回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)活性石灰生產(chǎn)線工藝設(shè)備

回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)活性石灰生產(chǎn)線工藝設(shè)備

一、活性石灰在煉鋼中的作用 

□□冶金石灰作為煉鋼用的“造渣劑”， 去除鋼水中的有害元素S、P等雜質(zhì)，優(yōu)化鋼水質(zhì)量。在煉鋼造渣中產(chǎn)生的渣，其主要成分為（4CaO·P₂O₅）和（CaS），在扒渣過程中不斷從鋼水中除去，達(dá)到去除硫、磷的目的。它的重要性已逐步得到人們的重視和認(rèn)知。它不僅影響著鋼水的冶煉過程，還直接影響鋼水的最終質(zhì)量。國際上已廣泛采用品質(zhì)好、反應(yīng)快、造渣徹底的優(yōu)質(zhì)“活性石灰”取代過去使用的“普通石灰”，為冶煉優(yōu)質(zhì)鋼水奠定了基礎(chǔ)。

□□活性石灰的應(yīng)用，加快了冶煉造渣速度、縮短了冶煉時(shí)間、降低了噸鋼石灰消耗、減少了雜質(zhì)帶入、大大提高了鋼水的質(zhì)量，給企業(yè)帶來了顯著的綜合效益，在鋼鐵行業(yè)已形成共識。

□□80年代末至今，國內(nèi)各大鋼鐵企業(yè)（寶鋼、武鋼、鞍鋼、太鋼、唐鋼、石鋼、昆鋼等）紛紛建設(shè)一流活性石灰生產(chǎn)線，石灰窯配套的主體設(shè)施均采用引進(jìn)或消化外來技術(shù)自行建造，石灰產(chǎn)品質(zhì)量明顯優(yōu)于傳統(tǒng)式窯生產(chǎn)的產(chǎn)品，所以活性石灰的應(yīng)用正成為大趨勢在飛速普及發(fā)展。

二、影響石灰煅燒質(zhì)量的主要因素

1、石灰石質(zhì)量及粒度大小：

□□石灰石的CaO含量和結(jié)晶結(jié)構(gòu)是燒出好質(zhì)量石灰的前提，而石灰石粒度配比合理（大/小=2/1），可改善爐內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、增強(qiáng)物料的加熱分解效果。

2、煅燒窯型的選擇：

□□合理結(jié)構(gòu)的煅燒窯可為生產(chǎn)“輕燒”石灰創(chuàng)造條件，布火點(diǎn)均勻、物流及各段溫度控制恰當(dāng)，煅燒效果就好。

3、燃料及供熱方式：

□□氣體燃料比固、液體燃料加熱效果好，燃料中要采用低S、P含量的燃料。

□□供熱方式是供熱點(diǎn)布置在堆積料中間，強(qiáng)制正壓供熱，或高溫氣流穿層加熱，效果更好。

4、其它因素：

□□爐料的運(yùn)行方式，加料、出灰方式及窯體密封效果，自動(dòng)化控制、生產(chǎn)水平、工人的技術(shù)素質(zhì)等。

三、國內(nèi)外先進(jìn)石灰生產(chǎn)窯型特點(diǎn)

□□國內(nèi)外冶金企業(yè)主要采用“臥式”和“立式”兩種窯型煅燒石灰。經(jīng)過對冶金石灰窯考察研究，我們對各類窯型特點(diǎn)有了詳細(xì)的了解。“立式”窯種類較多，無論過去“傳統(tǒng)豎窯”及“機(jī)械化立窯”，還是改進(jìn)后的“廢氣調(diào)控式豎窯”、“斜膛豎窯”，均無法達(dá)到理想化石灰煅燒溫度場，生燒或過燒現(xiàn)象無法最大限度地克服，盡管投資少，建設(shè)期短，但石灰質(zhì)量無法保證（活性度均在250ml～300ml之間），故選擇此類窯型并無技術(shù)優(yōu)勢。

□□以下介紹幾種較好的生產(chǎn)窯型，它不但能生產(chǎn)出高質(zhì)量的活性石灰，且具有各自獨(dú)特的生產(chǎn)特點(diǎn)。

1、回轉(zhuǎn)窯

□□回轉(zhuǎn)窯靠窯體旋轉(zhuǎn)，石灰石翻滾中煅燒，它的特點(diǎn)是：

□□煅燒石灰質(zhì)量好、活性度高（360ml以上）、產(chǎn)量大（單窯能力500t/d 以上）、生產(chǎn)穩(wěn)定。對石灰石粒度適應(yīng)范圍寬。一次性投資高、占地面積大（是豎窯的4倍）、能耗高（熱耗約1350Kcal/Kg）、粉灰比例高（約30%）。這類窯型適合煉鋼用灰量比較大的大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)建設(shè)。是我國目前最為廣泛的使用窯型。

