TGS石灰窯介紹710

1、TGS氣燒石灰窯基本知識一、產(chǎn)品質(zhì)量指標含義、檢測方法、對轉(zhuǎn)爐的影響。1、活性度：表征生石灰水化反應速度的一個指標。以10分鐘內(nèi)，攪拌條件下，在2000毫升（初溫40）水中，用中和50克1mm5 mm生石灰消化時產(chǎn)生的Ca（OH）2所消耗的4molL鹽酸的毫升數(shù)表示（此滴定過程始終保持水溶液處于中性）。麥爾茲窯活性度一般在330-390 毫升（必需高熱值燃料，可噴煤）；回轉(zhuǎn)窯活性度一般在330-390毫升（必需高熱值燃料，可噴煤）；套筒窯活性度一般在320-380毫升（必需高熱值燃料）；國外弗卡斯窯活性度一般在300-380毫升（必需高熱值燃料，可噴煤，必須配有國外精確的燃料熱值和流量分析計量

2、儀表系統(tǒng) ）；國內(nèi)梁式窯活性度一般在280-360毫升(多數(shù)在280-340毫升，偏重高熱值煤氣，低熱值煤氣指標差一些，特別是產(chǎn)量大于300噸的窯型生產(chǎn)波動較大)；ND140180石灰窯活性度一般在220-340毫升（波動較大，多數(shù)在230-320毫升，偏重低熱值煤氣，高熱值煤氣指標差一些)TGS180-TGS350石灰窯活性度一般在280-340毫升（多數(shù)在300-330毫升，高低熱值煤氣均可)TGS400-TGS480石灰窯活性度一般在300-360毫升（多數(shù)在320-350毫升，高低熱值煤氣均可)2、在轉(zhuǎn)爐中的作用：煉鋼實踐表明，高活性（280毫升）石灰融化快，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)化渣快，可以提高脫

3、磷脫硫效率和鋼水品質(zhì)，減少噸鋼灰耗，減少渣量，減少噴濺，提高一次命中率，同時縮短冶煉時間2-3min，節(jié)省鐵耗（5-30Kg鐵/t鋼）、并節(jié)省氧氣和鐵合金的消耗。在3-5min之內(nèi)可以完全與鋼水中酸性物質(zhì)反應完畢，而一般石灰的反應時間至少要6-10min。此外提高爐齡40%以上。3、生過燒率 = 生燒率+過燒率。（在石灰中MgO含量3%的情況下） 生燒率 = CaOCaCO3 ÷ CaO全×100%過燒率 = CaO過 ÷ CaO全×100%CaOCaCO3石灰中以CaCO3形式存在的CaO量CaO過 石灰中過燒部分的CaO量（遇水后一定時間還沒消化的C

4、aO。各廠消化時間不一致，本文建議對于破碎后的石灰塊用15分鐘；沒破碎的石灰塊用30分鐘）CaO全 石灰中以各種形式存在的CaO總量（即石灰化驗單上的CaO數(shù)據(jù)）麥爾茲窯生過燒率一般在3- 9%；回轉(zhuǎn)窯生過燒率一般在3- 10%；套筒窯生過燒率一般在3- 10%；國外弗卡斯窯生過燒率一般在3- 10%；國內(nèi)梁式窯生過燒率一般在6- 12%；ND140180石灰窯生過燒率一般在6- 12%（波動較大）；TGS180-TGS480石灰窯生過燒率一般在6- 10% 4、生石灰的有效CaO含量 (CaO有效)：在煉鋼過程中，爐渣堿度R2（R2=CaO/SiO2=2.5）一般為2.5，生石灰中每1%Si

