活性石灰生产手册

第一章 煅烧理论

第一节 石灰煅烧概论

一、石灰概述

以主要成份为碳酸钙CaCO3石灰石为主要原料，经过适当温度的煅烧所得到的一种气硬性胶凝材料，其主要成份为氧化钙（CaO），此种材料就叫做生石灰。 1、生石灰的主要性质

⑴ 颜色：白色，随着化学纯度不同而亮度不同，最纯的石灰最白，低纯度和生烧的石灰其亮度低，其颜色是由杂质，主要是铁元素很等着的色。有时也呈暗灰色、浅黄色。生石灰常常比原来的石灰石白。

⑵ 气味：稍有臭味，伴有刺激性感觉。

⑶ 组织：生石灰全部是结晶质，结晶的大小与排列依生石灰的不同而显著不同，其中，有看起来像无定形的东西，但实际上它是由微昌粒组成的。

⑷ 空隙率：市场上销售的生石灰的空隙率随石灰石的结构，煅烧温度和时间等不同而在宽达18～48%（平均35%）的范围里变化

⑸ 比重：完全死烧了的时候为3.34～3.40。一般市场上销售的生石灰比重为3.0左右 ⑹ 假比重：在1.6～2.8的宽范围变动，一般市场上销售的生石灰其平均值为2.0～2.2 ，堆比重为 1.1～1.7g/cm3 ⑺ 导热率：（0.0015～0.002）cal/cm3.s.℃ ⑻ 熔点、沸点：分别为2572℃和2850℃

⑼ 安息角：是将石灰自然堆放时，其斜面也水平面构成的倾斜角，大约为40～50度

2、炼钢生产对石灰的质量要求

石灰石呈碱性，是最理想的造渣原料。氧气转炉对于石灰有如下要求： ⑴ 石灰的氧化钙含量要高； ⑵ 石灰要有高的活性度； ⑶ 应有高的气孔率； ⑷ 应有低的体积密度； ⑸ 石灰的比表面积要大

3、活性石灰在钢铁冶金中的重要作用

不同的炼钢方法对于石灰的活性度要求也是不一样的。平炉、电炉冶炼时间较长，有充分的时间造渣，因此对于石灰的活性度要注也不是那么严格，而氧气转炉炼钢的冶

工艺部分

炼时间缩短到十几分钟，要求很快溶解成渣，所以要求石灰具有较高的化学纯度，活泼的化学反应性能，加入炼钢炉能快速反应化渣，脱去钢水中的杂质，所以采用高效活性石灰是改进炼钢工艺中的很重要的一个面。活性石灰代替普通石灰在炼钢中具有如下的技术经济效果：

1）加快化渣速度，缩短冶炼时间（吹氧时间可缩短10%左右）。 2）提高炼钢热效率，废钢比增加（可相应提高废钢比1.5～2.5%）。 3）提高钢水收得率，降低钢铁料消耗（钢水收得率可提高1%左右）。

4）提高脱硫、脱磷效果，改进钢质量（脱硫脱磷可比普通石灰提高10～30%）。 5）炉衬侵蚀减轻，炉龄提高（一般可提高炉龄20%） 二、石灰石在煅烧过程中进行的反应

煅烧石灰石时，窑内的化学反应为石灰石受热后分解成生石灰与二氧化碳，其反应式如下：

CaCO3 = CaO + CO2

这是一个吸热反应，热量的来源主要是燃料，另外，这个反应是可逆的。因此，为使反应自左向右进行，必须指定温度和压力条件，温度越高反应越完全，在750℃时，CaCO3分解开始明显，但反应很慢，在898℃时，CaCO3分解就相当快了。425.2千卡热量需要60.74克标准煤，约为石灰石重量的6%，制取1公斤氧化钙，理论上需要消耗1.786公斤碳酸钙，这时需要的消耗理为452.2千卡×1.786＝759.4×4.1868KJ，相当于108.4克标准煤。实际上，煅烧石灰所需的热耗都大于理论值，这将直接取决于窑的类型和工艺技术水平，热的利用效率等。1公斤MgCO3的分解热为343×4.1868KJ，而制取1公斤氧化镁需要煅烧2.1公斤MgCO3，所需要的热量为343千卡×2.1＝720.3×4.1868KJ，由于MgO的烧结温度比CaO低，所以分解MgCO3消耗的热也较CaCO3少。煅烧石灰石所需要的热，均由燃料在窑内燃烧所至，燃料的燃烧需要足够的氧气，若送入窑内的空气量不足，燃烧就会不完全而产生CO，在位置较高的煅烧层中，还存在着还原层，CO2被炽热的碳部分地还原为CO： C＋CO2 2CO－42.0×4.1868KJ

在煅烧较高的地方和空气中有剩余的氧，大部分CO被气化成为CO2： 2CO＋O2 2CO＋136.2千卡

当一氧化碳升到窑（料）面与空气接触燃烧生成二氧化碳 CO＋1/2O2＝CO2＋67.6千卡×4.1868KJ

应当指出，在窑顶的一氧化碳遇到空气燃烧产生的热量是白白浪费掉的，所以， 窑气中每增1%的一氧化碳，相当于浪费料6～7%。因此，当一公斤碳完全燃烧时能 释放出7900×4.1868KJ的热量，而不完全燃烧时仅能释放出23×4.1868KJ左右 的热量，所损失的热量相当于总和的710.1%（一氧化碳在窑气中的含量一般不应 超过1.2%）石灰石各主要成份是碳酸钙，同样还存在着各种有害物质，所以，在 高温的燃烧过程中进行着下述反应：

CaCO3＝CaO＋CO2 碳酸钙的分解

MgCO3＝MgO+CO2 碳酸镁的分解 C+O=CO2 碳的完全燃烧 CO2+C=2CO2 二氧化碳的还原 CO2+C=2CO 一氧化碳的燃烧 2H2+O2=2H2O 氢的燃烧 S+O2=SO2 硫的燃烧 从上面列举的还很不完全的反应中可以看得出，在石灰窑中不仅进行着氧化过程 ，也进行着还原过程。困此，烧制出的石灰是有各种颜色。 三、石灰石的分解温度

生石灰（简称石灰、白灰）是由石灰石（主要成分CaCO3）在高温（一般大于900℃）下发生分解反应而生成的，CaCO3分解温度是指其CO2分解压的温度，因此在气相中PCO2不同时，CaCO3分解温度是不同的，在一标准大气压下，纯CO2气相中，CaCO3的分解温度为898～910℃。

工业窑炉内气氛中还有其它的气体，因此PCO2小于标准大气压，因此，在煅烧过程中，石灰石料块表面部分实际上在810～850℃就已经开始分解了。 四、分解速度

石灰石（CaCO3）的分解速度依赖于温度的高低，若煅烧温度为900℃，每小时能烧透3mm/h；1000℃时是14mm/h，1000℃时是10mm/h，1200℃时是25mm/h。随着温度的升高，分解速度呈平方形式升增长，但温度过高时，内部还未分解，而在表面已经被烧死，影响煅烧速度。

在恒定外部温度下，越靠近石灰石中心，CO2逸出的阻力就越大，分解速度越慢，从实际上来讲，直径为150mm的球形石灰石，在1050℃条件下，在窑内煅烧需要20个小时才能烧透，与理论值相差5小时。

在一定的介质温度下，石灰石的分解速度有一个大致的范围，如果入窑的石灰石粒径差很大，如30～120mm，则小粒径的石灰石尚未通过煅烧带就已经分解完毕，而后继续在高温的烧成带停留一段时间，其结果必然出现石灰晶柱长大和烧结。而那些粒径大的石灰石，则由于其完全分解所需时间超过了它在高温带可能停留的时间而出现中心部分生烧。

对于小粒径的石灰石，如回转窑生产15～45mm的石灰石，虽然粒径为1∶3，但由于中小颗粒的石灰石完全分解后只需在煅烧带停留较短的时间，而颗粒较大的也能分解完毕。因此在确定炉型后，必须选择合适的石灰石粒径区间。石灰石在煅烧中生成的石灰层，由于气空率大，而且较石灰石的导热系数低，使得热很难传到被煅烧的石灰石内部，被煅烧的石灰石粒度越大，石灰层厚度就越大，CO2的逸出也越困难。煅烧大粒径的石灰石时，必须以降低煅烧温度，牺牲煅烧速度和降低竖炉利用系数为代价，才能生产出符合需要的石灰石。 五、煅烧度

石灰的煅烧度一般分类为软烧（soft）、硬烧(hard)、死烧(dead)。石灰石分解时释

放占其重量40%左右的CO2，所以在分解瞬间的生石灰（）具有结晶细、比表面积大、空隙度大（但个晶粒间空隙小）、假比重小、反应性能强等性质，这种状态的生石灰称为软烧石灰。这种石灰若在高温下长时间煅烧，细的晶粒逐渐熔合，总体积收缩，这种状态的石灰一般称为硬烧石灰。再进一步提高煅烧度，消化反应速度变得极低。称之为死烧石灰。

六、杂质对煅烧的影响

在石灰煅烧中有害杂质主要是SiO2、Al2O3、Fe2O3，纯CaO的熔点很高，达2572℃。但由于杂质的存在，在煅烧过程中，表面张力、蒸发浓缩、扩张等作用开始的温度却是该物质熔点的大约60%。例如在CaO-SiO2系化合物中α-C2S的熔点是2130℃，但在煅烧过程中于1280℃左右的温度就已经开始生成其结晶了。在大致900℃的低温以下，石灰石中的杂质SiO2、Al2O3、Fe2O3与石灰反应的量很少，但若温度进一步提高，则会发生以下一些次生反应：

