活性石灰回轉(zhuǎn)窯簡稱活性石灰窯是活性石灰生產(chǎn)線中最重要的機械設(shè)備之一。本文以某鋼鐵集團為例為您講述，活性石灰窯的技術(shù)特點和工作流程。
某鋼鐵集團是是中國特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)和中國大陸 的不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)，待新建150 噸不銹鋼工程正式投產(chǎn)后，某鋼將成為世界上 的不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)，不銹鋼年生產(chǎn)能力將達到250^-300 噸。其3*10oot/d活性石灰項目，即是新建150 噸不銹鋼工程的配套項目，以滿足該項目投產(chǎn)后對年產(chǎn)126 噸活性石灰的需求。
某鋼3*1000t/d活性石灰生產(chǎn)線建于離市區(qū)12公里的東山石灰石礦區(qū)(大北尖生產(chǎn)區(qū))，由某礦山機械工程設(shè)計研究院總承包。引進美國美卓公司10oot/d活性石灰回轉(zhuǎn)窯三大主機設(shè)備豎式預(yù)熱器、回轉(zhuǎn)窯、豎式冷卻器的關(guān)鍵技術(shù);同時引進煤粉制備、煤粉燒咀系統(tǒng)設(shè)備及排煙機、窯主電機等關(guān)鍵設(shè)備，總投資約5.5億元。由礦山機械工程設(shè)計研究院負責(zé)引進技術(shù)的消化和工藝設(shè)計某重機公司負責(zé)三大主機的合作制造。經(jīng)過近一年的施工建設(shè)，三條10oot/d活性石灰生產(chǎn)線分別于2006年7月15日、8月11日和9月14日相繼投料試生產(chǎn)，1#,2#,3#回轉(zhuǎn)窯己分別于2006年8月2日、9月8日和9月21日達標(biāo)。
某鋼3*1000t/d活性石灰工程項目，由于其產(chǎn)品用于冶煉不銹鋼和優(yōu)質(zhì)特種鋼，所以其產(chǎn)品必須是ca0含量高、活性度高、硫、磷等雜質(zhì)含量低的優(yōu)質(zhì)活性石灰。另外，3*1000t/d石灰生產(chǎn)線建于遠離市區(qū)的東山礦區(qū)，沒有氣體燃料，只能以煤粉為燃料。為能生產(chǎn)出你質(zhì)活性石灰，對原料、燃料都提出了嚴格的要求。其原、燃料條件見表1、表2。
表1
表2
表3
冶煉不銹鋼，特別是低碳不銹鋼，要求活性石灰在保證一定活性度的條件下，其灼減越低越好，即石灰的殘留c02控制在1.0%左右為好。但這樣會使部分石灰過燒而影響石灰的活性度，所以在生產(chǎn)過程中應(yīng)控制好回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的鍛燒溫度和緞燒時間。某鋼三座石灰回轉(zhuǎn)窯在調(diào)試達標(biāo)過程中，鍛燒溫度和物料在窯內(nèi)的停留時間均根據(jù)石灰石理化指標(biāo)控制在一定范圍內(nèi)，所生產(chǎn)石灰的活性度>360m1，殘留c02<0.5"%a，質(zhì)量指標(biāo)超過了設(shè)計要求。
某鋼3*1000t/d燃煤型活性石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的主要設(shè)備，與美卓公司600t/d石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)設(shè)備相比有較大的改進，使設(shè)備的性能指標(biāo)有了較大的提高;產(chǎn)品可以達到1100t/d;max1200t/d，產(chǎn)pa熱耗小于1100x4.18kj/kgcao。主要改進有:
(1)豎式預(yù)熱器：采用全分隔式18倉結(jié)構(gòu)，18套液壓推桿預(yù)熱器;去掉了液壓推桿上方的l,p,d過橋梁(亦稱分料拱)，提高了推頭處料層高度， 了預(yù)熱器結(jié)料、棚料的問題。這對于以煤粉為燃料來說尤為重要，因煤粉中的灰分、焦油更容易在過橋梁上粘結(jié)造成棚料：改進了料倉底部角度，有利于物料流動；下料管由彎管改為直管，使下料更加順暢;對進料溜槽進行改進，物料更能順利入窯。改進后的18倉預(yù)熱器壓降更低，煙氣的阻力損失小，降低了排煙機的風(fēng)壓，對石灰石的預(yù)熱溫度高，排出的廢氣溫度小于2500c，熱效率高；
