立窑节能技术措施

1 窑体保温材料结构改造
　　窑体保温有内保温和外保温，外保温即在窑体外部，将较厚的岩棉或保温涂料绑缚或紧箍在窑体外表面，外保温容易对窑筒体产生不良后果：一是简体受热易产生变形，对窑房安全不利；二是简体在高温下氧化过快，影响设备使用寿命。内保温是在耐火砖和窑简体之间加保温材料，内保温使窑的有效内径变小，影响提高产量。窑体保温的方法有很多，下面仅介绍两种比较认可的方法。
　　（1）通体保温实例
　　窑体保温不良，容易造成边部散热过大，使配煤量增加，导致中部热量过剩，煅烧带延长，底火下移。窑体扩径后，必须加强窑体隔热保温措施，减少散热损失。可以选择窑体保温层采用由磷酸盐耐磨砖、隔热浇注料、硅酸铝纤维毡和硅钙板组成的耐火保温结构，隔热浇注料采用珍珠岩、轻质陶粒、矿渣粉、耐火泥按比例混合而成。
　　研究认为增加隔热保温层的高度，可以提高入窑空气的预热温度，加速物料反应。
　　由铁砖向上至腰风管处，保温层结构由内向外分别是磷酸盐耐磨砖、隔热浇注料、硅酸铝纤维毡和一层硅钙板；特别是要注意窑平面往下4m位置内的窑体保温，从腰风管向上至窑平面往下1.8m位置，保温层结构在上述基础上增加一层硅钙板，变为两层硅钙板；窑平面往下至1.8m是烧成带位置，保温特别重要，从内向外由磷酸盐耐磨砖、隔热浇注料、硅酸铝纤维毡和三层硅钙板组成保温层结构。采用新型保温层结构后，窑壁的总热阻在3.0～3.5之间，高温带筒体表面温度为40℃左右，一般情况下窑筒体温度与环境温度之差小于15℃，节能效果明显，熟料热耗可降低507kJ／kg熟料。
　　（2）内保温实例
　　立窑煅烧的特点是窑内温度变化大，中部通风不良，温度较高，熔体出现较多，结构致密，容易形成还原气氛。边部由于物料在煅烧过程中收缩而产生“边壁效应”，边部风速较高带走一部分热量，加上窑体表面散热，使该部热量散失严重，温度较低，熔体出现较少，部分物料生烧、欠烧，此时如果保温较差，窑内中边部温差更大，边部温度可降至1200℃以下，而中部可能高达1500℃或更高，这样会使生烧料和黄球与未经充分冷却的炽热熔块同时卸出窑外，造成熟料质量大幅度下降。
　　为此，对窑体进行保温是非常必要的。
　　在窑内加一层80mm厚的陶粒浇注料，在浇注料与耐火砖之间加一层20mm厚的硅钙板，在硅钙板与浇注料之间加一层20mm厚的硅钙纤维板。
　　内保温改造后，经过实测：冬季高温带窑体表面温度在40℃左右，使窑内温度变化幅度减少，稳定了热工制度，降低了热耗，提高了熟料质量。
　　2 窑体保温和衬料选择
　　一般窑体散热损失较小，因而保温隔热措施应做好。现在窑体热损失都不很大，前面说的任何一台窑其保温都是满足要求的。
　　机立窑的耐火材料主要是用磷酸盐砖和高铝砖。也有在喇叭口内镶砌抗结皮高铝砖或改性尖晶石砖，烧成带用高铝砖或碱砖，主要是防止窑皮粘结、炼边。
　　在耐火材料和窑体钢板间设保温砖、硅酸铝纤维毡、硅钙板、珍珠岩保温层和岩棉隔热层。
　　这样厚度达900mm以上，简体温度比环境温度只高5～IO℃。也有单位只用耐火材料、保温砖和硅酸铝纤维共三层，但耐火材料和保温砖厚度加厚，硅酸铝纤维毡也用了两层(每层厚40～50mm)。在烧成带可以扩径，加厚保温层。
　　3 强化通风。减少化学不完全燃烧损失
　　立窑通风不仅影响燃料燃烧，还影响窑内传热和熟料冷却。尤其对于扩径后，原来风量仅为160m3／min、压力35000Pa的罗茨风机已远远不够，虽然改造时并联了一台附属铁厂闲置的风量为80m3／min、压力30000Pa的罗茨风机，但是，由于其并联方式不当和风机压力的差异，致使立窑的通风仍明显不足。经过反复研究实践，对供风系统进行了再次改造。即将原来风量160m3／min、压力35000Pa的罗茨风机作为底部通风机，其主要作用为熟料冷却和平衡全窑用风；将风量80m3／min、压力30000Pa的罗茨风机改造为腰部通风机，其主要作用为熟料烧成和调整偏火用风。经实践检验，这种配置两风机功能明确，各司其职，易于操作，对于高挥发分烟煤有上火快、降低化学不完全燃烧和热耗低等特点，窑工反映良好。
　　4 严格控制生料中的含煤
　　煤在立窑煅烧水泥熟料中的作用与影响主要有三：①供应热量；②煤灰掺入熟料，成为其组成部分；③制造窑内气氛。由此可见煤在立窑煅烧水泥熟料中的作用与影响，以及控制生料中的含煤量的重要性。
　　近年来中国建筑材料科学研究院等单位研制成功了“黑生料发热量测定仪”，将一定量(1g左右)的样品置于氧弹中充氧点火燃烧，通过氧弹外水浴筒中的介质温升来测定样品的燃烧热。氧弹法能直接测出黑生料的真实热含量，反映了黑生料在立窑内热工过程的热行为，且测量周期短(15min)、测量精度高(误差≤3％)，完全适用于生产过程的检测分析和质量控制。
　　“黑生料发热量测定仪”除黑生料外，还可直接测出煤和煤矸石等可燃物质的真实发热量。
　　经过实践检验，黑生料发热量作为～项控制检验项目对立窑水泥厂的提高熟料产质量、减低煤耗、稳定操作好处很多。
　　5 采用小料球煅烧
　　小料球成球技术得到了众多立窑水泥厂的赞许和推广应用，并获得了显著的增产节能效果，从根本上提高了熟料的烧成质量和立窑的生产能力，改善了煅烧条件，辅以矿化剂或金属尾矿配料，烧成热耗明显下降。粒度均齐的小料球，由于均齐，因此球间的空隙率增加，再加上单个料球重量轻，在窑内煅烧时呈微沸腾状态，料层阻力小，反应速度快，鼓风机电流降低。应用小料球成球技术后，一般最起码可降低热耗418～627kJ／kg(100～150kcal／kg)，节能效果显著。
　　一定成分的生料粉，成球水分随粒径增加而增加。因此，粒径减小，蒸发水分而损失的热量可减少。若是平均比常规水分低2％～3％，热损失可减小lOOkJ／kg。另外，不同粒径的料球，其收缩率随粒径的减少而增大。料球收缩率越大，有助于熟料的冷却，也提高了熟料质量，减小热损失。