陶粒（人造輕骨料）工廠的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)往往會(huì)出現(xiàn)結(jié)塊、結(jié)圈現(xiàn)象，不僅影響陶粒的產(chǎn)量和質(zhì)量，結(jié)圈較多時(shí)必須停產(chǎn)處理1-3天，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，浪費(fèi)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(cè)得的從開(kāi)始膨脹到停止膨脹的溫度區(qū)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(dá)到陶粒堆積密度和正常生產(chǎn)要求的前提下測(cè)得的膨脹溫度區(qū)間，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)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(jù)原料熔性可將陶粒原料分為長(zhǎng)熔性、中熔性、短熔性三類。
    ① 長(zhǎng)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(nèi)不會(huì)產(chǎn)生結(jié)塊、結(jié)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(nèi)基本不產(chǎn)生結(jié)塊、結(jié)圈。此原料種類較多，分布較廣，應(yīng)盡量選用此類原料；
    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(xiàn)生料，溫度偏高會(huì)出現(xiàn)結(jié)塊、結(jié)圈。此原料種類較多，分布也廣，盡量少選用此類原料。
    焙燒溫度波動(dòng)范圍還與采用的燃料種類有關(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，大多陶粒廠采用的燃料多數(shù)為重油或天然氣，除了資源因素外，主要是環(huán)境保護(hù)要求高，并且有利于提高陶粒膨脹率。我國(guó)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(shì)。
二、 陶粒窯內(nèi)產(chǎn)生結(jié)塊、結(jié)圈的原因
    2.1 陶粒焙燒溫度低，燃料燃燒溫度不易穩(wěn)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(wěn)定，波動(dòng)范圍相對(duì)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(nèi)襯之間產(chǎn)生粘結(jié)而出現(xiàn)結(jié)塊、結(jié)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(wěn)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(xiàn)象,導(dǎo)致產(chǎn)出膨脹率很低的生燒陶?；蚋G內(nèi)出現(xiàn)結(jié)塊、結(jié)圈現(xiàn)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,建廠前必須對(duì)當(dāng)?shù)氐亩喾N原料進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)和分析對(duì)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(yīng)的有效措施。
    2.3 燃燒系統(tǒng)欠佳,操作水平低
    不少陶粒廠原料達(dá)到中熔性水平,但也經(jīng)常出現(xiàn)窯內(nèi)結(jié)塊、結(jié)圈問(wèn)題，特別是投產(chǎn)初期。主要原因是：配置的燃燒系統(tǒng)有問(wèn)題，操作經(jīng)驗(yàn)不足或失誤。燃燒系統(tǒng)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(dāng)；窯頭、窯尾、窯中(雙筒回轉(zhuǎn)窯插接處)漏風(fēng)多，窯尾、窯頭負(fù)壓不足；一次風(fēng)與二次風(fēng)比例不當(dāng)、溫度偏低；窯尾喂料不穩(wěn)定，焙燒窯轉(zhuǎn)速不合理等。
三、防止窯內(nèi)結(jié)塊、結(jié)圈的有效措施
3.1 選用或調(diào)整原料
    若當(dāng)?shù)赜卸喾N陶粒原料．應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室配方和焙燒試驗(yàn)，分別測(cè)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(dāng)?shù)馗鞣N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(jù)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(duì)主要成分有較強(qiáng)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(duì)主要成分有更強(qiáng)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(guó)外有些陶粒廠的原料中摻加食鹽、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、鉀類堿性物質(zhì)價(jià)格較貴，而且需增加磨細(xì)、攪拌工藝，提高生產(chǎn)成本，在西方發(fā)達(dá)地方應(yīng)用很少，僅適用于當(dāng)?shù)赜锈c、鉀類堿性礦石或廢渣的地區(qū)。
3.2 焙燒時(shí)外摻高熔性細(xì)料
    回轉(zhuǎn)窯焙燒時(shí)外摻高熔性細(xì)料，料球(或料塊)處于高溫軟化狀態(tài)時(shí)，高熔性細(xì)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(xì)料而不粘結(jié)，不僅能防止料球在窯內(nèi)的結(jié)塊、結(jié)圈，而且可適當(dāng)提高焙燒溫度和膨脹率。實(shí)際生產(chǎn)中，外摻高熔性細(xì)料做法國(guó)內(nèi)較少、國(guó)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(xì)料
    遼寧省建設(shè)科學(xué)研究院曾采用φ0.77m×4.0m中間試驗(yàn)型回轉(zhuǎn)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(jié)塊、結(jié)圈問(wèn)題基本解決，試生產(chǎn)比較穩(wěn)定，陶粒堆積密度降到400-500kg／m3。日本大阪水泥公司輕骨料廠，采用磨細(xì)成球制粒、立波爾回轉(zhuǎn)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(xì)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(fù)使用，余者沾在陶粒表層或混雜在陶粒中。生產(chǎn)穩(wěn)定，窯內(nèi)基本無(wú)結(jié)塊、結(jié)圈。這種方法比較有效，但缺點(diǎn)較多：①外摻黃砂或耐火細(xì)料量較多，燃料和電力消耗增加；②細(xì)料回收困難，回收比例低；③增加生產(chǎn)成本。因此，采用此法的陶粒廠很少。
    3.2.2向窯內(nèi)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(nèi)結(jié)塊、結(jié)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(nèi)燒成帶噴撒生石灰粉的技術(shù)和設(shè)備，生石灰粉的噴撒位置和數(shù)量可根據(jù)窯內(nèi)實(shí)際焙燒情況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。主要調(diào)整方法是：用數(shù)控電子秤調(diào)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(diào)整噴撒生石灰粉的深度和長(zhǎng)度；用電動(dòng)螺旋調(diào)節(jié)噴咀角度，以調(diào)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(nèi)結(jié)塊、結(jié)圈和提高陶粒膨脹率達(dá)到較好狀態(tài)，同時(shí)節(jié)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(fù)雜。歐洲多家陶粒廠采用了此項(xiàng)技術(shù)裝備。德國(guó)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(jī)制粒后卸人中空式輥筒機(jī)，同時(shí)計(jì)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(nèi)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(nèi)結(jié)塊、結(jié)圈和提高陶粒膨脹率效果好，工藝、設(shè)備簡(jiǎn)單，投資較少；主要缺點(diǎn)是：按窯內(nèi)實(shí)際焙燒情況調(diào)節(jié)滯后、不靈活，生石灰粉耗量相對(duì)較大。德國(guó)有4家陶粒廠采用了此項(xiàng)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(zhuǎn)窯相同，并配有調(diào)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(fù)壓窯頭、窯尾和窯中(雙筒回轉(zhuǎn)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(jī)、煙囪等)和調(diào)節(jié)閥，根據(jù)窯型和規(guī)格，使窯尾端的負(fù)壓達(dá)到-200～－500Pa，活動(dòng)窯頭端負(fù)壓達(dá)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)際操作專業(yè)培訓(xùn)。由于需要24h連續(xù)看火，應(yīng)加強(qiáng)勞動(dòng)紀(jì)律。