2CaO + SiO2 → 2CaO·SiO2 3CaO + SiO2 → 3CaO·SiO2 3CaO + Al2O3 → 3CaO·Al2O3

4CaO + Al2O3 + Fe2O3 → 4CaO·Al2O3·Fe2O3

这些反应生成物堵塞生石灰的细孔，使石灰活性度下降。这些杂质数量很大时，在高温时形成融熔状态，使石灰相互粘结，造成结瘤，使窑况恶化。因此应避免杂质的引入，采取筛分和水洗能去除原料中混入的部分杂质，改善原料质量。

第二节 原料石灰石

1.石灰石的定义和分类

石灰石是一种天然的沉积岩，亦称水成岩，石灰石以化学式CaCO3为主，具有细粒的结晶结构，从颜色来看，以青灰、浅灰的色泽为好，杂质含量少，另外，还可采用化学试剂进行测试：把少量的稀盐酸滴在岩石上，发出嘶嘶声并放出二氧化碳气泡的便是石灰石。

一般来说，含有碳化物和沥青杂质的石灰石为灰色、黑色；有微细沉积的，与有机杂质的呈微蓝色；有海绿石或铁（镁）氧化物的呈浅绿色；米色、淡粉红色、没有光泽则含较多的氧化镁；灰色、灰褐色、红黑色、棕色则含有铁、锰氧化物；乳白色有晶体光泽的，含有少量的氧化硅；色泽较深的，含有硫化氢较多。 按矿床类型，石灰石分为普通石灰石、高镁石灰石两类。 2、可以烧制生石灰的石灰石分类

用于炼制石灰石的原料是碳酸盐类岩石（或矿物），其主要成份是CaCO3。具体说烧制石灰的原料基本有以下几种：

（一）由磷酸盐类岩石经接触变质或区域变质而成具有结晶结构的大理石。 （二）普通的石灰石。

（三）多孔石灰石（包括贝壳石灰石、石灰质凝石灰石、鱼卵石、石灰华）。 （四）白垩（土状结构、具有疏松的特点）。 （五）贝壳。

3、石灰石和白云石的区别 可以从以下几个方面区别： （一）理化

（1）石灰石的主要成份是CaCO3；白云石是碳酸钙和碳酸镁的复盐（CaCO3、MgC O3）。

（2）石灰石具有细粒的结构，微结晶体球形或近似立方体；白云石属三方晶体系 ，菱面晶体；其结构是粒状的、致密的、板状的和鳞状的。 （3）硬度

石灰石的极限抗压强度400～1000公斤/厘米2； 白云石的极限抗压强度1000～1400公斤/厘米2。

（4）白云石遇冷酸起泡缓慢，不如石灰石剧烈，也无丝丝声，但在被加热为10% 浓度的盐酸作用下能产生沸腾现象。 （二）颜色

白云石因常含有铁、铝、硅等氧化物体质，其颜色与所含杂质有关，呈灰白和浅 红，并有玻璃光泽。

白云石化学成分为CaMg[CO3]2，晶体属三方晶系的碳酸盐矿物。白云石的晶体结构与方解石类似，晶形为菱面体，晶面常弯曲成马鞍状，聚片双晶常见，多呈块状、粒状集合体。纯白云石为白色，因含其他元素和杂质有时呈灰绿、灰黄、粉红等色，玻璃光泽。三组菱面体解理完全，性脆。摩氏硬度3.5-4，比重2.8-2.9。矿物粉末在冷稀盐酸中反应缓慢。

鉴定特征：以硬度稍大，在冷稀盐酸中反应缓慢等特征，可与相似的方解石相区别。 白云石是组成白云岩和白云质灰岩的主要矿物成分。白云石可用作冶金熔剂、耐火材料、建筑材料和玻璃、陶瓷的配料。 4、煅烧对石灰石的质量要求 （1）石灰石的有用成份：CaCO3

（2）石灰石的所含有害物：SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O、P、S；

（3）石灰石以泥土、沙粒形态粘附的有害物：SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O、P、S；

在石灰煅烧中有害杂质是SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O等。这些杂质从比较低的温度（900℃）就开始和烧成的石灰CaO发生反应，促进CaO颗粒间的融合，其结果导致颗粒间收缩，反应生成物堵塞生石灰的细孔，使石灰反应性能下降。同时也堵塞石灰石脱除CO2后所剩余的通道，造成石灰石难分解，产生带芯石灰。这些杂质数量很大时，在高温时形成融熔状态，使石灰相互粘结，形成结瘤，使石灰煅烧炉失常。

对石灰煅烧产生影响的杂质，通常要求：SiO2+Al2O3+Fe2O3≤5%，但是，由于所采用

的石灰煅烧炉的形式不同，燃料的种类不同，所要求的煅烧度不同，上述的判别的标准也不同。

（4）石灰石的结晶组织

石灰石的结晶组织，主要反应在CaO结晶颗粒的大小上，结晶粗大的石灰石因结构致密，石灰石分解时CO2逸出时的通道很小，石灰石难分解。在高温状态分解时，会产生粉化，同时石灰的活性度也低。因此在石灰煅烧时，一般应选用结晶颗粒细的石灰石。但因煅烧方式的不同，对不同种窑形，某些结晶颗粒粗的石灰石也是可以采用的。 （5）石灰石的颗粒

在石灰石煅烧过程中，原料石灰石粒度的影响也是非常大的，由于CO2的分解是由石灰石表面向内部慢慢进行的，所以大颗粒的石灰石比小粒径的煅烧要困难，需要的时间也长。石灰石的分解时间与粒度不是线性关系，在一定温度下，煅烧时间与石灰石的粒径的平方成正比的。

第三节 燃料

1、燃料的种类

依其状态，燃料可分为： ⑴ 固体燃料：如煤、焦炭等 ⑵ 液体燃料：如重油。煤油、柴油

⑶ 气体然：如液化石油气、发生炉煤气、天然气，高炉焦炉转炉煤气。 2、石灰生产对于燃料有如下要求：

⑴ 燃料的发热量对于窑的产量、热耗具有很重要的意义，在煅烧情况下，高 热值的燃料能够强化煅烧、增加产量、降低热耗。

⑵ 燃烧中的挥发份的分解温度比燃点低，在煅烧中，燃料往往还没进入煅烧 区，挥发份就在高温缺氧的予热区逸出并被废气带走，所以，竖窑要求燃料中的 挥发份尽可能低。

⑶ 燃料中的灰分，对于竖窑来讲是全部掺入石灰中。这样，灰分的波动变化 不但影响发热量的变化，而且还影响石灰的化学成分。

⑷ 燃料的粒度，要尽可能在要求范围内与石灰石数量相匹配，若粒度过大或 过小，甚至粉末过多，都将直接影响正常生产。

⑸ 燃料中的水份过多，将影响到配料的准确性，并将使得燃料消耗量增加。 3、焦炭理化性能 ⑴ 固定碳和灰份

固定碳的高低主要影响来自灰分，其它成份含量少而且稳定，固定炭简易计算为 C固=100—（灰分+挥发份+S）% ⑵S、P

焦炭中的S多以硫化物、硫酸盐、有机硫三种形式存在。竖炉煅烧过程中，焦炭燃烧产

生的SO2会与CaO结合，以亚硫酸盐或硫酸盐形式附着于石灰表面。石灰中的硫主要来自焦炭。

焦炭中的磷一般含量很少。 ⑶ 挥发份

主要是C、H、O及少量的S、N，其含量的高低表明了焦炭的生熟程度，不一般为0.7～1.2%，含量多，则生焦多，强度差。 ⑷ 水份

焦炭附着水在燃烧过程中挥发要消耗部分热量，同时因为水分的不稳定也会影响实际入炉的固定炭的不稳定，生产实践中要求水分尽可能稳定。 ⑸ 粒度

在以焦炭为燃料的石灰生产中，焦炭的粒径决定烧成带的高度，煅烧带的长度与风速无关，与焦炭的粒径成正比，与焦炭的混合比成反比，粒度要求整齐一致，理由是：①是为石灰石与焦炭不分离；②是以燃料的燃烧时间和石灰石的分解时间相平衡。

第四节 200m3焦炭竖窑对原、燃料的质量要求

1、原料的质量要求

1）石灰石化学成份，CaO要求大于53%

2）粒度要求：所用石灰石粒度要在40～80mm，范围，其中＞80mm及＜40mm的量各不超过5%，＞80mm的粒度不超过90mm，＜40mm的粒度不得小于30mm 2、燃料质量要求

1）化学成份：C固＞85%，灰分14%，S 2）发热值：低位发热值6700×4.1868kJ/kg焦

3）粒度：在25～40mm以内，其中＞40mm及＜25mm的量各不超过5%；＞40mm的粒度不超过50mm，＜25mm的粒度不小于15mm。

第二章 竖炉操作

第一节 窑型简介

1.麦尔兹窑

产地：奥地利。麦尔兹窑也称并流蓄热式双膛竖窑。在煅烧过程中，两个窑膛交替工作，第一个循环中，燃烧空气和燃料从膛Ⅰ的顶部进入，热烟气向下流动，在联通道处与上升冷却气汇合，再经过联通道穿过膛Ⅱ，排出窑外。第二循环中，燃烧空气和燃料从膛Ⅱ的顶部进入，热烟气向下流动，在联通道处与上升冷却气汇合，再经过联通道穿过膛

