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范禮明（中冶華天工程技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210000） 中圖分類號：TF758 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-2738（2012）03-0000-01 摘要：介紹了國內(nèi)活性石灰窯的發(fā)展概況，幾種窯型的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：活性石灰窯；窯型選擇 一、前言 活性石灰窯在冶金行業(yè)發(fā)展非常迅速，活性石灰主要在煉鋼和燒結(jié)工藝上使用。隨著鋼鐵冶煉技術(shù)的進(jìn)步，煉鋼廣泛采用活性石灰作為熔劑，這樣可以加快造渣速度，縮短煉鋼時間，提高鋼的產(chǎn)量和質(zhì)量，降低成本，節(jié)省爐料和能耗，穩(wěn)定冶煉操作，為冶煉自動化創(chuàng)造良好條件；燒結(jié)采用生石灰代替原來的石灰石，生石灰在混合料加水過程中被消化，放出大量的熱，從而提高料溫。另外，用生石灰代替石灰石生產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦并配以部分酸性爐料，是目前被認(rèn)為較好的高爐爐料結(jié)構(gòu)，它可以使高爐冶煉少加或不加石灰石，可提高高爐利用系數(shù)，降低焦比，節(jié)約能耗，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 二、國內(nèi)活性石灰窯的發(fā)展概況 隨著我國冶金行業(yè)的高速發(fā)展，我國冶金石灰行業(yè)也得到了迅速發(fā)展，對活性石灰窯也提出了更高的要求。而現(xiàn)階段，在生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量、裝備水平、能源消耗、環(huán)境保護(hù)、作業(yè)條件、綜合利用等方面，國內(nèi)石灰窯都存在較大差距。活性石灰窯是石灰生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，其技術(shù)狀態(tài)將直接影響活性石灰的產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗、環(huán)境保護(hù)等諸多方面。結(jié)合我國冶金行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，我國冶金石灰窯應(yīng)向大型化規(guī)?；a(chǎn)發(fā)展、向節(jié)能型精細(xì)化生產(chǎn)發(fā)展、向機(jī)械化自動化生產(chǎn)發(fā)展、向環(huán)保潔凈化生產(chǎn)發(fā)展、向綜合利用循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。國內(nèi)生產(chǎn)活性石灰成功窯型主要是回轉(zhuǎn)窯，其它的氣燒豎窯，改進(jìn)型焦炭豎窯及其他窯型等，無論從產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量、操作、環(huán)保等方面均存在各種各樣的問題。從上世紀(jì)80年代開始，我國大量引進(jìn)國外的先進(jìn)窯型，其豎窯主要是瑞士麥爾茲的并流蓄熱式雙膛豎，意大利弗卡斯公司的雙梁窯和德國的貝肯巴赫公司的環(huán)形套筒豎窯等。目前在國內(nèi)新建窯型中，回轉(zhuǎn)窯和這幾種引進(jìn)的豎窯市場占有率較高。 三、回轉(zhuǎn)窯和豎窯的比較 對于回轉(zhuǎn)窯和豎窯，一般認(rèn)為回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的石灰質(zhì)量最好，且可煅燒粒度較小的石灰石，而豎窯生產(chǎn)的石灰質(zhì)量一般來說略低于回轉(zhuǎn)窯?；剞D(zhuǎn)窯在國內(nèi)生產(chǎn)多年，從技術(shù)和生產(chǎn)操作來說，都已成熟，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造比較簡單，經(jīng)營費(fèi)用少，操作工人少，生產(chǎn)控制容易，運(yùn)轉(zhuǎn)率高可達(dá)90%以上，成品質(zhì)量較高，回轉(zhuǎn)窯尾廢氣溫度低，一般都在250℃以下，因此不存在大量廢熱的利用問題。但回轉(zhuǎn)窯占地較大，熱耗，電耗都較高，設(shè)備維修也很頻繁，對燃料要求嚴(yán)格，必須是高熱值的煤氣，油或煤粉，無法使用煉鐵、煉鋼產(chǎn)生的煤氣，由于回轉(zhuǎn)窯可選用粒度較小的石灰石原料，廢氣帶灰量較大。 豎窯可以使用熱值較低的燃料以充分利用冶金工廠所產(chǎn)生的二次能源，占地小，投資低，熱耗、電耗都低，產(chǎn)品質(zhì)量也能滿足生產(chǎn)要求。