活性石灰生產(chǎn)手冊.doc

1、工藝部分第一章煅燒理論第一節(jié)石灰煅燒概論一、石灰概述以主要成份為碳酸鈣CaCO3 石灰石為主要原料，經(jīng)過適當溫度的煅燒所得到的一種氣硬性膠凝材料，其主要成份為氧化鈣（CaO） ，此種材料就叫做生石灰。1 、生石灰的主要性質 顏色：白色，隨著化學純度不同而亮度不同，最純的石灰最白，低純度和生燒的石灰其亮度低，其顏色是由雜質，主要是鐵元素很等著的色。有時也呈暗灰色、淺黃 色。生石灰常常比原來的石灰石白。 氣味：稍有臭味，伴有刺激性感覺。 組織：生石灰全部是結晶質，結晶的大小與排列依生石灰的不同而顯著不同， 其中，有看起來像無定形的東西，但實際上它是由微昌粒組成的。 空隙率：市場上銷售的生石灰的空隙

2、率隨石灰石的結構，煅燒溫度和時間等不同而在寬達1848% （平均35%）的范圍里變化 比重：完全死燒了的時候為3.343.40。一般市場上銷售的生石灰比重為3.0左右 假比重：在1.62.8的寬范圍變動，一般市場上銷售的生石灰其平均值為2.02.2 ,堆比重為 1.11.7g/cm3 導熱率：（0.00150.002） cal/cm3.s.C 熔點、沸點：分別為2572 和2850 安息角：是將石灰自然堆放時，其斜面也水平面構成的傾斜角，大約為4050度2、煉鋼生產(chǎn)對石灰的質量要求石灰石呈堿性，是最理想的造渣原料。氧氣轉爐對于石灰有如下要求：石灰的氧化鈣含量要高；石灰要有高的活性度；應有高的氣

3、孔率；應有低的體積密度；石灰的比表面積要大3、活性石灰在鋼鐵冶金中的重要作用不同的煉鋼方法對于石灰的活性度要求也是不一樣的。平爐、電爐冶煉時間較長，有充分的時間造渣，因此對于石灰的活性度要注也不是那么嚴格，而氧氣轉爐煉鋼的冶煉時間縮短到十幾分鐘，要求很快溶解成渣，所以要求石灰具有較高的化學純度，活潑的化學反應性能，加入煉鋼爐能快速反應化渣，脫去鋼水中的雜質，所以采用高效活性石灰是改進煉鋼工藝中的很重要的一個面?；钚允掖嫫胀ㄊ以跓掍撝芯哂腥缦碌募夹g經(jīng)濟效果：1）加快化渣速度，縮短冶煉時間（吹氧時間可縮短10%左右） 。2）提高煉鋼熱效率，廢鋼比增加（可相應提高廢鋼比1.52.5%）。3）提

4、高鋼水收得率，降低鋼鐵料消耗（鋼水收得率可提高1%左右）。4）提高脫硫、脫磷效果，改進鋼質量（脫硫脫磷可比普通石灰提高1030%）。5）爐襯侵蝕減輕，爐齡提高（一般可提高爐齡20%）二、石灰石在煅燒過程中進行的反應煅燒石灰石時，窯內的化學反應為石灰石受熱后分解成生石灰與二氧化碳，其反應 式如下：CaCO3 = CaO + CO2這是一個吸熱反應，熱量的來源主要是燃料，另外，這個反應是可逆的。因此，為使反應自左向右進行，必須指定溫度和壓力條件，溫度越高反應越完全，在750時，CaCO3 分解開始明顯，但反應很慢，在898時， CaCO3 分解就相當快了。425.2 千卡熱量需要 60.74 克標

5、準煤，約為石灰石重量的6%， 制取 1 公斤氧化鈣，理論上需要消耗1.786公斤碳酸鈣，這時需要的消耗理為 452.2千卡X 1.786 = 759.4X 4.1868KJ,相當于108.4 克標準煤。實際上，煅燒石灰所需的熱耗都大于理論值，這將直接取決于窯的類型和工藝技術水平，熱的利用效率等。1公斤MgCO3的分解熱為343X4.1868KJ ,而制取1公斤氧化鎂需要煨燒 2.1公斤MgCO3 ,所需要的熱量為 343千卡X 2.1 = 720.3X 4.1868KJ , 由于 MgO 的燒結溫度比CaO 低，所以分解MgCO3 消耗的熱也較CaCO3 少。煅燒石灰石所需要的熱，均由燃料在窯

6、內燃燒所至，燃料的燃燒需要足夠的氧氣，若送入窯內的空氣量不足，燃燒就會不完全而產(chǎn)生CO， 在位置較高的煅燒層中，還存在著還原層，CO2被熾熱的碳部分地還原為CO：C+ CO2 2CO 42.0X4.1868KJ在煅燒較高的地方和空氣中有剩余的氧，大部分CO 被氣化成為CO2：2CO O22CO 136.2 千卡當一氧化碳升到窯（料）面與空氣接觸燃燒生成二氧化碳CO+1/2O2= CO2 +67.6 千卡 X 4.1868KJ 應當指出，在窯頂?shù)囊谎趸加龅娇諝馊紵a(chǎn)生的熱量是白白浪費掉的，所以，窯氣中每增1%的一氧化碳，相當于浪費料67%。因此，當一公斤碳完全燃燒時能釋放出7900X4.186

7、8KJ的熱量，而不完全燃燒時僅能釋放出23 X 4.1868KJ左右的熱量，所損失的熱量相當于總和的710.1%（一氧化碳在窯氣中的含量一般不應超過1.2%）石灰石各主要成份是碳酸鈣，同樣還存在著各種有害物質，所以，在高溫的燃燒過程中進行著下述反應：CaCO3 = CaO + CO2碳酸鈣的分解MgCO3 = MgO+CO2碳酸鎂的分解C+O=CO2碳的完全燃燒CO2+C=2CO2二氧化碳的還原CO2+C=2CO一氧化碳的燃燒2H2+O2=2H2O氫的燃燒S+O2=SO2硫的燃燒從上面列舉的還很不完全的反應中可以看得出，在石灰窯中不僅進行著氧化過程，也進行著還原過程。困此，燒制出的石灰是有各種