Ⅰ，排出窑外。如此往复循环，每次换向时间间隔6~12分钟，因采用了利用废气热的再生预方式，废气温度一在100℃左右。燃料热利用率在80%以上。目前是世界上竖窑煅烧石灰设备中，热利用率最高的。双D窑是仿麦尔兹窑设计的，工作原理相同。 2.套筒窑

产地：西德。套筒式竖窑由内筒和外筒组成。在内筒和外筒之间填充石灰石，是煅烧室。物料在窑内呈圆环形，石灰石通过的宽度变小，减少了物料大小分布不均而造成的温度分布不均的因素。下部冷却石灰的热空气从内筒通过，经除尘后作为助燃空气。燃料采用流体。 3.回转窑

用回转窑生产石灰，以美国为最多，约占其石灰产量的80%。主要设备是预热器、回转器、冷却器。石灰80%的分解过程是在回转器中进行的，20%在预热器中进行。因物料在回转器内不停滚动并向前移动，窑内不存在温度分布不均现象。因此所煅烧出石灰在所有窑型中质量是最好的。缺点是投资大，热耗较高，粉灰率大。 4.弗卡斯

弗卡斯在国内称横梁式竖窑。其核心技术是在大断面竖窑内部布置可以引入燃烧嘴，目的是为了解决大断面竖窑中心部位生烧问题。窑内采用了三向压力系统。在窑顶设置了两根抽气梁，其下方均匀布置吸气孔，使窑上部形成负压。在窑的下部（位于冷却带）增加两根抽气梁，一是使上、下抽气梁之间窑内均呈负压状态，使周边烧嘴和燃烧梁的烧嘴火焰更易向物料喷射；二是灰温过高时，可以加大抽气梁的风量，有利于降低灰温。与普通竖窑相比，同样的高度，无论是助燃空气，还是冷却气体，从进入窑内到排出，所通过物料的厚度是普通竖窑的三分之一（弗卡斯下抽气梁与燃烧梁之间存在无气流通过的煅烧带）。从而减少了窑内因大小物料分布不均而造成的气流分布不均现象，因此弗卡斯所煅烧出的石灰，各项指标均高于普通竖窑。

第二节 工艺及技术参数

1.原料和燃料

石灰石粒度40~80mm，大于80mm或小于40mm的量分别在5%以内。但最小值不得小于30mm，最大值不得大于90mm，CaO大于等于54%。

焦炭粒度25~40mm，大于40mm或小于25mm的量分别在5%以内。但最小值不得小于15mm，最大值不得大于50mm，灰分小于14%，水分小于8%，发热值大于6700kcal/kg，C固大于85%。 2.设计生产能力 ⑴日产量 160 t/d ⑵利用系数 0.8t/m3·d ⑶废气温度 小于180℃ ⑷煅烧温度 1050℃

⑸排灰温度 45℃ 3.技术参数

⑴有效容积 200m3 ⑵有效内径 3.6m ⑶有效高度 19.8m ⑷生石灰CaO >90% ⑸生过烧率 <11% ⑹活性度 >300ml

⑺热耗 960kcal/kg石灰 4.有效高度

指从布料器能撒开物料的有效距离的水平面开始，到炉内风帽处的这段高度。 5.利用系数

利作系数是指竖炉在有效容积内，每立方米每昼夜生产出石灰的吨数。是平价竖炉性能优劣的一个重要参数，单位：t灰/m3·d

第三节 产量的设定

1.投石量的设定

根据每天的产量确定投石量，在很大程度上是根据炉况的变化而确定的。日投石量（t/d)=每天产量/0.575 2.上料周期

如果每斗青石重量为1t，则上料周期=86400/日投石量，单位：秒

第四节 焦比及风量的确定

1.焦比的设定及调整

焦比的设定必须依据石灰石的分解热、竖炉的热效率、煅烧环境、外部环境和焦炭的质量而确定。热效率是指石灰石的分解热与投入炉内单位焦炭总发热量的总和的比值。其大小与诸多因素有关，受炉壁携带热、焦炭不完全燃烧的热损失、未燃炭素的热损失、废气携带热等大小的限制。竖炉的热效率为65~85%。 2.燃烧空气的计算 ⑴理论空气量的计算

假定计算中的气体均为标准状态，焦炭完全燃烧则有： C + O2 = CO2 12 32 44 1 χ

1mol的炭完全燃烧需1mol的O2 ，1mol的氧气为22.4升，氧气在空气中所占的体积为

21%，1mol的氧气重量为32克，那么1kg炭完全燃烧需空气量为：1000/12Ⅹ22.4/21=8.889m3 ⑵空气过剩系数

实际生产中，为保证燃料完全燃烧，仅用理论空气量是不够的，这是由于燃料的可燃分与空气中的氧气瞬间完全接触是困难的，必须给予一定的过剩空气量。一般来说，若过剩量增加，热损失增大。所以除特殊情况外，必须竭力做到尽可能减少过剩量而达到完全燃烧。 ⑶实际空气量

设实际空气量为Ln，则Ln=nLo（n为空气过剩系数，Lo为理论空气量）。则实际风量Q=每小时投焦量※（1—水份）※C固%※8.889※空气过剩系数。由于炉内温度 由单位时间投入炉内的燃料量及供风量决定的，空气过剩系数越大，燃烧温度越低，热损越严重。在风量调整时，供风量不得超过实际计算空气量的15%。 3.风量、焦比的调整

空气量一旦确定，不要随意更改。生产量调整时，风量相应变动，炉况恶化时，风量也要根据情况设定，焦比调整后，风量相应调整。但要注意，在焦比调整后的第一批料将要到煅烧带时，再开始改变风量，以免引起烧成带移动。焦比受季节、天气的影响，冬季气温低，焦比要稍高，必须根据水分变化而适当调整焦比。一般而言，点火开炉转入正常生产后，炉况调整处于微调状态，焦比不宜过分变动，调整幅度也不宜过大。

第五节 竖炉的煅烧

1.燃料、原料的混配

燃料、原料的混匀对生产起着决定性的作用。一般要求在皮带上石灰石、焦炭不同步误差不大于1米。只有做到混配均匀，物料在料面上均匀分布，才能不致出现燃料过于集中，热量分布不均，使操作混乱。 2.料面的管理

料面的稳定对于保持生产的稳定，具有很重要的意义。如果料面不稳定，或形状异常，则烧成带也不稳定，最终影响产量和质量。 有关料面波动的算：

混合料比重 1500kg/m3 竖炉的断面积 3.6π=10.178m3 每斗料的厚度 1080/1.5/10.178=70.7mm

料面过高或过低，对生产都会产生不利的影响。正常料面应呈“驼峰”状，且同一圆周上不同点高度差不大于300mm。 3.排灰的管理

每次排灰量与排时间，要与煅烧带工业生产成速度相适应，保证煅烧带稳定。每次排灰速度过小，排灰时间过第，三段阀动作时间就过长，供风泄漏率将加大，不利于煅烧带

的稳定。每次排灰时间过短，排灰速度过大，三段阀易卡料，关闭不严，供风泄漏率将加大。每月应对圆盘正反转调整一次。 4.炉内的煅烧管理 ⑴预热带

预热带是从下往上的高温气体和装入的物料进行热交换的部分，在此带，燃料干燥，挥发干馏，石灰石逐步升温，水分被蒸发，物料被预热到分解温度。石灰石烧成的单位热耗的高低与预热的也坏有很大关系，也就是说尽可能减少煅烧带与预热带交界处的气体温度与石灰温度差，就能降低热耗。 ⑵煅烧带

煅烧带是对在预热带被加热了的石灰石脱碳酸的区域，是炉内最重要的部分。是燃料用下而上的空气燃烧，也是石灰石受热分解的地方，即在煅烧带同时发生下列两个化学反应：

a) C + O2 = CO2 + 7934 kcal/kg无水无灰焦炭 b) CaCO3 = CaO + CO2 — 425kcal/kg纯石灰石

在普通的石竖炉中，与发生a)反应相比，发生b)的反应位置稍偏上。在以生a)的反应也称氧化带，发生b)的反应称为脱碳酸带。在氧化带的上方，从下部来的空气在氧化带被消耗掉，而由于高温焦炭的存在，故发生一氧化碳反应。因此，有人把这部分叫做还原带。 ⑶冷却带

竖炉的冷却带，是自煅烧带下部延伸的区段，一般在冷却带要达到三个目的：1.冷却在煅烧带脱过碳酸气的生石灰。2.使在煅烧带未分解的“生核”在冷却带上部进行分解。3.有效利用脱碳酸后的石灰所带有的热量。

尽量煅烧带是三个带中最重要的，但在实际生产中，无法直接及时地进行控制，但其变化将影响到预热带和冷却带，平时应密切注意顶温与灰温的变化。 ⑷窑壁效应

石灰石和燃料的粒度发生变动，加料时，较大粒度分布于边缘、周围，小块则在窑中心。在这种情况下，燃烧主要是在窑身的周围，这样伴随而来的就是窑衬局部过热并提早损坏。所以，粒度的波动，就不能保持燃烧过程的均匀，而均匀地燃烧是使燃料生成的热能以很好利用的主要条件。只有气体在窑的整个截面燃烧速度相等，窑身的燃烧过程才可能均匀。窑壁附近的气流经常较中间的大，甚至高出30～70%窑中心的气流速度，这种现象叫做“窑壁效应”。 ⑸窑气中的成份