5、O2需有2.5%的CaO來中和，去掉此部分后的CaO為有效CaO含量。CaO有效= CaO全 2.5×SiO2 SiO2 石灰中的SiO2含量（即石灰化驗單上的SiO2數(shù)據(jù)）5、噸鋼灰耗主要受石灰質(zhì)量、鐵水質(zhì)量、煉鋼裝備水平和操作水平的影響。其中煉鋼裝備水平和操作水平由于近年來的進步，多數(shù)廠子已經(jīng)比較高了。而鐵水質(zhì)量主要是S、Si和鐵水溫度。鐵水質(zhì)量主要影響因素為：焦炭質(zhì)量、燒結(jié)礦質(zhì)量、球團礦質(zhì)量、高爐容積、裝備水平和操作水平。這些因素大多數(shù)已經(jīng)提高或得到重視，只是外購的燒結(jié)用石灰粉還是土燒窯的簡單改進窯型為主生產(chǎn)的，且經(jīng)常以次充好，質(zhì)量差，波動也很大，從而降低了燒結(jié)礦品位（TFe）

6、，并是引起燒結(jié)礦堿度（R2）和品位（TFe）波動的主要因素，從而影響高爐操作和鐵水質(zhì)量。由此可見，提高石灰質(zhì)量并保持穩(wěn)定，既可提高鐵水質(zhì)量，又可改善煉鋼生產(chǎn)，是目前多數(shù)鋼鐵企業(yè)影響噸鋼灰耗的最重要因素，可以取得重大的經(jīng)濟效益。其中： S-鐵水中硫百分含量，鋼水中硫含量也這樣表示。Si-鐵水中硅百分含量，鋼水中硅含量也這樣表示。燒結(jié)礦堿度（R2）-R2=CaO/SiO2 ，即燒結(jié)礦中氧化鈣含量與二氧化硅含量的比值稱為二元堿度，簡稱堿度，以R2表示。球團礦、天然礦和其它種類的礦的二元堿度也這樣表示。品位（TFe）-燒結(jié)礦中全部鐵的百分含量稱為燒結(jié)礦的品位，以TFe表示，俗稱含鐵量。球團礦、天然礦和

7、其它種類的礦的品位也這樣表示。（任何一種鐵礦中，鐵的存在形態(tài)不同，還不均勻，且往往同時有幾種共存，如：Fe2O3 、 Fe3O4 、 FeO·SiO2 、 nCaO·Fe2O3 、 Fe2O3·nH2O 、 FeS2等多種形態(tài)。而Fe3O4 可認為由一個Fe2O3和一個FeO組成）石灰質(zhì)量：石灰中有效CaO含量（與石灰中SiO2含量關(guān)系很大）、活性度和石灰中硫含量是石灰質(zhì)量的主要指標，改善這三項指標，可大幅度提高化渣和脫除硫磷的速度，提高一次命中率和鋼水質(zhì)量，從而可顯著減少噸鋼灰耗，減少渣量、氧氣消耗、鐵耗（5-30Kg/t鋼）和鐵合金消耗，大幅度節(jié)省煉鋼成本和時

8、間，提高轉(zhuǎn)爐爐齡。對于冶煉高品種鋼更為顯著。降低噸鋼灰耗是目前鋼鐵企業(yè)進行技術(shù)改造，投入產(chǎn)出比最好的方向?？纱蠓雀纳平?jīng)濟效益，噸鋼成本可降低10-50元/t鋼。在中厚板、螺紋、型材等鋼種冶煉過程中，經(jīng)統(tǒng)計分析，改善這三項指標，上述效果很顯著，且有如下規(guī)律：活性度主要影響化渣速度，它對噸鋼灰耗的影響類似一個傾斜的“廠”字形曲線，拐點范圍大體在240-260毫升；當活性度小于240毫升時，提高活性度為主要矛盾，對煉鋼影響最大，此時應以提高石灰活性度為主；當活性度大于260毫升時，化渣速度已經(jīng)比較快，基本可以滿足煉鋼要求；特別是當活性度大于280毫升時，化渣速度已經(jīng)相當快，活性度就轉(zhuǎn)化為次要矛盾，