(2)回轉(zhuǎn)窯：:采用大直徑，長徑比較小，l/d=14.3(寶鋼4“窯l/d=15)的兩支點回轉(zhuǎn)窯，占地面積小；主傳動采用變頻調(diào)速電機，工作穩(wěn)定，易于調(diào)節(jié):采用無球瓦的滑動軸承和特殊的調(diào)節(jié) ，技術(shù)先進；輔助傳動采用55kw的柴油機驅(qū)動，不需配備兩路電源。
耐火材料：因為窯的直徑較大，所選用的耐火磚和澆注料充分考慮了高溫強度、耐磨性和使用壽命；采用保溫性能更好的隔熱材料，使回轉(zhuǎn)窯窯體表面溫度不致過高。某鋼1“回轉(zhuǎn)窯當(dāng)產(chǎn)量達到1100t/d時，燒成帶窯體表面溫度為320℃左右，提高了回轉(zhuǎn)窯的熱效率在窯尾三分之一窯長的預(yù)熱段布置了提高換熱效率的特殊結(jié)構(gòu)，提高了石灰石預(yù)熱的均勻性和石灰石在預(yù)熱段的運動速度，對提高產(chǎn)量和避免過燒有利。
(3)豎式冷卻器：與美-#-600t/d的冷卻器相比，取消了出料錐體密封罩和除塵風(fēng)口，結(jié)構(gòu)更簡單;冷卻器分四個冷卻區(qū)，每個冷卻區(qū)可單獨控制:改進了每個冷卻區(qū)及中心分風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)，提高了冷卻 ，使出灰溫度控制在高于環(huán)境溫度40-60oc。
(4)主要風(fēng)機選型：某鋼3*1000t/d石灰回轉(zhuǎn)窯，由于采用以煤為燃料，所以主要風(fēng)機的選型與寶鋼5徊轉(zhuǎn)窯有較大的區(qū)別，以保證整條生產(chǎn)線的正常運行。
一次風(fēng)機，也就是煤磨風(fēng)機：風(fēng)量23300m3/h，風(fēng)壓7000pa，電機功率132kw;窯頭風(fēng)機:風(fēng)量10400m3/h，風(fēng)壓750pa，電機功率4kw;高溫排煙機:風(fēng)量310000m3/h，電機功率1100kw。
某鋼3*1000t/d石灰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線自2006年7月5日起三座回轉(zhuǎn)窯順序進行點火烘窯，進入試車階段。
(1)烘窯試車前的原燃料準(zhǔn)備：①焙燒率80%以上的石灰100噸，粒度40mm；②合格的石灰石10 噸，粒度10^-40二；(mot或一10.柴油300噸；④合格原煤5000噸，粒度<-50m;@50e木柴和200千克棉紗。
(2)由于1000t/d石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的耐火材料，特別是預(yù)熱器和冷卻器用的耐火材料基本為澆注料，水分含量大，易爆裂剝落。因此烘窯升溫過程中 考慮外溫曲線，并嚴格控制窯尾溫度。為確保冷卻器的澆注料完全烘干，烘窯首先從冷卻器開始。采用熱值為10000kcal/kg的輕柴油，以小燒咀、小流量(柴油流量約為601/h)對冷卻器進行烘干。待窯尾溫度達到一定值時，改由窯頭點火烘窯。為避免窯體變形，烘窯升溫過程中應(yīng)低速轉(zhuǎn)窯，直至回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)耐火材料中的水分全部烘干。
(3)投料試生產(chǎn)及調(diào)試達標(biāo)、達產(chǎn)：某鋼10石灰回轉(zhuǎn)窯于2006年7月5日點火烘窯，7月15日投料，至8月2日歷時18天即達到1000t/d產(chǎn)量。此時回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速為1.05r/min，熱耗1100kcal/kg，產(chǎn)品質(zhì)量達到設(shè)計要求，順利達標(biāo);2.