正常生产中，窑气中的CO235～46.6%；CO0.1%～0.2%；O20.2～0.4%。 另外，窑气中还有N和CH。随窑气排出的气体中夹杂的粉尘中含有CaO、Fe2O3、MgO、SiO2、Al2O3和C等成份。

窑气中CO2的变化主要表示燃料燃烧程度和CaCO3的分解程度。CO则与燃料

的完全燃料程度有关。在正常生产中，CO的含量变化直接反映石灰的烧成热耗和质量。CO含量高则表示燃料的燃烧不完全的程度大，热耗增加，同时窑内的还原气氛重，影响CaCO3的正常分解，石灰的质量降低。O2则反映送入窑内的空气量。CH则表表示燃料中挥发

物的含量，CH在窑气中的含量极少的，约在0.1%左右，一般视做常数，不做控制。 生烧将使窑气中的CO含量减少，因生烧的原因是燃料量的不足、窑内的空气过多等，都将使CaCO3分解不充分而残留部分较多。过烧，也将使CO含降低。这是由于CaO与SiO2、Al2O3、Fe2O3、生成复杂的化合物，而使CO含量下降。生成复杂化全物的反应：

SiO2＋XCO2＝XCaO·SiO2硅酸钙盐 Al2O3＋XCO＝XCaO·Al2O3铝酸钙盐 Fe2O3＋XCO＝XCaO·Fe2O3铁酸钙盐 ⑹窑气分析

对于窑气分析采用的仪器种类很多，按其操作分为人工气体分析器和自动气体分析器。现在一般石灰窑采用的是人工气体分析器，又称奥氏气体分析器。奥低气体分析器的工作原理是：使定量的一部分气体。依次以各种能吸收气体中个别成份的试剂（吸收剂）相接触，使CO2、O、CO、依次补吸收，根据样品气体体积的缩减，求出各气体成份的体积百分数。

奥氏气体成份的体积百分数。奥氏气体分析器的分析程序是：先测定CO2，次为O，最后是CO。它们的吸附剂分别是： （1）CO2用苛性钾或苛性钠溶液； （2）O用焦性没食子酸碱溶液； （3）CO用氯化亚铜的氨溶液。

奥氏分析器只易做上述成分的分析。当测定分析可燃气体H2或CH4时，需要结构比 较复杂的自动气体分析器。 5.供风

竖窑的供风系统由罗茨风机、供风管道、集风箱、风帽、流量测量仪、压力测量仪等组成。

在竖炉内，气流穿过石灰石填充层的空隙而上升，气流与物料相向运动，气流层紊乱，其传热速度快，热效率较其它炉型高。空气由罗茨风机的过滤网进入罗茨风机，经供风管进入集风箱，在集风箱内经过减压，由三个供风管均匀地送入风帽。在风帽的上部有一个较大的环流带。正常情况下，此环流不会对炉况造成影响，当底部漏风时，此环流对炉况的影响特别显著。平时应经常检查底部漏风情况。 6.竖炉的耐火材料

200m3 竖炉炉衬共分四层，由内到外分别是：高铝砖、粘土质隔热耐火砖、硅酸铝耐火纤维、岩棉。竖炉炉衬寿命大约3~5年。 7.竖炉各部温度、风压测量及管理

竖炉各部温度的检测，均采用热电偶，共20个检测点，分别是：顶温1个，废气温度2个，炉身共分四层，共16个，灰温1个。

除炉身温度采用间接没量个，其余全部采用直接测量，炉身热电偶与炉内物料相隔一层耐火砖，如果热电偶与炉内物料直接接触，则经过一段时间后，易造成热电偶探头损伤。因此，隔一层耐火砖，所测量的是某一局部区域温度。检测出的温度变化与炉膛内的实际温度变化存在一个时间上滞后现象。根据生产经验，热电偶所反应出的温度与实际值相差约400℃。

排灰温度民顶温是日常操作中应当严加注意的两个重要温度参数。温度实时折线直观地反映出各点当温度的情况，把不同时间的实时折线相比较，可以看出各点温度的变化趋势。

风压共有五个检测点：1.一次风压，2.进风口压力，3.集风箱压力，4.排灰压力，5.顶压。所检测出的压力值都是相对于大气压力。风压随风量大小不同所要求的范围也有所不同。进风口压力、集风箱压力与排灰压力之间的差值的大小，能反应出炉底漏风的情况。

第六节 炉内状况及处理

1.因设备故障面造成的短时间停炉的处理

作为进入炉的空气以连续为好，它能促进并保持燃料燃烧的持续性，保证炉内温度 的相对稳定。但因设备事故以及停电等因素的影响，在不得不停的情况下，应根据停车时间的不同而进行压料。压料一般在停车前进行，能有效的防止热的散失。但因突然停电或其它设备原因停车，不能提前压料的情况下，可在开车后压料。 2.偏烧及其处理

偏烧是竖炉煅烧石灰过程中经常出现的现象，对质量的危害也最大，也不易调整。 原因：

⑴石灰石与焦炭分布不均，特别是石灰石与焦炭粒度相差太大时，易发生类似的情况。

⑵炉内下料不均，因炉内结瘤，瘤块粘附于炉壁之上或脱后下落缓慢，在瘤上方形成活缓慢且粉灰、粉未量较大、透气性极差的料柱，进而气流偏行。 ⑶送风管局部堵塞，造成送风不均。 ⑷出灰小刮刀位置变动，造成出灰不均。 措施：⑴视情况适当增加焦比。

⑵检查集风箱与风帽之间相联的管道，看是否有异物或灰块阻塞。 ⑶打开炉门，检查小刮刀位置，将小刮刀调整到原来的位置。 3.煅烧区上移

原因：⑴风量过大。

⑵焦炭粒度偏小，焦未多。

措施：⑴适当增加焦比。

⑵逐步减小风量。

⑶检查焦炭粒度及焦炭筛分，及时清理焦炭筛筛孔。 4.煅烧区下移 原因：⑴风量偏小。 ⑵焦炭粒度偏大。

⑶罗茨风机过滤网阻塞，加不上风。 措施：⑴适当增加焦比。 ⑵逐步增大风量。 ⑶清理或更换过滤网。 ⑷挑选合格焦炭入炉。 5.煅烧带上、下延伸

原因：⑴燃料粒径差太大，大小粒度均多。

⑵底部漏风，破坏环流的形状，企图通过加大风量来弥补底部漏风，消除煅烧带拉长的措施是行不通的。 措施：⑴上合格焦炭。 ⑵改善炉底密封。 ⑶增大风量。 ⑷适当增加焦比。 6.结瘤及其处理

⑴结瘤的原因：主要原因是大量杂质与石灰发生次生反应的结果。入炉杂质的主要来源，一是焦炭中的灰份，二是石灰石中夹带的杂质。尽管石灰石经水洗后，表面的杂质诸如泥土已被清除，但内部杂质或纯粹的杂石无法去除。

熔瘤的主要成分还是氧化钙，由于杂质SiO2、FeO等的存在其本身或其它杂质与氧化钙的相互作用，而产生的一种低熔点带粘性的化合物，将状石灰相互粘在一起，并渗透在氧化钙的晶粒间，而使得硬度增加，结构紧密而不易消化。 ⑵瘤子的主要成分：不同颜色的瘤子，其主要化学成分不同。如表：

⑶结瘤的外理

应当选择灰分较低的焦炭；改善入炉石灰石的质量，尽量去除石灰石中的碎料及粉料，做到精料入炉；定期加盐，在高温下，Clˉ与Fe3+ 结合形成FeCl3 以蒸气的形式随废气排出炉外，大大减少了4CaO·Al2O3·Fe2O3 的形成；定期活动煅烧带，能使壁瘤不致过分长大。

第三章 开炉、停炉及灭炉

第一节 开炉前的准备工作

1、开炉所应具备的条件

⑴ 机械设备运行正常可靠，包括可编程自动控制，手动控制和机旁控制下位机必须到位，特别是混配系统，必须达到能够均匀配料；卷扬系统、布料器、园盘卸灰机、三段阀、13＃皮带、助燃风机等能够正常运行。

⑵ 电器设备运行可靠，自动控制的各种显示、限位、报警等功能准确无误。仪表、 各种温度、压力、流量、电子称量等参数反应正确，有指导生产的参考价值。 ⑶ 炉底处无漏风现象，特别是炉门，出灰传动轴，炉风座观察孔等。 2、设备联动试车

点火开炉前须对设备进行试运转考验。

⑴ 原燃料称量混配系统连续运转空负荷不少于8小时 ⑵ 上料卷扬系统连续空负荷试车不少于24小时 ⑶ 炉顶布料设备空负荷试车不少于8小时。

⑷ 出灰系统（包括园盘出灰机、三段阀、成品输送机等）空负荷试车不少于8小时 。 ⑸ 供风系统（罗茨风机）连续空负荷试车不少于24小时。 ⑹ 全部设备空负荷联运试车不少于24小时。 ⑺ 全部设备带负荷联运试车不少于48小时。 2、烘炉

