5#豎窯生燒重的原因及預防措施

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

關鍵詞：生石灰；生燒；預防措施

前言

攀鋼石灰石礦現有五座250m3豎窯，主要用于生產生石灰，供攀鋼煉鐵燒結，生石灰在燒結中主要起到造渣、脫硫作用。一直以來為用戶輸送高效優質的生石灰質量是該礦的首要任務。而生石灰質量的高低決定著單位的經濟指標。從攀鋼石灰石礦五座豎窯生產的生石灰質量來看，5#豎窯的質量明顯要低于其它幾座窯的，其中影響質量的生燒也超過了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量，為礦創造更多的經濟效益是很有必要的。

1 現狀調查

根據2013年1-8月5#窯石灰石煅燒的情況，對窯內出灰質量和生燒情況做了統計。如表1。

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

2 5#豎窯的生產工藝流程介紹

5#豎窯的生產工藝流程主要將原石和焦炭通過皮帶運輸分別裝進料倉里，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，送入窯頂進入窯內煅燒，當煅燒達到一定時間后就通過出灰機出灰，將燒好的生石灰塊通過皮帶運送到破碎系統進行破碎，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，冶金石灰質量要求指標：CaO≥54.0%、MgO≤0.65%、SiO2≤1.25%，但是我礦的石灰石質量一部分是由自己礦山生產的，另一部分是由外購廠家提供的，該綜合原石質量化驗有的只有50-53%，所以當原燃料送入窯內煅燒后生石灰的質量就不會很高。同時里面如果夾雜著一些雜質，會使原料在煅燒過程中不能快速反應導致反應不完全的情況，以致于出現生燒加重的情況。

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。當物料粒度太小時，料層阻力加大，風機功耗一定情況下，就很難保持料層的穩定性。由于原料粒度過小，效果不是很好。

3.2 燃料質量和粒度

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。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。現在，為節約生產成本，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，使得窯內的石灰石煅燒一段時間后仍有部分沒有反應完全，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生燒的情況。

3.3 熱工操作

熱工操作是煅燒優質生石灰的關鍵一環，其中主要的熱工參數有溫度、風量、風壓等，窯內溫度主要分為預熱帶、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，窯內它們的比例一般為1：2：1，當溫度達到一定程度時原燃料才能有效發生反應。在熱工操作中由于出灰、上料都是同時進行，如果遇到石灰石在煅燒帶溫度不夠或還沒有反應完全時，也會被移到冷卻帶直至出灰，這樣就會影響生石灰質量。

3.4 供風不合理

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

3.5 設備故障

當生產設備運行時由于突然停電或人員維護設備不到位等使生產設備突然停止運轉導致窯前上料、出灰系統造成堵塞。同時測定豎窯內部溫度的熱電偶在長期高溫的狀態下，也會很容易使得測定的溫度不準確。像這些情況下往往會影響生石灰的煅燒效果，這對生產是大大不利的。

4 預防措施

4.1 用優質的原燃料

使用優質的原燃料很關鍵，只有原燃料質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%，粒度應控制在40-90mm為好。作為焦炭的燃料要保證發熱值在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，促進石灰石的煅燒質量。

4.2 嚴格抓好質量的把關力度

負責生產的單位必須嚴格掌控原料當天的質量和粒度情況，對發現高鎂礦、高硅礦石或粒度超標時堅決返料，同時要求來料單位控制好原石質量。對礦自己開采生產的石灰石塊也要進行質量監控，每天對開采面進行取樣調查，如綜合樣質量低于礦標準，就必須立即進行調查，整改，采取有力措施提高石灰石塊的質量。

4.3 加強熱工操作，穩定三帶溫度。

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℃。據有關資料統計，煅燒小于1mm的粉狀石灰石，反應速度不到一秒。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。

因石灰的導熱系數小于石灰石，并且隨熱量傳入石灰石內部愈深，二氧化碳逸出的阻力也愈大，所以速度也就愈慢。在實際生產中，由于要考慮到窯內的空氣多少，如果窯內空氣流通不暢通，氧氣不足時粒度小也會使得反應不完全。所以當用小粒徑煅燒時必須考慮到進風量。在實際窯爐中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 調節風量

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

4.5 減少設備故障

加強設備檢查，減少設備故障，特別是對窯內熱電偶、上料設備、出灰設備、進風設備進行全面檢查，每班1-2次，做好維護、潤滑、保養工作，確保設備運轉正常。

5 結束語

通過對5#豎窯生石灰質量差、生燒重的原因進行了分析，采取了對原燃料質量和粒度的控制以及窯內熱工參數的監控等措施，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量，提高了礦的經濟效益。

參考文獻

[1]牛海運，湯長青，晁霞.降低生石灰生燒率滿足需求[J].鑄造技術，2010.

[2]姜麗申，郭林軍.邯鋼麥爾茲活性石灰窯2窯的生燒分析.及處理措施[J].耐火與石灰，2010.

[3]柯超.高溫快速煅燒石灰的活性度研究[J].武漢科技大學學報，2011.

[4]饒發明.用小顆粒石灰石煅燒活性石灰[J].金屬礦山，2007.