8、顏色。三、石灰石的分解溫度生石灰（簡稱石灰、白灰）是由石灰石（主要成分CaCO3）在高溫（一般大于900）下發(fā)生分解反應而生成的，CaCO3 分解溫度是指其CO2 分解壓的溫度，因此在氣相中 PCO2 不同時，CaCO3 分解溫度是不同的，在一標準大氣壓下，純CO2 氣相中，CaCO3的分解溫度為 898910C。工業(yè)窯爐內氣氛中還有其它的氣體，因此PCO2 小于標準大氣壓，因此，在煅燒過程中，石灰石料塊表面部分實際上在810850 c就已經(jīng)開始分解了。四、分解速度石灰石（CaCO3）的分解速度依賴于溫度的高低，若煨燒溫度為900 C,每小時能燒透3mm/h； 1000時是 14mm/h， 1

9、000 時是 10mm/h， 1200 時是25mm/h。 隨著溫度的升高，分解速度呈平方形式升增長，但溫度過高時，內部還未分解，而在表面已經(jīng) 被燒死，影響煅燒速度。在恒定外部溫度下，越靠近石灰石中心，CO2 逸出的阻力就越大，分解速度越慢，從實際上來講，直徑為150mm 的球形石灰石，在1050條件下，在窯內煅燒需要20 個小時才能燒透，與理論值相差5 小時。在一定的介質溫度下，石灰石的分解速度有一個大致的范圍，如果入窯的石灰石粒徑差很大，如 30120mm,則小粒徑的石灰石尚未通過煨燒帶就已經(jīng)分解完畢，而后 繼續(xù)在高溫的燒成帶停留一段時間，其結果必然出現(xiàn)石灰晶柱長大和燒結。而那些粒徑大的石

10、灰石，則由于其完全分解所需時間超過了它在高溫帶可能停留的時間而出現(xiàn)中心 部分生燒。對于小粒徑的石灰石，如回轉窯生產(chǎn)1545mm的石灰石，雖然粒徑為1 ： 3,但由于中小顆粒的石灰石完全分解后只需在煅燒帶停留較短的時間，而顆粒較大的也能分解完畢。因此在確定爐型后，必須選擇合適的石灰石粒徑區(qū)間。石灰石在煅燒中生成的石灰層，由于氣空率大，而且較石灰石的導熱系數(shù)低，使得熱很難傳到被煅燒的石灰石內部，被煅燒的石灰石粒度越大，石灰層厚度就越大，CO2 的逸出也越困難。煅燒大粒徑的石灰石時，必須以降低煅燒溫度，犧牲煅燒速度和降低豎爐利用系數(shù)為代價，才 能生產(chǎn)出符合需要的石灰石。五、煅燒度石灰的煨燒度一般分類

11、為軟燒（soft）、硬燒（hard）、死燒（dead）。石灰石分解時釋 放占其重量40%左右的CO2,所以在分解瞬間的生石灰（）具有結晶細、比表面積大、空隙度大（但個晶粒間空隙?。?、假比重小、反應性能強等性質，這種狀態(tài)的生石灰稱為軟燒石灰。這種石灰若在高溫下長時間煅燒，細的晶粒逐漸熔合，總體積收縮，這種狀態(tài)的石灰一般稱為硬燒石灰。再進一步提高煅燒度，消化反應速度變得極低。稱之為死燒石灰。六、雜質對煅燒的影響在石灰煨燒中有害雜質主要是SiO2、A12O3、Fe2O3,純CaO的熔點很高，達2572c。但由于雜質的存在，在煅燒過程中，表面張力、蒸發(fā)濃縮、擴張等作用開始的溫度卻是該物質熔點的大約 6

12、0%。例如在CaO-SiO2系化合物中a -C2s的熔點是2130C,但在煨燒過程中于1280左右的溫度就已經(jīng)開始生成其結晶了。在大致900的低溫以下，石灰石中的雜質siO2、 Al2O3 、 Fe2O3 與石灰反應的量很少，但若溫度進一步提高，則會發(fā)生以下一些次生反應：2CaO+ siO2- 2CaOsiO23CaO+ siO2f 3CaOsiO23CaO+ A12O3-> 3CaO -Al2O34CaO+ Al2O3 +Fe2O3f 4CaO - A12O3Fe2O3這些反應生成物堵塞生石灰的細孔，使石灰活性度下降。這些雜質數(shù)量很大時， 在高溫時形成融熔狀態(tài)，使石灰相互粘結，造成結瘤

13、，使窯況惡化。因此應避免雜質的引入，采取篩分和水洗能去除原料中混入的部分雜質，改善原料質量。第二節(jié)原料石灰石1.石灰石的定義和分類石灰石是一種天然的沉積巖，亦稱水成巖，石灰石以化學式CaCO3 為主，具有細粒的結晶結構，從顏色來看，以青灰、淺灰的色澤為好，雜質含量少，另外，還可采用化學試劑進行測試：把少量的稀鹽酸滴在巖石上，發(fā)出嘶嘶聲并放出二氧化碳氣泡的 便是石灰石。一般來說，含有碳化物和瀝青雜質的石灰石為灰色、黑色；有微細沉積的，與有機雜質的呈微藍色；有海綠石或鐵（鎂）氧化物的呈淺綠色；米色、淡粉紅色、沒有光澤則含較多的氧化鎂；灰色、灰褐色、紅黑色、棕色則含有鐵、錳氧化物；乳白色有 晶體光澤

14、的，含有少量的氧化硅；色澤較深的，含有硫化氫較多。按礦床類型，石灰石分為普通石灰石、高鎂石灰石兩類。2、可以燒制生石灰的石灰石分類用于煉制石灰石的原料是碳酸鹽類巖石（或礦物），其主要成份是 CaCO3o具體說燒制石灰的原料基本有以下幾種： （一）由磷酸鹽類巖石經(jīng)接觸變質或區(qū)域變質而成具有結晶結構的大理石。（二）普通的石灰石。（三）多孔石灰石（包括貝殼石灰石、石灰質凝石灰石、魚卵石、石灰華）。（四）白堊（土狀結構、具有疏松的特點）。（五）貝殼。3、石灰石和白云石的區(qū)別可以從以下幾個方面區(qū)別：（一）理化（1）石灰石的主要成份是CaCO3;白云石是碳酸鈣和碳酸鎂的復鹽（ CaCO3、MgCO3） 。