9、此時有效CaO含量（與石灰中SiO2含量關(guān)系最大）和石灰中硫含量影響更大。因此，選擇優(yōu)秀的窯爐和優(yōu)質(zhì)石灰石（包括成分和粒度）對于鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟效益影響很大。另外盡管過燒率和生燒率都影響活性度，其中過燒率對煉鋼的影響較大，生燒率對煉鋼的影響較小，且煉鋼轉(zhuǎn)爐內(nèi)熱量充足，生燒石灰能快速分解，甚至爆裂，并仍可保證較快的化渣速度和較高的脫硫脫磷能力。故此建議煉鋼石灰的生燒率控制在612%較好（此時活性度一般在290-360 毫升），煉鋼指標最好；甚至生燒率達15%時（此時活性度一般在210-280 毫升），煉鋼指標也未明顯變壞；而追求過低生燒率（6%）時（此時CaO化驗數(shù)據(jù)較高），在實際生產(chǎn)中，這種操作

10、思想往往造成較高過燒，此時即使活性度在210-280 毫升，煉鋼反倒不好用，以較高過燒率為代價，追求高CaO化驗數(shù)據(jù)和很低的生燒率，是得不償失。國內(nèi)大中企業(yè)噸鋼灰耗多數(shù)在55-65 Kg灰/t鋼，先進的寶鋼、武鋼、沙鋼等在45-55 Kg灰/t鋼 ， 很多較落后的企業(yè)在60-80 Kg灰/t鋼。 我們與文豐鋼鐵公司一起努力，使噸鋼灰耗由2003至2005年的60-75 Kg灰/t鋼，降到2008年至今的29.6-39.3 Kg灰/t鋼（中厚板鋼種），2008年全年平均35.6 Kg灰/t鋼，噸鋼成本降低近40元/t鋼。二、技術(shù)特點1、TGS氣燒石灰窯窯體技術(shù)特點：1）、大型中心風冷復合式燒嘴由

11、耐熱鋼風冷骨架和耐火材料復合而成?？垢邷?、耐磨損、壽命長，供熱能力達515GJ/h。為TGS石灰窯提供了充足的中心火焰。解決了石灰窯中心氣流不足，溫度分布不均，中心生燒和邊沿過燒的問題。提高了TGS石灰窯的產(chǎn)量和質(zhì)量，有利于石灰窯的大型化?？蔀闊掍?、燒結(jié)提供穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)活性石灰。中心燒嘴安裝在窯爐的底部低溫區(qū)，座在布風梁上。 2）、采用余熱回收，空氣(助燃風)預熱。爐頂助燃風預熱器，設(shè)于爐頂料面以上的慢速氣流空間內(nèi)，有效避開了爐料和含塵氣體的磨損和熱膨脹問題?？蓪⒅硷L預熱至220-300oC，大大提高了石灰窯的熱效率，同時保護了爐頂設(shè)備。還可根據(jù)用戶的節(jié)能要求增設(shè)煤氣預熱器，實現(xiàn)雙預熱。3）、

12、日本國井式側(cè)向石灰窯燒嘴。并使用了特種耐火材料，燃燒穩(wěn)定可靠，壽命長且不易回火。另外，由于此種燒嘴的燃燒原理是擴散燃燒，其穿透能力較預混燒嘴強。在窯爐中部圓周均勻分布，大側(cè)向燒嘴和小側(cè)向燒嘴各2排，每排燒嘴的個數(shù)有10、12、14個，具體個數(shù)根據(jù)爐型和煤氣壓力而定。4）、采用的爐頂布料器是在河南冶金研究所謝進遠的煉鐵中小高爐的HY無鐘爐頂技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，比料鐘布料性能更好，爐料分布更加均勻，有利于氣流分布。5）、中心導風系統(tǒng)由耐熱不銹鋼制成。解決了石灰窯中心氣流不足、溫度分布不均、中心生燒和邊沿過燒的問題，還可以調(diào)節(jié)石灰窯中心氣流的大小，從而可以使TGS石灰窯的生產(chǎn)調(diào)節(jié)到更穩(wěn)定的狀態(tài)，進

