造成陶?；剞D窯內結塊、結圈的原因以及防止措施

    陶粒（人造輕骨料）工廠(chǎng)的回轉窯內往往會(huì )出現結塊、結圈現象，不僅影響陶粒的產(chǎn)量和質(zhì)量，結圈較多時(shí)必須停產(chǎn)處理1-3天，嚴重影響生產(chǎn)效率，浪費生產(chǎn)能耗，特別是熱能消耗。
一、 膨脹溫度范圍
    膨脹溫度范圍分為理論膨脹溫度范圍和實(shí)際生產(chǎn)膨脹溫度范圍。兩者的主要差別是：前者是在不考慮料球(或料塊)外表層軟化粘度大小的前提下測得的從開(kāi)始膨脹到停止膨脹的溫度區間．主要用于理論研究；后者是在料球(或料塊)外表層軟化黏度適中、達到陶粒堆積密度和正常生產(chǎn)要求的前提下測得的膨脹溫度區間，對實(shí)際生產(chǎn)具有重要的指導意義。
    陶粒的焙燒溫度因原料的性能不同而有別，一般為1100℃～1250℃。根據原料熔性可將陶粒原料分為長(cháng)熔性、中熔性、短熔性三類(lèi)。
    ① 長(cháng)熔性原料的實(shí)際生產(chǎn)膨脹溫度范圍很寬，焙燒時(shí)容易控制，可充分發(fā)揮膨脹性能，窯內不會(huì )產(chǎn)生結塊、結圈，是難得的好原料，但分布較少。
    ②中熔性原料的實(shí)際生產(chǎn)膨脹溫度范圍適中，只要控制好焙燒，則膨脹性能良好，窯內基本不產(chǎn)生結塊、結圈。此原料種類(lèi)較多，分布較廣，應盡量選用此類(lèi)原料；
    ③短熔性原料的實(shí)際生產(chǎn)膨脹溫度范圍太小，如不采取其他有效措施，焙燒非常困難，溫度偏低會(huì )出現生料，溫度偏高會(huì )出現結塊、結圈。此原料種類(lèi)較多，分布也廣，盡量少選用此類(lèi)原料。
    焙燒溫度波動(dòng)范圍還與采用的燃料種類(lèi)有關(guān)，若采用重油或天然氣作燃料，焙燒陶粒時(shí)的溫度波動(dòng)范圍約≤±20℃；若采用煙煤粉作燃料，焙燒陶粒時(shí)的溫度波動(dòng)范圍約≤±35℃。目前，大多陶粒廠(chǎng)采用的燃料多數為重油或天然氣，除了資源因素外，主要是環(huán)境保護要求高，并且有利于提高陶粒膨脹率。我國重油、天然氣價(jià)格過(guò)高，同時(shí)，受到環(huán)保政策的限制，煤炭幾乎不允許作為陶粒生產(chǎn)企業(yè)的燃料，因此多采用谷糠作燃料，但陶粒膨脹率稍有下降。隨著(zhù)環(huán)保政策的收緊，陶粒生產(chǎn)企業(yè)采用天然氣作為燃料將成為一種趨勢。
二、 陶粒窯內產(chǎn)生結塊、結圈的原因
    2.1 陶粒焙燒溫度低，燃料燃燒溫度不易穩定
    陶粒的焙燒溫度較低(物料溫度約1100℃～1200℃，火焰溫度約1250℃～1350℃),燃料的燃燒溫度不易穩定，波動(dòng)范圍相對較大。焙燒溫度偏低時(shí)，料球(或料塊)軟化黏度偏高、膨脹率低．就會(huì )產(chǎn)出生燒陶粒；若焙燒溫度偏高，料球軟化黏度偏低．料球之間或料球與窯內襯之間產(chǎn)生粘結而出現結塊、結圈。
    2.2 原料的實(shí)際生產(chǎn)膨脹溫度范圍窄
