套筒石灰窯新技術在某鋼廠的應用與發展

胡志遠

（中冶華天工程技術有限公司 江蘇南京 210019）

1 套筒窯技術發展背景

目前，國內外先進的生產活性石灰的豎窯窯型主要包括環形套筒豎窯、并流蓄熱式雙膛豎窯、雙梁豎窯等[1]。套筒窯技術是國內外先進的活性石灰生產技術，起源于德國貝肯巴赫·威爾曼司特勒公司[2]。20世紀90年代，中冶華天工程技術有限公司在國內冶金行業較早引入套筒窯技術，并對窯體結構及配套設備不斷改進和優化，目前已全部國產化，可以完全滿足鋼鐵冶金行業對活性石灰的多種需要。

中冶華天工程技術有限公司在某鋼廠500t/d套筒窯的設計中，以發生爐煤氣作為燃料，全部采用國產設備，自主集成，對工藝進行了合理的優化，采用全自動化控制系統，能夠滿足用戶對產品粒度、質量、運輸方式的多樣性要求。

2 套筒窯技術在某鋼廠的應用和發展

在某鋼廠500t/d套筒窯設計中，充分結合以往的設計經驗，對窯型結構進行優化，其成品石灰處理系統可高效地完成石灰深加工過程，滿足了轉爐煉鋼和燒結工藝對活性石灰的不同需求。

2.1 套筒窯的產品方案

該鋼廠500t/d套筒窯年產活性石灰17.5萬t。其產品供應轉爐煉鋼、燒結工藝等。物料平衡及粒度分配見圖1：

圖1 套筒窯物料平衡圖

2.2 套筒窯的工藝流程

粒度為40～80mm原料采用汽車運入原料堆場儲存，采用鏟車將原料卸入地下受料倉備用。地下受料倉中原料經膠帶機輸送至原料篩分間進行篩分。0～40mm的篩下廢料進入碎石倉，采用汽車外運他用。篩上物為合格原料，經溜槽送至窯前倉儲存備用。

窯前倉內儲存的原料經振動給料機進入稱量斗，稱量后卸入上料小車內。上料小車提升到窯頂料倉，通過旋轉布料器卸入窯內。原料通過在窯內的石灰石預熱帶、上下燃燒室之間逆流焙燒帶、下燃燒室下部并流焙燒帶和石灰冷卻帶生產出成品石灰[3]。

成品活性石灰從窯內卸至窯下的灰倉，再由振動出灰機將石灰從灰倉內卸到耐熱膠帶機上，經斗提機運至成品處理間。成品石灰在成品處理間進行破碎和篩分，粒度10～80mm的成品石灰進入煉鋼石灰倉儲存，用汽車運至煉鋼車間；粒度0～3mm的石灰儲存在燒結石灰倉，用氣力輸送管道或罐車輸送至燒結車間。套筒石灰窯車間工藝流程見圖2。

圖2 套筒石灰窯車間工藝流程圖

2.3 套筒窯技術的特點和優勢

2.3.1 自動化控制

整個套筒石灰窯區域采用二級自動化控制系統，包括基礎級和監控級。

整個車間儀表檢測與參數控制納入到PLC控制系統進行生產過程監視、自動控制、數據處理及生產管理，能夠滿足整個石灰窯裝置安全、經濟運行及監視、控制、經濟核算的要求。

全自動化控制系統的采用，使套筒窯工藝控制更加容易，降低了能耗和生產成本，石灰的質量更加穩定。

2.3.2 窯型結構及配套設備優化

對套筒窯下內套筒立柱與中內套筒底部耐材砌筑結構進行改進，減少了該處耐材脫落情況的發生，采用了新型的窯殼耐材托圈結構和拱橋砌筑結構，提高了套筒窯砌筑的壽命。

對窯頂布料器進行了降噪處理，減少了小車上料時，物料對布料器沖擊所產生的巨大噪音和振動，改善了工人的勞動環境。

為適應當地冬季極端嚴寒的氣候，特為液壓設備配備了抗低溫液壓油，對液壓管線進行包扎和電伴熱。同時對煤氣管道水封設施進行蒸汽伴熱，保證水封設施在冬季安全使用。

2.3.3 節能環保技術

選擇合理的熱工制度，利用下內套筒環縫夾層內被預熱的冷卻空氣作為上、下排燒嘴的助燃空氣，利用經過窯頂廢氣預熱過的驅動空氣和成品石灰冷卻空氣，作為下排燒嘴的二次助燃空氣，回收了余熱，降低了燃耗。

窯體采用良好的密封裝置，采用合適的耐火隔熱內襯，對高溫空氣管道進行絕熱包扎，減少系統散熱。

對部分風機及上料卷揚機采用變頻調速，對冷卻風機和破碎機加裝軟啟動器。上述措施的實施，具有明顯的節電效果。

采用原料成品系統除塵站和窯尾廢氣除塵站對生產中的各個揚塵環節進行煙氣除塵，煙氣中粉塵濃度＜20 mg/m3，達到國家標準的排放要求。

套筒窯需要的生產用水量很少。工藝需要的生產用水主要是風機、破碎機軸承冷卻用水。本項目新建一套循環水系統，為石灰窯車間和發生爐煤氣生產車間共用，循環利用生產冷卻用水，并補充極少量的循環水損耗。污水滿足《污水綜合排放標準》中一級標準的要求，排入總廠生活污水管道，經總廠污水處理設施處理后循環使用。

選用低噪音設備；設置隔聲罩、加裝消聲器；設置減振裝置，強振設備與管道間采取柔性連接方式，廠區內采用綠化降噪，通過采取以上措施，廠界噪聲滿足《工業企業廠界噪聲標準》中III類標準的要求，即晝間<65 dB(A)，夜間<55 dB。

因此，通過采用上述先進的節能環保技術，套筒窯熱耗達到950Kcal/kg石灰，能耗和環保指標均達到國內先進水平。

3 套筒窯新技術應用效果

中冶華天為某鋼廠套筒窯系統設計了復雜的成品石灰處理系統工藝流程，對成品石灰進行深加工，滿足鋼鐵廠內燒結工藝、轉爐煉鋼工藝對活性石灰的需求；采用全自動化系統提高了套筒窯生產過程的控制水平，提高了生產過程的穩定性；通過對窯型結構和配套設備的優化，提高了窯體壽命，節約了熱耗和電耗，使石灰窯車間的能耗指標達到國內先進水平。套筒窯系統采用多種措施對環境污染進行控制，保證達到國家規定的排放標準。

[1]陳子琦.活性石灰豎窯窯型比選.煉鋼,1999,(5):52.

[2]羅琨.套筒式豎窯工藝特點及其相關工藝配置.武鋼技術,2002,(1):51.

[3]初建民,高士林.冶金石灰生產技術手冊[M].北京:冶金工業出版社,2009:272.