新砌炉衬的竖炉在开炉点火前应进行烘炉，其目的在于把炉衬砖缝内泥浆的水分缓慢烘干，防止开炉点时，因砌体内部分水分急剧蒸发造成砖衬开裂、剥落、缩短使用寿命，另外使炉体缓慢加热避免因受热急剧膨胀而损坏设备。

烘炉结束后，待炉体冷却，对炉衬再检查、修补、然后转入开炉点火工作。如时间要求较紧，可在烘炉末期直接投混合料转入开炉投料阶段工作。 ⑴ 烘炉铺底料

a 40～80mm石灰石80吨左右，所有石灰石要求干净，无粘附料，无碎粉料等 b 点火材料：参见下文石灰石为铺底料的低料位点火法的点火材料准备 ⑵ 铺底料投入

a 投入40～80mm粒度石灰石，周期为400秒/斗，上料期间要适当松动料柱，每10斗一次

b 40～80mm石灰石盖住风帽后，进行排料，平整料面，石灰石应高出风帽200mm，并在风帽尖处堆一锥形小石堆，以保护风帽。 ⑶ 点火烘炉 a 投入点火把点火

b 烘炉初期升温速度亦较缓，可先投入木材（约5吨左右）维持火势

c 待木材着旺后，投入煤1.2吨左右

d 以后视废气温度及着火情况定期投入煤维持火势，煤以少加勤加为原则。 e 烘炉初期以炉底自然通风为主（打开园盘门和三段阀）

⑷ 烘炉期限以5～7，对于只更换局部炉衬的竖炉烘炉时间可适当减少 ⑸ 烘炉应严格按烘炉曲线进行，根据实际情况及时调节风量控制烘炉温度

第二节 开炉

1、点火材料的准备

⑴ 40～80的石灰石60吨，铺底料用。 ⑵ Φ30×1米干柴50捆（每捆30根） ⑶ 垫600×1000mm，80个 ⑷ 罗筐6个

⑸ 电炉丝6个（1500W），纱包线4mm若干。30A闸刀6个。 ⑹ 优质烟煤1.2吨。 ⑺ 棉纱25kg ⑻ 柴油50升 ⑼ 扫帚80把 ⑽ 稻草 80kg 2、铺底料

每投10吨启动出灰设备排石2～3分钟，直到青石料面盖住风帽500mm，然后排料。直到料面在风帽上200mm左右，平整料面开风机观察风量、风压，无异常停风。封闭其中一个点火门。 3、铺点火材料

打开炉顶观察孔，靠电缆侧应关闭。在平整料面上将六个固定在木板上电炉丝均匀摆放，上面撒上棉纱，并浇上10升材油，用箩筐罩住电炉丝，上面铺稻草80kg，扫帚80把，再铺Φ30木材50捆，点火材料习题铺平整。浇上25升材油，其上用草垫铺严，然后投入800kg烟煤。 4、点火

合闸前关闭点火门，圆盘门应稍开，合闸后浓烟渐大时，开启罗茨风机，频率15赫

兹。待木材引燃时，关闭风机。煤全部引燃后，待火势正旺时，投入1吨焦炭。 5、混合料的投入

等焦炭引燃火势渐旺时投入一斗青石，火势上来后投入3斗低焦比的混合料。封闭另一侧点火门，然后逐步投入高焦比混合料，风量、焦比设定见表一。

第三节 灭炉

灭炉操作要求要保证炉内顺利排出生产的最后一批生石灰，做到既保证质量又要安全灭火

1、焦比的调整

⑴ 预定灭火前1.5天，焦比增加6%

⑵ 预定灭火前12小时，焦比要再增加3% ⑶ 预定灭火前3小时，焦比减量8～7%

表一

2、风量与出灰的操作

⑴ 停止上料，每小时手动出灰一次，每次25分钟。

⑵ 风量要视顶温和灰温变化适当作出调整，要求灰温小于50℃，顶温不大于330℃，禁止出火料。

⑶ 待顶温逐渐下降时，可停止出灰，继续鼓风，直到把火吹灭。 ⑷ 火吹灭后，继续鼓风，根据灰温间段出灰，直至把灰出完。

⑸ 排空料后，立即投入40～80mm石灰石约50吨，至风帽顶端为止。投料过程中，应排料3次，每次3分钟。

第四章 质量及化验工

在日常生产中，要经常对石灰质量进行检验，通过对石灰质量进行检验来指导生产和应石灰质量。经常要进行检验的项目主要有生过烧率、活性度、CaO含量。这里主要介绍一下石灰的生过烧率和活性度的测定方法。 1、生过烧率的测定

⑴ 取50kg石灰，用四分法进行缩分，两次缩分后，在剩余的样品中取5kg作为待测试样。

⑵ 将5kg石灰放入带眼的消化桶内，浸入水中，停留15秒钟。 ⑶ 然后将桶放入带盖的密封容器内闷1.5小时。

⑷ 然后取出消化后的石灰放入3mm方孔筛中，用水冲洗15分钟。

⑸ 用手捡出生烧和过烧块，分别放在两个铝盘中，放入烘箱中（150℃）烘干1.5小时 。 ⑹ 然后再对烘干后的生烧和过烧块在3mm方孔筛中进行筛，分别称量筛上物G1、G2 ⑺ 结果计算：

生烧率 = G1/5 过烧率 = G2/5 2、活性度的测定

石灰的活性度是指一定粒度的石灰颗粒，取50g样，以10分钟内，用4moL/L的盐酸进入滴定，所消耗的盐酸毫升数，就是石灰的活性度。 冶金部标准方法（ZBQ27002--85） 所用药品、器皿及测试主要条件 电动搅拌器（100W） 搅拌杆 60×10×5mm 搅拌速度 250～300rpm 烧杯 3L 滴定管 200mL 温度计 0～100℃ 秒表

时间 10min 水温 40±1℃ 样品粒度 1～5mm 样品重量 50g 盐酸 4moL/L 批示剂 酚酞0.1%

设 备 篇

第一章 我国生产冶金石灰窑炉现状及其发展............................................................19 第二章 筛分机械 .........................................................................................................39 第三章 带式输送机 ...................................................................................................43 第四章 减速器的安装、使用和维修 ...........................................................................45

第五章 罗茨鼓风机 .....................................................................................................47 第六章 振动给料机 .....................................................................................................53 第七章 竖窑布料器 ...................................................................................................54 第八章 三段挡板 .........................................................................................................59 第九章 设备日常管理 .................................................................................................60 第十章 常见问题解答 ...................................................................................................63

设 备 篇

第一章 我国生产冶金石灰窑炉现状及其发展

第一节 前言

我国钢产量已达２亿吨，预计在未来５～１０年钢产量仍将是增长的趋势．我国的钢铁产品不仅面临国内的竞争，同时也必定参与国际竞争，产品质量和成本是竞争的关键．石灰作为炼钢的重要辅助原料，其质量的好坏将会直接影响钢铁产品的质量和生产成本．使用活性石灰与使用普通石灰相比，可明显提高钢铁质量，增加钢的产量、降低炼钢成本，稳定冶炼操作，为冶炼自动化创造良好的条件。根据有关资料报道，活性石灰与普通石灰相比，在炼钢炉中成渣速度快，能够提高脱磷脱硫效率（提高３０～６０％）、缩短冶炼时间（缩短２～４ｍｉｎ）、提高炼钢炉龄（提高２０％）以上）、降低石灰消耗（ 降低１０％～３０％）、降低钢铁炉料消耗（５～８ｋｇ／ｔ）。目前国内绝大部分企业已认识到建设活性石灰生产设施对企业取得显著经济效益的重要性。下面就国内主要窑型种类及特点简单做一介绍，并就企业建设中选择窑型的原则和思路提出个人的观点，供决策者参考。

随着钢铁工业产品结构的调整和冶炼技术的发展，对冶金石灰的要求越来越高，由普通冶金石灰发展为活性石灰、低硫活性石灰。普通焦炭石灰竖窑生产的石灰已经不能满足要求，许多大中型企业纷纷引进国外先进技术及设备生产高质量的活性石灰，一些

中型企业立足国内开发了利用低热值煤气的气烧石灰窑。气体燃料具有操作方便，含硫量低等优点，我国用于煅烧石灰的气体燃料有天然气、焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气、以及混合煤气。我国气烧冶金石灰窑处在快速发展阶段，探讨气烧冶金石灰窑的发展是十分必要的。

第二节 我国冶金石灰窑发展过程

早在六、七十年代，广大冶金石灰工作者就开始了气烧冶金石灰窑的探讨，太钢、新余钢厂等进行了气烧冶金石灰窑的试验，在此基础上形成了以新余钢厂为代表的采用高炉煤气为燃料的石灰竖窑，并在舞阳钢厂建成了以发生炉煤气为燃料的１２０ｍ竖窑。马鞍山钢铁公司以混合煤气为燃料的、无预热器的回转窑建成投产，为我国气烧石灰回转窑打下了基础。

七十年代后期，武钢引进的石灰回转窑带动了我国气烧石灰回转窑的迅速发展。直到九十年代中期，气烧冶金石灰竖窑一直是立足国内开发，基本上是采用焦炭石灰竖窑的加、出料系统，采用高炉煤气等低热值煤气，较好的使用厂家有新余、韶钢、湘钢、涟钢、舞钢、济钢等。九十年代后期，鞍山焦耐总院吸取国外先进技术并结合国情开发的新型气烧石灰竖窑已在邯钢、天钢、海鑫、凌钢、北满等企业采用。近两年又在此基础上开发了能采用焦炉煤气的高热值煤气的石灰竖窑，并开始用于生产。

