回轉窯生產活性石灰生產線工藝設備

回轉窯生產活性石灰生產線工藝設備

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，優化鋼水質量。在煉鋼造渣中產生的渣，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量。國際上已廣泛采用品質好、反應快、造渣徹底的優質“活性石灰”取代過去使用的“普通石灰”，為冶煉優質鋼水奠定了基礎。

□□活性石灰的應用，加快了冶煉造渣速度、縮短了冶煉時間、降低了噸鋼石灰消耗、減少了雜質帶入、大大提高了鋼水的質量，給企業帶來了顯著的綜合效益，在鋼鐵行業已形成共識。

□□80年代末至今，國內各大鋼鐵企業（寶鋼、武鋼、鞍鋼、太鋼、唐鋼、石鋼、昆鋼等）紛紛建設一流活性石灰生產線，石灰窯配套的主體設施均采用引進或消化外來技術自行建造，石灰產品質量明顯優于傳統式窯生產的產品，所以活性石灰的應用正成為大趨勢在飛速普及發展。

二、影響石灰煅燒質量的主要因素

1、石灰石質量及粒度大小：

□□石灰石的CaO含量和結晶結構是燒出好質量石灰的前提，而石灰石粒度配比合理（大/小=2/1），可改善爐內氣流運動狀態、增強物料的加熱分解效果。

2、煅燒窯型的選擇：

□□合理結構的煅燒窯可為生產“輕燒”石灰創造條件，布火點均勻、物流及各段溫度控制恰當，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。

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

4、其它因素：

□□爐料的運行方式，加料、出灰方式及窯體密封效果，自動化控制、生產水平、工人的技術素質等。

三、國內外先進石灰生產窯型特點

□□國內外冶金企業主要采用“臥式”和“立式”兩種窯型煅燒石灰。經過對冶金石灰窯考察研究，我們對各類窯型特點有了詳細的了解。“立式”窯種類較多，無論過去“傳統豎窯”及“機械化立窯”，還是改進后的“廢氣調控式豎窯”、“斜膛豎窯”，均無法達到理想化石灰煅燒溫度場，生燒或過燒現象無法最大限度地克服，盡管投資少，建設期短，但石灰質量無法保證（活性度均在250ml～300ml之間），故選擇此類窯型并無技術優勢。

□□以下介紹幾種較好的生產窯型，它不但能生產出高質量的活性石灰，且具有各自獨特的生產特點。

1、回轉窯

□□回轉窯靠窯體旋轉，石灰石翻滾中煅燒，它的特點是：

□□煅燒石灰質量好、活性度高（360ml以上）、產量大（單窯能力500t/d 以上）、生產穩定。對石灰石粒度適應范圍寬。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合企業建設。是我國目前最為廣泛的使用窯型。

2、梁式豎窯（FERCALX）

□□這種引進（意大利弗卡斯）的梁式豎窯，爐內設置上、下兩層供熱支撐梁，爐內負壓操作，它的特點是：

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

3、并流蓄熱式雙膛豎窯（MAERZ）

□□這種引進（瑞士邁爾茲）的雙膛豎窯，兩個爐膛輪流加熱和裝、出料，使爐氣余熱能充分回收利用（預熱入窯冷料），它的特點是：

□□燃料適應性廣、產量適中、煅燒石灰質量好、活性度高（350ml以上），煅燒機先進合理、能耗低（單耗約850Kcal/Kg）。缺點是投資較高、操作復雜。這類窯型在我國引進的事例較多，業績較多，適合大、中、小型鋼廠或特鋼企業建設（例如唐鋼就是引進的此窯型）。

4、套筒豎窯（BASK）

□□這種引進（德國貝肯巴赫）的套筒豎窯，由耐火材料砌筑的窯身（外套）和上下兩段內膽（內套）組成，爐膛在內、外套之間環縫中下降移動。它的特點是：

□□產量適中、煅燒石灰質量好、活性度高（350ml左右）。操作簡單但窯體結構復雜，投資較高，這類窯型適合大、中、小型鋼廠或特鋼企業建設。

□□以上幾種窯型在國內已得到廣泛應用和大力推廣，實踐證明生產的石灰質量好，給鋼鐵企業帶來了較好的綜合效益（與過去普通石灰相比，噸鋼生產成本可下降約20元～30元），獲得了冶金企業的普遍認同。