13、而使石灰的產(chǎn)量和質(zhì)量更穩(wěn)定。6）、采用啞鈴形爐型，能延長預熱和冷卻時間，適應石灰導熱系數(shù)低的特點，減少了爐內(nèi)氣流阻力，有利于石灰窯的大型化。7）、熱耗低，熱能利用合理，冷卻風通過冷卻活性石灰預熱后參加爐內(nèi)燃燒。助燃風經(jīng)預熱后，進入爐內(nèi)參與燃燒。8）、適用多種燃料：高爐煤氣（熱值3.35MJ/m3）、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣、混合煤氣、電石氣，也可摻燒無煙煤、焦丁等其它燃料。9）、檢測系統(tǒng)、設(shè)備運轉(zhuǎn)以及窯的運行是通過可編程邏輯控制器、可視系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)來進行控制和監(jiān)控的，提高了機械化、自動化程度。采用了今實達公司獨家開發(fā)的計算機軟件系統(tǒng)和密閉長壽熱電偶配合（一種初步專家系統(tǒng)軟件），具有了較好的判斷爐

14、內(nèi)氣流分布、溫度分布是否均勻的功能（類似于高爐爐喉十字測溫和料面紅外攝像系統(tǒng)的功能）；同時還具有判斷和提示每次操作效果是否達到要求的功能。10）、TGS180TGS350排料設(shè)備類似四點排料系統(tǒng)，并擁有排料自動均衡補償器。TGS400、TGS480石灰窯以上則是在麥爾茲雙膛窯或套筒窯的排料系統(tǒng)基礎(chǔ)上改進而來。實現(xiàn)了爐墻邊沿爐料與中心爐料均勻下料，提高了石灰質(zhì)量和產(chǎn)量。2、TGS氣燒石灰窯工藝布置技術(shù)特點：1）、采用了布袋除塵系統(tǒng)，各揚塵點廢氣均得到了處理，大大改善了生產(chǎn)過程的環(huán)境。2）、推薦使用原料分級入爐技術(shù)，使入爐石灰石的粒度均勻性大大提高，石灰窯的料柱透氣性增高，可進一步改善石灰質(zhì)量和增

15、大石灰窯產(chǎn)量。另外也提高了礦山的礦石利用率。3）、在有條件的企業(yè)，推薦使用原料水洗技術(shù)，可去除石灰表面雜物，從而降低原料的SiO2含量，改善石灰窯的料柱透氣性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，還可改善上料系統(tǒng)的環(huán)境。4）、利用一套計算機系統(tǒng)檢測多座石灰窯，既提高了檢測精度，又節(jié)省了投資。5）、工藝占地總面積比其它種類的石灰窯節(jié)?。篴、配置齊全時：原料、爐頂、爐底除塵，成品篩分和破碎。兩座TGS石灰窯占地面積為大約為50×80米，其中原料堆場占地為1500平方米。b、無成品處理，汽車運輸時：兩座TGS石灰窯占地面積為大約為50×80米，其中原料堆場占地為2000平方米。c、簡易配置時：兩座TG

16、S石灰窯占地面積為大約為40×70米，其中原料堆場占地為800平方米。三、工藝流程簡述：1、石灰石篩分上料系統(tǒng)裝載機(或汽車)將進場合格石料加入地下料倉，再經(jīng)振動給料機和帶式輸送機運至密閉分級篩。篩下小于30mm（不分級時40 mm）的不合格石子及時運走。篩上石子依次通過35mm和60mm篩孔分級，（不分級時只有45 mm篩孔），經(jīng)倉下振動給料篩和稱量系統(tǒng)送入上料小車中，最后送入爐頂布料器中 。上料小車加料時間1.8分鐘，運行時間1.4分×2，爐頂?shù)沽蠒r間0.2分鐘，料坑對位時間0.2分鐘，一個周期約5分鐘。每車料重2噸，料車最大上料能力24噸/小時。本系統(tǒng)轉(zhuǎn)運、篩分和卸料