第三节 国内气烧石灰窑的现状及发展

国内开发的气烧石灰竖窑规格在８０～２００ｍ，日产量在１５０吨以下，窑的利用系数在０．４～１．０之间，热耗在（１０５０～１９００）×4.18kJ/m3，活性度为３００～３５０ｍｌ，存在着热耗高，窑顶温度较高，单窑生产能力较小，自动化水平较低等问题，但能够利用低热值的高炉煤气及混合煤气，有利于冶金企业内部能源综合利用，还有较大发展。主要进展有：

（１）

低热值煤气石灰竖窑采用煤气、空气“双预热”技术，既可回收烟气

３

３

余热，又可提高煅烧温度、窑利用系数、提高产量，降低能耗。

（２） 精心设计、布置燃烧装置，提高燃烧效率及窑温均匀性，从而提高产

品质量。一般布置二排套管式烧嘴，采用耐热合金或耐热陶瓷喷头，并采用旋流装置强化煤气和空气的混合效果。

（３） 改变窑断面结构，扩大窑容积。一般气烧石灰竖窑断面为圆形，改变窑断面为椭圆形或矩形可保证烧嘴有短方向的穿透力。

（４） 取消窑顶水冷结构，采用耐火保温窑顶。既改善窑顶工作环境，又为回收烟气余热创造了条件。

（５） 改进窑出料、卸料设备和密封结构，采用液压或电动控制，实现自动不停风连续出料，稳定窑操作制度。

（６） 采用ＰＬＣ控制，提高窑的装备水平和自动化水平。 第四节 我国焙烧冶金石灰的主要窑炉种类

我国焙烧冶金石灰的主要窑炉有：回转窑、引进类竖窑（包括瑞士的并流蓄热式麦尔兹双筒石灰竖窑，意大利弗卡斯石灰窑，贝肯巴赫环形套筒窑，意大利“双D”或气烧石灰竖窑，韩国多室式气烧石灰竖窑），安钢改进型焦炭竖窑，国产气烧竖窑以及传统机械化焦炭竖窑和土窑。在原燃料相似的情况下，前两类窑型能生产出优质活性石灰；安钢改进型焦炭窑和气烧窑引生产出普通活性石灰；而后两种窑型在规模生产中一般生产不出活性石灰。另外还有中低温慢速煅烧高活性石灰的石灰窑。

第五节 焙烧冶金石灰主要先进窑型应用情况

1、回转窑七十年后期，武钢从德国引进的带竖式预热器，竖式冷却器的600t/d气烧白灰回转窑，随后武钢又建一座，鞍钢建了二座。八十年代，宝钢一期从日本引进的带炉蓖预热机，二期又建了两座，推动蓖冷机的600t/d气烧石块回转炉，宝钢三期从美国引进的带竖式预热器，竖式冷却器的600t/d美国KVS气烧回转窑，攀钢在宝钢一、二期基础九十年代一座气烧石块回转窑，武

钢乌龙泉矿洛阳矿山机械工程设计所设计建造了600t/d。

2、瑞士并流蓄热式麦兹双筒石灰竖窑和意大利双“D”式气烧石灰竖窑：2002年太钢引进的500t/d现代并流蓄热式麦尔兹双筒石灰竖窑， 2003年三连钢引进的300t/d现款并流蓄热式麦尔兹石灰竖窑，南京钢厂引进的300t/d意大利双“D”式气烧石灰竖窑。

3、意大利特鲁兹.弗卡斯公司的弗卡斯石灰窑

2001年北台钢厂引进300t/d意大利弗卡斯气烧石灰窑，石钢1997年引进该窑。

4、贝肯巴赫环形套筒窑

早期我国化工部引进了5座日产1500吨窑，采用电石气为燃料，都因燃气不稳定过桥易塌，换热器易堵而停止至今。1998以来，梅山，马钢、首钢分别引进了500t/d，本钢引进了300t/d贝肯巴赫环形套筒窑。

5、韩国多空式气烧石灰竖窑

该窑虽然在我国还没有业绩，但该窑能一次采用20—80的石灰石，同时混烧50%的焦炭或无烟煤，有投资低、质量好等优点，在中，小企业有一定优势。 第六节 各类窑型的生产情况

1、回转窑是全世界广泛采用的煅烧高活性石灰的设备。用回转窑煅烧的活性石灰约占世界活性石灰总产量的1/3以上，目前国内冶金系统用于煅烧石灰的回转窑已有17座，年生产能力250万吨。

2、引进类竖窑：目前国内冶金系统在建已有的包括双膛窑、套筒窑、梁式窑在内的引进类竖窑28座，年生产能力310万吨，其中双膛窑17座，年生产能力162万吨；套筒窑6座，年生产能力95万吨，梁式窑5座，年生产能力53万吨。

3、安钢改进型焦炭竖窑，目前国内冶金系统已建成10座，年生产能力50万吨。

4、国产气烧竖窑，目前国内冶金系统大约有70座左右，年生产能力约240万吨，

5、传统机械化焦炭竖窑：目前国内冶金系统大约有250座传统机械化焦炭竖窑，年生产能力约800万吨。

6、土窑：估计目前我国冶金系统服务的土石灰窑仍有500—800万吨/年，绝大部分供应烧结用灰。

第七节 国内主要窑型结构，机理及特点简单介绍 一、回转窑

1、回转窑的工艺流程为：

上料系统→预热器→回转窑→冷却器→出灰系统

通常依各种预热器，回转窑、冷却器的组合不同又分为带有立式预热器—回转窑—立式冷却器工艺和带有炉蓖预热机—回转窑—推动篦冷机工艺的短窑，60年代产于美国的不带预热器，带有立式冷却器—回转窑工艺的长窑。

2、结构特点：（1）采用具有带低压降温的低阻力形竖式预热器，12套液压推力装置控制料流量，推头耐热合金钢制造。

（2）采用二档支撑回转窑，配备液压挡轮系统，弹簧片密封装置。1.5转/min

（3）采用接触式竖式冷却器，冷却空气通过多通道多个风帽送入冷却器，与石灰充分接触，冷却效果好。

（4）采用多通道烧嘴，有径向流和轴向流，可灵活调节火焰形状，满足煅烧需要。

3、焙烧过程：经预热后的石灰石，约为800~900℃从窑尾进入窑内，既有轴向运动，又有径向的滚动，形成全方位的翻转运动，烧咀从窑头喷入燃料并充分燃烧（火焰有10米左右），同时与窑内翻转的石灰石充分接触，通过辐射，对流，导

热三种形式传热，使石灰石迅速分解，因热量分布均匀，煅烧时间短，约为2小时左右，一般竖炉约为24小时左右。石灰生过烧率低，活性度高。

4、回转窑具有的优点

煅烧的石灰质量高于所有竖炉生产；能烧5mm以上的碎石灰石，提高了矿山资源的利用降低石灰生产成本；机械化程度高，控制系统较简单，生产操作易于掌握，采用全负压操作，可达到环保要求；设备运转平稳，故障率低；易于观察窑内煅烧情况。

5、工艺设备的技术特点

结构先进。低压阻的竖式预热器能有效提高预热效果，经预热后石灰石可达800—900进入窑分解率可达20~25%；可直接利用10~50mm粒级石灰石，并根据石灰石入窑粒度不同，确定适宜液压推杆压力和行程，确保推料均衡；可靠的回转窑两端组合式鳞片密封，使漏风系数小于15%；使用复合型耐火砖衬，以减少辐射热损失；高效竖式冷却器，使出冷却器的石灰温度为80℃，接近环境温度，便于输送和储存，并可将入窑二次空气预热到700℃以上；采用高炉、焦炉煤气或煤粉为燃料，同时配置高效换热器，利用烟气余热可将一次风预热到200℃左右，不但保证了窑内烧温度且使该产品热耗降到5016KJ/kg，接近普通竖窑；单位投资，820元/吨左右。酒钢大友公司日产20吨回转窑生线工程投资1600万元，武钢乌龙泉矿日产600吨石灰回转窑生产线，工程投资在5000万元左右。 回转窑的主要技术指标： (1)、活性度：380-420ml; (2)、生过烧：<3%; (3)、Cao>94%;

(4)、热耗：1200kcal-1350kcal/kg灰; (5)、电耗：51.2kwh/t灰;

(6)、石灰石粒度：10-50mm; (7)、出灰温度：<100℃; (8)、窑顶废气温度：150-200℃;

(9)、适用燃料：焦粉或煤粉、气体、液体燃料。

缺点：1、投资大；2、窑体热损大，热耗高；3、一次投资较高，占地大等缺点。 二、贝肯巴赫环形套筒窑简称套筒窑

该窑型是上世纪六十年代初由德国前贝肯巴赫公司董事长卡尔.贝肯巴赫先生发明的，特鲁兹.弗卡斯公司于2001年买断了该窑的专利和技术，技术决窍以及技术文件和图纸资料。贝肯巴赫环形套筒窑包括：石灰石上料系统、成品灰出料系统、内筒冷却空气系统、废气系统、驱动空气系统和燃料供气共6个系统。

1、石灰石上料回路：石灰窑负压生产，石灰石用卷扬料斗或皮带运输机运至窑顶，经由一个双门系统自动进入石灰窑储料/预热带，使用双门的意义在于避免环境空气进入窑内干扰负压，旋转布料将石灰石均匀布在储料/预热带内。储料/预热带内的一个料位计，连锁到PLC自动控制石灰石的上料；

