为彻底解决窑尾结圈问题，公司成立技术攻关小组，从原材料进厂、过程质量管控、水泥窑参数优化等方面进行技术攻关，解决了水泥窑二档后结圈问题，水泥窑实现平稳运行，同时提升了专业管理水平。
我公司Φ4m×60m水泥生产线采用石灰石、黏土、湿粉煤灰、铜尾矿渣为主要原料的四组分配料方案。生产中能够实现稳定运行，熟料3d抗压强度≥27MPa、28d抗压强度≥56MPa。该线篦冷机型号为LBTF，生产能力2?t/d，篦床有效面积72.27m2，单位熟料冷却风量1.93Nm3/kg，出篦冷机熟料温度高（℃），窑前二次风温低（℃左右），入窑生料分解率96%~98%，入窑物料提前形成液相，极易形成窑二档后结圈。在年6~7月生产中，窑二档后频繁出现结圈现象，严重时窑尾出现漏料，窑投料量下降，熟料质量波动，窑况极不稳定，多次被迫停窑处理，严重影响水泥窑稳定运行。本文针对上述问题进行了分析，介绍了采取的措施，供同行参考。
1 存在的问题水泥窑运行中篦冷机篦床料层薄，篦下压力控制在4?Pa左右，窑前温度低，分解炉温度控制偏高（~℃），入窑生料分解率高，提前形成液相，窑二档后结圈频繁，窑尾冒灰严重，结圈后窑投料量、熟料质量受影响。结圈前后筒体扫描对比见图1。
图1 结圈前后筒体扫描对比
2 结圈的原因分析2.1 出磨生料质量波动大
我公司无自备矿山，石灰石由附近西宇、顺运两个矿点外购进厂，堆放在堆场，由外协单位人员用装载机按照质量部下发的搭配比例进行搭配，破碎后入石灰石堆场。由于石灰石搭配不稳定、布料机液压系统故障多、料堆料少等原因，存在出磨生料质量波动大的问题。
2.2 原煤品质波动大
公司进厂原煤以新疆煤、外蒙口岸煤为主。新疆原煤热值高、挥发分高、内外水高，外蒙口岸煤热值低、灰分高、原煤水分低，其工业分析见表1。
表1 进厂原煤质量
生产中两种原煤搭配使用。进厂原煤堆场地方狭小，原煤均化堆场煤堆存量少，原煤搭配难度大，导致原煤质量波动大，难以实现均质稳定，煤粉制备过程中由于原煤水分高，导致出磨煤粉水分过高，燃烧时热力强度低，高温后移，窑内提前形成液相，导致结圈。煤粉细度粗、水分高，着火速度慢，燃烧时间长，火焰的热力分散，在二次风量不足、通风不良的情况下，物料预烧不好。一次风量不足、风速、风压减小，风煤混合不好，容易产生不完全燃烧，大量碳粒和CO不能在烧成带燃烧，而在分解带甚至窑尾才燃烧，同时在烧成带产生大量CO，使物料中部分氧化铁被还原成氧化亚铁，形成FeO·SiO2低熔点的化合物，其在1?℃左右能促使硅方解石〔2（CaO·SiO2）·CaCO3〕的形成，而硅方解石在1?~1?℃的液相中形成，又促进了烧成带液相提前出现，将未熔的物料黏结在一起，造成结圈。
2.3 窑前二次风温低、火点后移
在生产中，篦冷机篦床料层控制过低，一段篦下压力4?Pa，二段篦下压力3?Pa，窑前二次风温~1?℃，温度低、波动大，导致窑前煤粉燃烧点后移，窑内提前形成液相，形成结圈。
2.4 喂煤波动大
窑头、窑尾煤粉转子秤给定值和实际反馈值误差较大，生产中分解炉温度波动大，操作员对喂煤量的调整频繁，喂煤量波动大。入窑生料SO3含量2.10%，熟料SO3含量1.04%，从硫含量数据分析看出，窑尾喂煤量偏大。现场从C5下料管可以看到入窑生料中有火星，证明有煤粉燃烧不完全，检测数据显示，分解炉氧含量偏低（1.09%），CO偏高，也说明窑尾喂煤量偏大，这会造成分解炉内煤粉不完全燃烧，产生局部高温现象。
