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石灰生產(chǎn)技術—石灰生產(chǎn)工藝
2016-3-7 8:21:20
        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)和利用石灰最早的國家,秦長城和許多考古發(fā)現(xiàn)已證實了這個不爭的事實。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,達不到煉鋼對白灰的質(zhì)量要求,與世界上機械化全自動化煅燒相比,差距相當大,目前我國白灰窯70%是無任何環(huán)保措施的土窯,受地方保護得以生存,但各地區(qū)嚴重的各類工業(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,能和強酸發(fā)生反應并形成相應的鈣鹽,同時放出CO2。石灰石在大氣壓力下達到900℃以上就會發(fā)生如下反應:
CaCO3>900℃=CaO+CO2
1、石灰石的雜質(zhì)  
      因為石灰石(CaCO3)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)部慢慢進行的,所以大粒徑石灰石比小粒徑的煅燒要困難,需用的時間也長。通過科學試驗分析,在一定溫度下煅燒時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倍于后者的煅燒時間。實踐證明豎爐選用40-80mm粒度的石灰石,回轉(zhuǎn)窯選用10-30mm粒度的石灰石效果最為理想。
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)含量利用化學分析測試、磨損實驗及煅燒實驗等得到準確結(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低的為最佳。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爐剩余煤氣,以及其它各種工業(yè)爐剩余煤氣是最大的能源節(jié)約和利用。
⑵有利環(huán)境保護,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,即使該爐子停了燃氣還在繼續(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。
氣體燃料其中最為理想的是高爐和焦爐煤氣,但焦爐煤氣熱值過高,且必須脫焦油,所以不容易控制使用。

高壓鼓風機(羅茨風機)鼓風,并且通過熱風爐加熱后進入了高爐,這種熱風和焦炭助燃,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,這就是煉鐵的化學過程。鐵水在爐底暫時存留,定時放出用于直接煉鋼或鑄錠。這時候在高爐的爐氣中,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)的自用燃氣,如加熱熱軋的鋼錠、預熱鋼水包等等。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。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。高爐煤氣的著火點并不高,似乎不存在著火的障礙,但在實際燃燒過程中,受各種因素的影響,混合氣體的溫度必須遠大于著火點,才能確保燃燒的穩(wěn)定性。
三、白灰煅燒設備—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備,F(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行分析:
環(huán)形砼基礎壁外徑3.95米,壁厚400mm,上標高4.5m,鋼窯殼外徑4.29m,上頂標高最高點為26.55m,即金屬窯殼高22.05m,斜橋頂 31.25m(標高),窯內(nèi)徑3m,料柱高20m,有效容積140m3。裝有檢測熱電偶6個,位置為5.6m一個,10.8m兩個,14.8m兩個,23.5m一個;燒咀16個,位置在標高13.3m,噴咀(燒嘴)16個,位置在標高10.8m;助燃風圍管16邊形,直徑325mm,與燒咀相對中心,冷卻風圍管300*250;防爆孔ф250,250放散地面操作;冷卻風機,助燃風機6.3A,30Kw.卷揚機3噸18-22Kw。
設計要求:原料粒度40-80mm,煤氣熱值860*4190KJ/m3,流量7000m3/小時,設計利用系數(shù)>0.6。
待續(xù)
煤氣與空氣配比在1:2與1:2.5之間,計算出爐子的循環(huán)周期,根據(jù)周期調(diào)節(jié)放灰時間,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10千帕時,60分鐘放一次灰一次性上約7噸石料,保持好料面穩(wěn)定,正負不超過10公分,就能出好灰.
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