2、成品灰出料回路：成品灰出料系统有6个漏斗型的出灰斗，带卸料孔和出料台。每个出料台配有推料杆，推料杆每次推料量是预先调定的，这样，就实现了每个出料台定量出灰，出灰频率也就是出灰间隔时间是可以自动调节的，成品灰从出料台卸出后，进入下面的一个石灰料斗。在这个料斗内，存在轻微吸力（负压），以便吸入必要的环境空气，空气在窑低部冷却石灰；

3、内筒冷却两空气回路：在这个回路中，测定空气流量和温度以便控制内筒的冷却，这时一部分冷却过内筒的空气作为助燃风使用，余下的放散到大气中； 4、废气回路：为保护布袋除尘器，控制废气温度十分重要，为此，在进入布袋除尘器前由阀门向废气导入环境空气以稀释废气，降低温度；另一种方法是装一台热交换器，为废气降温。废气布袋除尘器的入口压力控制废气布袋除尘器风机，从

而控制废气流量及窑内负压。

窑内循环气体温度控制出灰周期时间，循环气体的温度是石灰质量好否的“指标器”，当循环气体温度升高时，说明燃料释放的热不再进入石灰，仅仅是加热废气。在这种情况下，或者降低燃料燃烧，或者加快出灰速度，使用这两种方法中的任何一种，都可以降低循环气体温度。这个控制回路可平衡系统的反应时间，如果循环气体的温度太低，则采取与上述相反的方式处理。由于贝肯巴赫环形套筒窑有循环气体这样一个石灰质量“批示器”，在出灰前几个小时就可以预见石灰的质量，及时进行采取措施，防患于未燃，这是贝肯巴赫环形套筒窑独有的特点。 5、驱动空气回路：驱动空气是通过驱动空气风机的出口压力控制的，而出口压力的控制调节，又是通过（用变频器）调节风机的转速实现的，废气热交换气的出口温度，是通过调节废气出口处的调节阀的开关实现的。预调定的参数取决于经验数据和喷射器的布置，一般说，每3.5标立方的循环气，需要1标立方米的驱动空气，以保证燃烧室30%的废气流向并流带，废气量和冷却空气量大体上持平。 6、燃料气回路。燃气流量由石灰窑的热耗所控制。燃料气流量要在控制系统内调定为固定值，损耗计算如下：测得的净热值（NCV）；石灰产量由出灰周期控制；上、下燃烧室的燃料气流量分配：上燃烧室=60%，下燃烧室=40%，调节通过自动控制燃气阀完成，控制原理是利用温度和压力功能，合理的助燃风流量也要在控制系统中调定，通过对燃烧的计算，可以推出多少量的助燃风对应多少量的燃料气。假定助燃风与燃料气（低热值煤气）的比率为1.73，经验表明上、下燃烧室的比率用以下系数调定。下燃烧室＝1.73Nm3助燃风/ Nm3燃料气×(0.2~0.3)；上燃烧室＝1.73 Nm3助燃风/ Nm3燃料气×(0.4~0.5).在上燃烧室,燃料气在助燃风不足的情况下,混合燃烧,总过剩空气系数在1.3和1.35之间.冷却空气量是一个固定的恒定值,接近0.55m m3空气/Kg石灰.这个值是冷却石灰所需的最低空气量,冷却后的石灰温度约是80℃。

套筒窑的设备设施：

卷扬上料与其他窑型大同小异，石灰窑本体自上而下是石灰石旋转布料系统，预热带、煅烧带、并流带、冷却带和出灰机构。周边主要的附属设备有驱动空气风机，石灰冷却空气风机，除尘风机，热交换器、布袋除尘器以及燃料和助燃风供给和分配的现场阀门和仪表等。

套筒窑也是竖窑。所谓套筒窑，是指窑壳和上、下内筒之间形成了一个自预热带，至并流带上的同心而间距相等的环形空间，石灰石沿着这个空间下移被烧制成石灰，窑壳耐火衬和上、下内筒对耐火衬靠拱桥连接。煅烧带分上、下两层烧咀，每层烧咀等距，上层烧咀与下层烧咀错位布置。由于环形空间截面较薄，热传导以辐射为主，因而形成了热穿力强，石灰石被煅烧时效果好；而环形空间等距以及烧嘴的等距和错位布置，又加强了煅烧均匀性，因此，应该说在煅烧带石灰石已经烧制很好，并在煅烧带被烧制成的石灰向下进入并流带。所谓并流带，就是在下内筒顶部周边部位安装喷射器，以驱动空气为动力，强迫高温气体和石灰沿同一步向流向是并流带，已经烧成的石灰经过并流带，进一步优化了质量。 套筒窑的主要技术指标： (1)、活性度：370ml; (2)、生过烧：<4%; (3)、Cao>93%;

(4)、热耗：910-930kcal/kg灰; (5)、电耗：44kwh/t灰; (6)、石灰石粒度：40-80mm; (7)、出灰温度：<80-150℃; (8)、窑顶废气温度：120-200℃;

(9)、适用燃料：焦粉或煤粉、气体、液体燃料。

优点：产品质量好，能耗低，活性度可达350—380ml，残余二氧化碳可达1.5%; 缺点：:燃烧咀过桥易塌,换热器易堵;内部结构复杂,耐火砖种类,砖型多,对耐火材料要求高；对炉料，操作技术要求高；炉子的整体结构复杂，操作难度大，不易维修。 三、弗卡斯竖式

该种窑型最初叫梁式窑，依产量和石灰石粒度的不同有圆形和矩形两种，是二十世纪四十年代美国碳化物协会发明的。上世纪六十年代设计和提供石灰生产设备的意大利弗卡斯公司，从美国公司买断了该窑型的专利，随即对其进行了革命性的开发，建立了完美的梁——烧咀用燃料分配与控制——导热油循环冷却系统组成的燃烧系统。并将梁式窑定名为弗卡斯竖式石灰窑。

弗卡斯竖式石灰窑的一般布置如下：石灰石卷扬上料系统将石灰石运至窑顶，用裤腿布料器或旋转布料器将石灰石均匀入窑，窑本体自上而下分别为预热带、煅烧带、后置煅烧带和石灰冷却带以及窑底的出灰机构。

石灰窑的配套设备主要有：负压风机，用以造成煅烧带以上部分的负压，实现负压生产;后置煅烧带抽气风机，将冷却完石灰的热空气抽出窑外，造成后置煅烧带高温，但无压力干扰的类马弗炉效应;旋风除尘器，用以为抽出的冷却过石灰的热空气除尘;废气/空气热交换器，用以给废气降温和预助燃风；助燃风风机，用以向热交换输送空气；布袋除尘器用以，为降温后的废气除尘；导热油泵组和冷却系统，用以造成导热油循环和冷却导热油；与全自动控制系统相匹配的燃料和助燃风阀门和各种现场仪表；石灰窑全自动控制系统等。

弗卡斯石灰窑的重要设计特点有三：一是烧咀燃烧系统，二是“三路压力系统”以及非常先进的自动控制系统。

1、烧咀梁燃烧系统是根据石灰窑咀产量在窑内分上、下两层错位布置合适数量的烧咀梁每层布3~4根烧咀梁，每条烧咀梁装置8~16个烧咀，视窑型结构和大小而定。实际上是一种积木式配比，比较灵活，烧咀梁的形状为合理的夹层金属钢箱，

横跨窑截面，按照烧嘴位置不同而长度不等的集束燃料喷管和烧嘴（即喷管端部）装在烧嘴梁内。烧嘴染内有滑轨，集束喷枪和烧嘴固定在轮子上，方便更换烧嘴。烧嘴梁由导热油系统经烧嘴梁夹层实施有效的冷却，确保烧嘴梁工作寿命很长;助燃风导入烧嘴梁内，在燃烧嘴处与燃料混合形成燃烧气体;这样的机械式煅烧机构，能均匀布热，保证石灰质量，避免石灰窑耐火衬因局部过热而受损。 2、“三路压力系统”

“三路压力系统”即在炉顶废气负压风机和煅烧烧嘴供燃系统的基础上，增加了冷却带上方的抽气梁系统，布置1——2根电气梁在下层烧嘴梁与冷却带之间，将冷却过成品石灰的热空气抽出，除尘后作为部分助燃风参与燃烧，不仅可以利用余热，提高燃烧温度，还使烧咀梁和抽气梁之间，形成一个高温后置煅烧带，无压力干扰，实现对石灰的均质过程，从而有利于石灰的均质。

烧嘴梁表面有耐火衬，避免石灰石/石灰的温度因接触金属烧咀梁而降低，就是保持煅烧温度和避免热损。

在储料/预热带上方，布置有废气集气管，以废气风机为动力，通过集气管将废气抽出窑外，集气管的设计特点是保证窑内热燃烧气/废气均衡向上升腾，使热分布均匀。

日产量30吨到800吨，有效工作高度一般13米到24米。 弗卡斯窑的主要技术指标： (1)、活性度：350-360ml; (2)、生过烧：<5-7%; (3)、Cao>89-92%;

(4)、热耗：1200kcal-1350kcal/kg灰; (5)、电耗：40kwh/t灰; (6)、石灰石粒度：40-80mm;

(7)、出灰温度：<100℃; (8)、窑顶废气温度：250℃;

