5#豎窯生燒重的原因及預(yù)防措施

摘 要：分析了攀鋼石灰石礦5#豎窯生石灰質(zhì)量差且生燒重的原因，針對該窯生燒較重的情況進(jìn)行了分析，并提出了預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：生石灰；生燒；預(yù)防措施

前言

攀鋼石灰石礦現(xiàn)有五座250m3豎窯，主要用于生產(chǎn)生石灰，供攀鋼煉鐵燒結(jié)，生石灰在燒結(jié)中主要起到造渣、脫硫作用。一直以來為用戶輸送高效優(yōu)質(zhì)的生石灰質(zhì)量是該礦的首要任務(wù)。而生石灰質(zhì)量的高低決定著單位的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。從攀鋼石灰石礦五座豎窯生產(chǎn)的生石灰質(zhì)量來看，5#豎窯的質(zhì)量明顯要低于其它幾座窯的，其中影響質(zhì)量的生燒也超過了11%，所以如果能有效降低5#豎窯生石灰中生燒，不斷提高生石灰的質(zhì)量，為礦創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益是很有必要的。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

根據(jù)2013年1-8月5#窯石灰石煅燒的情況，對窯內(nèi)出灰質(zhì)量和生燒情況做了統(tǒng)計。如表1。

從上面看到5#窯的生燒率達(dá)到了10.82%，按照單位的要求，自產(chǎn)生石灰質(zhì)量要達(dá)到88%，生燒率小于10%，從表1看到5#窯的質(zhì)量只有87.5%，還沒有很好達(dá)到指標(biāo)要求，這對生石灰的輸出質(zhì)量是有一定影響的。

2 5#豎窯的生產(chǎn)工藝流程介紹

5#豎窯的生產(chǎn)工藝流程主要將原石和焦炭通過皮帶運(yùn)輸分別裝進(jìn)料倉里，待用時就將原石和焦炭通過電子計量器計量后混合裝入上料小車，送入窯頂進(jìn)入窯內(nèi)煅燒，當(dāng)煅燒達(dá)到一定時間后就通過出灰機(jī)出灰，將燒好的生石灰塊通過皮帶運(yùn)送到破碎系統(tǒng)進(jìn)行破碎，最后將破好的生石灰粉裝入成品倉等待輸出。該工藝流程圖見圖1。

3 生石灰生燒重的原因分析

3.1 原石質(zhì)量和粒度

作為原料的石灰石其主要成分是碳酸鈣，冶金石灰質(zhì)量要求指標(biāo)：CaO≥54.0%、MgO≤0.65%、SiO2≤1.25%，但是我礦的石灰石質(zhì)量一部分是由自己礦山生產(chǎn)的，另一部分是由外購廠家提供的，該綜合原石質(zhì)量化驗(yàn)有的只有50-53%，所以當(dāng)原燃料送入窯內(nèi)煅燒后生石灰的質(zhì)量就不會很高。同時里面如果夾雜著一些雜質(zhì)，會使原料在煅燒過程中不能快速反應(yīng)導(dǎo)致反應(yīng)不完全的情況，以致于出現(xiàn)生燒加重的情況。

同時，石灰石的粒度一般在40 mm-90mm、粒度過大或者過小都會影響生石灰的煅燒效果。礦為綜合利用礦山資源，將粒度在20-40mm左右的石灰石重新送入5#窯煅燒。當(dāng)物料粒度太小時，料層阻力加大，風(fēng)機(jī)功耗一定情況下，就很難保持料層的穩(wěn)定性。由于原料粒度過小，效果不是很好。

3.2 燃料質(zhì)量和粒度

該豎窯主要用固體燃料，焦炭。它的生成物有SO2，N、OH、灰分和H2O但均不能燃燒放熱。焦碳一般控制灰分12-13.5%、S≤0.5%、揮發(fā)分1.0-1.5%、外水≤10.0%、焦末≤5.0%、固定碳≥80%。灰分是有害組成物，燃料中的灰分就是一些不能燃燒的雜質(zhì)。燃料中灰分較多，波動范圍較大。灰分多相對降低了其他可燃成分，灰分本身升溫及分解消耗熱量，灰分多燃燒過程不易控制。影響工藝操作，灰分多、渣多，影響勞動條件，所以，礦前幾年使用的是25-40mm的焦炭。現(xiàn)在，為節(jié)約生產(chǎn)成本，單位所用的焦炭為小塊冶金焦，粒度在15-25mm左右。在使用過程中，由于焦炭粒度過小或焦粉較多，使得窯內(nèi)的石灰石煅燒一段時間后仍有部分沒有反應(yīng)完全，所以粒度過小也會影響石灰石的煅燒效果，從而使生石灰中出現(xiàn)生燒的情況。

3.3 熱工操作

熱工操作是煅燒優(yōu)質(zhì)生石灰的關(guān)鍵一環(huán)，其中主要的熱工參數(shù)有溫度、風(fēng)量、風(fēng)壓等，窯內(nèi)溫度主要分為預(yù)熱帶、煅燒帶、冷卻帶。其中最為主要的是煅燒帶的溫度，一般為800℃-1100℃，煅燒帶為高溫區(qū)，窯內(nèi)它們的比例一般為1：2：1，當(dāng)溫度達(dá)到一定程度時原燃料才能有效發(fā)生反應(yīng)。在熱工操作中由于出灰、上料都是同時進(jìn)行，如果遇到石灰石在煅燒帶溫度不夠或還沒有反應(yīng)完全時，也會被移到冷卻帶直至出灰，這樣就會影響生石灰質(zhì)量。

