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西南某厂在生产过程中，产生飞砂料的情况比较严重，1998年7月以前，产生的飞砂料呈青灰色，粒料较少，而粉料较多，这种飞砂料的饱和系数(KH)较高，一般在0.93以上，而游离氧化钙(fCaO)一般低于1%(该厂所用煤质量较好)，间或也产生青灰色、颗粒较大、量较多的飞砂料，其熟料饱和系数在0.91左右，fCaO含量一般也低于1%，这两种飞砂料对生产的正常进行并无太大的影响，仅仅在窑头下料口斜坡上有少量堆积。而此后的一段时间内，却连续发生熟料在窑头下料口上堆积，造成堵塞而被迫停窑的现象，这种熟料呈青黑色，粉料较多，KH在0.93以上，fCaO含量在1.5%左右，发生窑口堵塞后，单筒冷却机内通风、冷却受到了严重影响，造成冷却机内散热不畅而受热伸长，影响冷却机的安全运转。
2 分析与讨论
1)煤质(或喷煤管状况)发生变化是飞砂料性质发生变化的原因，这种飞砂料出窑口时具有极大的粘性，是产生堵塞的根源。
2)在检修窑口时，窑体被加长约150mm，以致粉料在窑头下料口斜坡上堆积面积变大，也是原因之一(见图1)。
图1 粉料堆积示意图
就飞砂料形成的原因，厂家请教了有关专家，并做了化学及岩相分析：
1)粒料与粉料相比较，粉料中CaO、SiO2含量比粒料中略高，而Al2O3、Fe2O3含量则相反；
2)飞砂料的熟料饱和系数(KH)一般偏高，烧成温度也高；
3)操作对飞砂料的形成有重大的影响，短焰急烧使得物料在烧成过程中产生了急剧的物理、化学变化，使得富含A矿的成分迅速脱离母体，导致飞砂料的产生和疏松多孔的粒料的形成；
4)从化学成分上来看，Al2O3是飞砂料形成的最重要的“参与者”。
3 方案的内容
厂家经过分析、研究后，提出了如下解决方案：
1)改变操作。推进喷煤管(厂家在以前曾把喷煤管加长80cm)，拉长火焰，该方法可使得飞砂料变成正常结粒的熟料(熟料呈青黑色、玻璃状)，但该方法因影响操作只能临时使用。
2)调整熟料饱和系数。厂家曾用同样的原料，通过下调熟料饱和系数使得熟料产生如表1变化。
表1 调整熟料饱和系数对熟料外观的影响
饱和系数(KH) |
0.93以上 |
0.91左右 |
0.88左右 |
熟料外观 |
青灰色、粉料多 粒料少而小 |
青灰色，粒料大 而圆，粉料变少 |
青黑色，多呈巯 松片状，结粒 |
3)控制煤粉的质量，保持喷煤管完善的工艺状况。
4)在窑头下料口斜坡上方开一个门，该门平时关闭(不影响冷却机内的通风、冷却)，当窑头下料口斜坡上堆有粉料时，及时打开门，用钢钎捅掉粉料，实施该方案时，只要平时能及时进行检查，并注意熟料的变化，可以保证生产的正常进行，而不发生堵塞。
5)用粉煤灰代替部分粘土进行四组分配料。针对该厂所用粘土中Al2O3含量偏低的情况，用粉煤灰作校正原料，适当提高生料中的Al2O3的含量(粘土及粉煤灰主要成分见表2)，同时适当降低Fe2O3的含量(粉煤灰量约占生料总量的1.5％左右)，具体做法是用磨头提升机把粉煤灰提到磨头合(以前闲置)内,和石灰石、粘土、铁粉一起，通过微机配料。
表2 粘土及粉煤灰主要成分 %
物料名称 |
Al2O3 |
SiO2 |
煤灰 |
30 |
51 |
粘土 |
13.5 |
72 |
注：粘土成分变化较大，表中数据为一般要求。
改进生料配方后，熟料结粒状况得到根本改观，飞砂料得到根除，熟料不再在窑头下料口上堆积了。
但该方案也有一定的缺点：
①磨头提升机机口扬尘较大。
②粉煤灰中含有一定量的水分，磨头仓易架空而产生粉煤灰短时断料，影响生料质量并增加了操作工的劳动强度。
③生产易受仓储和气候的影响。
④由于该地区粘土成分变化较大，而厂方又无粘土的预均化设施及生料的均化设施，致使用粉煤灰代替部分粘土配料时，生料中Al2O3含量有时过高，而SiO2含量过低，这时会产生窑情不易稳定，窑速等参数波动大，黑影近；饱和系数较高的情况下，fCaO不易控制；窑皮受火焰影响增大，呈前薄后厚形的情况严重等问题。
6)完善预热器结构，提高入窑生料的分解率，从而缓解烧成带压力，增加烧成带长度降低烧成带温度，改变“短焰急烧”的状况，是解决飞砂料问题的根本方法。
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