120M3竖窑产能提升的技术改造竖窑产能提升的技术改造前前 言言l 石灰矿业公司石灰一车间拥有石灰矿业公司石灰一车间拥有3座座120m3焦炭半机焦炭半机械化石灰竖窑，竖窑有效利用系数在械化石灰竖窑，竖窑有效利用系数在0.851.0t/ m3d之间，平均日产石灰量之间，平均日产石灰量110吨左右，石灰活性度为吨左右，石灰活性度为200220mL。随着首钢水钢集团公司钢产量的大幅递增和。随着首钢水钢集团公司钢产量的大幅递增和年产年产500万吨钢规模的逐步具备，万吨钢规模的逐步具备，3120m3石灰竖窑的石灰竖窑的产能已不能满足现代转炉炼钢高强度、快节奏、高质量产能已不能满足现代转炉炼钢高强度、快节奏、高质量的生产需要。自的生产需要。自2009年年8月开始，到月开始，到2011年年4月，我车月，我车间根据石灰矿业公司的要求，相继对间根据石灰矿业公司的要求，相继对3120m3石灰竖窑石灰竖窑进行高效化技术改造，并改进传统的生产工艺，极大地进行高效化技术改造，并改进传统的生产工艺，极大地提高了提高了3120m3石灰竖窑的有效利用系数，取得了良好石灰竖窑的有效利用系数，取得了良好的效果和经济效益。的效果和经济效益。项目策划项目策划 2009年8月，我车间对3120m3石灰竖窑整个工序、工艺进行仔细分析、疏理，与同类型窑进行对比分析，并多次组织专题讨论，找出制约提产的关键环节：一是供风系统的供风能力不足，导致窑内的物料煅烧时间较长及煅烧好后的物料冷却速度较慢，不能实现快烧快冷，从而影响3120m3石灰竖窑产能的提升。二是原燃料混配系统设备落后，人工混配凭经验估计，误差大、随意性较大，导致配料不均匀，影响窑况和产能。经过论证，明确了存在的问题，我车间制定了产能提升的技术改造方案，以工艺、设备改进为主，同时加强生产操作管理。 石灰煅烧理论石灰煅烧理论l 竖窑的窑利用系数和石灰活性度、CaO，除了与原燃料的物理和化学性能有关外，还与石灰的煅烧工艺与控制水平密切相关。煅烧工艺主要包括窑内气相压力（分解压）、煅烧温度和煅烧时间的控制。CaCO3在一定温度下要对应一定的分解压，并随着温度的升高而升高，而且升高的速率相当快，因此升高温度是加速CaCO3化合物分解的有效措施。而升高温度除了与燃料的物理和化学性能有关外，窑内的空气流速更是与之息息相关。因为在竖窑的断面固定不变时，若空气流量增加，则气流速度也随之增大。由于空气量增大，燃料燃烧速度加快，即单位时间内窑内燃烧强度随之提高。同时，气流与物料间对流换热增强，从而加快了物料预热、煅烧及冷却过程，窑的产量、煅烧物料质量都可以提高。石灰煅烧理论石灰煅烧理论l但是，随着气流速度的的增加，气体流经物料层的阻力损失也随着加大。因此，为了保证竖窑煅烧物料产量、质量的提高，必须保证风机具有足够的风量与风压。l 此外，单位容积产量也影响到窑内阻力。当单位容积产量增加时，即窑的日产增加时，窑内阻力的增加会更加显著。如继续增加产量，必须换成更大的风机，以满足生产需求。l 在实际生产中，石灰在窑内煅烧并不是理想状态下，石灰石表层在810850开始分解，而内层由于分解表层CaO的气孔中充满分解析出的CO2，石灰石内层的CO2分压比窑气中高，分解温度也相应要高。因此可通过加大入窑空气量和气流速度，加速窑气排出，加快CaCO3的分解速度，可缩短石灰石在窑内烧成带的停留时间。改造内容及改造方案改造内容及改造方案 l新建1个80吨焦碳仓、1个200吨矿石仓供1#窑使用，原有的1#矿石仓和2#焦碳仓供2#窑使用，3#焦碳仓和4#矿石仓供3#窑使用；这样三座窑都具有独立的焦碳和矿石仓使用。l新、旧矿石仓采用一台ZG100矿石振动给料机（共3台）。原矿石振动给料机为电磁式，不仅能耗大，而且故障率非常高。l新、旧焦炭仓各采用一台ZG100焦炭振动给料机共3台）。原焦炭振动给料机机体锈蚀严重需更换。改造内容及改造方案改造内容及改造方案l增设三个矿石称量漏斗、三个焦炭称量漏斗、三台ZG100矿石振动给料机及三台ZG100焦炭振动给料机，以保证焦炭、矿石精确计量和焦炭、矿石的均匀给料到混料皮带。l增设三台B650混料皮带输送机及两台B500细碎料皮带输送机，以使每座石灰窑都有独立的上料皮带，提高上料的可靠性。l在6个称量漏斗上增设6套电子称量装置，确保原燃料的计量精确。l根据现场情况增设矿石振动筛、溜槽等装置，以提高入窑矿石的合格率。混配系统改造后的效果图混配系统改造后的效果图改造后的布料器改造后的布料器供风系统供风系统l现三座石灰窑的供风于1994年建成，由三台919 No12.5D 75KW的离心式鼓风机分别供风，该风机设计风量为18448m3/h，全压为952Kgf/m2（9110Pa），实际使用中，在风机出口管道上检测的风量只有11000 m3/h左右，且由于对辊出料机密封性很差，入窑风泄漏量很大，导致实际入窑风量不够，导致煅烧不稳定，物料在窑内停留时间过长，冷却能力不足等问题，导致产能提升困难。