石灰回轉(zhuǎn)窯于2006年7月31日點火烘窯，8月11日投料，直至8月28日按800t/d進行試生產(chǎn)；8月28日至9月8日以1080t/d進行調(diào)試達標(biāo)，到9月8日產(chǎn)量順利達到1000t/d?；剞D(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速為1.1-1.15r/min，熱耗1100kcal/kg，電耗40.5kwh,p頂利達標(biāo)。達標(biāo)后繼續(xù)調(diào)試到9月12日，產(chǎn)量 達到1200t/d，此時窯尾溫度為1056-1058oc:窯頭溫度~8000c，熱耗1080kcal/kgcao，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速1.15-1.178r/min,至今一直在穩(wěn)定運行。
石灰窯產(chǎn)量為1000^-1200t/d時的產(chǎn)品質(zhì)量:cao:-90%,s-<0.03%,殘留c02<-0.48%，活性度366mlo3.石灰回轉(zhuǎn)窯于2006年8月28日點火烘窯，9月14日投料，到9月16日產(chǎn)量即達到1000t/do9月19日至21日三天進行達標(biāo)考核，產(chǎn)量超過i100t/d，熱耗:1099.5kcal/kg，電耗：39kwh，產(chǎn)品質(zhì)量ca0>90%，s-<0.03yo，殘留c02:0.45^-0.52，活性度365ml。
(4)幾個工藝參數(shù)的控制：
①推桿推料時間間隔為25-33s，達標(biāo)時間為33s；
②推料量的確定:330-350kg/次；
③回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速經(jīng)計算為1.0-1.258r加in；
④物料在窯內(nèi)的停留時間 60min。因窯尾有特殊結(jié)構(gòu)，物料在窯內(nèi)的停留時間根據(jù)經(jīng)驗約縮短5-8min；
⑤窯內(nèi)物料填充率 6%。
鋼球磨煤機(用于制作燃料煤粉)
(1)煤粉制備及燒咀系統(tǒng)特點
某鋼3*1000t/d石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)，每條生產(chǎn)線配一套300型煤粉制備及燒咀系統(tǒng)。主要設(shè)備有:立式碗形磨煤機(亦稱碗磨)，設(shè)計能力為lot/h,電機功率150kw；特殊單通道燃燒器，設(shè)計能力10t/h，配有電子點火器、火焰安全控制器;以及用于天然氣烘窯的中心風(fēng)管。煤磨和燃燒器一次風(fēng)共用一臺風(fēng)機，風(fēng)量為23300耐/h，壓力7000pa，電機功率132kw。系統(tǒng)中配有3類8套閥門，一套防爆裝置及完備的檢測控制儀表，整個系統(tǒng)不但簡單順暢且安全可靠。其工藝流程簡圖如下：
通過某鋼三條活性石灰生產(chǎn)線的試生產(chǎn)和調(diào)試達標(biāo)，證明某鋼石灰回轉(zhuǎn)窯煤粉制備及燒咀系統(tǒng)不但可以滿足產(chǎn)量，達到1200t/d的需要，且運行可靠。
某鋼石灰回轉(zhuǎn)窯煤粉制備及燒咀系統(tǒng)雖然有以上優(yōu)點，但也有不足之處:不設(shè)煤粉倉，無煤粉儲備，一旦煤磨發(fā)生故障，則整條石灰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線就要停產(chǎn);系統(tǒng)中的各臺設(shè)備及控制閥門都必須可靠，有一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，就會影響整個系統(tǒng)的正常運行。
(2)回轉(zhuǎn)窯尾除塵系統(tǒng)特點
