鋼鐵冶金耐火材料等石灰窯新技術概要

　　一、現(xiàn)在發(fā)展新技術石灰窯的意義

　　鋼鐵工業(yè)，電石工業(yè)，氧化鋁工業(yè)，耐火材料等工業(yè)都是石灰消耗大戶，近兩年這幾個行業(yè)都是高速發(fā)展的行業(yè)。每年的產(chǎn)量基本都是以20%以上的速度增長?？伤鼈冃枰闹饕牧希ㄝo助材料）石灰確沒有相應增長，所以造成了石灰的緊張，從而剌激了社會土石灰窯的大量上馬，土燒窯的遍地開花又造成了對環(huán)境的嚴重污染，在這種情況下，國家和地方政府相繼出臺了一糸列整治土燒窯的政策和法規(guī)，但很難實現(xiàn)預期效果，原因是有需求的剌激。因此要想沏底治理土燒窯的污染，必須推行現(xiàn)代新技術石灰窯來解決需求的問題。所謂現(xiàn)代新技術石灰窯就是具有環(huán)保、節(jié)能功能和機械化 、自動化程度較高的現(xiàn)代化石灰窯。它因采用了現(xiàn)代技術，所以它能充分利用廉價能源，特別能利用原來對環(huán)境有污染的氣體作主要能源，變廢為寶。這樣不但對環(huán)境能達到保護，而且它生產(chǎn)的石灰，不但質量好而且成本低。對利用這一新技術的企業(yè)，經(jīng)濟效益會有明顯增加。這就是推廣新技術石灰窯的現(xiàn)實意義。

　　二、新技術石灰窯種類

　　按燃料分有混燒窯，即燒固體燃料，焦炭、焦粉、煤等。和氣燒窯。氣燒窯包括燒高爐煤氣，焦爐煤氣，電石尾氣，發(fā)生爐煤氣，天然氣等。按窯形分，有豎窯、回轉窯、套筒窯、西德維馬斯特窯、麥爾茲窯（瑞士）、弗卡斯窯（意大利）等。同時又有正壓操作窯和負壓操作窯之分。林州現(xiàn)代科技中心研制設計了300立方以下的混燒窯和140立方以下的氣燒窯，特別是高爐煤氣和焦爐煤氣燃燒的XD型節(jié)能環(huán)保石灰窯。攻克了焦爐煤氣熱值高，火焰短的燃燒難題，可以使剩余焦爐煤氣得到充分利用。由原來的焦爐煤氣“點天燈”，污染環(huán)境變?yōu)榱藶槠髽I(yè)創(chuàng)造效益的寶貴能源。對中小鋼鐵企業(yè)、焦化企業(yè)、電石企業(yè)、和耐火材料工業(yè)都是非常好的節(jié)能、環(huán)保、增效的有效途徑。

　　三、燒石灰的基本原理和熱工工藝

　　石灰石主要成分是碳酸鈣，而石灰成分主要是氧化鈣。燒制石灰的基本原理就是借助高溫，把石灰石中碳酸鈣分解成氧化鈣和二氧化碳的生石灰。它的反應式為

　　CaCO3 CaO+CO2——42.5KcaI

　　它的工藝過程為，石灰石和燃料裝入石灰窯（若氣體燃料經(jīng)管道和燃燒器送入）預熱后到850℃開始分解，到1200度完成煅燒，再經(jīng)冷卻后，卸出窯外。即完成生石灰產(chǎn)品的生產(chǎn)。不同的窯形有不同的預熱、煅燒、冷卻和卸灰方式。但有幾點工藝原則是相同的即：原料質量高，石灰質量好；燃料熱值高，數(shù)量消耗少；石灰石粒度和煅燒時間成正比；生石灰活性度和煅燒時間，煅燒溫度成反比。