17、產(chǎn)生的揚塵由袋式除塵器經(jīng)凈化后，通過引風機排入大氣。該布袋除塵器的除塵灰SiO2較高，用汽車運走鋪路。2、 燒成系統(tǒng)經(jīng)爐頂布料器的石灰石在窯內(nèi)緩慢下移，經(jīng)過預熱帶、焙燒帶、冷卻帶，最后經(jīng)過排料設(shè)備排出。a、 預熱帶：（焙燒帶到爐頂布料器）常溫石灰石在預熱帶被焙燒帶產(chǎn)生的廢氣（9501050）預熱到900以上，而后逐步進入到焙燒帶。經(jīng)預熱帶換熱后的廢氣進入廢氣處理系統(tǒng)，最后排入大氣。b、 焙燒帶又分三個區(qū)域：（在冷卻帶與預熱帶之間）上焙燒帶：（緊靠預熱帶之下）溫度在11501050；中焙燒帶：溫度在10001050；下焙燒帶：（緊靠冷卻帶之上）溫度在9501000；在此階段石灰石經(jīng)過高溫焙燒逐步

18、生成石灰（CaO）（即：俗稱生石灰或白灰）和二氧化碳（CO2）。焙燒好的生石灰逐步向下進入冷卻帶。高溫廢氣進入到預熱帶預熱石灰石。c、 冷卻帶：（錐型灰斗到焙燒帶）在此階段石灰產(chǎn)品被冷卻風冷卻，使石灰溫度被降到150以下，最后從排料口排出。被石灰預熱的冷風進入到焙燒帶參與燃燒。3、成品石灰篩分、破碎、儲運系統(tǒng)成品石灰經(jīng)爐下部排料機構(gòu)的排料閥或振動給料機、鏈板輸送機(或皮帶)、提升機運至成品倉頂緩沖料倉中，倉內(nèi)設(shè)有溜篩，篩上物進入塊倉，篩下物（篩上物也可以）進入破碎機。破碎后粒度3mm的石灰粉進入粉料倉中。本系統(tǒng)轉(zhuǎn)運、篩分和卸料產(chǎn)生的揚塵由袋式除塵器經(jīng)凈化后，通過引風機排入大氣。布袋除塵器的除塵

19、灰用汽車運至燒結(jié)廠或用負壓氣力輸送至粉料倉。4、 廢氣處理系統(tǒng)從預熱帶出來的廢氣(450550)首先經(jīng)過設(shè)在爐頂?shù)闹硷L換熱器，在保護爐頂設(shè)備的同時,把助燃風加熱到220-300oC后參與爐內(nèi)的燃燒。此時廢氣(350450)再經(jīng)煤氣換熱器(也可不上)或空氣散熱器,再抽入石灰處理系統(tǒng)的低溫廢氣(或大氣)使廢氣溫度降到220以下后，進入高溫長袋離線脈沖袋式除塵器（耐熱280）凈化后，經(jīng)風機、煙囪排入大氣；煤氣經(jīng)過換熱后（煤氣溫度可達到200以上）參與爐內(nèi)的燃燒。5、 勞動定員本工程按車間定員，二座TGS400窯三個班，一個班同時操作二座爐子，三班兩運轉(zhuǎn)，二座爐子全部定員29人，詳見石灰窯車間崗位推

20、薦定員表。石灰窯車間崗位推薦定員表序號工種與車間白班中班夜班合計一裝載機工1113二皮帶布料工1113三司爐工1113四主控室2226五出灰工1113六班長1113七檢修工(可與其它車間共用)2114八電工(可與其它車間共用)1113九車間主任11合計1199296、 工藝流程圖1）、帶爐頂、爐底、原料、成品及除塵。石灰石堆場地下料倉放散煙囪分級篩分系統(tǒng)揚塵點窯前料倉引風機布袋除塵器稱量料斗熱煤氣高爐煤氣TGS活性石灰豎窯放散煙囪斜橋上料小車爐頂布料器引風機回收系統(tǒng)爐頂余熱煤氣換熱器布袋除塵器揚塵點助燃風機 石灰 熱助燃風振動給料機或皮帶機冷卻風機斗式提升機緩沖倉粉灰儲倉破碎機溜篩塊灰倉罐車外