l由于对辊出料机密封性很差，入窑风泄漏量很大，导致实际入窑风量不足，但是由于该设备受到窑体场地空间限制，无法解决出料机泄漏问题，因此考虑对120m3竖窑供风系统进行改造，根据实际入窑风量，选择相匹配风机，提高供风能力满足产能提升的需求。供风系统供风系统l对风机如何选型，由于入窑风泄漏量很大，对辊出料机泄漏了多少风量无法测算，根据理论计算在竖窑热工计算中，生产石灰需鼓入窑內的空气量为1134L/kg（标况下）即鼓入空气量为1134Nm3/吨。按单窑产量130吨/日，即5.42吨/h，空气标准消耗量：11345.42=6148.28（N m3/h），按照工业窑炉公式Q=NV11/1.75（1+20/273）1000 m3/h将其换算成常温下（20）的流量为6596.56 m3/h。因此，鼓入风量最多7000 m3/h的风机就可满足120 m3竖窑生产。（公式中N：每小时投石量9.5吨；V1：理论空气消耗量0.8019N m3/ kg；I：为空气过剩系数1.1）与实际需要差异比较大。因此，只能以理论计算为参考，以实际需要为基础，将供风系统的动力电机由原来的75Kw更换为90Kw的动力电机，将转速1450转/min的风机更换为转速2900转/min的风机，使助燃风的入窑风量由原来的11000 m3/h左右提高到14500m3/h左右，提高助燃风的入窑风量和富氧程度，达到快速煅烧和冷却物料，提升产量的目的。同时，由于入窑风量提高带来的窑内富氧程度提升，利于物料煅烧，以保证石灰质量。l4.2.2、在鼓风机的出口管道上增设流量孔板和差压变送器，对入窑风量、风压进行检测。改造后的风机效果图改造后的风机效果图工艺改进工艺改进l快烧快冷煅烧工艺的应用快烧快冷煅烧工艺的应用l我车间传统石灰生产工艺采用“七进七出”进出料制度和废气直排式“正压”控制，窑内物料循环慢，窑内透气性差，造成窑内通风阻力大，石灰石分解压力大，煅烧速度慢。经过试验探索，研究应用浅进深出 、快烧快冷石灰煅烧工艺，进料制度采用不一次上到位，根据顶温分段上料。出料采用延长每一次的出料时间，在原来的基础上每次增加2分钟的出料时间，以此来保证产量的提高，同时窑内“三带”得到稳定；窑顶压力采用废气除尘排烟机调控式“微负压”控制，由180270Pa改为-800Pa；煅烧区温度控制在10001100。实施后，窑内物料循环由原来24h缩短到18h。工艺改进工艺改进l竖窑结瘤预防控制技术的应用竖窑结瘤预防控制技术的应用l石灰窑正常生产条件下，三带位置长期稳定在某一位置，这对稳定窑况、提高质量起到较好的作用。但也使煅烧带所挂壁瘤充分熔融长大，导致因结瘤引起偏烧。为了遏制所挂壁瘤充分熔融长大，通过定期性调控窑温，结瘤受到热涨冷缩作用自然脱落，预防大面积结瘤，保持窑体容积和稳定窑况，为稳质、提产奠定了坚实的基础。工艺自动化主控操作室项目实施效果项目实施效果 o 自2009年8月开始，到2011年4月，我车间相继对3120m3石灰竖窑的供风系统和原、燃料混配系统进行技术改造，并改进传统的生产工艺， 下表为09年8月1窑改造前、后各一月的主要工艺技术指标对比，2、3窑效果相同。改造前改造后日期产量T活性度ML氧化钙%风量M3/H日期产量T活性度ml氧化钙%风量M3/H5月30日-6月28日110005月30日-6月28日14000合计3167.2398722585.24平均102.17218.1388.53132.9225.8789.80项目实施效果项目实施效果o从上表的统计对比可以看出，通过提高助燃风的入窑风量，改善窑内的煅烧状况，加快窑内物料的煅烧分解速度和冷却速度。#120m3石灰竖窑日生产量已由未改造前的平均102.17吨/日上升到改造后的平均132.9吨/日；改造前石灰质量平均活性度218.13ml，平均CaO含量88.53，改造后石灰质量平均活性度225.87ml，平均CaO含量89.80。保证了质量，提高了产量，极大地提高了3120m3石灰竖窑的有效利用系数，取得了良好的效果和经济效益。项目实施效益项目实施效益o效益计算：单窑平均每天增产30.73吨，3窑每天共增产92.19吨，每吨石灰销售价370元，每吨石灰成本324.72元，每吨石灰利润45.28元。o92.19t/天30天/月12个月/年33188.4t/年。o3318.4t/年33.28元/t1502770.7元/年。谢谢 谢！谢！