15、（ 2）石灰石具有細粒的結構，微結晶體球形或近似立方體；白云石屬三方晶體系，菱面晶體；其結構是粒狀的、致密的、板狀的和鱗狀的。（ 3）硬度石灰石的極限抗壓強度 4001000公斤/厘米2;白云石的極限抗壓強度 10001400公斤/厘米2。（ 4）白云石遇冷酸起泡緩慢，不如石灰石劇烈，也無絲絲聲，但在被加熱為10%濃度的鹽酸作用下能產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象。（二）顏色白云石因常含有鐵、鋁、硅等氧化物體質，其顏色與所含雜質有關，呈灰白和淺紅，并有玻璃光澤。白云石化學成分為CaMgCO32 ， 晶體屬三方晶系的碳酸鹽礦物。白云石的晶體結構與方解石類似，晶形為菱面體，晶面常彎曲成馬鞍狀，聚片雙晶常見，多呈塊狀、

16、粒狀集合體。純白云石為白色，因含其他元素和雜質有時呈灰綠、灰黃、粉紅等色，玻璃光澤。三組菱面體解理完全，性脆。摩氏硬度3.5-4，比重2.8-2.9。礦物粉末在冷稀鹽酸中反應緩慢。鑒定特征：以硬度稍大，在冷稀鹽酸中反應緩慢等特征，可與相似的方解石相區(qū)別。白云石是組成白云巖和白云質灰?guī)r的主要礦物成分。白云石可用作冶金熔劑、耐火材料、建筑材料和玻璃、陶瓷的配料。4、煅燒對石灰石的質量要求（ 1）石灰石的有用成份：CaCO3（ 2）石灰石的所含有害物：SiO2、 Al2O3 、 Fe2O3、 Na2O、 K2O、 P、 S；（ 3）石灰石以泥土、沙粒形態(tài)粘附的有害物：SiO2、 Al2O3 、 Fe

17、2O3、 Na2O、 K2O、 P、S；在石灰煅燒中有害雜質是SiO2、 Al2O3 、 Fe2O3、 Na2O、 K2O 等。這些雜質從比較低的溫度（900）就開始和燒成的石灰CaO 發(fā)生反應，促進CaO 顆粒間的融合，其結果導致顆粒間收縮，反應生成物堵塞生石灰的細孔，使石灰反應性能下降。同時也堵塞石灰石脫除 CO2 后所剩余的通道，造成石灰石難分解，產(chǎn)生帶芯石灰。這些雜質數(shù)量很大時，在高溫時形成融熔狀態(tài)，使石灰相互粘結，形成結瘤，使石灰煅燒爐失常。對石灰煨燒產(chǎn)生影響的雜質，通常要求：SiO2+Al2O3+Fe2O3 w 5%,但是，由于所采用的石灰煅燒爐的形式不同，燃料的種類不同，所要求的

18、煅燒度不同，上述的判別的標準也不同。（ 4）石灰石的結晶組織石灰石的結晶組織，主要反應在CaO 結晶顆粒的大小上，結晶粗大的石灰石因結構致密，石灰石分解時CO2 逸出時的通道很小，石灰石難分解。在高溫狀態(tài)分解時，會產(chǎn)生粉化，同時石灰的活性度也低。因此在石灰煅燒時，一般應選用結晶顆粒細的石灰石。但因煅燒方式的不同，對不同種窯形，某些結晶顆粒粗的石灰石也是可以采用的。（ 5）石灰石的顆粒在石灰石煅燒過程中，原料石灰石粒度的影響也是非常大的，由于CO2 的分解是由石灰石表面向內部慢慢進行的，所以大顆粒的石灰石比小粒徑的煅燒要困難，需要的時間也長。石灰石的分解時間與粒度不是線性關系，在一定溫度下，煅燒

19、時間與石灰石的粒徑的平方成正比的。第三節(jié)燃料1、燃料的種類依其狀態(tài)，燃料可分為： 固體燃料：如煤、焦炭等 液體燃料：如重油。煤油、柴油 氣體然：如液化石油氣、發(fā)生爐煤氣、天然氣，高爐焦爐轉爐煤氣。2、石灰生產(chǎn)對于燃料有如下要求： 燃料的發(fā)熱量對于窯的產(chǎn)量、熱耗具有很重要的意義，在煅燒情況下，高熱值的燃料能夠強化煅燒、增加產(chǎn)量、降低熱耗。 燃燒中的揮發(fā)份的分解溫度比燃點低，在煅燒中，燃料往往還沒進入煅燒區(qū)，揮發(fā)份就在高溫缺氧的予熱區(qū)逸出并被廢氣帶走，所以，豎窯要求燃料中的揮發(fā)份盡可能低。 燃料中的灰分，對于豎窯來講是全部摻入石灰中。這樣，灰分的波動變化不但影響發(fā)熱量的變化，而且還影響石灰的化學成

20、分。燃料的粒度，要盡可能在要求范圍內與石灰石數(shù)量相匹配，若粒度過大或過小，甚至粉末過多，都將直接影響正常生產(chǎn)。燃料中的水份過多，將影響到配料的準確性，并將使得燃料消耗量增加。3、焦炭理化性能 固定碳和灰份固定碳的高低主要影響來自灰分，其它成份含量少而且穩(wěn)定，固定炭簡易計算為C 固 =100（灰分+揮發(fā)份+S） % S、 P焦炭中的S 多以硫化物、硫酸鹽、有機硫三種形式存在。豎爐煅燒過程中，焦炭燃燒產(chǎn)生的 SO2 會與 CaO 結合， 以亞硫酸鹽或硫酸鹽形式附著于石灰表面。石灰中的硫主要來自焦炭。焦炭中的磷一般含量很少。 揮發(fā)份主要是C、H、。及少量的S、N,其含量的高低表明了焦炭的生熟程度，不

21、一般為 0.71.2%，含量多，則生焦多，強度差。 水份焦炭附著水在燃燒過程中揮發(fā)要消耗部分熱量，同時因為水分的不穩(wěn)定也會影響實際入爐的固定炭的不穩(wěn)定，生產(chǎn)實踐中要求水分盡可能穩(wěn)定。 粒度在以焦炭為燃料的石灰生產(chǎn)中，焦炭的粒徑?jīng)Q定燒成帶的高度，煅燒帶的長度與風速無關，與焦炭的粒徑成正比，與焦炭的混合比成反比，粒度要求整齊一致，理由是：是為石灰石與焦炭不分離；是以燃料的燃燒時間和石灰石的分解時間相平衡。第四節(jié)200m3 焦炭豎窯對原、燃料的質量要求1、原料的質量要求1）石灰石化學成份，CaO 要求大于53%2）粒度要求：所用石灰石粒度要在4080mm,范圍，其中80mm及v 40mm的量各不超過

