胡志遠(yuǎn)

（中冶華天工程技術(shù)有限公司 江蘇南京 210019）

1 套筒窯技術(shù)發(fā)展背景

目前，國內(nèi)外先進(jìn)的生產(chǎn)活性石灰的豎窯窯型主要包括環(huán)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(shù)是國內(nèi)外先進(jìn)的活性石灰生產(chǎn)技術(shù)，起源于德國貝肯巴赫·威爾曼司特勒公司[2]。20世紀(jì)90年代，中冶華天工程技術(shù)有限公司在國內(nèi)冶金行業(yè)較早引入套筒窯技術(shù)，并對窯體結(jié)構(gòu)及配套設(shè)備不斷改進(jìn)和優(yōu)化，目前已全部國產(chǎn)化，可以完全滿足鋼鐵冶金行業(yè)對活性石灰的多種需要。

中冶華天工程技術(shù)有限公司在某鋼廠500t/d套筒窯的設(shè)計(jì)中，以發(fā)生爐煤氣作為燃料，全部采用國產(chǎn)設(shè)備，自主集成，對工藝進(jìn)行了合理的優(yōu)化，采用全自動化控制系統(tǒng)，能夠滿足用戶對產(chǎn)品粒度、質(zhì)量、運(yùn)輸方式的多樣性要求。

2 套筒窯技術(shù)在某鋼廠的應(yīng)用和發(fā)展

在某鋼廠500t/d套筒窯設(shè)計(jì)中，充分結(jié)合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對窯型結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，其成品石灰處理系統(tǒng)可高效地完成石灰深加工過程，滿足了轉(zhuǎn)爐煉鋼和燒結(jié)工藝對活性石灰的不同需求。

2.1 套筒窯的產(chǎn)品方案

該鋼廠500t/d套筒窯年產(chǎn)活性石灰17.5萬t。其產(chǎn)品供應(yīng)轉(zhuǎn)爐煉鋼、燒結(jié)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(yùn)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(jīng)膠帶機(jī)輸送至原料篩分間進(jìn)行篩分。0～40mm的篩下廢料進(jìn)入碎石倉，采用汽車外運(yùn)他用。篩上物為合格原料，經(jīng)溜槽送至窯前倉儲存?zhèn)溆谩?/p>

窯前倉內(nèi)儲存的原料經(jīng)振動給料機(jī)進(jìn)入稱量斗，稱量后卸入上料小車內(nèi)。上料小車提升到窯頂料倉，通過旋轉(zhuǎn)布料器卸入窯內(nèi)。原料通過在窯內(nèi)的石灰石預(yù)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(chǎn)出成品石灰[3]。

成品活性石灰從窯內(nèi)卸至窯下的灰倉，再由振動出灰機(jī)將石灰從灰倉內(nèi)卸到耐熱膠帶機(jī)上，經(jīng)斗提機(jī)運(yùn)至成品處理間。成品石灰在成品處理間進(jìn)行破碎和篩分，粒度10～80mm的成品石灰進(jìn)入煉鋼石灰倉儲存，用汽車運(yùn)至煉鋼車間；粒度0～3mm的石灰儲存在燒結(jié)石灰倉，用氣力輸送管道或罐車輸送至燒結(jié)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(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢

2.3.1 自動化控制

整個(gè)套筒石灰窯區(qū)域采用二級自動化控制系統(tǒng)，包括基礎(chǔ)級和監(jiān)控級。

整個(gè)車間儀表檢測與參數(shù)控制納入到PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)過程監(jiān)視、自動控制、數(shù)據(jù)處理及生產(chǎn)管理，能夠滿足整個(gè)石灰窯裝置安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及監(jiān)視、控制、經(jīng)濟(jì)核算的要求。