2.5 分解炉温度过高
分解炉温度控制~℃，高于作业指导书要求温度（±10）℃，使入窑生料分解率偏高，入窑生料中夹杂不完全燃烧的煤粉进入窑内后提前形成液相，导致窑内频繁结后结圈。
2.6 窑内物料填充率高
窑内结圈大多是在窑产量较高时形成的，往往都是由于增产的条件超过规定的最高抽风能力，而导致燃料不完全燃烧造成的。当窑产量增加到一定限度之后，用煤量增加，煤灰大量沉落，窑内还原气氛重，操作上必然拉大排风，窑内气流速度增加，火焰拉长，液相提前出现，就容易形成结圈。
3 采取措施3.1 加强入磨石灰石质量管理
进厂石灰石质量要求：CaO≥48.5%，SiO2在5%~10%。强化石灰石破碎机、更换布料机液压系统，并加强设备维护保养，石灰石堆场料堆存量符合工艺要求，严格按照质量部的搭配要求取料，保证入磨石灰石质量稳定，保证了出磨生料质量稳定。石灰石质量管理优化前后生料合格率对比见表2。
表2 生料质量控制合格率对比%
3.2 优化配料方案
为了解决窑内结圈问题、提高熟料强度，将配料方案改为高硅率配料方案。要求熟料中C3S+C2S=75.59%，硫碱比为0.90，优化后熟料设计率值及成分见表3。
3.3 加强煤粉品质管理
加强进厂原煤管理，严格控制煤粉成分的波动，现场原煤按照要求堆放搭配，新疆煤外水、内水高（14%、2.0%），口岸煤外水、内水低（6.0%、0.5%），为了降低原煤水分，原煤搭配比例由新疆煤∶口岸煤=1∶1调整为1∶2，控制进厂原煤硫含量小于1%，加强原煤堆棚布料机等设备维护保养，使原煤堆棚煤堆库存达到要求，实现原煤均质稳定，原煤水分保持在10%左右。优化煤粉制备系统参数，出煤磨废气温度提高至55℃左右，出磨煤粉水分降至2.5%左右，煤粉细度5.0%，煤粉水分下降，燃烧热力强度提高，窑前二次风温提高，避免了煤粉燃烧不完全造成的高温后移现象。采取以上措施后，窑前火焰亮度增加，窑电流稳定在A左右，窑系统工况稳定，避免了由于煤粉成分及细度等质量不符合生产要求产生不完全燃烧所引起的后结圈。优化前后煤粉品质对比见表4。
表4 煤粉品质对比
3.4 篦冷机厚料层操作
为了提高窑前温度，避免火点后移，同时，为了保证篦冷机运行安全，分两次对篦冷机实行厚料层操作优化。第一阶段：篦冷机一段篦下压力提高至（5?±）Pa，二段篦下压力提高至（4?±）Pa；第二阶段：篦冷机一段篦下压力提高到（6?±）Pa，二段篦下压力控制在（5?±）Pa。篦冷机实行厚料层操作后，二次风温提高，窑前火焰亮度增加，煤粉燃烧热力强度提高。
3.5 窑头窑尾喂煤量稳定控制
对窑头窑尾煤粉转子秤进行标定，联系厂家对煤粉转子秤进行参数修正，煤粉转子秤给定和反馈能够稳定跟踪，要求操作员在操作中采取预见性微调整，避免大幅调整导致热工不稳定。这在一定程度上减缓了煤粉不完全燃烧对窑系统带来的局部高温等负面影响，用便携式气体分析仪检测分解炉氧含量1.62%，达到控制要求，入窑生料SO3含量1.0%，熟料SO3含量0.7%，从C5下料管观察入窑生料颜色正常，没有煤粉不完全燃烧现象。
3.6 严格控制分解炉温度
严格控制分解炉温度在（±10）℃，