22、5% , > 80mm的粒度不超過 90mm , < 40mm的粒度不得小于 30mm2、燃料質量要求1）化學成份：C固>85%,灰分14%, S2）發(fā)熱值：低位發(fā)熱值 6700X4.1868kJ/kg焦3）粒度：在 2540mm以內，其中40mm及v 25mm的量各不超過 5%; > 40mm的粒 度不超過 50mm, < 25mm的粒度不小于 15mm。第二章豎爐操作第一節(jié)窯型簡介1 .麥爾茲窯產(chǎn)地：奧地利。麥爾茲窯也稱并流蓄熱式雙膛豎窯。在煅燒過程中，兩個窯膛交替工作，第一個循環(huán)中，燃燒空氣和燃料從膛I的頂部進入，熱煙氣向下流動，在聯(lián)通道處與上 升冷卻氣匯合

23、，再經(jīng)過聯(lián)通道穿過膛H,排出窯外。第二循環(huán)中，燃燒空氣和燃料從膛 n的頂部進入，熱煙氣向下流動，在聯(lián)通道處與上升冷卻氣匯合，再經(jīng)過聯(lián)通道穿過膛I,排出窯外。如此往復循環(huán)，每次換向時間間隔612分鐘，因采用了利用廢氣熱的再生預方式，廢氣溫度一在100左右。 燃料熱利用率在80%以上。 目前是世界上豎窯煅燒石灰設備中，熱利用率最高的。雙D 窯是仿麥爾茲窯設計的，工作原理相同。2 .套筒窯產(chǎn)地：西德。套筒式豎窯由內筒和外筒組成。在內筒和外筒之間填充石灰石，是煅燒室。物料在窯內呈圓環(huán)形，石灰石通過的寬度變小，減少了物料大小分布不均而造成的溫度分布不均的因素。下部冷卻石灰的熱空氣從內筒通過，經(jīng)除塵后作為

24、助燃空氣。燃料采用流體。3 .回轉窯用回轉窯生產(chǎn)石灰，以美國為最多，約占其石灰產(chǎn)量的80%。主要設備是預熱器、回轉器、冷卻器。石灰80%的分解過程是在回轉器中進行的，20%在預熱器中進行。因物料在回轉器內不停滾動并向前移動，窯內不存在溫度分布不均現(xiàn)象。因此所煅燒出石灰在所有窯型中質量是最好的。缺點是投資大，熱耗較高，粉灰率大。4 .弗卡斯弗卡斯在國內稱橫梁式豎窯。其核心技術是在大斷面豎窯內部布置可以引入燃燒嘴，目的是為了解決大斷面豎窯中心部位生燒問題。窯內采用了三向壓力系統(tǒng)。在窯頂設置了兩根抽氣梁，其下方均勻布置吸氣孔，使窯上部形成負壓。在窯的下部（位于冷卻帶）增加兩根抽氣梁，一是使上、下抽氣

25、梁之間窯內均呈負壓狀態(tài)，使周邊燒嘴和燃燒梁的燒嘴火焰更易向物料噴射；二是灰溫過高時，可以加大抽氣梁的風量，有利于降低灰溫。與普通豎窯相比，同樣的高度，無論是助燃空氣，還是冷卻氣體，從進入窯內到排出，所通過物料的厚度是普通豎窯的三分之一（弗卡斯下抽氣梁與燃燒梁之間存在無氣流通過的煅燒帶）。從而減少了窯內因大小物料分布不均而造成的氣流分布不均現(xiàn)象，因此弗卡斯所煅燒出的石灰，各項指標均高于普通豎窯。第二節(jié)工藝及技術參數(shù)1 .原料和燃料石灰石粒度4080mm,大于80mm或小于40mm的量分別在 5%以內。但最小值不得小于30mm,最大值不得大于 90mm, CaO大于等于54%。焦炭粒度2540mm

26、 ,大于40mm或小于25mm的量分別在5%以內。但最小值不得小于 15mm,最大值不得大于 50mm,灰分小于14%,水分小于8%,發(fā)熱值大于 6700kcal/kg , C 固大于85%。2 .設計生產(chǎn)能力日產(chǎn)量160 t/d利用系數(shù)0.8t/m3 d廢氣溫度小于180煅燒溫度1050排灰溫度453 .技術參數(shù)有效容積200m3有效內徑3.6m有效高度19.8m生石灰CaO >90%生過燒率<11%活性度>300ml熱耗960kcal/kg 石灰4 .有效高度指從布料器能撒開物料的有效距離的水平面開始，到爐內風帽處的這段高度。5.利用系數(shù)利作系數(shù)是指豎爐在有效容積內，每立

27、方米每晝夜生產(chǎn)出石灰的噸數(shù)。是平價豎爐性能優(yōu)劣的一個重要參數(shù)，單位：t灰/m3 d第三節(jié)產(chǎn)量的設定1.投石量的設定根據(jù)每天的產(chǎn)量確定投石量，在很大程度上是根據(jù)爐況的變化而確定的。每天產(chǎn)量/0.575（ t/d）=2.上料周期如果每斗青石重量為 1t,則上料周期=86400/日投石量，單位：秒第四節(jié)焦比及風量的確定1 .焦比的設定及調整焦比的設定必須依據(jù)石灰石的分解熱、豎爐的熱效率、煅燒環(huán)境、外部環(huán)境和焦炭的質量而確定。熱效率是指石灰石的分解熱與投入爐內單位焦炭總發(fā)熱量的總和的比值。其大小與諸多因素有關，受爐壁攜帶熱、焦炭不完全燃燒的熱損失、未燃炭素的熱損失、廢氣攜帶熱等大小的限制。豎爐的熱效率