21、運或氣力輸送外運2）無成品處理，汽車運輸，帶除塵。石灰石堆場半地下料倉放散煙囪引風機布袋除塵器篩分系統(tǒng)揚塵點窯前料倉稱量料斗熱煤氣斜橋上料小車高爐煤氣回收系統(tǒng)爐頂余熱TGS活性石灰豎窯放散煙囪爐頂布料器引風機布袋除塵器煤氣換熱器冷卻風機助燃風機 熱助燃風石灰汽車運輸3）特簡易配置石灰石堆場振動給料篩爐頂布料器窯前料倉斜橋上料小車高爐煤氣回收系統(tǒng)爐頂余熱TGS活性石灰豎窯冷卻風機放散汽車運輸 熱助燃風石灰助燃風機 四、對原燃料成分的要求及石灰質(zhì)量標準。1、 市場可采購到的石灰石理化指標如下：CaOSiO2Al2O3+Fe2O3 粒度53.51.2< 0.3%4080注：其中40的小?？偭?

22、%，20不許有,80的大?？偭?%，100不許有。2、 對燃料要求TGS氣燒石灰窯燃料用熱值大于3.35MJ/Nm3的高爐煤氣，入爐前，煤氣壓力為1216KPa，（合同要求大于15KPa），壓力小于4kPa時逐個爐子停產(chǎn)。煤氣消耗量為14001700Nm3/t灰。3、成品質(zhì)量活性石灰可達到如下標準類別等級CaOSiO2生過燒率活性度優(yōu)質(zhì)品90%2%610%300ml 不同品質(zhì)的原料，燒成的成品的品質(zhì)亦不同。六、計算例題高爐有效容積m3300以下300450450500500580550750108026503200以上高爐利用系數(shù)噸鐵/ m3×天3.84.54.04.23.84.13

23、.64.03.24.02.43.22.22.8一般來說高爐容積越大，則利用系數(shù)越低；礦石品位越高，利用系數(shù)越高。上表數(shù)據(jù)為入窯礦石綜合入爐品位TFe=58.5%時的數(shù)據(jù)，TFe每降低1%，焦比升高2%，產(chǎn)量下降3%。礦石綜合入爐品位=燒結(jié)礦配比×TFe燒 + 球團礦配比× TFe球 + 天然塊礦配比× TFe塊TFe：礦石綜合入爐品位=57%60%TFe燒：燒結(jié)礦品位。燒結(jié)礦配比=70%80%；TFe球：球團礦品位。球團礦配比=10%30%；TFe塊：天然塊礦品位。天然塊礦配比=0%10%；如：礦石綜合入爐品位TFe=75%×TFe燒+20%×

24、TFe球+5%×TFe塊由于MgCO3沸騰分解溫度790比CaCO3沸騰分解溫度920低130，因此提高窯的能量利用率，同樣的窯由生產(chǎn)活性石灰改為生產(chǎn)輕燒白云石后，焙燒帶溫度應下降80150；窯頂溫度下降60120；產(chǎn)量升高5%以上。 燒結(jié)礦配輕燒白云石粉0%5%，一般配2%5%，使燒結(jié)礦所含MgO在2%2.8%左右。其中唐山地區(qū)的燒結(jié)礦中MgO所配較高，一般燒結(jié)礦中含MgO是2.5%2.8%；而寶鋼含MgO不足2%，一般來說用外礦比例大時礦中AL2O3含量多數(shù)較高，此時可根據(jù)高爐人士的要求，提高MgO配比。多數(shù)燒結(jié)礦按MgO含量2%2.5%計算較好；而輕燒白云石中MgO含量一般在28%32%左右。由于鐵礦中、特別是石灰粉和石灰石粉均含有一定的MgO，一般來說輕燒白云石配加量在2%5%即可達到要求?？紤]到燒結(jié)生產(chǎn)的方便，用了輕燒白云石后，盡量不再加白云石粉。某鋼鐵廠有高爐450m3×2座，計算石灰需求量。各經(jīng)驗值按以下：高爐利用系數(shù)?。?噸鐵/立方米·天兩座高爐年產(chǎn)鐵量：4×450m3×2座×3