    陶粒原料的實(shí)際生產(chǎn)膨脹溫度范圍是穩定生產(chǎn)和獲得良好膨脹的重要條件。如果實(shí)際生產(chǎn)膨脹溫度范圍低于燃料燃燒溫度波動(dòng)范圍,就必然產(chǎn)生焙燒溫度低于膨脹溫度范圍下限或高于膨脹溫度范圍上限的現象,導致產(chǎn)出膨脹率很低的生燒陶?；蚋G內出現結塊、結圈現象。因此，陶粒原料盡量選用實(shí)際生產(chǎn)膨脹溫度范圍大于燃料燃燒溫度波動(dòng)范圍、膨脹性能良好的原料。因此,建廠(chǎng)前必須對當地的多種原料進(jìn)行科學(xué)試驗和分析對比，盡量選用實(shí)際生產(chǎn)膨脹溫度較寬的優(yōu)質(zhì)原料,或采取相應的有效措施。
    2.3 燃燒系統欠佳,操作水平低
    不少陶粒廠(chǎng)原料達到中熔性水平,但也經(jīng)常出現窯內結塊、結圈問(wèn)題，特別是投產(chǎn)初期。主要原因是：配置的燃燒系統有問(wèn)題，操作經(jīng)驗不足或失誤。燃燒系統問(wèn)題主要有：燃料質(zhì)量差、含水率高；燃燒器性能差，布置位置不當；窯頭、窯尾、窯中(雙筒回轉窯插接處)漏風(fēng)多，窯尾、窯頭負壓不足；一次風(fēng)與二次風(fēng)比例不當、溫度偏低；窯尾喂料不穩定，焙燒窯轉速不合理等。
三、防止窯內結塊、結圈的有效措施
3.1 選用或調整原料
    若當地有多種陶粒原料．應進(jìn)行實(shí)驗室配方和焙燒試驗，分別測出其適合的配方、焙燒溫度和時(shí)間、實(shí)際生產(chǎn)膨脹溫度范圍。在滿(mǎn)足膨脹率要求的前提下，盡量選用膨脹溫度范圍較寬的原料；若當地各種原料的實(shí)際生產(chǎn)膨脹溫度范圍均低于要求，可采用原料中摻加外加劑的方法有效提高膨脹溫度范圍。主要依據是：陶粒原料化學(xué)成分中，主要成分為SiO2(48％-65％)和Al203(14％-20％)，軟化溫度高、黏度大，必須依靠助熔成分降低軟化溫度。Fe203(2％-9％)和CaO+MgO(0-5％)對主要成分有較強的助熔作用，但軟化溫度范圍較窄，含量不能過(guò)多，含量是Fe203(5％-8％)和CaO+MgO(2％-4％)較好；Na20+KO(0-3％)對主要成分有更強的助熔作用，而且軟化溫度范圍寬，可提高原料的膨脹溫度范圍，含量Na20+K20(1．5％～3％)較好。國外有些陶粒廠(chǎng)的原料中摻加食鹽、鉀鹽、氫氧化鈉或氫氧化鉀等堿性物質(zhì)，有效提高了膨脹溫度范圍。這種方法雖然有效，但鈉、鉀類(lèi)堿性物質(zhì)價(jià)格較貴，而且需增加磨細、攪拌工藝，提高生產(chǎn)成本，在西方發(fā)達地方應用很少，僅適用于當地有鈉、鉀類(lèi)堿性礦石或廢渣的地區。
3.2 焙燒時(shí)外摻高熔性細料
    回轉窯焙燒時(shí)外摻高熔性細料，料球(或料塊)處于高溫軟化狀態(tài)時(shí)，高熔性細料沾在其表面，使料球之間和料球與窯襯(耐火磚)之間因隔有尚未軟化的細料而不粘結，不僅能防止料球在窯內的結塊、結圈，而且可適當提高焙燒溫度和膨脹率。實(shí)際生產(chǎn)中，外摻高熔性細料做法國內較少、國外較多。具體做法主要有下列四種：
    3.2.1料球入窯時(shí)外摻黃砂或耐火細料