28、為6585%。2 .燃燒空氣的計算理論空氣量的計算假定計算中的氣體均為標準狀態(tài)，焦炭完全燃燒則有：C + O2 = CO21232441X1mol 的炭完全燃燒需1mol 的 O2 ， 1mol 的氧氣為22.4 升，氧氣在空氣中所占的體積為21%, 1mol的氧氣重量為32克，那么 1kg炭完全燃燒需空氣量為：1000/12 X22.4/21=8.889m3空氣過剩系數(shù)實際生產(chǎn)中，為保證燃料完全燃燒，僅用理論空氣量是不夠的，這是由于燃料的可燃分與空氣中的氧氣瞬間完全接觸是困難的，必須給予一定的過剩空氣量。一般來說，若過剩量增加，熱損失增大。所以除特殊情況外，必須竭力做到盡可能減少過剩量而達到

29、完 全燃燒。實際空氣量設實際空氣量為 Ln,則Ln=nLo （n為空氣過剩系數(shù)，Lo為理論空氣量）。則實際風量 Q=每小時投焦量（1水份）冰C固派8.889空氣過剩系數(shù)。由于爐內溫度 由單位 時間投入爐內的燃料量及供風量決定的，空氣過剩系數(shù)越大，燃燒溫度越低，熱損越嚴重。在風量調整時，供風量不得超過實際計算空氣量的15%。3 .風量、焦比的調整空氣量一旦確定，不要隨意更改。生產(chǎn)量調整時，風量相應變動，爐況惡化時，風量也要根據(jù)情況設定，焦比調整后，風量相應調整。但要注意，在焦比調整后的第一批料將要到煅燒帶時，再開始改變風量，以免引起燒成帶移動。焦比受季節(jié)、天氣的影響，冬季氣溫低，焦比要稍高，必須

30、根據(jù)水分變化而適當調整焦比。一般而言，點火開爐轉入 正常生產(chǎn)后，爐況調整處于微調狀態(tài)，焦比不宜過分變動，調整幅度也不宜過大。第五節(jié)豎爐的煅燒1 .燃料、原料的混配燃料、原料的混勻對生產(chǎn)起著決定性的作用。一般要求在皮帶上石灰石、焦炭不同步誤差不大于1 米。只有做到混配均勻，物料在料面上均勻分布，才能不致出現(xiàn)燃料過于集中，熱量分布不均，使操作混亂。2 .料面的管理料面的穩(wěn)定對于保持生產(chǎn)的穩(wěn)定，具有很重要的意義。如果料面不穩(wěn)定，或形狀異常，則燒成帶也不穩(wěn)定，最終影響產(chǎn)量和質量。有關料面波動的算：混合料比重1500kg/m3豎爐的斷面積3.6兀=10.178m3每斗料的厚度1080/1.5/10.17

31、8=70.7mm料面過高或過低，對生產(chǎn)都會產(chǎn)生不利的影響。正常料面應呈“駝峰”狀，且同一圓周上不同點高度差不大于300mm。3 .排灰的管理每次排灰量與排時間，要與煅燒帶工業(yè)生產(chǎn)成速度相適應，保證煅燒帶穩(wěn)定。每次排灰速度過小，排灰時間過第，三段閥動作時間就過長，供風泄漏率將加大，不利于煅燒帶的穩(wěn)定。每次排灰時間過短，排灰速度過大，三段閥易卡料，關閉不嚴，供風泄漏率將加大。每月應對圓盤正反轉調整一次。4 .爐內的煅燒管理預熱帶預熱帶是從下往上的高溫氣體和裝入的物料進行熱交換的部分，在此帶，燃料干燥，揮發(fā)干餾，石灰石逐步升溫，水分被蒸發(fā)，物料被預熱到分解溫度。石灰石燒成的單位熱耗的高低與預熱的也壞

32、有很大關系，也就是說盡可能減少煅燒帶與預熱帶交界處的氣體溫度與石灰溫度差，就能降低熱耗。煅燒帶煅燒帶是對在預熱帶被加熱了的石灰石脫碳酸的區(qū)域，是爐內最重要的部分。是燃料用下而上的空氣燃燒，也是石灰石受熱分解的地方，即在煅燒帶同時發(fā)生下列兩個化學反應：a） C + O2 = CO2 +7934 kcal/kg 無水無灰焦炭b） CaCO3 = CaO + CO2 425kcal/kg 純石灰石在普通的石豎爐中，與發(fā)生a）反應相比，發(fā)生b）的反應位置稍偏上。在以生 a）的反應也稱氧化帶，發(fā)生 b）的反應稱為脫碳酸帶。在氧化帶的上方，從下部來的空氣在氧化帶被消耗掉，而由于高溫焦炭的存在，故發(fā)生一氧化

33、碳反應。因此，有人把這部分叫做還原帶。冷卻帶豎爐的冷卻帶，是自煅燒帶下部延伸的區(qū)段，一般在冷卻帶要達到三個目的：1.冷卻在煅燒帶脫過碳酸氣的生石灰。2.使在煅燒帶未分解的“生核”在冷卻帶上部進行分解。3.有效利用脫碳酸后的石灰所帶有的熱量。盡量煅燒帶是三個帶中最重要的，但在實際生產(chǎn)中，無法直接及時地進行控制，但其變化將影響到預熱帶和冷卻帶，平時應密切注意頂溫與灰溫的變化。窯壁效應石灰石和燃料的粒度發(fā)生變動，加料時，較大粒度分布于邊緣、周圍，小塊則在窯中心。在這種情況下，燃燒主要是在窯身的周圍，這樣伴隨而來的就是窯襯局部過熱并提早損壞。所以，粒度的波動，就不能保持燃燒過程的均勻，而均勻地燃燒是使

34、燃料生成的熱能以很好利用的主要條件。只有氣體在窯的整個截面燃燒速度相等，窯身的燃燒過程才可能均勻。窯壁附近的氣流經(jīng)常較中間的大，甚至高出3070%窯中心的氣流速度，這種現(xiàn)象叫做“窯壁效應”。窯氣中的成份正常生產(chǎn)中,窯氣中的CO23546.6%; CO0.1%0.2%; O20.20.4%。另外， 窯氣中還有N 和 CH 。 隨窯氣排出的氣體中夾雜的粉塵中含有CaO、 Fe2O3、 MgO 、SiO2、 Al2O3 和 C 等成份。窯氣中 CO2 的變化主要表示燃料燃燒程度和CaCO3 的分解程度。CO 則與燃料的完全燃料程度有關。在正常生產(chǎn)中，CO 的含量變化直接反映石灰的燒成熱耗和質量。CO