2、梁式豎窯（FERCALX）

□□這種引進(jìn)（意大利弗卡斯）的梁式豎窯，爐內(nèi)設(shè)置上、下兩層供熱支撐梁，爐內(nèi)負(fù)壓操作，它的特點(diǎn)是：

□□煅燒石灰質(zhì)量好、活性度高（350ml左右），產(chǎn)量適中，粉灰量比例少、能耗較低（能耗約900Kcal/Kg），投資較低，國內(nèi)業(yè)績較多。這種窯適合大、中、小型鋼廠或特鋼企業(yè)建設(shè)。

3、并流蓄熱式雙膛豎窯（MAERZ）

□□這種引進(jìn)（瑞士邁爾茲）的雙膛豎窯，兩個(gè)爐膛輪流加熱和裝、出料，使?fàn)t氣余熱能充分回收利用（預(yù)熱入窯冷料），它的特點(diǎn)是：

□□燃料適應(yīng)性廣、產(chǎn)量適中、煅燒石灰質(zhì)量好、活性度高（350ml以上），煅燒機(jī)先進(jìn)合理、能耗低（單耗約850Kcal/Kg）。缺點(diǎn)是投資較高、操作復(fù)雜。這類窯型在我國引進(jìn)的事例較多，業(yè)績較多，適合大、中、小型鋼廠或特鋼企業(yè)建設(shè)（例如唐鋼就是引進(jìn)的此窯型）。

4、套筒豎窯（BASK）

□□這種引進(jìn)（德國貝肯巴赫）的套筒豎窯，由耐火材料砌筑的窯身（外套）和上下兩段內(nèi)膽（內(nèi)套）組成，爐膛在內(nèi)、外套之間環(huán)縫中下降移動(dòng)。它的特點(diǎn)是：

□□產(chǎn)量適中、煅燒石灰質(zhì)量好、活性度高（350ml左右）。操作簡單但窯體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資較高，這類窯型適合大、中、小型鋼廠或特鋼企業(yè)建設(shè)。

□□以上幾種窯型在國內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用和大力推廣，實(shí)踐證明生產(chǎn)的石灰質(zhì)量好，給鋼鐵企業(yè)帶來了較好的綜合效益（與過去普通石灰相比，噸鋼生產(chǎn)成本可下降約20元～30元），獲得了冶金企業(yè)的普遍認(rèn)同。

