石灰窑介绍—

并流蓄热式双膛竖窑、套筒式竖窑、弗卡斯窑、回转窑

生产冶金石灰的各种窑型，包括回转窑、麦尔兹双膛竖窑、弗卡斯窑、套筒窑。回转窑，麦尔兹双膛竖窑、弗卡斯窑、套筒窑生产的生石灰石灰的理化指标5分钟石灰活性度在340～370ml。麦尔兹双膛竖窑、弗卡斯窑、套筒窑及回转窑相比，回转窑占地面积大，热耗高（热耗在1000Kcal～1200Kcal/Kg灰，麦尔兹双膛竖窑热耗800Kcal/Kg），投资高（同等产量的回转窑比麦尔兹双膛竖窑高20%，如果采用国产回转窑其投资大约与麦尔兹双膛竖窑相同。弗卡斯窑、套筒窑与麦尔兹双膛竖窑热耗、投资大体相同）。

窑的运行情况，在运行过程中回转窑与麦尔兹双膛竖窑、弗卡斯窑、套筒窑都比较好，但回转窑每八个月要修一次窑衬，直接影响生产。而麦尔兹双膛竖窑、弗卡斯窑、套筒窑窑衬5～6年定修一次。回转窑与麦尔兹双膛竖窑、弗卡斯窑、套筒窑的运行费用，回转窑的热耗高，电耗高、维护费用高，回转窑的运行成本高于麦尔兹双膛竖窑、弗卡斯窑、套筒窑。 一、 并流蓄热式双膛竖窑

1 并流蓄热式双膛竖窑的主要特点

(1)石灰煅烧均匀,活性度好。在供给合格石灰石和燃料的前提下,活性石灰的活性度达到350

ml,残余CO2 气体含量低,一般不超过2.5% ,且不产生过烧石灰。

(2)热效率高。用于石灰石分解耗热量占总耗热量的百分比在各类窑形中为最高,一般可达83%以上,单位产品耗热量低,一般在3 555～3 764 kJ /kg之间波动。 (3)相比回转窑,占地面积小,基建投资低。

(4)排出的烟气温度低,一般为70～130℃,易于净化除尘处理,有利于解决环境污染问题。

(5)能够煅烧20～40 mm小粒度石灰石,可充分利用我国现有废弃的石灰石资源。 3 并流蓄热式双膛竖窑的工艺过程

并流蓄热式双膛竖窑有两个窑身,窑身的上部有换向系统,用于交替轮换使用两个窑身,在窑身煅烧带的下部设有彼此连通的通道。煤粉喷枪安装在预热带,并埋设在石灰石中。

生产操作时,每隔12 min变换1次窑身功能,即每个窑身每隔1个周期加热1次。采用单斗提升机向竖窑加料,每变换1次窑身,单斗提升机向两个窑身分别加入1斗石灰石。单斗提升机前设有带电子秤的称量料斗,以便精确称量每斗石灰石。采用罗茨鼓风机交替从两个窑身上部送入煤粉,通过喷枪将煤粉均匀地分布在整个窑的断面上。采用罗茨鼓风机将燃烧用的空气从竖窑顶部送入窑内,经预热带进入煅烧带与煤粉混合,使煤粉在煅烧带内燃烧,火焰与物料并流使物料得以煅烧。在煅烧带将石灰石煅烧后产生的废气,通过两个窑身的连接通道进入另一个窑身,与装入的石灰石料流相反向上流动,预热了另一个窑身内的石灰石。 煅烧完的石灰由窑身下部的卸料装置卸出,进入下部的卸料料斗。由于竖窑窑内压力很高,这些料斗均采用液压操作的闸板密封。在每个换向周期中,密封闸板定期打开,石灰便会落入下部受料斗中,然后经过振动给料机给入耐热皮带运输机上,再运往成品石灰筛进行筛分贮存。

竖窑上的大部分设备均采用液压操作,这些设备包括:回转加料器、窑顶关闭闸板、旋转料钟、废气换向闸板、称量料斗闸板、出料装置、出料料斗密封闸板、煤粉管道和空气管道的液压阀门、石灰石料位指示器等。 并流蓄热式双膛竖窑内石灰石料位的测量采用机械料位指示器。