35、 含量高則表示燃料的燃燒不完全的程度大，熱耗增加，同時窯內的還原氣氛重，影響CaCO3 的正常分解，石灰的質量降低。O2 則反映送入窯內的空氣量。CH 則表表示燃料中揮發(fā)物的含量，CH 在窯氣中的含量極少的，約在0.1%左右，一般視做常數(shù)，不做控制。生燒將使窯氣中的CO 含量減少，因生燒的原因是燃料量的不足、窯內的空氣過多等，都將使CaCO3 分解不充分而殘留部分較多。過燒，也將使CO 含降低。這是由于CaO與SiO2、A12O3、Fe2O3、生成復雜的化合物，而使 CO含量下降。生成復雜化全物的反應：SiO2 + XCO2 = XCaO - SiO2 硅酸鈣鹽A12O3 +XCO = XCa

36、O - A12O3 鋁酸鈣鹽Fe2O3 + XCO = XCaO - Fe2O3 鐵酸鈣鹽窯氣分析對于窯氣分析采用的儀器種類很多，按其操作分為人工氣體分析器和自動氣體分析器?，F(xiàn)在一般石灰窯采用的是人工氣體分析器，又稱奧氏氣體分析器。奧低氣體分析器的工作原理是：使定量的一部分氣體。依次以各種能吸收氣體中個別成份的試劑（吸收劑）相接觸，使 CO2、0、CO、依次補吸收，根據(jù)樣品氣體體積的縮減，求出各氣體成份的體積百分數(shù)。奧氏氣體成份的體積百分數(shù)。奧氏氣體分析器的分析程序是：先測定 C02,次為0,最 后是CO。它們的吸附劑分別是：（ 1） CO2 用苛性鉀或苛性鈉溶液；（ 2） O 用焦性沒食子酸

37、堿溶液；（ 3） CO 用氯化亞銅的氨溶液。奧氏分析器只易做上述成分的分析。當測定分析可燃氣體H2 或 CH4 時，需要結構比較復雜的自動氣體分析器。5 .供風豎窯的供風系統(tǒng)由羅茨風機、供風管道、集風箱、風帽、流量測量儀、壓力測量儀等組成。在豎爐內，氣流穿過石灰石填充層的空隙而上升，氣流與物料相向運動，氣流層紊亂，其傳熱速度快，熱效率較其它爐型高?？諝庥闪_茨風機的過濾網(wǎng)進入羅茨風機，經(jīng)供風管進入集風箱，在集風箱內經(jīng)過減壓，由三個供風管均勻地送入風帽。在風帽的上部有一個較大的環(huán)流帶。正常情況下，此環(huán)流不會對爐況造成影響，當?shù)撞柯╋L時，此環(huán)流對爐況的影響特別顯著。平時應經(jīng)常檢查底部漏風情況。6 .

38、豎爐的耐火材料200m3 豎爐爐襯共分四層，由內到外分別是：高鋁磚、粘土質隔熱耐火磚、硅酸鋁耐火纖維、巖棉。豎爐爐襯壽命大約35 年。7 .豎爐各部溫度、風壓測量及管理豎爐各部溫度的檢測，均采用熱電偶，共20 個檢測點，分別是：頂溫1 個，廢氣溫度2個，爐身共分四層，共16 個，灰溫1 個。除爐身溫度采用間接沒量個，其余全部采用直接測量，爐身熱電偶與爐內物料相隔一層耐火磚，如果熱電偶與爐內物料直接接觸，則經(jīng)過一段時間后，易造成熱電偶探頭損傷。因此，隔一層耐火磚，所測量的是某一局部區(qū)域溫度。檢測出的溫度變化與爐膛內的實際溫度變化存在一個時間上滯后現(xiàn)象。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，熱電偶所反應出的溫度與實際值相

39、差約400。排灰溫度民頂溫是日常操作中應當嚴加注意的兩個重要溫度參數(shù)。溫度實時折線直觀地反映出各點當溫度的情況，把不同時間的實時折線相比較，可以看出各點溫度的變化趨勢。風壓共有五個檢測點：1.一次風壓，2.進風口壓力，3.集風箱壓力，4.排灰壓力，5.頂壓。所檢測出的壓力值都是相對于大氣壓力。風壓隨風量大小不同所要求的范圍也有所不同。進風口壓力、集風箱壓力與排灰壓力之間的差值的大小，能反應出爐底漏風的情況。第六節(jié)爐內狀況及處理1 .因設備故障面造成的短時間停爐的處理作為進入爐的空氣以連續(xù)為好，它能促進并保持燃料燃燒的持續(xù)性，保證爐內溫度的相對穩(wěn)定。但因設備事故以及停電等因素的影響，在不得不停的

40、情況下，應根據(jù)停車時間的不同而進行壓料。壓料一般在停車前進行，能有效的防止熱的散失。但因突然停電或其它設備原因停車，不能提前壓料的情況下，可在開車后壓料。2 .偏燒及其處理偏燒是豎爐煅燒石灰過程中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，對質量的危害也最大，也不易調整。原因：石灰石與焦炭分布不均，特別是石灰石與焦炭粒度相差太大時，易發(fā)生類似的情況。爐內下料不均，因爐內結瘤，瘤塊粘附于爐壁之上或脫后下落緩慢，在瘤上方形成活緩慢且粉灰、粉未量較大、透氣性極差的料柱，進而氣流偏行。送風管局部堵塞，造成送風不均。出灰小刮刀位置變動，造成出灰不均。措施：視情況適當增加焦比。檢查集風箱與風帽之間相聯(lián)的管道，看是否有異物或灰塊阻塞。

41、打開爐門，檢查小刮刀位置，將小刮刀調整到原來的位置。3 .煅燒區(qū)上移原因：風量過大。焦炭粒度偏小，焦未多。措施：適當增加焦比。逐步減小風量。檢查焦炭粒度及焦炭篩分，及時清理焦炭篩篩孔。4 .煅燒區(qū)下移原因：風量偏小。焦炭粒度偏大。羅茨風機過濾網(wǎng)阻塞，加不上風。措施：適當增加焦比。逐步增大風量。清理或更換過濾網(wǎng)。挑選合格焦炭入爐。5 .煅燒帶上、下延伸原因：燃料粒徑差太大，大小粒度均多。底部漏風，破壞環(huán)流的形狀，企圖通過加大風量來彌補底部漏風，消除煨燒帶拉長的措施是行不通的。措施：上合格焦炭。改善爐底密封。增大風量。適當增加焦比。6 .結瘤及其處理結瘤的原因：主要原因是大量雜質與石灰發(fā)生次生反應