□□總之，回轉(zhuǎn)窯煅燒活性石灰是我國目前最為廣泛的使用窯型。

四、活性石灰節(jié)能降耗的效果

□□在鋼鐵生產(chǎn)過程中，應(yīng)用活性石灰節(jié)能降耗效果顯著，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1、提高化渣速度，縮短冶煉時(shí)間。普通石灰雖然CaO的含量很高，但由于氣孔率低、石灰的晶粒大、晶格穩(wěn)定，形成低熔點(diǎn)渣系的時(shí)間長；而活性石灰晶粒細(xì)小、晶格不穩(wěn)定、反應(yīng)面積大，加入鐵水后能迅速與其他化合物熔解成渣。在相同的操作條件下，石灰的活性越大，反應(yīng)能力越強(qiáng)，加入活性石灰2秒后就基本渣化，縮短了熔化時(shí)間；而普通石灰加入4秒甚至更長時(shí)間才能渣化。使用活性石灰能有效地縮短冶煉時(shí)間，適應(yīng)快速煉鋼的需要。
2、提高煉鋼熱效率，廢鋼比增加。因活性石灰中活性CaO含量高，在冶煉反應(yīng)中能被充分利用，從而使煉鋼的石灰消耗量比普通石灰下降20％至30％，活性石灰用量少，渣量隨之減少，鋼渣帶走的熱量也大大減少。另外，使用活性石灰可有效降低熱損失，提高熱效率，相應(yīng)可以多吃廢鋼。此外，在既定爐容時(shí)，石灰加入量少則渣量少，相應(yīng)可提高廢鋼加入量。一般情況下，減少石灰加入量20kg／t鋼，可相應(yīng)提高廢鋼比1．5％至2．5％。
3、提高鋼水收得率，降低鋼鐵料消耗。采用活性石灰可以減少石灰用量，可使鋼渣的生成量也相應(yīng)減少12至18kg／t鋼，成渣量減少，噴濺量少。同時(shí)，渣的減少使鐵損降低，其綜合效果是鋼水收得率提高，鋼鐵料消耗降低。
4、提高脫硫、脫磷效果，改進(jìn)鋼的質(zhì)量。由于活性石灰有效CaO含量高、氣孔率高、比表面積大，CaO分子性能活潑，在冶煉中具有較好的脫硫、脫磷效果，去磷率比普通石灰高10％。同時(shí)，由于活性石灰本身所含雜質(zhì)少，硫、磷含量低，成分穩(wěn)定，便于煉鋼操作，對提高和改進(jìn)鋼質(zhì)量大有好處。
5、爐襯侵蝕減輕，爐齡提高。鋼水中的Si、S、P在轉(zhuǎn)爐的強(qiáng)氧化氣氛中生成酸性氧化物并進(jìn)人爐渣，而轉(zhuǎn)爐爐襯為堿性材料，酸堿兩種性質(zhì)的物質(zhì)在高溫下會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成低熔點(diǎn)的物質(zhì)進(jìn)入爐渣而導(dǎo)致侵蝕爐襯。加入活性石灰，快速熔化進(jìn)入爐渣的有效CaO可快速中和爐渣的酸性物質(zhì)，同時(shí)縮短了冶煉時(shí)間，相應(yīng)提高了爐齡，為保護(hù)爐襯和提高爐齡創(chuàng)造了條件，一般可提高爐齡20％。
□□另外，在精煉過程中加入一定量的活性石灰和螢石，可以使精煉渣化學(xué)成分發(fā)生根本變化，有利于精煉的進(jìn)行。關(guān)于這方面的工作，有關(guān)單位正在積極研究。
□□總之，活性石灰對冶金過程產(chǎn)生的影響很難用以上簡單的描述說清楚，希望業(yè)內(nèi)人士共同關(guān)注，促進(jìn)我國鋼鐵工業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展。

五、活性石灰的應(yīng)用要求

□□隨著我國加入“世貿(mào)”組織，國內(nèi)外鋼鐵行業(yè)的競爭日趨激烈。提高鋼材質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本已成為增強(qiáng)企業(yè)競爭力的主要因素之一，所以，“活性石灰”用于煉鋼是大勢所趨。進(jìn)一步了解“活性石灰”煅燒機(jī)理、選擇先進(jìn)合理的石灰窯型是建設(shè)活性石灰生產(chǎn)線的關(guān)鍵。提高煉鋼用石灰質(zhì)量的途徑要從以下幾方面著手：

□□從原料、燃料的質(zhì)量抓起：原料是基礎(chǔ)，從選礦開始就要選用成分優(yōu)良、粒度合理、表面潔凈的優(yōu)質(zhì)礦石。燃料也要根據(jù)企業(yè)具體情況選用雜質(zhì)少、易于獲取的優(yōu)質(zhì)燃料，保證寬松的原、燃料供給條件。

□□氣體燃料要考慮其熱值及壓力。需要制定合理的煅燒制度：理論分析石灰石在900℃左右分解，供給熱量≥630Kcal/Kg，但受企業(yè)具體情況（如礦石結(jié)構(gòu)、燃料供給、窯體傳熱速度及CO2氣體擴(kuò)散等）環(huán)境制約，加熱最高溫度和供熱能力就相應(yīng)調(diào)整。必須制定合理的煅燒制度，保證石灰石的“輕燒”（軟燒）過程的實(shí)現(xiàn)。

□□選用適當(dāng)合理的現(xiàn)代化先進(jìn)窯型：在各種原始條件具備后，應(yīng)選用具有一定裝備水平的先進(jìn)窯型。現(xiàn)在煅燒窯種類較多，企業(yè)要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、石灰產(chǎn)品質(zhì)量要求、總圖布局、原燃料條件、投資能力等因素綜合分析，來決策擬建的石灰煅燒窯型。