某鋼3*1000t/d石灰回轉(zhuǎn)窯窯尾除塵設(shè)備是生產(chǎn)線的關(guān)鍵工藝設(shè)備，除塵設(shè)備是否能正常運行將直接影響到石灰回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)。鑒于某鋼石灰窯以煤粉為燃料，煙氣中飛灰多，并含有油氣，經(jīng)比較選用了 純ptfe針刺氈覆膜濾料的5000e袋除塵器，覆膜濾料屬“表面過濾”技術(shù)，與常規(guī)的“深層過濾”技術(shù)相比，不但提高了凈化效率，降低運行阻力，延長了濾袋壽命，且大大降低了 及運行費用。同時為了避免熱聯(lián)動時產(chǎn)生的飛灰，油煙鉆入濾袋ptfe薄膜內(nèi)堵塞孔隙或在表面板結(jié)糊袋，影響除塵效率，所以在除塵器投入運行前用325目的滑石粉對濾袋進行預(yù)涂層處理，藉以在濾袋表面形成多孔粉塵層，對濾袋形成保護。實踐證明某鋼石灰回轉(zhuǎn)窯窯尾除塵設(shè)備的選用及預(yù)涂層處理是正確的。
(3)旁邊通煙道的設(shè)置
在窯尾除塵系統(tǒng)中設(shè)置旁通煙道，是為避免在點火烘窯試生產(chǎn)工況不穩(wěn)定和生產(chǎn)中發(fā)生 時燒壞除塵設(shè)備。某鋼在石灰回轉(zhuǎn)窯工廠設(shè)計時提供的條件，是在烘窯試生產(chǎn)時采用天然氣為燃料。天然氣為潔凈能源，某鋼和美卓公司認為沒有必要設(shè)置旁通煙道。后因天然氣不能在一兩年內(nèi)通到石灰窯現(xiàn)場而改用輕柴油。由于用柴油進行烘窯，在開始時不可避免會產(chǎn)生大量的水蒸氣、碳黑、飛灰及部分未完全燃盡的柴油油氣等，將會把袋除塵器的濾袋糊死，而影響石灰回轉(zhuǎn)窯的正常運行，所以必須設(shè)置旁通煙道。經(jīng)我院與某鋼、除塵器廠共同研究，決定采用在除塵器的風(fēng)道隔板上增設(shè)旁通門的方法予以 ，即在回轉(zhuǎn)窯烘窯投料初期打開旁通門，同時關(guān)閉除塵器上的進風(fēng)蝶閥和提升閥，讓廢氣不經(jīng)過濾袋直接外排。烘窯結(jié)束，產(chǎn)量達到60%左右時，停止緞燒，同時通入冷風(fēng)，待除塵器煙道基本冷卻后將旁通門封閉，使除塵器投入正常運行。
旁通門的大小及數(shù)量，是按滿負荷生產(chǎn)時風(fēng)量的60，外排風(fēng)速一20m/s來計算。經(jīng)計算決定設(shè)置四個0900二的旁通門。
旁通門設(shè)置的優(yōu)點：
①節(jié)約投資:與設(shè)置濕式旁通除塵系統(tǒng)及常規(guī)旁通煙道相比，不需要另外增加設(shè)備，僅在除塵器風(fēng)道隔板上增加幾個帶法蘭和蓋板的孔即可；
②施工簡單，操作時間短，封閉旁通門的整個操作過程不超過兩個小時，對回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的熱負荷操作基本沒有影響；
③因某鋼地處北方，若采用濕式旁通除塵系統(tǒng)，供排水系統(tǒng)需防凍保溫;另外排出的污泥濁水容易對環(huán)境造成二次污染。
設(shè)置旁通門的缺點：
①在除塵器中開設(shè)旁通門，讓廢氣不經(jīng)濾袋直接對排，這就不可避免把開始烘窯時產(chǎn)生的大量水蒸氣、碳黑、飛灰、部份未完全燃燒的油霧、粉塵排入到大氣中去，不符合國家的環(huán)保政策。但因一般烘窯時間為7-8天，回轉(zhuǎn)窯更換耐火材料一般周期在兩年以上，對環(huán)境影響不是很大；
②操作相對麻煩，因為每次回轉(zhuǎn)窯更換耐火磚烘窯時，均需工人進入除塵器內(nèi)先把旁通門打開，待烘窯結(jié)束后再把旁通門關(guān)閉。
某鋼3*1000t/d石灰回轉(zhuǎn)窯的建成投產(chǎn)，將成為我國活性石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)規(guī)模 ，單臺產(chǎn)量可達1200t/d;總產(chǎn)量 ，年產(chǎn)量達100 噸的大型冶金石灰企業(yè)。三座燃煤石灰回轉(zhuǎn)窯分別短時間內(nèi)順利達標(biāo)、達產(chǎn)，證明大型石灰回轉(zhuǎn)窯不僅能用氣體、液體燃料，也可以采用煤粉燃料，只要煤質(zhì)達到一定的要求，而不必擔(dān)心結(jié)皮結(jié)圈問題。同時也說明我國活性石灰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線的工藝、設(shè)備設(shè)計技術(shù)、裝備的制造和操作管理水平提高到一個新的高度。