42、的結果。入爐雜 質的主要來源，一是焦炭中的灰份，二是石灰石中夾帶的雜質。盡管石灰石經(jīng)水洗后，表面的雜質諸如泥土已被清除，但內部雜質或純粹的雜石無法去除。熔瘤的主要成分還是氧化鈣，由于雜質SiO2、 FeO 等的存在其本身或其它雜質與氧化鈣的相互作用，而產(chǎn)生的一種低熔點帶粘性的化合物，將狀石灰相互粘在一起，并滲透在氧化鈣的晶粒間，而使得硬度增加，結構緊密而不易消化。瘤子的主要成分：不同顏色的瘤子，其主要化學成分不同。如表：結瘤的外理應當選擇灰分較低的焦炭；改善入爐石灰石的質量，盡量去除石灰石中的碎料及粉料，做到精料入爐；定期加鹽，在高溫下，Cl 一與Fe3+結合形成FeCl3以蒸氣的形式隨廢氣排

43、出爐外，大大減少了4CaO - A12O3 Fe2O3的形成；定期活動煨燒帶，能使壁瘤不致過分長大。第三章開爐、停爐及滅爐第一節(jié)開爐前的準備工作1、開爐所應具備的條件 機械設備運行正?？煽?，包括可編程自動控制，手動控制和機旁控制下位機必須到位，特別是混配系統(tǒng)，必須達到能夠均勻配料；卷揚系統(tǒng)、布料器、園盤卸灰機、三段閥、13皮帶、助燃風機等能夠正常運行。 電器設備運行可靠，自動控制的各種顯示、限位、報警等功能準確無誤。儀表、各種溫度、壓力、流量、電子稱量等參數(shù)反應正確，有指導生產(chǎn)的參考價值。 爐底處無漏風現(xiàn)象，特別是爐門，出灰傳動軸，爐風座觀察孔等。2、設備聯(lián)動試車點火開爐前須對設備進行試運轉考

44、驗。 原燃料稱量混配系統(tǒng)連續(xù)運轉空負荷不少于8 小時 上料卷揚系統(tǒng)連續(xù)空負荷試車不少于24 小時 爐頂布料設備空負荷試車不少于8 小時。 出灰系統(tǒng)（包括園盤出灰機、三段閥、成品輸送機等）空負荷試車不少于8 小時 供風系統(tǒng)（羅茨風機）連續(xù)空負荷試車不少于24 小時。全部設備空負荷聯(lián)運試車不少于24 小時。全部設備帶負荷聯(lián)運試車不少于48 小時。2、烘爐新砌爐襯的豎爐在開爐點火前應進行烘爐，其目的在于把爐襯磚縫內泥漿的水分緩慢烘干，防止開爐點時，因砌體內部分水分急劇蒸發(fā)造成磚襯開裂、剝落、縮短使用壽命，另外使爐體緩慢加熱避免因受熱急劇膨脹而損壞設備。烘爐結束后，待爐體冷卻，對爐襯再檢查、修補、然后

45、轉入開爐點火工作。如時間要求較緊，可在烘爐末期直接投混合料轉入開爐投料階段工作。 烘爐鋪底料a 4080mm石灰石80噸左右，所有石灰石要求干凈，無粘附料，無碎粉料等b 點火材料：參見下文石灰石為鋪底料的低料位點火法的點火材料準備 鋪底料投入a投入4080mm粒度石灰石，周期為 400秒/斗，上料期間要適當松動料柱，每 10斗一次b 4080mm石灰石蓋住風帽后，進行排料，平整料面，石灰石應高出風帽200mm,并在風帽尖處堆一錐形小石堆，以保護風帽。 點火烘爐a 投入點火把點火b 烘爐初期升溫速度亦較緩，可先投入木材（約5 噸左右）維持火勢c 待木材著旺后，投入煤1.2 噸左右d 以后視廢氣溫

46、度及著火情況定期投入煤維持火勢，煤以少加勤加為原則。e 烘爐初期以爐底自然通風為主（打開園盤門和三段閥）（4）烘爐期限以57,對于只更換局部爐襯的豎爐烘爐時間可適當減少 烘爐應嚴格按烘爐曲線進行，根據(jù)實際情況及時調節(jié)風量控制烘爐溫度第二節(jié)開爐1、點火材料的準備 4080的石灰石60噸，鋪底料用。30X 1米干柴50捆（每捆30根） 墊 600 x 1000mm, 80 個 羅筐6 個電爐絲6 個（ 1500W） ，紗包線4mm 若干。 30A 閘刀 6 個。 優(yōu)質煙煤1.2 噸。棉紗25kg柴油50 升掃帚80 把稻草80kg2、鋪底料每投10噸啟動出灰設備排石 23分鐘，直到青石料面蓋住風帽

47、500mm,然后排料。直到料面在風帽上200mm 左右，平整料面開風機觀察風量、風壓，無異常停風。封閉其中一個點火門。3、鋪點火材料打開爐頂觀察孔，靠電纜側應關閉。在平整料面上將六個固定在木板上電爐絲均勻擺放，上面撒上棉紗，并澆上 10升材油，用夢筐罩住電爐絲，上面鋪稻草80kg,掃帚80把，再鋪30木材50捆，點火材料習題鋪平整。澆上25升材油，其上用草墊鋪嚴，然后投入800kg 煙煤。4、點火合閘前關閉點火門，圓盤門應稍開，合閘后濃煙漸大時，開啟羅茨風機，頻率15 赫茲。待木材引燃時，關閉風機。煤全部引燃后，待火勢正旺時，投入1 噸焦炭。5、混合料的投入等焦炭引燃火勢漸旺時投入一斗青石，火

48、勢上來后投入3 斗低焦比的混合料。封閉另一側點火門，然后逐步投入高焦比混合料，風量、焦比設定見表一。第三節(jié)滅爐滅爐操作要求要保證爐內順利排出生產(chǎn)的最后一批生石灰，做到既保證質量又要安全滅火1、焦比的調整 預定滅火前1.5天，焦比增加6% 預定滅火前12 小時，焦比要再增加3% 預定滅火前3小時，焦比減量 87%表一2、風量與出灰的操作 停止上料，每小時手動出灰一次，每次25 分鐘。 風量要視頂溫和灰溫變化適當作出調整，要求灰溫小于50，頂溫不大于330，禁止出火料。 待頂溫逐漸下降時，可停止出灰，繼續(xù)鼓風，直到把火吹滅。 火吹滅后，繼續(xù)鼓風，根據(jù)灰溫間段出灰，直至把灰出完。 排空料后，立即投入

