陶粒（人造輕骨料）工廠的回轉窯內往往會出現(xiàn)結塊、結圈現(xiàn)象，不僅影響陶粒的產量和質量，結圈較多時必須停產處理1-3天，嚴重影響生產效率，浪費生產能耗，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際生產膨脹溫度范圍。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、達到陶粒堆積密度和正常生產要求的前提下測得的膨脹溫度區(qū)間，對實際生產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(jù)原料熔性可將陶粒原料分為長熔性、中熔性、短熔性三類。
    ① 長熔性原料的實際生產膨脹溫度范圍很寬，焙燒時容易控制，可充分發(fā)揮膨脹性能，窯內不會產生結塊、結圈，是難得的好原料，但分布較少。
    ②中熔性原料的實際生產膨脹溫度范圍適中，只要控制好焙燒，則膨脹性能良好，窯內基本不產生結塊、結圈。此原料種類較多，分布較廣，應盡量選用此類原料；
    ③短熔性原料的實際生產膨脹溫度范圍太小，如不采取其他有效措施，焙燒非常困難，溫度偏低會出現(xiàn)生料，溫度偏高會出現(xiàn)結塊、結圈。此原料種類較多，分布也廣，盡量少選用此類原料。
    焙燒溫度波動范圍還與采用的燃料種類有關，若采用重油或天然氣作燃料，焙燒陶粒時的溫度波動范圍約≤±20℃；若采用煙煤粉作燃料，焙燒陶粒時的溫度波動范圍約≤±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)境保護要求高，并且有利于提高陶粒膨脹率。我國重油、天然氣價格過高，同時，受到環(huán)保政策的限制，煤炭幾乎不允許作為陶粒生產企業(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(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，波動范圍相對較大。焙燒溫度偏低時，料球(或料塊)軟化黏度偏高、膨脹率低．就會產出生燒陶粒；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生粘結而出現(xiàn)結塊、結圈。
    2.2 原料的實際生產膨脹溫度范圍窄
    陶粒原料的實際生產膨脹溫度范圍是穩(wěn)定生產和獲得良好膨脹的重要條件。如果實際生產膨脹溫度范圍低于燃料燃燒溫度波動范圍,就必然產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,導致產出膨脹率很低的生燒陶?；蚋G內出現(xiàn)結塊、結圈現(xiàn)象。因此，陶粒原料盡量選用實際生產膨脹溫度范圍大于燃料燃燒溫度波動范圍、膨脹性能良好的原料。因此,建廠前必須對當?shù)氐亩喾N原料進行科學試驗和分析對比，盡量選用實際生產膨脹溫度較寬的優(yōu)質原料,或采取相應的有效措施。
    2.3 燃燒系統(tǒng)欠佳,操作水平低
    不少陶粒廠原料達到中熔性水平,但也經常出現(xiàn)窯內結塊、結圈問題，特別是投產初期。主要原因是：配置的燃燒系統(tǒng)有問題，操作經驗不足或失誤。燃燒系統(tǒng)問題主要有：燃料質量差、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)漏風多，窯尾、窯頭負壓不足；一次風與二次風比例不當、溫度偏低；窯尾喂料不穩(wěn)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?shù)赜卸喾N陶粒原料．應進行實驗室配方和焙燒試驗，分別測出其適合的配方、焙燒溫度和時間、實際生產膨脹溫度范圍。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?shù)馗鞣N原料的實際生產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。國外有些陶粒廠的原料中摻加食鹽、鉀鹽、氫氧化鈉或氫氧化鉀等堿性物質，有效提高了膨脹溫度范圍。這種方法雖然有效，但鈉、鉀類堿性物質價格較貴，而且需增加磨細、攪拌工藝，提高生產成本，在西方發(fā)達地方應用很少，僅適用于當?shù)赜锈c、鉀類堿性礦石或廢渣的地區(qū)。
3.2 焙燒時外摻高熔性細料
    回轉窯焙燒時外摻高熔性細料，料球(或料塊)處于高溫軟化狀態(tài)時，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。實際生產中，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料球入窯時外摻黃砂或耐火細料
    遼寧省建設科學研究院曾采用φ0.77m×4.0m中間試驗型回轉窯焙燒本溪市的風化紅頁巖料塊(短熔性)。外摻黃砂后，生燒或結塊、結圈問題基本解決，試生產比較穩(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，采用磨細成球制粒、立波爾回轉窯焙燒，日產頁巖陶粒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。生產穩(wěn)定，窯內基本無結塊、結圈。這種方法比較有效，但缺點較多：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增加生產成本。因此，采用此法的陶粒廠很少。
    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，歐洲開發(fā)了一種用生石灰粉取代耐火粉的新技術。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.史密斯公司成功開發(fā)了一種從窯頭向窯內燒成帶噴撒生石灰粉的技術和設備，生石灰粉的噴撒位置和數(shù)量可根據(jù)窯內實際焙燒情況進行及時調整。主要調整方法是：用數(shù)控電子秤調整生石灰粉噴人量；用遙控電動蝶閥改變高壓空氣的風量，以調整噴撒生石灰粉的深度和長度；用電動螺旋調節(jié)噴咀角度，以調整噴撒生石灰粉的方位。該裝備的優(yōu)點是：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)，同時節(jié)約生石灰粉耗量(生產每立方米陶粒平均耗用生石灰粉20kg～30kg)綜合效果好；缺點是：噴撒生石灰粉的裝備比較復雜。歐洲多家陶粒廠采用了此項技術裝備。德國A.E.菲洛斯泰公司開發(fā)了陶粒原料制粒后料球表面滾沾生石灰粉技術。此技術工藝簡單：采用圓盤成球機制粒后卸人中空式輥筒機，同時計量配人生石灰粉．使生石灰粉均勻地滾沾在料球表面．直接送人窯內焙燒，生產每立方米陶粒平均耗用生石灰粉30kg～50kg。此技術的優(yōu)點是：防止窯內結塊、結圈和提高陶粒膨脹率效果好，工藝、設備簡單，投資較少；主要缺點是：按窯內實際焙燒情況調節(jié)滯后、不靈活，生石灰粉耗量相對較大。德國有4家陶粒廠采用了此項技術。
3.3 選用優(yōu)質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。
3.4 防止漏風
    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％的抽風裝置(引風機、煙囪等)和調節(jié)閥，根據(jù)窯型和規(guī)格，使窯尾端的負壓達到-200～－500Pa，活動窯頭端負壓達到-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、溫度波動大、原料的軟化黏度范圍窄。窯頭看火工需經3～6個月的理論和實際操作專業(yè)培訓。由于需要24h連續(xù)看火，應加強勞動紀律。