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石灰生產(chǎn)技術(shù)—石灰生產(chǎn)工藝
2018-03-24

石灰生產(chǎn)技術(shù)—石灰生產(chǎn)工藝

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石灰是煉鋼過程中必要的輔料,它的質(zhì)量將直接影響所煉鋼材的多少和好壞,所以在冶金企業(yè)中,石灰的質(zhì)量是非常重要的。我國是生產(chǎn)和利用石灰早的國家,秦長城和許多考古發(fā)現(xiàn)已證實(shí)了這個(gè)不爭的事實(shí)。我國雖然是能源大國,但由于工藝落后,尤其是舊窯型和土燒石灰窯污染大、質(zhì)量差、能耗高、產(chǎn)量低,達(dá)不到煉鋼對白灰的質(zhì)量要求,與世界上機(jī)械化全自動化煅燒相比,差距相當(dāng)大,目前我國白灰窯70%是無任何環(huán)保措施的土窯,受地方保護(hù)得以生存,但各地區(qū)嚴(yán)重的各類工業(yè)污染問題已引起國家的高度重視,因此淘汰土燒白灰窯,建造我們自己的具有節(jié)能、環(huán)保、高效的現(xiàn)代化白灰窯既是國家環(huán)保的要求也是目前我國現(xiàn)在數(shù)十萬家石灰生產(chǎn)企業(yè)勢在必行的舉措。下面對石灰原料、煅燒燃料、煅燒設(shè)備及工藝簡單分析。
一、原料石灰石
      石灰石(limestone)是沉積源形成的一種巖石,屬堿性巖石,主要成分是碳酸鈣、鈣鎂碳酸鹽或者碳酸鈣和碳酸鎂的混合物。根據(jù)不同的密度范圍,成型的石灰石分為三個(gè)子類:  
低密度石灰石——密度范圍1,760~2,160千克/立方米。
中密度石灰石——密度范圍2,160~2,560千克/立方米。
高密度石灰石——密度大于2,560千克/立方米。  
      石灰石具有良好的加工性、磨光性和很好的膠結(jié)性能,不溶于水,易溶于飽和硫酸,能和強(qiáng)酸發(fā)生反應(yīng)并形成相應(yīng)的鈣鹽,同時(shí)放出CO2。石灰石在大氣壓力下達(dá)到900℃以上就會發(fā)生如下反應(yīng):CaCO3>900℃=CaO+CO2   
 
