关于铝土矿回转窑结球结圈问题的答疑

问：韩工，我厂新投产铝土矿回转窑煅烧生产线一条，投产以来，频频发生回转窑结球、结圈事故，请问如何解决铝土矿回转窑结球、结圈问题？

答：铝矾土回转窑结球、结圈是原料、工艺、装备、管理等不到位导致的必然结果。众所周知，回转窑结球、结圈问题是回转窑生产过程不可避免的问题，但是频频发生结球、结圈，就需要从原料、工艺、装备、管理四个方面来详细分析，找到问题的根源所在，然后下力气、下成本改造、整改，避免类似问题继续发生。

所谓结球、结圈是因为煅烧料出现了液相，而且随着液相量的增大，煅烧料从脆性状态达到塑性状态，在滚动运转的窑体内，结团成球，粘壁结圈。

结球、结圈轻则影响产量、质量，重则造成荷载加重，损害窑墙、窑体、传动，影响气流、物料、温度制度，达到无法生产不得不停产维护保养的被动状态。

下文，从原料、工艺、装备、管理四方面来分析铝土矿回转窑结球、结圈的原因。

（1）原料。按照YB/T5057-1993铝土矿石技术条件规定，铝土矿可分为七个类型，七个品级，其中用作刚玉研磨材料的铝土矿石，要求其中包含Fe2O3＜5.0%，Al2O3/SiO2≥15%，TiO2＜5.0%，CaO+MgO≤1.0%。块度要求为20~300 mm，矿石中不得混入黏土、石灰岩等外来杂物。由于标准相对比较早，并不能完全适应生产和实际使用要求。而YB/T5179-2005高铝矾土熟料的理化指标分级标准，熟料可分为九个级别，其中Fe2O3＜2.5%，CaO+MgO≤0.6%，K2O+Na2O≤0.6%,TiO2＜4.5%。块度回转窑要求5 mm标准筛以下＜8%，杂质含量＜2%，同一牌号产品混入其它低牌号产品不得超过10%，产品中不得混入石灰石、白云石、黄土等其它杂质。我国铝土矿大部分是“鸡窝矿”，矿山夹杂在石灰石、白云石、铁矿、黏土矿之间，而且成分不稳定，物理化学技术指标波动较大，对于铝石分类分级、加工处理、煅烧加工都极具有挑战性。

作为回转窑煅烧原料，我认为铝土矿石应该选用理化指标相对比较稳定的矿点，技术部门或质检部门应该做好原料勘探、勘察、试验和研究，试验研究内容应该包括：原料的化学全分析，原料的干燥强度，原料的堆积密度，原料的流动休止角，原料的差热分析，不同粒度原料的煅烧温度试验、煅烧矿样的性能检测（包括显气孔率、吸水率、体积密度、真比重，XRD和SEM微观结构和晶相组成分析）。这些试验可以确定铝土矿石是否适合回转窑生产，确定回转窑生产应该采取什么样的生产工艺？什么样的技术装备？什么样的管理制度？原料流动性、粒度以及粒度级配是否满足现有回转窑倾角要求？什么样径长比，转速，可以满足在原料的堆积密度一定时的产质量？什么样的耐材，什么样的砌筑方式，才能满足煅烧温度制度？什么样干燥、预热、预分解工艺装备才能满足铝土矿石自然水和结合水的脱水反应？只有做好原料的勘探、勘察、普查、调研，做精原料的研究实验，才能选好工艺、用好装备，生产好产品，也才能杜绝事故，提质增产，精益增效。

（2）工艺。原料确定工艺，对于理化指标不稳定，管理制度不规范，技术能力比较低的企业，为了稳定生产，提高产品档次，最好采用均质铝矾土煅烧工艺技术，即通过均化工艺和适当煅烧温度制度，生产出成分稳定、结构均匀、性能稳定的产品，均化工艺包括矿物原料均化、配合料调配、原料球磨制浆、浆状原料均化陈腐、压滤脱水或干燥脱水，人工成球，球体干燥等工艺。对于土状原料、或硬度、强度不够的石状原料，也需要配入其它配合料，球磨制浆，均化陈腐、压滤脱水或干燥脱水，人工成球，球体干燥等工艺。对于铝含量不高，杂质比较多的矿石，也需要进行人工拣选、脱硅、脱钙、除铁等生产工艺。粒度也是生产稳定的一个关键点，制定原料的人工拣选、一次水洗、破碎、筛分、二次水洗、烘干、预热和预分解工艺是保证原料粒度和颗粒级配的关键。矿山开采的原料，避免不了黄土、石灰石等杂质，人工拣选和一次水洗，可以去除杂质，破碎筛分可以保证原料粒度和粒度级配，二次水洗需要洗去破碎筛分时颗粒原料中的细粉，烘干避免原料粘结成团，保证原料的流动性，预热和预分解保证矿石的脱水、铝土矿主要矿物组成是一水硬铝石，它在580~600°之间有一个脱水吸热谷，脱完水的铝土矿石在进入回转窑内就不存在继续脱水的问题了，缩短了生产周期，也避免料脱水结生料圈和铝土矿石炸窑的可能，炸窑就不能保证粒度，也不能保证生产的安全稳定。铝土矿的煅烧，实际上是完成从铝土矿到刚玉熟料转变的过程，合理的煅烧工艺可以提高α-Al2O3转化率，提高煅烧料的致密度，降低煅烧料的显气孔率和吸水率，缩短刚玉研磨材料或耐火材料的烧成周期。同时，随着国家对节能环保和市场对刚玉材料应用技术要求，选用先进的节能减排工艺技术和煅烧料深加工工艺技术，也是必不可少的。工艺无处不在，工艺研究永无止境，必须不断地研究新工艺，解决新问题，才能解决生产顽疾，突破生产技术瓶颈。

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