟料，看火工把它稱作“窯皮”。

　　掛窯皮的目的就是在于延長火磚的使用壽命，使回轉(zhuǎn)窯筒體不受損傷，并可減少熱量向外散失，提高熱效率。其具體作用如下^[1] ：

　　1.保護耐火磚，使耐火磚不直接受高溫及化學侵蝕。

　　2.儲存熱能，減小窯殼向周圍的熱損失，提高旋窯的熱效率。

　　3.充分傳熱介質(zhì)，在窯皮暴露于空氣中，與高溫的空氣接觸時，通過輻射或者是對流的方式吸收熱量，當窯皮在下部與料接觸時，以傳導的方式傳熱給生料。

　　4.窯皮的表面粗糙，它可以降低粉料流動速度，延長料在窯內(nèi)反應時間。

　　二、掛窯皮的原理

　　根據(jù)物料在煅燒時所具有的膠粘性能與表面熔融的耐火磚結(jié)合在一起的特點來掛窯皮。物料進入燒成帶以后出現(xiàn)液相，隨溫升而液相增多。當耐火磚表面微發(fā)融時，隨窯的轉(zhuǎn)動，具有一定膠粘性的熟料將耐火磚壓在下面，并從耐火磚上吸收一定的熱量使其膠粘在一起，并起化學反應，隨溫降形成第一層窯皮，隨窯運轉(zhuǎn)時間的加長窯皮越來越厚，窯皮表面溫度也越來越高，粘上和掉下的窯皮數(shù)量相等，再經(jīng)燒煉，窯皮堅固致密。

　　三、如何掛窯皮

　　新型干法窯一般掛窯皮步驟如下：

　　當窯尾溫度達950度左右，渦流分解室溫度達650-700度，窯頭火磚開始發(fā)亮發(fā)白時，先喂入的生料即將進入燒成帶。這時，窯頭留火待料，保持燒成帶有中夠高的溫度，并將吊起的2個C4排灰閥復原。三次風管閥門開至10%左右，打開渦流燃燒室和分解室閥門，開始向渦流分解室噴輕柴油和少量煤粉。當C1出口溫度達400-450度時打開置于C1出口至高溫風機廢氣管道上的冷風閥，摻入冷風調(diào)節(jié)廢氣溫度，保護高溫風機。待C5出口氣體溫度達900度時適當開大三次風管閥門后即可下料。喂料量為設計能力的30-40%，并逐漸關(guān)閉冷風閥適當加大喂煤量和系統(tǒng)排風量，慢速轉(zhuǎn)窯，開始掛窯皮；系統(tǒng)正常，分解爐溫度穩(wěn)定后，可以拆除點火噴油嘴；如果燃燒無煙煤，應適當延長點火噴油嘴的使用時間，但油量可以減少，以對無煙起助燃作用。掛好窯皮的關(guān)鍵是，待生料到達燒成帶時及時調(diào)整喂煤量和窯速，確保燒成帶溫度穩(wěn)定，窯速與喂料量相適應，使粘掛的窯皮厚薄一致、平整。若溫度太高，掛上的窯皮易被燒垮，生料易燒流，耐火磚嚴重侵蝕；若溫度突然降低會跑生料，形成的窯皮疏松夾心，容易垮落。一般需3-4個班可掛好窯皮。

　　四、掛窯皮的影響因素^[2]

　　1.生料化學成分

　　所謂掛窯皮就是液相凝固到耐火磚表面的過程。因此熟料燒成液相量的多少液相粘度的高低直接影響到窯皮的形成，而生料化學成分直接影響液相量及其粘度。以前濕法窯，人們主張掛窯皮期間的生料硅酸率適當偏低一些，而飽和比適當偏高一些。但對于預分解窯，目前窯頭都使用三風道或四風道燃燒器，回轉(zhuǎn)窯正常運行時，一次風量少，二次風溫度又很高。因此煤粉燃燒速度、火焰溫度遠高于濕法窯。如果降低硅酸率，液相量相應增加，物料容易燒流，掛上的窯皮不吃火容易脫落。所以一般都主張掛窯皮的生料應與正常生料成分相同為好。

　　2.燒成溫度和火焰控制

　　掛好燒成帶窯皮的主要因素除有一定的液相量和液相粘度以外，還要有適當?shù)臏囟龋瑲饬?、物料和耐火磚之間要有一定的溫差。一般應控制在正常生產(chǎn)時的燒成溫度。掌握熟料結(jié)粒細小而均齊，不燒大塊更不能燒流，嚴禁跑生料。升重控制在正常生產(chǎn)指標內(nèi)。要保持燒成溫度穩(wěn)定、窯速穩(wěn)定、火焰形狀完整、順暢。這樣掛出的窯皮厚薄一致、平整、均勻、堅固。