3.4 供風(fēng)不合理

石灰豎窯內(nèi)的石料是靠燃料燃燒加溫煅燒的，供風(fēng)不均勻就會出現(xiàn)生過燒的現(xiàn)象，在窯內(nèi)斷面上有的局部風(fēng)量大，有的風(fēng)量小。風(fēng)大的地方助燃空氣足，原燃料充分反應(yīng)，煅燒出的質(zhì)量自然就好，但是在風(fēng)量小的地方或阻力大的地方使得風(fēng)量不能暢通上流，就會使得石灰石在煅燒過程中分解不完全，出現(xiàn)生燒。所以石灰豎窯合理供風(fēng)也是原燃料均勻燃燒的關(guān)鍵。

3.5 設(shè)備故障

當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行時由于突然停電或人員維護(hù)設(shè)備不到位等使生產(chǎn)設(shè)備突然停止運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致窯前上料、出灰系統(tǒng)造成堵塞。同時測定豎窯內(nèi)部溫度的熱電偶在長期高溫的狀態(tài)下，也會很容易使得測定的溫度不準(zhǔn)確。像這些情況下往往會影響生石灰的煅燒效果，這對生產(chǎn)是大大不利的。

4 預(yù)防措施

4.1 用優(yōu)質(zhì)的原燃料

使用優(yōu)質(zhì)的原燃料很關(guān)鍵，只有原燃料質(zhì)量和粒度符合豎窯煅燒要求，才能首先保證下道工序的正常進(jìn)行。一般按照礦對原石的要求，含CaO≥52.5%、MgO≤2.5%、SiO2≤1.0%，粒度應(yīng)控制在40-90mm為好。作為焦炭的燃料要保證發(fā)熱值在6000千卡以上，同時，焦炭粉面必須≤10%。這樣才能保證原石與焦炭的配比適中，促進(jìn)石灰石的煅燒質(zhì)量。

4.2 嚴(yán)格抓好質(zhì)量的把關(guān)力度

負(fù)責(zé)生產(chǎn)的單位必須嚴(yán)格掌控原料當(dāng)天的質(zhì)量和粒度情況，對發(fā)現(xiàn)高鎂礦、高硅礦石或粒度超標(biāo)時堅決返料，同時要求來料單位控制好原石質(zhì)量。對礦自己開采生產(chǎn)的石灰石塊也要進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，每天對開采面進(jìn)行取樣調(diào)查，如綜合樣質(zhì)量低于礦標(biāo)準(zhǔn)，就必須立即進(jìn)行調(diào)查，整改，采取有力措施提高石灰石塊的質(zhì)量。

4.3 加強(qiáng)熱工操作，穩(wěn)定三帶溫度。

熱工操作中溫度的控制很重要，在煅燒中煅燒帶溫度控制在800-1000℃，冷卻帶和出會帶溫度控制在200-300℃，出灰溫度控制在60℃。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，煅燒小于1mm的粉狀石灰石，反應(yīng)速度不到一秒。若煅燒溫度為900℃時，每小時可燒透石灰石3.3mm；若煅燒溫度為1000攝氏度時，每小時可燒透石灰石6.6mm；若煅燒溫度為1100攝氏度時，每小時可燒透石灰石14mm；若煅燒溫度為1052攝氏度時，每小時可燒透石灰石10mm；見表2。

因石灰的導(dǎo)熱系數(shù)小于石灰石，并且隨熱量傳入石灰石內(nèi)部愈深，二氧化碳逸出的阻力也愈大，所以速度也就愈慢。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于要考慮到窯內(nèi)的空氣多少，如果窯內(nèi)空氣流通不暢通，氧氣不足時粒度小也會使得反應(yīng)不完全。所以當(dāng)用小粒徑煅燒時必須考慮到進(jìn)風(fēng)量。在實(shí)際窯爐中1000℃時，煅燒直徑100mm石灰石，需要20小時以上才能煅燒完全。

4.4 調(diào)節(jié)風(fēng)量

石灰豎窯合理供風(fēng)是燃料均勻燃燒的關(guān)鍵一環(huán)，當(dāng)風(fēng)量風(fēng)壓達(dá)到足夠高時，才會使物料與空氣中的氧氣充分反應(yīng)，一般風(fēng)量在30000m3/h，風(fēng)壓在8000-10000Pa，窯內(nèi)氣體流動保證窯內(nèi)有足夠的氧氣，氣流在斷面上合理分布，降低氣流在流動過程中的阻力。所以風(fēng)量大，流速就越大，換熱強(qiáng)度高，煅燒出的質(zhì)量就好。

4.5 減少設(shè)備故障

加強(qiáng)設(shè)備檢查，減少設(shè)備故障，特別是對窯內(nèi)熱電偶、上料設(shè)備、出灰設(shè)備、進(jìn)風(fēng)設(shè)備進(jìn)行全面檢查，每班1-2次，做好維護(hù)、潤滑、保養(yǎng)工作，確保設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

5 結(jié)束語

通過對5#豎窯生石灰質(zhì)量差、生燒重的原因進(jìn)行了分析，采取了對原燃料質(zhì)量和粒度的控制以及窯內(nèi)熱工參數(shù)的監(jiān)控等措施，生石灰的生燒得到有效控制生燒率由11%降到了10%以下，保證了生石灰的輸出質(zhì)量，提高了礦的經(jīng)濟(jì)效益。

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