小粒级气烧石灰竖窑研制与开发

小粒级气烧石灰竖窑研制与开发 小粒级气烧石灰竖窑研制与开发 张国臣刘国庆(天铁集团石灰石矿 小粒级与烧石灰 硼制与开发 1引1-| nnovativeTechnology 【囊要】针对烧制冶金石灰所产生的大量石灰石尾料厦炼钢精炼炉运行过程中对 小粒级优质冶金石灰的迫 切需求,研制开发了小粒级石灰石煅烧新技术,阐述了气烧竖窑煅烧小粒级石灰石 的原理和生产工艺,分 析介绍了采用的创新,先进技术以厦小粒级竖窑应用后产生的经济社会效益. 【关t啊,粒级石灰石竖窑煅烧 天铁集团石灰石矿4座气烧矩形石灰竖窑可年产冶金石 灰2X10t以上,需要40—80mm成品石灰石约4X10t. 由于石灰石破碎成品率仅为40%,50%,每年将产生2×10t 以上的尾料不能使用.并且在生产中还僻对这些尾料进行倒 运,堆放,既占用了大量场地,又造成了资源浪费,增加了石灰 生产成本,同时还将对环境产生不利影响,因此亟需对这些尾 料进行解决和处理. 此外,随着天铁集团炼钢精炼炉的投入运行,迫切需要小 粒级优质冶金石灰.为满足炼钢生产需要,实现资源的综合利 用,天铁集团研制与开发了小粒级石灰石煅烧新技术,以满足 炼钢技术日益发展的. 2小粒级竖窑的技术原理 2.1论证 收稿日期:20061O一23 小粒级石灰石在竖窑内分布的特点是:料堆孔隙率高,料 间孔隙小,阻损大,透气性差.在煅烧过程中,尤其是中心部位 火焰难以穿透,极易产生或过烧,或悬料,或结瘤等一系列技 术难题,煅烧难度大,用现代竖窑工艺技术无法满足煅烧要 求.经多方考察,论证,分析和研究,并借鉴各类先进竖窑的工 艺技术经验,总结出竖窑煅烧小粒级石灰石先进工艺技术!首 先逐渐预热,其次均匀加热到煅烧温度,最后强制快速冷却. 窑内热气流的传导过程是影响窑内物料温度分布的主要因 素,窑顶负压又决定热气流的传导过程,高负压能有效改善, 提高料柱的透气性.高负压的形成和分布状态是实现充分预 热一十均匀煅烧一十快速冷却的关键技术. 2.2工艺流程简述 筛分出石灰石尾料中2O一4Omm的石灰石运输至原料 场,使用天车将石灰石抓至窑前受料槽内,窑前筛分后,石灰 石经称量后由上料小车运至窑顶储料槽内.石灰石在窑内经 料封带,隔热带,预热带至煅烧带,在煅烧带(950—1050.c) 高温分解,高温石灰在冷却带由二次风机提供的高压空气快 IANJINSCIENCE&TECHNOLOaY 速冷却,随后石灰出窑. 煅烧所用的混合煤气经加压站加压后输送至窑前,高压 混合煤气和一次助燃空气分别预热后送至烧嘴,经烧嘴较好 地预混进入窑内燃烧.窑内烟气在引风机的作用下经并联旋 风除尘器组除尘后依次预热助燃空气和混合煤气,然后经布 袋除尘器除尘后排放. 生产的小粒级石灰由窑下的皮带运输机运至振动筛进行 筛分,小于2Omm的粉灰由皮带运输机运至粉状石灰仓,大 于2Omm的块灰由皮带运输机运至成品石灰仓. 3采用的创新技术与先进技术 3.1开发了煅烧小粒级石灰石(20—40mm)新式竖窑 小粒级竖窑采用带圆弧角的准矩形断面结构,断面短边 与长边的比值为0.589.烧嘴沿矩形断面的长边方向两侧交错 设置,上下两排,间距2.2m.窑体分为五带,即料封带,隔热 带,预热带,煅烧带,冷却带,并在料封带下端安装布料器.该 窑具有窑内物料中心部位透气性好,更易得到均匀煅烧的性 能特点,实现了小粒级石灰石充分预热,均匀煅烧,快速冷却, 窑顶负压高的煅烧机理. 3.2开发了窑顶双气口排气粱技术 目前国内外石灰气烧竖窑采用窑顶负压操作,在排气粱 一 端设排气口,导致窑内热气流在上升过程中产生"偏析效 应",易形成窑顶局部温度高,石灰石不能得到充分预热.