□□總之，回轉窯煅燒活性石灰是我國目前最為廣泛的使用窯型。

四、活性石灰節能降耗的效果

□□在鋼鐵生產過程中，應用活性石灰節能降耗效果顯著，主要體現在以下幾個方面：
1、提高化渣速度，縮短冶煉時間。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、晶格穩定，形成低熔點渣系的時間長；而活性石灰晶粒細小、晶格不穩定、反應面積大，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，反應能力越強，加入活性石灰2秒后就基本渣化，縮短了熔化時間；而普通石灰加入4秒甚至更長時間才能渣化。使用活性石灰能有效地縮短冶煉時間，適應快速煉鋼的需要。
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，相應可以多吃廢鋼。此外，在既定爐容時，石灰加入量少則渣量少，相應可提高廢鋼加入量。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減少12至18kg／t鋼，成渣量減少，噴濺量少。同時，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，改進鋼的質量。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，由于活性石灰本身所含雜質少，硫、磷含量低，成分穩定，便于煉鋼操作，對提高和改進鋼質量大有好處。
5、爐襯侵蝕減輕，爐齡提高。鋼水中的Si、S、P在轉爐的強氧化氣氛中生成酸性氧化物并進人爐渣，而轉爐爐襯為堿性材料，酸堿兩種性質的物質在高溫下會發生化學反應，生成低熔點的物質進入爐渣而導致侵蝕爐襯。加入活性石灰，快速熔化進入爐渣的有效CaO可快速中和爐渣的酸性物質，同時縮短了冶煉時間，相應提高了爐齡，為保護爐襯和提高爐齡創造了條件，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，可以使精煉渣化學成分發生根本變化，有利于精煉的進行。關于這方面的工作，有關單位正在積極研究。
□□總之，活性石灰對冶金過程產生的影響很難用以上簡單的描述說清楚，希望業內人士共同關注，促進我國鋼鐵工業的健康和可持續發展。

五、活性石灰的應用要求

□□隨著我國加入“世貿”組織，國內外鋼鐵行業的競爭日趨激烈。提高鋼材質量、降低生產成本已成為增強企業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。進一步了解“活性石灰”煅燒機理、選擇先進合理的石灰窯型是建設活性石灰生產線的關鍵。提高煉鋼用石灰質量的途徑要從以下幾方面著手：

□□從原料、燃料的質量抓起：原料是基礎，從選礦開始就要選用成分優良、粒度合理、表面潔凈的優質礦石。燃料也要根據企業具體情況選用雜質少、易于獲取的優質燃料，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，但受企業具體情況（如礦石結構、燃料供給、窯體傳熱速度及CO2氣體擴散等）環境制約，加熱最高溫度和供熱能力就相應調整。必須制定合理的煅燒制度，保證石灰石的“輕燒”（軟燒）過程的實現。

□□選用適當合理的現代化先進窯型：在各種原始條件具備后，應選用具有一定裝備水平的先進窯型。現在煅燒窯種類較多，企業要根據生產規模、石灰產品質量要求、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。

□□嚴格科學管理、制定各項合理規章制度：任何先進生產線，作為系統工程都要以人為本，培養專業崗位人材，才能生產出優質產品。要從開礦、選礦、配料、煅燒、自動化控制、產品檢驗等各環節制定科學的操作規程和規章制度，并嚴格執行。

六、生產方法及工藝流程說明

1、生產方法

□□本項目將豎式預熱器、回轉窯、豎式冷卻器（單筒冷卻機）、煙氣處理系統、原料輸送系統、成品輸送系統、煤粉制備系統等組成一條完整的生產線。

□□全線采用技術先進，性能可靠的DCS中央控制系統，在主控制室集中操作管理，以PLC實現各設備運行的相互連鎖。

2、工藝流程說明

①、原料儲運輸送

□□粒度在10～40mm的合格品經皮帶機送至預熱器頂部料倉。

②、石灰石煅燒

□□石灰石煅燒系統是由一臺豎式預熱器，回轉窯及豎式冷卻器（單筒冷卻機）組成。物料由預熱器頂部料倉經下料溜管導入預熱器本體內，同時由回轉窯傳入的高溫煙氣將物料預熱至600℃以上，使石灰石發生部分分解，再由多個液壓推桿依次推入回轉窯尾部，經回轉窯高溫煅燒后再卸入豎式冷卻器（單筒冷卻機）內，通過風機吹入的冷風冷卻，將物料冷卻至100℃以下排出豎式冷卻器（單筒冷卻機），豎式冷卻器吹入的空氣作為二次空氣進入回轉窯參與煅燒。

③、成品輸送

□□成品石灰由豎式冷卻器（單筒冷卻機）卸出后經鏈式輸送機輸送至成品庫。

④、煙氣處理

□□回轉窯燃燒產生的高溫煙氣，在預熱器內與石灰石進行熱交換后，溫度降至280-300℃，一部分廢氣用管道輸送到煤粉制備系統中，利用其余熱烘干煤粉。廢氣經收塵器過濾后，煙氣溫度進一步降至80℃以下，含塵濃度符合國家排放標準后排入大氣；另一部分進入袋除塵器后經煙囪排入大氣，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窯點火及換熱器、袋除塵器、高溫風機等發生故障時，作為備用設施，排放回轉窯燃燒產生的高溫煙氣。

⑥、煤粉制備

□□所用原煤（要求揮發份大于20%）經外購入廠，經過儲存、均化后利用風掃煤磨配動態選粉機組成的閉路系統將原煤粉磨至0.08mm<10%，成品煤粉通過輸送設備進入儲庫，滿足回轉窯煅燒16小時的燃料儲備需要。煤粉生產、輸送、儲存均設防爆裝置，防止因煤粉意外遇明火爆炸。

□□風掃煤磨所需熱源由回轉窯尾280-300℃廢氣供應，既節省能源又環保。

□□煤粉由專為石灰回轉窯系統設計的燃燒器噴入回轉窯中燃燒，該燃燒器形成的火焰具有高溫區溫度低（1050-1250℃）、溫度曲線梯度緩、窯尾溫度高（1000-1050℃）；NOx形成量少（300ppm）；防止結圈等優點。

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