□□嚴(yán)格科學(xué)管理、制定各項(xiàng)合理規(guī)章制度：任何先進(jìn)生產(chǎn)線，作為系統(tǒng)工程都要以人為本，培養(yǎng)專業(yè)崗位人材，才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。要從開礦、選礦、配料、煅燒、自動(dòng)化控制、產(chǎn)品檢驗(yàn)等各環(huán)節(jié)制定科學(xué)的操作規(guī)程和規(guī)章制度，并嚴(yán)格執(zhí)行。

六、生產(chǎn)方法及工藝流程說明

1、生產(chǎn)方法

□□本項(xiàng)目將豎式預(yù)熱器、回轉(zhuǎn)窯、豎式冷卻器（單筒冷卻機(jī)）、煙氣處理系統(tǒng)、原料輸送系統(tǒng)、成品輸送系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)等組成一條完整的生產(chǎn)線。

□□全線采用技術(shù)先進(jìn)，性能可靠的DCS中央控制系統(tǒng)，在主控制室集中操作管理，以PLC實(shí)現(xiàn)各設(shè)備運(yùn)行的相互連鎖。

2、工藝流程說明

①、原料儲(chǔ)運(yùn)輸送

□□粒度在10～40mm的合格品經(jīng)皮帶機(jī)送至預(yù)熱器頂部料倉。

②、石灰石煅燒

□□石灰石煅燒系統(tǒng)是由一臺(tái)豎式預(yù)熱器，回轉(zhuǎn)窯及豎式冷卻器（單筒冷卻機(jī)）組成。物料由預(yù)熱器頂部料倉經(jīng)下料溜管導(dǎo)入預(yù)熱器本體內(nèi)，同時(shí)由回轉(zhuǎn)窯傳入的高溫?zé)煔鈱⑽锪项A(yù)熱至600℃以上，使石灰石發(fā)生部分分解，再由多個(gè)液壓推桿依次推入回轉(zhuǎn)窯尾部，經(jīng)回轉(zhuǎn)窯高溫煅燒后再卸入豎式冷卻器（單筒冷卻機(jī)）內(nèi)，通過風(fēng)機(jī)吹入的冷風(fēng)冷卻，將物料冷卻至100℃以下排出豎式冷卻器（單筒冷卻機(jī)），豎式冷卻器吹入的空氣作為二次空氣進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯參與煅燒。

③、成品輸送

□□成品石灰由豎式冷卻器（單筒冷卻機(jī)）卸出后經(jīng)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)輸送至成品庫。

④、煙氣處理

□□回轉(zhuǎn)窯燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓陬A(yù)熱器內(nèi)與石灰石進(jìn)行熱交換后，溫度降至280-300℃，一部分廢氣用管道輸送到煤粉制備系統(tǒng)中，利用其余熱烘干煤粉。廢氣經(jīng)收塵器過濾后，煙氣溫度進(jìn)一步降至80℃以下，含塵濃度符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)后排入大氣；另一部分進(jìn)入袋除塵器后經(jīng)煙囪排入大氣，氣體的含塵濃度小于50mg/Nm³。

⑤、旁通煙道

□□旁通煙道的做用是在回轉(zhuǎn)窯點(diǎn)火及換熱器、袋除塵器、高溫風(fēng)機(jī)等發(fā)生故障時(shí)，作為備用設(shè)施，排放回轉(zhuǎn)窯燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔狻?span>

⑥、煤粉制備

□□所用原煤（要求揮發(fā)份大于20%）經(jīng)外購入廠，經(jīng)過儲(chǔ)存、均化后利用風(fēng)掃煤磨配動(dòng)態(tài)選粉機(jī)組成的閉路系統(tǒng)將原煤粉磨至0.08mm<10%，成品煤粉通過輸送設(shè)備進(jìn)入儲(chǔ)庫，滿足回轉(zhuǎn)窯煅燒16小時(shí)的燃料儲(chǔ)備需要。煤粉生產(chǎn)、輸送、儲(chǔ)存均設(shè)防爆裝置，防止因煤粉意外遇明火爆炸。

□□風(fēng)掃煤磨所需熱源由回轉(zhuǎn)窯尾280-300℃廢氣供應(yīng)，既節(jié)省能源又環(huán)保。

□□煤粉由專為石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的燃燒器噴入回轉(zhuǎn)窯中燃燒，該燃燒器形成的火焰具有高溫區(qū)溫度低（1050-1250℃）、溫度曲線梯度緩、窯尾溫度高（1000-1050℃）；NOx形成量少（300ppm）；防止結(jié)圈等優(yōu)點(diǎn)。

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