竖窑设有12台罗茨鼓风机,其中3台用于提供助燃空气, 3台用于向窑内输送冷却空气, 1台另外备用提供燃烧空气或冷却空气, 3台用于冷却喷枪,2台用于将煤粉从称量料斗送至喷枪。上述12台罗茨鼓风机中,有3台为变频调速交流电动机传动。

并流蓄热式双膛竖窑上安装有自动操作所需要的PLC控制装置,通过中央控制室的计算机显示设备的流程、各种闸板及闸阀的位置,并对操作中的错误之处发出报警信号、显示报警信息。计算机可以显示各种技术数据及技术参数设定范围,如显示向窑内供给的燃料量和空气量、窑膛通道之间的温度、煤粉温度、废气和出窑石灰的温度、膛中系统压力、燃烧及冷却空气压力。

竖窑的PLC系统控制程序,能够自动开启和变换石灰石加热和装料的各个阶段的顺序和操作,并能保证煅烧好的石灰均匀出料。 二、套筒式竖窑 1. 前言

套筒式竖窑又名环形窑,起源于德国肯巴赫·威尔曼司特勒公司

( BECKENBACHWARMESTELLE GMBH) ,世界上已有300 余座套筒式竖窑投入使用。欧洲和日本用这种窑型较为普遍。近几年来,我国也逐渐引入这种窑型,先后有5 座套筒式竖窑在梅钢、马钢、本钢等大型钢铁企业应用。实践表明,套筒式竖窑设备简单,操作和维修方便,工作环境较好,产品质量优良,是一种很有发展前景的新型窑型。

2．套筒式竖窑的基本结构

套筒式竖窑主要由窑体、上料装置、出料装置、燃烧室、换热器、喷射器以及风机系统等构成(见图1) 。 2. 1 窑体

窑体由内、外筒组成。外筒由普通钢板围成并衬以耐火材料。内筒分上、下两个独立部分,上部为上内筒,下部为下内筒。上下内筒由双层结构形成圆柱形钢板箱,钢板箱内可直接通入空气并能够对内筒进行连续冷却防止其高温变形。箱体内外两侧砌有耐火砖。内筒与外筒同心布置,形成一个环形空间,石灰石就在该环形区域内煅烧。

2. 2 燃烧室

套筒式竖窑可使用多种燃料,如天然气、焦炉煤气、混合煤气、煤粉、重油等。无论采用哪种燃料,其燃烧过程都是通过烧嘴在燃烧室内进行的。燃烧室一般设置在窑体中部并分上、下两层,每层燃烧室的数目视竖窑大小而异(一般为3～7 个);同一层均匀布置,上、下两层错开布置。每个燃烧室与内筒之间均由耐火砖砌筑而成的拱桥相连,燃烧产生的高温烟气通过拱桥下的空间进入石灰石料层。 2. 3 上料、出料系统

套筒窑的上料装置由称量料斗、闸门、单斗提升机、密封闸板、旋转布料器、料钟及料位检测装置等组成。

石灰石经预热、煅烧和冷却后,在冷却带底部由抽屉式出料机直接卸入窑下部灰仓,然后经仓下振动给料机排出。 2. 4 风机系统

套筒窑风机系统主要由排烟机、引射风机、内筒冷却风机组成。排烟机用以抽出窑内废气,使窑保持负压;引射风机向燃烧器供给喷射空气,使窑内形成循环气体;内筒冷却风机向内筒供给冷却空气。同时,冷却空气冷却内筒后得到预热并作为燃烧器的二次空气。

3．套筒窑的煅烧原理及工艺特点 3. 1 逆流煅烧和并流煅烧有机结合

石灰石在套筒窑内煅烧过程中的一个显著特点是逆流煅烧和并流煅烧同时进行。套筒窑外壳上分布的两层燃烧室将窑体分成两个逆流操作的煅烧带和一个并流操作的煅烧带。 3. 1. 1 逆流煅烧