　　四、石灰窯的基本結構和主要附屬設備

　　石灰窯主要由窯體、上料裝置、布料裝置、燃燒裝置、卸灰裝置、電器、儀表控制裝置、除塵裝置等組成。不同形式的石灰窯，它的結構形式和煅燒形式有所區(qū)別，工藝流程基本相同，但設備價值有很大區(qū)別。當然使用效果肯定也是有差別的。

　　五、石灰石的質量和數(shù)量消耗

　　工業(yè)用石灰對石灰石的質量要求主要有兩個方面：一是要求含碳酸鈣成分含量高，一般要求要在97%以上。二是它的結構晶粒要小，因為晶粒小的石灰石晶間不嚴實，且在含有有機物的情況下，有機物燃燒形成的多孔狀，二氧化碳容易分離，故便于煅燒。三是雜質少，特別有害成分少如二氧化硅，氧化鎂、氧化鋁、氧化鐵、硫和磷等。這些成分在石灰石中若有百分之一，到煅燒成的生石灰中，就是百分之十八。燒一噸石灰按理論計算需1.78噸石灰石，但煅燒時“生”“過”燒的高低和石灰石質量好壞也有一定區(qū)別 。

　　六、生石灰的質量標準：石灰質量的一般標準是：氧化鈣含量，生、過燒率、活性度、有害成分含量等，但更重的是不同的行業(yè)，不同的用途又有不同的標準。如電石行業(yè)它特別強調活性度即軟燒灰，煉鐵行業(yè)它又強調的是強度，所以要硬燒灰，煉鋼則又要軟燒灰。因此它的指標也是不一樣的。一般標準生石灰，氧化鈣含量要達到 97%以上，生過燒率小于 10%，活性鈣要300mi以上。

　　七、節(jié)能環(huán)保石灰窯的燃料與燃燒

　　燒石灰的燃料很廣泛，固體燃料、氣體燃料、液體燃料都可以，但新技術石灰窯的燃燒原則是，那種燃料最經(jīng)濟，那種燃料更有利于環(huán)保、那些燃料更能節(jié)約能源是新技術石灰窯的關鍵。現(xiàn)在使用普遍的主要是焦炭和煤氣。就新技術來說最理想的還是煤氣，包括高爐煤氣、轉爐煤氣、焦爐煤氣、電石尾氣（煤氣）發(fā)生爐煤氣等是石灰窯的最好燃料。因為這些氣體燃料都屬于廢物利用，循環(huán)經(jīng)濟性質。特別像焦爐煤氣現(xiàn)在大部分放散，資源十分豐富，其次是高爐煤氣，再就是電石尾氣,這些煤氣若利用起來，一來可大量節(jié)約能源，二來環(huán)境可得到保護，更重要的是企業(yè)可以收到很好的經(jīng)濟效益。這些氣燒石灰窯，若大量發(fā)展起來，土燒窯污染環(huán)境的問題自然而然就解決了。現(xiàn)在為什么如此好的項目為什么發(fā)展緩慢，主要是氣燒石灰窯技術在我國發(fā)展起來時間還比較短，任何事務都有一個發(fā)展認識的過程.特別是焦爐煤氣，由于熱值高、火焰短、石灰窯使用容易過燒和生燒。致使有的企業(yè)不敢大膽使用。其實這不是太難解決的問題，林州現(xiàn)代科技中心，現(xiàn)在已經(jīng)研究制造出了外混式長火焰燒咀，和石灰窯自循環(huán)稀釋高熱值煤氣的工藝技術。完全可以解決焦爐煤氣的燒石灰問題。燒石灰用燃料的多少，是和它爐型與燃料的熱值有關。煅燒石灰所需的熱量是由燃料的燃燒而得，燃料的主要成分，碳的燃燒過程的分子式為C+O2=CO2氣體燃料則是根據(jù)它的熱值來計算的。按實際經(jīng)驗生產(chǎn)一公斤石灰約需960kcal熱量。但由于各廠的生產(chǎn)設備和工藝條件各不同也有區(qū)別。一般來說，燒一噸灰用高爐煤氣需1600m3左右，燒焦爐煤氣需300m3左右。電石尾氣需360m3左右，天然氣需120m3左右，發(fā)生爐煤氣需900m3左右。