從國內(nèi)引進(jìn)的成功豎窯來看，其產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)能滿足冶金生產(chǎn)的要求。但豎窯一般結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，操作要求比回轉(zhuǎn)窯高。 四、三種豎窯的比較 （一）環(huán)形套筒豎窯。 套筒窯是德國貝肯巴赫窯爐公司發(fā)明的，貝肯巴赫公司創(chuàng)建于1929年，主要設(shè)計(jì)煅燒活性石灰及白云石的豎窯，1955年以前，一直用焦炭作為燃料，燒出的石灰活性度很低。環(huán)形套筒窯是在60年代初產(chǎn)生的，誕生后得到廣泛推廣，我國化工系統(tǒng)于上世紀(jì)80年代末在張家口，包頭，蘭州，太原化工部門建了5座150t/d的套筒窯，接著馬鋼、梅鋼、首鋼引進(jìn)500t/d套筒窯。 套筒窯是由砌有耐火材料的窯殼和分成上下兩段的內(nèi)套筒組成，窯殼與內(nèi)套筒同心布置，礦石位于窯體和內(nèi)套筒之間的環(huán)形空間以利于氣流穿透。套筒窯使用的燃料為流體燃料，如天然氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、高焦混合煤氣、電石爐氣、輕油、重油、煤粉等。套筒窯窯體從上到下可分為預(yù)熱帶、上部煅燒帶(逆流)、中部煅燒帶(逆流)、下部煅燒帶（順流）、冷卻帶，其核心為下部并流煅燒帶，石灰最終在下部煅燒帶內(nèi)燒成，保證能夠煅燒出優(yōu)質(zhì)活性石灰。整個窯體為負(fù)壓操作，對窯體密封程度要求不高，可以在線觀察到窯內(nèi)的煅燒過程，在線取樣并且可以在線維修燃燒設(shè)備。套筒窯很重要的一個優(yōu)點(diǎn)就在于循環(huán)氣體溫度的可控性，所以可以燒出優(yōu)質(zhì)石灰。甚至石灰石中碳酸鈣含量經(jīng)常變動，仍然可以通過產(chǎn)出率的調(diào)整來使石灰質(zhì)量保持在一個很高的水平。 套筒窯內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，窯內(nèi)襯均由耐火材料組成，磚型較多，在我國建造初期，經(jīng)常出現(xiàn)拱橋部位耐火材料塌陷的問題，經(jīng)過多年的經(jīng)驗(yàn)，目前砌筑問題已基本解決。 （二）并流蓄熱式雙膛豎窯（MAERZ窯）。 雙膛窯是由瑞士麥爾茲爐窯公司于1965年獲得專利許可權(quán)，在我國冶金系統(tǒng)的太鋼、唐鋼、杭鋼、天津無縫、包鋼、昆鋼等企業(yè)已引進(jìn)建成不少座雙膛窯。雙膛窯有2個窯身，2個窯身交替輪換煅燒和預(yù)熱礦石，在2個窯身的煅燒帶底部之間設(shè)有連接通道連接彼此，每隔約12分鐘換向一次以變換窯身的工作狀態(tài)。在操作時，兩個窯身交替裝入礦石，燃料分別由2個窯身的上部進(jìn)入，通過設(shè)在預(yù)熱帶底部的多支噴槍使燃料均勻的分布在整個窯的斷面上，使燃料得到均勻的燃燒。雙膛窯使用的燃料也是流體燃料，如煤氣、油、煤粉等均可。 助燃空氣用羅茨風(fēng)機(jī)從豎窯的上部送入，助燃空氣在與燃料混合前在預(yù)熱帶先被預(yù)熱，然后煅燒火焰氣流通過煅燒帶與礦石并流（在所有豎窯中，雙膛窯的并流帶最長），使礦石得到煅燒。煅燒后的廢氣通過連接2個窯身的通道沿著另一窯體的預(yù)熱帶向窯頂排出。由于長行程的并流煅燒，石灰質(zhì)量很好，且由于2個窯身交替操作，廢氣直接預(yù)熱礦石，熱量得到最充分的利用，在所有豎窯中熱耗最低。 雙膛窯為密封正壓操作，膛內(nèi)工作壓力在40kPa左右。粉塵外逸較高,環(huán)境保護(hù)投資較大。冷卻風(fēng)，助燃風(fēng)，燃?xì)庖髩毫Ω咝枰募訅猴L(fēng)機(jī)較多，電耗大。 （三）雙梁窯。 雙梁窯是意大利弗卡斯公司多年來不斷開發(fā)和改進(jìn)的窯型，雙梁窯的核心部分是采用了三路壓力系統(tǒng)，所謂“三路壓力系統(tǒng)”，就是在冷卻帶上方布置抽氣梁，由一臺風(fēng)機(jī)將冷卻過石灰的熱空氣經(jīng)抽氣梁抽出窯外，重力除塵后進(jìn)入熱交換氣預(yù)熱助燃風(fēng)，這樣在下層燒嘴梁與抽氣梁之間形成了一個高約7m的后置煅燒帶。由于廢氣風(fēng)機(jī)的作用，從下層燒嘴梁向上為負(fù)壓，而冷卻石灰的熱空氣又從后置煅燒帶底部抽出，于是在后置煅燒帶內(nèi)基本無壓力干擾，從煅燒帶下來的石灰，避免了與冷卻過石灰本身被預(yù)熱但溫度仍遠(yuǎn)低于從煅燒帶流出的石灰的溫度的熱空氣相遇，在后置煅燒帶里以平均溫度為900℃的氛圍內(nèi)均質(zhì)，石灰質(zhì)量有所提高。雙梁窯使用的燃料亦為流體燃料，如煤氣、油、煤粉等。 （四）三種豎窯窯型綜合比較。 三種窯型均有優(yōu)缺點(diǎn)，綜合比較見表1 表1 三種豎窯綜合比較表 |
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