全自動化控制系統(tǒng)的采用，使套筒窯工藝控制更加容易，降低了能耗和生產(chǎn)成本，石灰的質(zhì)量更加穩(wěn)定。

2.3.2 窯型結(jié)構(gòu)及配套設(shè)備優(yōu)化

對套筒窯下內(nèi)套筒立柱與中內(nèi)套筒底部耐材砌筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，減少了該處耐材脫落情況的發(fā)生，采用了新型的窯殼耐材托圈結(jié)構(gòu)和拱橋砌筑結(jié)構(gòu)，提高了套筒窯砌筑的壽命。

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

為適應(yīng)當(dāng)?shù)囟緲O端嚴(yán)寒的氣候，特為液壓設(shè)備配備了抗低溫液壓油，對液壓管線進(jìn)行包扎和電伴熱。同時(shí)對煤氣管道水封設(shè)施進(jìn)行蒸汽伴熱，保證水封設(shè)施在冬季安全使用。

2.3.3 節(jié)能環(huán)保技術(shù)

選擇合理的熱工制度，利用下內(nèi)套筒環(huán)縫夾層內(nèi)被預(yù)熱的冷卻空氣作為上、下排燒嘴的助燃空氣，利用經(jīng)過窯頂廢氣預(yù)熱過的驅(qū)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(nèi)襯，對高溫空氣管道進(jìn)行絕熱包扎，減少系統(tǒng)散熱。

對部分風(fēng)機(jī)及上料卷揚(yáng)機(jī)采用變頻調(diào)速，對冷卻風(fēng)機(jī)和破碎機(jī)加裝軟啟動器。上述措施的實(shí)施，具有明顯的節(jié)電效果。

采用原料成品系統(tǒng)除塵站和窯尾廢氣除塵站對生產(chǎn)中的各個(gè)揚(yáng)塵環(huán)節(jié)進(jìn)行煙氣除塵，煙氣中粉塵濃度＜20 mg/m3，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。

套筒窯需要的生產(chǎn)用水量很少。工藝需要的生產(chǎn)用水主要是風(fēng)機(jī)、破碎機(jī)軸承冷卻用水。本項(xiàng)目新建一套循環(huán)水系統(tǒng)，為石灰窯車間和發(fā)生爐煤氣生產(chǎn)車間共用，循環(huán)利用生產(chǎn)冷卻用水，并補(bǔ)充極少量的循環(huán)水損耗。污水滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級標(biāo)準(zhǔn)的要求，排入總廠生活污水管道，經(jīng)總廠污水處理設(shè)施處理后循環(huán)使用。

選用低噪音設(shè)備；設(shè)置隔聲罩、加裝消聲器；設(shè)置減振裝置，強(qiáng)振設(shè)備與管道間采取柔性連接方式，廠區(qū)內(nèi)采用綠化降噪，通過采取以上措施，廠界噪聲滿足《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》中III類標(biāo)準(zhǔn)的要求，即晝間<65 dB(A)，夜間<55 dB。

因此，通過采用上述先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，套筒窯熱耗達(dá)到950Kcal/kg石灰，能耗和環(huán)保指標(biāo)均達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。

3 套筒窯新技術(shù)應(yīng)用效果

中冶華天為某鋼廠套筒窯系統(tǒng)設(shè)計(jì)了復(fù)雜的成品石灰處理系統(tǒng)工藝流程，對成品石灰進(jìn)行深加工，滿足鋼鐵廠內(nèi)燒結(jié)工藝、轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝對活性石灰的需求；采用全自動化系統(tǒng)提高了套筒窯生產(chǎn)過程的控制水平，提高了生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性；通過對窯型結(jié)構(gòu)和配套設(shè)備的優(yōu)化，提高了窯體壽命，節(jié)約了熱耗和電耗，使石灰窯車間的能耗指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。套筒窯系統(tǒng)采用多種措施對環(huán)境污染進(jìn)行控制，保證達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

[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(diǎn)及其相關(guān)工藝配置.武鋼技術(shù),2002,(1):51.

[3]初建民,高士林.冶金石灰生產(chǎn)技術(shù)手冊[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2009:272.