　　八、石灰窯的布料器、燃燒器和其它附屬設備

　　石灰窯主要附屬設備有上料機構,布料器，供風裝置、燃燒裝置,卸灰裝置等，相對而言,混燒石灰窯布料很關鍵，因為它在把燃料和石灰石同時裝入窯內時，必須通過布料實現(xiàn)爐料在窯內的合理分布，消除爐壁效應，均衡爐內阻力，力求整個爐截面“上火”均勻一致。所以布料器形式和使用效果對石灰窯的生產(chǎn)效率有很大影響。現(xiàn)在有各種各樣布料器，包括旋轉布料器、海螺形布料器、固定布料等等，其中林州現(xiàn)代科技中心研制的三段鐘式布料器利用“漏斗喉管效應”和“倒W堆集角效應”原理和可調式檔料板相結合的方式,結構簡單,對解決了原燃料的均勻混合和大小粒度的合理分布問題效果很好。而且具有耐高溫，耐磨損和方便檢修等多種優(yōu)點。特別適用于中小型石灰窯配置.而氣燒窯它的主要附屬設備是燃燒器，因為它的氣體燃料是通過燃燒器把可燃氣體和所需氧氣（空氣）按一定的比例在燃燒器內混合后送入爐內燃燒的，而且不同的燃氣所需的空氣量也不同，不同的爐型，不同的加熱方式，它需要的火焰類型也不相同。如預混式、半混式、外混式及氧化焰、中性焰、還原焰等等。所以說氣燒窯的燃燒器一定程度上決定著石灰窯的煅燒效果。當然其它附屬設備也很重要，如風帽，看相似很簡單，但要保證它所供窯內風量在整個窯斷面上的分布才有好的效果。

　　九、石灰窯供風和風機選擇

　　無論混燒窯還是氣燒窯都是需要一定合理供風的，因為任何燃料燃燒都必須具備三個條件，即燃料、空氣（氧氣）、和明火，缺少任何一項條件都是不會燃燒的。風的用量是根據(jù)燃料的可燃成分的需氧量來計算,若供風不是燃料就不會充分燃料,供過量風過?？諝鈩t變成煙氣大量熱量,從面造成燃料的增加和浪費。它的風量一般按下式計算：（計算公式略）它的壓力要根據(jù)不同窯型，不同原料粒度形成的不同阻力來計算。一般來說立窯阻力可按40——70 H2O/ 有效高度（m）公式來計算。但原燃料粒度不同也有差異。因此選用風機既要以理論計算的基礎又要以具體爐型和實際經(jīng)驗為依據(jù)來選定風機。才能有好的使用效果。

　　十、石灰窯的除塵與環(huán)保

　　石灰在煅燒時排放的煙塵中含有大量的有害氣體和10微米以下的粉塵，粉塵中又包含SO2； F2O3； AIO3等。這些有害氣體和粉塵對人體的危害很大，如果人們長期吸入會引起支氣管和肺部等呼吸性疾病，幼兒更為嚴重，而且飄浮在空中的粉塵中還含有致癌物質，若24小時呼吸平均濃度超過150mg/m3的有害粉塵對人體會造成致命危害。新技術石灰窯，它的主要優(yōu)點是除能耗低、產(chǎn)量高、質量好外，最大的好處是便于除塵。因為它整個煅燒過程是相當于在一個密封容器中進行，它的煙氣可從窯頂煙氣管道排出，通過除塵凈化，然后達到無害、無污染的達標排放。

　　十一、自動化控制自動化控制是新技術石灰窯的重要特點，它的上料，配料、供風、供氣、卸灰都是通過電腦自動化控制完成。但也要考慮國情,廠情和價值成本,也不是自動化程度越高越好.應以最終效果為原則。