49、 4080mm石灰石約50噸，至風帽頂端為止。投料過程中，應排料3 次，每次3 分鐘。第四章質量及化驗工在日常生產(chǎn)中，要經(jīng)常對石灰質量進行檢驗，通過對石灰質量進行檢驗來指導生產(chǎn)和應石灰質量。經(jīng)常要進行檢驗的項目主要有生過燒率、活性度、CaO 含量。這里主要介紹一下石灰的生過燒率和活性度的測定方法。1、生過燒率的測定 取 50kg 石灰，用四分法進行縮分，兩次縮分后，在剩余的樣品中取5kg 作為待測試樣。 將 5kg 石灰放入帶眼的消化桶內，浸入水中，停留15 秒鐘。 然后將桶放入帶蓋的密封容器內悶1.5 小時。 然后取出消化后的石灰放入3mm 方孔篩中，用水沖洗15 分鐘。 用手撿出生燒和過燒

50、塊，分別放在兩個鋁盤中，放入烘箱中（ 150）烘干 1.5 小時 。 然后再對烘干后的生燒和過燒塊在3mm 方孔篩中進行篩，分別稱量篩上物G1、 G2生燒率過燒率 結果計算：G1/5G2/52、活性度的測定石灰的活性度是指一定粒度的石灰顆粒，取50g 樣，以 10 分鐘內，用4moL/L 的鹽酸進入滴定，所消耗的鹽酸毫升數(shù)，就是石灰的活性度。冶金部標準方法(ZBQ27002-85 )所用藥品、器皿及測試主要條件電動攪拌器(100W)攪拌桿 60X10X5mm攪拌速度250300rpm燒杯3L滴定管200mL溫度計0100 c秒表時間10min水溫40± 1 樣品粒度 15mm樣品重量

51、50g鹽酸4moL/L批示劑酚酞 0.1%設備篇第一章 我國生產(chǎn)冶金石灰窯爐現(xiàn)狀及其發(fā)展19第二章篩分機械39第三章帶式輸送機43第四章 減速器的安裝、使用和維修45第五章羅茨鼓風機 47第六章振動給料機 53第七章豎窯布料器54第八章三段擋板 59第九章設備日常管理 60第十章 常見問題解答63設備篇第一章 我國生產(chǎn)冶金石灰窯爐現(xiàn)狀及其發(fā)展第一節(jié)前言我國鋼產(chǎn)量已達2億噸， 預計在未來5-10年鋼產(chǎn)量仍將是增長的趨勢.我國的鋼鐵產(chǎn)品不僅面臨國內的競爭，同時也必定參與國際競爭，產(chǎn)品質量和成本是競爭的關鍵石灰作為煉鋼的重要輔助原料，其質量的好壞將會直接影響鋼鐵產(chǎn)品的質量和生產(chǎn)成本使用活性石灰與使用

52、普通石灰相比，可明顯提高鋼鐵質量，增加鋼的產(chǎn)量、降低煉鋼成本，穩(wěn)定冶煉操作，為冶煉自動化創(chuàng)造良好的條件。根據(jù)有關資料報道，活性石灰與普通石灰相比，在煉鋼爐中成渣速度快，能夠提高脫磷脫硫效率（提高3。60%）、縮短冶煉時間（縮短24 mi n） 、提高煉鋼爐齡（提高2 0%）以上） 、降低 石灰消耗（ 降低1 0 %3 0 %）、降低鋼鐵爐料消耗（58 k g/ t ） 。目前國內 絕大部分企業(yè)已認識到建設活性石灰生產(chǎn)設施對企業(yè)取得顯著經(jīng)濟效益的重要性。下面就國內主要窯型種類及特點簡單做一介紹，并就企業(yè)建設中選擇窯型的原則和思路提出個人的觀點，供決策者參考。隨著鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品結構的調整和冶煉技術的

53、發(fā)展，對冶金石灰的要求越來越高，由普通冶金石灰發(fā)展為活性石灰、低硫活性石灰。普通焦炭石灰豎窯生產(chǎn)的石灰已經(jīng)不能 滿足要求，許多大中型企業(yè)紛紛引進國外先進技術及設備生產(chǎn)高質量的活性石灰，一些 中型企業(yè)立足國內開發(fā)了利用低熱值煤氣的氣燒石灰窯。氣體燃料具有操作方便，含硫量低等優(yōu)點，我國用于煅燒石灰的氣體燃料有天然氣、焦爐煤氣、轉爐煤氣、高爐煤氣、以及混合煤氣。我國氣燒冶金石灰窯處在快速發(fā)展階段，探討氣燒冶金石灰窯的發(fā)展是 十分必要的。第二節(jié) 我國冶金石灰窯發(fā)展過程早在六、七十年代，廣大冶金石灰工作者就開始了氣燒冶金石灰窯的探討，太鋼、新余鋼廠等進行了氣燒冶金石灰窯的試驗，在此基礎上形成了以新余鋼廠為代表的采用高爐煤氣為燃料的石灰豎窯，并在舞陽鋼廠建成了以發(fā)生爐煤氣為燃料的12 0m3豎窯。馬鞍山鋼鐵公司以混合煤氣為燃料的、無預熱器的回轉窯建成投產(chǎn)，為我國氣燒石灰回轉窯打下了基礎。七十年代后期，武鋼引進的石灰回轉窯帶動了我國氣燒石灰回轉窯的迅速發(fā)展。直到九十年代中期，氣燒冶金石灰豎窯一直是立足國內開發(fā)，基本上是采用焦炭石灰豎窯的加、出料系統(tǒng)，采用高爐煤氣等低熱值煤氣，較好的使用廠家有新余、韶鋼、湘鋼、漣鋼、舞鋼、濟鋼等。九十年代后期，鞍山焦耐總院吸取國外先進技術并結合國情開發(fā)的新型氣燒石灰豎窯已在邯鋼、天鋼、海鑫、凌鋼、北滿等企業(yè)采用