　　3.喂料量和窯速

　　為了使窯皮掛得堅固、均勻、平整，穩(wěn)定窯內(nèi)熱工制度是先決條件。掛窯皮期間，穩(wěn)定的喂料量和穩(wěn)定的窯速是至關(guān)重要的。喂料量過多或窯速過快，窯內(nèi)溫度就不容易控制，粘掛的窯皮就不平整，不堅固。所以新窯第一次掛窯皮起始喂料量和窯速最好能控制設計產(chǎn)量的35％左右。掛到一定程度以后再視窯皮粘掛情況逐漸緩慢增加。這樣可以保持料層由薄到厚，溫度由較低到較高，物料在窯內(nèi)停留時間由較長到較短，以便于保持火力偏中而穩(wěn)定，粘掛好窯皮和燒好熟料。隨著窯皮不斷增厚，逐步減少物料在窯內(nèi)的停留時間，增厚料層，提高燒成帶火力，這也是防止窯皮因掛得快而松散的措施。

　　4.掛窯皮期間的噴嘴位置

　　一般情況下，噴嘴位置應盡量靠前(往外拉)一點，同時偏料，火焰宜短不宜長。這樣高溫區(qū)較集中，高溫點靠前，使窯皮由窯前逐漸往窯內(nèi)推進。隨著生喂料量的逐漸增加，噴嘴要相應往窯內(nèi)移動。待窯產(chǎn)量增加到正常情況，噴嘴也隨之移到正常生產(chǎn)的位置。掛窯皮期間切忌火焰太長，否則高溫區(qū)不集中，窯皮掛得遠或前薄后厚，甚至出現(xiàn)前面窯皮尚未掛好，后面已經(jīng)形成結(jié)圈等不利情況。

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　　5. 新窯掛窯皮應有三天的操作時間

　　在掛窯皮的過程中，要求窯皮漸漸增厚，不要過快，以避免掛上的窯皮松馳，不結(jié)實，影響回轉(zhuǎn)窯以后的長期安全運轉(zhuǎn)。判斷窯皮是否平整，首先根據(jù)筒體溫度掃描，看曲線波動是否有峰值出現(xiàn)；其次，根據(jù)窯規(guī)律曲線，看是否有寬窄的周期性變化；另外，現(xiàn)場在窯頭用看火鏡也可以看出窯皮顏色微白，前后平整，顏色一至，沒有凸凹和明暗現(xiàn)象，則表明窯皮較平整。

　　五、如何保護好窯皮

　　要想保護好窯皮，應注意以下幾點^[3] ：

　　1.首先要掛好窯皮，掛中有保，保中有掛。

　　2.建立和建全窯襯材料的保管和砌磚責任制,提高襯料和砌磚質(zhì)量，各帶窯襯應相應配套。

　　3.加強煅燒控制，避免燒大火，燒頂火，嚴禁燒流或出生料，保證熟料顆粒細小均勻。

　　4.改進噴煤嘴結(jié)構(gòu)，保持完整的火焰形狀、經(jīng)常移動噴煤嘴位置，調(diào)整高溫區(qū)。

　　5.嚴防結(jié)圈，發(fā)現(xiàn)結(jié)圈要及時處理。

　　6.發(fā)現(xiàn)窯皮不好時及時采取措施。

　　7.加強設備維護，減少停窯次數(shù)，避免窯皮因忽冷忽熱而脫落。

　　結(jié)語

　　根據(jù)物料在煅燒時所具有的膠粘性能與表面熔融的耐火磚結(jié)合在一起的特點來掛窯皮，注意掛窯皮時的喂料量、窯速、火焰長度以及掛窯皮的時間等要點，綜合考慮各方面的因素，掛好窯皮可以減少熱量向外散失，提高熱效率，延長耐火材料的使用壽命，對回轉(zhuǎn)窯有十分積極的影響。另外，應加強設備維護，發(fā)現(xiàn)窯皮不好時及時采取措施，保護好窯皮。

　　參考文獻

　　[1]周冠東.窯皮的作用及影響因素. 河南建材, 2010(第5期): p. 1.

　　[2]孫偉卿.淺談影響窯皮的因素及解決措施. 新世紀水泥導報, 2006( 第1期): p. 1.

　　[3]李慶陽.掛好與保護好窯皮的方法. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟, 2005: p. 1.