1、石灰石的雜質(zhì) 
因?yàn)槭沂ǎ胊CO3)是天然礦物,所以它含有一些不利于煅燒的雜質(zhì).雜質(zhì)主要是SiO2   AL2O3  Fe2O3  K2O  P  S等,它們主要來源于三個(gè)方面:
⑴、原料石灰石所含有害物: SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O 、P、S等。
⑵、石灰石以泥土、砂粒形態(tài)粘附的的有害物:SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O 、P、S等。
⑶、燃料所含有害物:SiO2、Al2O3、 Fe2O3、Na2O、K2O 、P、S等。
這些雜質(zhì)的多少直接影響煅燒石灰的產(chǎn)量和質(zhì)量,所以選擇優(yōu)質(zhì)的石灰石是比較關(guān)鍵的。
2、石灰石的粒度
  在石灰石煅燒過程中,原料石灰石粒度的影響是非常大的,由于CO2的分離是石灰石表面向內(nèi)部慢慢進(jìn)行的,所以大粒徑石灰石比小粒徑的煅燒要困難,需用的時(shí)間也長。通過科學(xué)試驗(yàn)分析,在一定溫度下煅燒時(shí)間與石灰石厚度的平方成正比,80mm石塊與40mm的石塊相比,前者需要4倍于后者的煅燒時(shí)間。實(shí)踐證明豎爐選用40-80mm粒度的石灰石,回轉(zhuǎn)窯選用10-30mm粒度的石灰石效果為理想。
3、石灰石的選擇
  石灰石含鈣高的密度大,不好燒,但煅燒后的石灰灰質(zhì)好,反之含鈣低的石灰石密度小,好燒,但煅燒后的灰質(zhì)差。石灰石含鈣量及其他物質(zhì)含量利用化學(xué)分析測試、磨損實(shí)驗(yàn)及煅燒實(shí)驗(yàn)等得到準(zhǔn)確結(jié)果后,經(jīng)慎重判斷選擇使用。優(yōu)質(zhì)石灰石一般CaO含量在52%以上, MgO含量在3%以內(nèi),SiO2在1%以內(nèi)。
二、燃料
石灰石煅燒燃料有很多種。其中有固體的,液體的,氣體的等等。
固體狀燃料主要是煤及其加工品。煤是重要的能源和化工原料,它的種類繁多。石灰石煅燒用煤選用發(fā)熱量高含S低的為佳。但使用煤作燃料成本高污染大。
液體燃料為石油及其加工品。大多通過噴霧裝置霧化,擴(kuò)散燃燒。但也因生產(chǎn)成本過高污染大一般不使用。
氣體燃料有很多種,如:煉焦制的煤氣,發(fā)生爐制的煤氣,天然氣,高爐煤氣,轉(zhuǎn)爐煤氣等。氣體燃料有利于提高熱效、節(jié)約能源。氣體燃料與燃煤相比可提高熱效2倍,較燃油提高1倍;而且氣體燃料有利于保護(hù)大氣環(huán)境減少NOΧ和SO2排放量。所以建議選擇氣體作為煅燒石灰石的燃料。
⑴氣燒石灰窯節(jié)約能源,特別是用利用高爐剩余煤氣和焦?fàn)t剩余煤氣,以及其它各種工業(yè)爐剩余煤氣是大型能源節(jié)約和利用。
⑵有利環(huán)境保護(hù),由于氣燒窯沒有固體燃料經(jīng)燃燒后排放的大量有害氣體,而且原來向大氣排放的煤氣經(jīng)燃料后也減少了向大氣中排放污染,所以對環(huán)境保護(hù)非常有利。
⑶爐內(nèi)溫度均勻,煅燒石灰質(zhì)量好。氣體燃料可在石灰石的所有空隙中燃燒,無死角,用煤作燃料布料稍有不均就會出現(xiàn)溫度有高有低。由于氣燒火焰均勻且又是同時(shí)放熱,可做到快速燃燒和快速冷卻,故石灰活性度好。
⑷便于檢測,好操作。因氣燒窯的溫度和煤氣、空氣流量、壓力均可由儀表檢測,司爐工可根據(jù)檢測數(shù)據(jù)掌握爐況和調(diào)節(jié)爐況,不像固體燃料不好控制,即使該爐子停了燃?xì)膺€在繼續(xù)燃燒,氣燒窯調(diào)節(jié)周期短,固體燃料窯調(diào)節(jié)周期長。
氣體燃料其中為理想的是高爐和焦?fàn)t煤氣,但焦?fàn)t煤氣熱值過高,且必須脫焦油,所以不容易控制使用。
高壓鼓風(fēng)機(jī)(羅茨風(fēng)機(jī))鼓風(fēng),并且通過熱風(fēng)爐加熱后進(jìn)入了高爐,這種熱風(fēng)和焦炭助燃,產(chǎn)生的是二氧化碳和一氧化碳,二氧化碳又和炙熱的焦炭產(chǎn)生一氧化碳,一氧化碳在上升的過程中,還原了鐵礦石中的鐵元素,使之成為生鐵,這就是煉鐵的化學(xué)過程。鐵水在爐底暫時(shí)存留,定時(shí)放出用于直接煉鋼或鑄錠。這時(shí)候在高爐的爐氣中,還有大量的過剩的一氧化碳,這種混和氣體,就是“高爐煤氣”。這種含有可燃一氧化碳的氣體,是一種低熱值的氣體燃料,它的熱值一般只有3140-3560KJ/M3,可以用于冶金企業(yè)的自用燃?xì)?,如加熱熱軋的鋼錠、預(yù)熱鋼水包等等。高爐煤氣為煉鐵過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品,主要成分為:CO, C02, N2、H2、CH4等,其中可燃成分CO含量約占25%左右。高爐煤氣的成分和熱值與高爐所用的燃料、所煉生鐵的品種及冶煉工藝有關(guān)。從高爐引出的煤氣含有大量的灰塵,在輸送和使用過程中,這些灰塵會堵塞煤氣管道和設(shè)備。因此必須除塵處理后才能輸送和使用。一般鋼廠大多采用重力除塵器和布袋除塵。高爐煤氣的著火點(diǎn)并不高,似乎不存在著火的障礙,但在實(shí)際燃燒過程中,受各種因素的影響,混合氣體的溫度必須遠(yuǎn)大于著火點(diǎn),才能確保燃燒的穩(wěn)定性。
三、白灰煅燒設(shè)備—白灰窯
老爐型白灰窯有好多種。如土窯、普通豎爐型、回轉(zhuǎn)窯等等。其中土窯和使用煤作為煅燒燃料的普通豎爐型灰窯屬淘汰設(shè)備。現(xiàn)在大多采用用煤氣做燃料的豎爐型窯和回轉(zhuǎn)窯。普通氣燒豎爐型石灰窯按爐容積分為25、50、140、180、300M3的。越小越容易掌握。現(xiàn)在拿140M3普通氣燒豎爐白灰窯進(jìn)行分析:
環(huán)形砼基礎(chǔ)壁外徑3.95米,壁厚400mm,上標(biāo)高4.5m,鋼窯殼外徑4.29m,上頂標(biāo)高高點(diǎn)為26.55m,即金屬窯殼高22.05m,斜橋頂31.25m(標(biāo)高),窯內(nèi)徑3m,料柱高20m,有效容積140m3。裝有檢測熱電偶6個(gè),位置為5.6m一個(gè),10.8m兩個(gè),14.8m兩個(gè),23.5m一個(gè);燒咀16個(gè),位置在標(biāo)高13.3m,噴咀(燒嘴)16個(gè),位置在標(biāo)高10.8m;助燃風(fēng)圍管16邊形,直徑325mm,與燒咀相對中心,冷卻風(fēng)圍管300*250;防爆孔ф250,250放散地面操作;冷卻風(fēng)機(jī),助燃風(fēng)機(jī)6.3A,30Kw.卷揚(yáng)機(jī)3噸18-22Kw。
設(shè)計(jì)要求:原料粒度40-80mm,煤氣熱值860*4190KJ/m3,流量7000m3/小時(shí),設(shè)計(jì)利用系數(shù)>0.6。
待續(xù) 
煤氣與空氣配比在1:2與1:2.5之間,計(jì)算出爐子的循環(huán)周期,根據(jù)周期調(diào)節(jié)放灰時(shí)間,130立方石灰豎窯的放灰間隔一般在,如煤氣壓力,空氣壓力都在10千帕?xí)r,60分鐘放一次灰一次性上約7噸石料,保持好料面穩(wěn)定,正負(fù)不超過10公分,就能出好灰.
摘自《冶金信息裝備網(wǎng)》
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