开发 的双气口排气粱,截面呈"兀"型,两端分别设排气口,安装在 窑顶内部,无动力设备,结构简单,安全可靠.有效解决了热气 流在上升过程中产生"偏析效应"的技术难题,使石灰石得到 充分预热,为均匀煅烧创造了条件. 3.3研发了并联旋风除尘器组与双预热器联台安装新工艺 由于竖窑普遍存在窑顶烟气温度高,流量大,含尘浓度高 等问题,给正常生产,节能降耗,环保等带来一系列技术难题. 针对这些难题,以及烟气中热能蕴含丰富的特点,开发了并联 旋风除尘器组与双预热器联合安装新工艺.并联旋风除尘器 组安装制造简单,无任何动力设备,性能稳定,适合在恶劣环 境下作业,除尘效果好;新式预热器内部构造是强制对流式和 热管式结构,设自动清扫装景,预热效果好,安全可靠.采用并 联旋风除尘器组和预热器联合组装新工艺,使预热器在高温, 高压,高烟尘浓度的作业条件下也不易堵塞,改善和稳定了窑 内煅烧工况,同时为布袋除尘工艺提供了保障.预热后一次助 ,280oC,煤气温度达到13O,16O?, 燃空气温度达到240 提高了燃烧性能,明显降低了工序能耗和生产成本. 3.4新型烧嘴布置及特点 烧嘴作为竖窑的关键设备,其配置及性能对石灰石的煅 烧起着决定性作用.小粒级竖窑的烧嘴沿矩形断面的长边方 向两侧交错布置,上下两排,间距2.2m,满足了小粒级石灰石 均匀煅烧的工艺要求.通过在烧嘴内套安装扇形叶片和调整 拉杆控制装置,可根据实际需要在一定范围内调节混合煤气 和一次助燃空气的流量和压力,使混合煤气和助燃空气得到 较好预混,配合先进的煤气流量控制系统和空气鼓风系统,使 火焰具有较强的穿透能力,解决了窑内物料边缘过烧,中心生 烧的难题,提高了石灰质量. 3.5料位监测和料封技术 料位监测和料封技术的特点是:在窑顶设加料装置,由提 升设备将物料定时定量供入储料槽内.储料槽上部安装 VEGA56型雷达式料位计,对料位进行测量,在上位机上监 控,使料位始终保持在中料位线.储料槽下端设四根下料管 道,其管道分斜,直两段,直管段插入窑顶内部形成料封管,利 用里面的物料将窑内的气流密封住.该结构无动力设备,结构 简单,满足了煅烧工艺的要求. 3.6创新的隔热技术 国内外石灰竖窑普遍存在的顶部温度过高(?350oC), 波动大,造成窑顶机械,液压,电气设备因高温灸烤易产生老 化失效,变形甚至烧损等技术难题.小粒级竖窑在隔热带设新 式排气粱,两端分别设排气口,采用引风机形成高负压,使高 温烟气不经窑顶而直接进入并联旋风除尘器组和预热器系 统.生产实践证明:隔热效果十分明显,窑顶温度仅在4GoC左 右,且分布均匀,确保了窑内设备安全运行. 3_7自动控制技术 竖窑的操作采用自动控制和手动操作相结合的方式,手 动方式主要用于设备的调试和维护,自动控制系统对竖窑的 各项工艺技术参数进行控制和调节,具有的主要功能为:?对 用电设备的状态进行描述;?实现热工参数的控制和调节,并 在CRT上显示i?实现了用电设备的联锁和顺序控制;?对 用电设备的故障实现声,光报警并及时归档:?对生产过程中 的各项工艺参数如温度,压力,流量等数据进行记录,并随时 打印以及对重要的参数进行趋势分析. 4经济及社会效益 2004年4月到2005年3月小粒级竖窑共生产2O4Omm 小粒级冶金石灰50496t.炼钢使用后,吨钢石灰消耗降低幅 度较大,各项经济技术指标得到了有效改善和提高.小粒级竖 窑新技术的开发成功,为炼钢技术发展需求提供了高质量的 小粒级冶金石灰,充分利用了矿产资源,有效缓解了尾料处理 带来的生产压力和环保压力.通过对烟气,石灰石筛分和成品 入仓等工序进行除尘,及采取对噪音高的鼓风机,引风机出口 ,煤 装设消声装置等一系列技术措施,有效减少了烟气,扬尘气,噪音等环境污染,取得了显着的社会效益.?