    遼寧省建設科學(xué)研究院曾采用φ0.77m×4.0m中間試驗型回轉窯焙燒本溪市的風(fēng)化紅頁(yè)巖料塊(短熔性)。外摻黃砂后，生燒或結塊、結圈問(wèn)題基本解決，試生產(chǎn)比較穩定，陶粒堆積密度降到400-500kg／m3。日本大阪水泥公司輕骨料廠(chǎng)，采用磨細成球制粒、立波爾回轉窯焙燒，日產(chǎn)頁(yè)巖陶粒50Ot(約700m3)。在焙燒窯入口處摻加硅石粉，硅石粉細度0.08mm篩余約20％，摻加量為4.5t／h，其中1.6t／h回收(陶粒篩分)后重復使用，余者沾在陶粒表層或混雜在陶粒中。生產(chǎn)穩定，窯內基本無(wú)結塊、結圈。這種方法比較有效，但缺點(diǎn)較多：①外摻黃砂或耐火細料量較多，燃料和電力消耗增加；②細料回收困難，回收比例低；③增加生產(chǎn)成本。因此，采用此法的陶粒廠(chǎng)很少。
    3.2.2向窯內噴撒或制粒后料球表面滾沾生石灰粉
    近年來(lái)，歐洲開(kāi)發(fā)了一種用生石灰粉取代耐火粉的新技術(shù)。生石灰粉的主要成分是CaO,熔融溫度隨CaO含量而變，一般為1600℃～2000℃(CaO的熔融溫度為2570℃)，密度低，防止窯內結塊、結圈效果比較好，提高陶粒膨脹率。2000年丹麥F.L.史密斯公司成功開(kāi)發(fā)了一種從窯頭向窯內燒成帶噴撒生石灰粉的技術(shù)和設備，生石灰粉的噴撒位置和數量可根據窯內實(shí)際焙燒情況進(jìn)行及時(shí)調整。主要調整方法是：用數控電子秤調整生石灰粉噴人量；用遙控電動(dòng)蝶閥改變高壓空氣的風(fēng)量，以調整噴撒生石灰粉的深度和長(cháng)度；用電動(dòng)螺旋調節噴咀角度，以調整噴撒生石灰粉的方位。該裝備的優(yōu)點(diǎn)是：可使防止窯內結塊、結圈和提高陶粒膨脹率達到較好狀態(tài)，同時(shí)節約生石灰粉耗量(生產(chǎn)每立方米陶粒平均耗用生石灰粉20kg～30kg)綜合效果好；缺點(diǎn)是：噴撒生石灰粉的裝備比較復雜。歐洲多家陶粒廠(chǎng)采用了此項技術(shù)裝備。德國A.E.菲洛斯泰公司開(kāi)發(fā)了陶粒原料制粒后料球表面滾沾生石灰粉技術(shù)。此技術(shù)工藝簡(jiǎn)單：采用圓盤(pán)成球機制粒后卸人中空式輥筒機，同時(shí)計量配人生石灰粉．使生石灰粉均勻地滾沾在料球表面．直接送人窯內焙燒，生產(chǎn)每立方米陶粒平均耗用生石灰粉30kg～50kg。此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：防止窯內結塊、結圈和提高陶粒膨脹率效果好，工藝、設備簡(jiǎn)單，投資較少；主要缺點(diǎn)是：按窯內實(shí)際焙燒情況調節滯后、不靈活，生石灰粉耗量相對較大。德國有4家陶粒廠(chǎng)采用了此項技術(shù)。
3.3 選用優(yōu)質(zhì)煤粉噴咀并合理布置
    宜選用混流式高效燃燒器，宜布置于活動(dòng)窯頭中心，斜度與回轉窯相同，并配有調整噴咀插入深度和角度的燒嘴小車(chē)。
3.4 防止漏風(fēng)
    確保負壓窯頭、窯尾和窯中(雙筒回轉窯插接處)必須配制高效、耐磨的密封裝置，使漏風(fēng)率降至15％以下。為提高焙燒效率，必須配置富裕量不低于30％的抽風(fēng)裝置(引風(fēng)機、煙囪等)和調節閥，根據窯型和規格，使窯尾端的負壓達到-200～－500Pa，活動(dòng)窯頭端負壓達到-20～－50Pa。
3.5 提高看火操作水平
    陶粒焙燒的看火操作難于水泥熟料焙燒，主要原因是焙燒溫度低、溫度波動(dòng)大、原料的軟化黏度范圍窄。窯頭看火工需經(jīng)3～6個(gè)月的理論和實(shí)際操作專(zhuān)業(yè)培訓。由于需要24h連續看火，應加強勞動(dòng)紀律。