(9)、适用燃料：焦粉或煤粉、气体、液体燃料。

主要缺点：（1）、烧咀梁，虽更换方便但寿命短，且国外烧咀梁价格昂贵，国内烧咀梁技术不过关。

(2)、在炉内上、下层烧咀梁，交错布置，在烧咀梁处，易堵塞，处理相当麻烦。

四、并流蓄热式麦尔兹窑

并流蓄热式麦尔兹窑是由燃烧和非燃烧窑筒相切换运行的双筒式石灰竖窑。 1、结构特点：

它有两个并列的窑膛，窑膛内装满石灰石，窑膛下部有一个连接通道把两个窑膛连接起来。

两个窑膛的顶部各有燃烧系统，通1套换向机构交替工作，燃烧空气和燃料从顶部加入，并设有喷枪冷却系统。 2、工作过程

两个窑膛是交替工作的，每个窑膛存在三个带，即预热带、煅烧带、冷却带。第一个周期，燃烧空气从窑膛1的顶部进入窑膛内，与煅烧带内的燃料相遇并向下流到连接通道，然后经窑膛2向上到窑膛2的顶部出口，第二个周期，燃烧空气和燃料由窑膛2顶部进入，燃烧后向下流动，冷空气同进由两个窑膛的低部进入，在连接通道处气流相遇并在窑膛1向上到窑膛1上出口，每个周期约12分钟，到时间就换向并停止供入燃烧空气和燃料，向两个窑膛内同时供入喷枪冷却空气对喷枪进行冷却，此间隙时间约为一分钟，当燃烧空气和燃料向下流动时，燃烧始终在进行。石灰石在每个窑膛内也在向下移动。这个过程称为“并流”现象。

（1）、并流现象就是这种窑的特性之一，石灰石与燃烧气体并流使高温火焰与石

灰石接触，而在低温状态下完成煅烧过程，因为在煅烧开始，石灰石与高温气体之间的热交换率非常高，石灰石不过烧而相对较低温度的气体流向煅烧带的未端，煅烧带的温度平均为950℃，因此得到的是一种均匀的轻烧石灰.

（2）、这种窑的第二个特点是热回收亦称蓄热。蓄热发生在预热带，在预热带内的石灰石成为一个大的热交换体，在一个周期内，石灰石从废气那里吸收热量，并把废气冷却到很低的温度，在下一个周期内，石灰石将同样热量交给送入的燃烧空气，在与燃料相遇前就将燃烧用空气加热到燃烧温度。在并流蓄热式石灰窑中，每一个窑体都要经过截然不同的运行模式，燃烧和非燃烧。第一个窑筒以燃烧模式运行，同时第二个窑筒以非燃烧模式运行，窑筒特点是排出气体与原料石灰石逆流，燃烧气体从燃烧窑筒内通过通道流入到非燃烧窑筒内。燃烧窑筒与非燃烧窑筒的转换成为蓄热性预热过程，在非燃烧模式热从排出气体传导到石灰石上，然后又在燃烧模式中，燃烧空气又从原料石灰石上重新吸收热量，石灰石预热起到了一个蓄热器的作用，而进料的石灰石就象一个个换热单元。这种换热器对灰尘和酸性气体完全不敏感，同时也表现出优越的热导特性。

燃烧空气的蓄热式预热使得石灰窑的热效率实际上独立于过量燃烧空气系数，这样就大大简化了为生产出所需质量的石灰，正确的火焰长度的设置，大量的过量空气产生较短火焰，少量的空气产生较长的火焰，火焰长度是控制煅烧石灰活性度关键因素之一，总的来说，短的火焰和高温火焰会降低煅烧产品的活性度。

3、麦尔兹窑的主要技术指标： (1)、活性度：350m;l (2)、生过烧：<12-15%; (3)、Cao>88%;

(4)、热耗：800kcal/kg灰; (5)、电耗：63.8kwh/t灰;

(6)、石灰石粒度：20-80mm; (7)、出灰温度：<100℃; (8)、窑顶废气温度：150-200℃;

(9)、适用燃料：焦粉或煤粉、气体、液体燃料。 麦尔兹窑的特点和优点：

（1）、燃烧气体和石灰应在煅烧带并流； （2）、所有燃烧气体在预热过程中蓄热； （3）、燃烧喷枪结构简单；

（4）、麦尔兹窑有相当的可靠性，其调式成功率高，操作简便； （5）、能耗低。 缺点：（1）、生烧高；

（2）、燃烧喷枪易被堵塞和腐蚀，需经常更换； （3）、炉顶液压换向阀动作频繁，故障率高。 五、安钢改进型焦炭竖窑

该窑是九十年代初安钢引进日本生产技术和关键装备并经消化，再创新改进设备制造出的一种新型煅烧石灰竖窑。包括：配料系统、上料、布料系统、窑体、出灰系统、助燃风系统、自动控制系统、除尘系统。

窑体分预热带、煅烧带、冷却带，并且预热带和煅烧带的长度随工业过程自动调节。 煅烧过程如下：

石灰石和焦炭或烟煤等，经配料系统均匀混合后，从窑的顶部加入窑内，同时经布料器均匀布料，进入预热带，助燃风在窑的底部经窑内风帽鼓入窑内，同时冷却进入冷却带内的石灰把助燃风加热到很高的温度，加热后助燃风煅烧带内与燃料燃烧，在煅烧带石灰石加热分解生成石灰，燃烧废气进入预热带，

预热石灰石和燃料混合料，并在预热带和煅烧带被预热到煅烧工艺温度，石灰冷却后经出灰系统排出，废气经除尘系统排到大气中。 该窑的特点：1、全自动控制，自动化程度高；

2、炉顶微负压操作；3、该窑应用安钢的布料器、风帽、双圆盘出灰机、三段阀、配料称5项专利技术；

布料器布料均匀，使窑顶料面成“U”形，有效减小了“窑壁效应”； 圆盘灰面，三段阀配合出灰，不停风出灰，实现该窑连续生产，无漏风现象； 新型配料称配料准确，稳定可靠；

风帽独特的结构，使助燃风在窑内均匀分布；

使用耐火材料，砖型单一，一般高铝质耐火砖均能满足需要使用寿命8——10年，大修周期长。

安钢改进型焦炭竖窑的主要技术指标： (1)、活性度：300ml; (2)、生过烧：<12-15%; (3)、Cao>88%;

(4)、热耗：1000-1200kcal/kg灰; (5)、电耗：40kwh/t灰; (6)、石灰石粒度：40-80mm; (7)、出灰温度：<80℃; (8)、窑顶废气温度：150-200℃; (9)、适用燃料：焦粉或煤。

主要缺点：1、煅烧带不稳定，操作技术要求高； 2、原燃料条件要求较严； 3、易出现质量波动，调整困难。

六、国产气燃竖窑

国产气烧竖窑在结构上内置燃烧系统，煅烧带相对稳定，从结构与煅烧机理来说与国外弗卡斯窑有相似之处。 国产气燃竖窑的主要技术指标： (1)、活性度：300ml; (2)、生过烧：<12-15%; (3)、Cao>88%;

(4)、热耗：1000-1300kcal/kg灰; (5)、电耗：40kwh/t灰; (6)、石灰石粒度：40-80mm; (7)、出灰温度：<80℃; (8)、窑顶废气温度：250℃; (9)、适用燃料：气体、液体燃料。。 七、传统机械化焦炭竖窑

该窑自动化程度低，设计简单，操作方便，投资少，在煅烧机理及结构上与安钢改进型焦炭竖窑类似。 传统机械化焦炭竖窑的主要技术指标： (1)、活性度：200-260ml; (2)、生过烧：<20%; (3)、Cao>80%;

(4)、热耗：1000-1200kcal/kg灰; (5)、电耗：25kwh/t灰; (6)、石灰石粒度：40-80mm; (7)、出灰温度：<120-150℃;

(8)、窑顶废气温度：250℃; (9)、适用燃料：焦粉或煤。

缺点：1、布料不均，无有效的调控手段； 2、停风出灰，断续生产，产量较低；

3、产品质量不稳，指标波动大，生过烧严重。

第八节 窑型选择的几点建议

采用活性石灰炼钢在钢铁企业已形成共识，但选择什么样的煅烧石灰窑型则需要细致严谨的工作，各企业要根据各自的具体情况经过调查、比选、论证后而定。我们针对一些厂在窑型选择时好的经验和存在的不足提出以下几点建议：

（1） 选择窑型要把成熟可靠作为首选要素。目前在全世界用于煅烧石灰的窑型有

十余种，我国冶金系统经过十几年的引进和创新自制，可投入市场的也有七、八种主要窑型，各种窑型则需要有各自的特点。其中有些窑型技术工艺成熟，特别在国内已有多年的生产实践经验，国产化程度也很高，而有些窑型在国内还缺少长期和更多企业的实践即使是同一类型的窑由于设备分交和引进的范围不同，也可能造成产品质量的差异。企业在确定窑型之前，应做大量的调查研究，多走访一些使用单位， 对窑型的使用状况、操作特点、关键技术和设备、存在问题、运行成本、产品质量作全面了解，以避免决策的失误。

（2） 窑型必须与钢铁企业的产品规模和品种相适应。炼钢生产采用活性石灰可得

显著的经济效益，这已在钢铁企业中形成了共识。先进的煅烧窑炉可以生产优质的活性石灰，但先进的生产窑炉往往造价高、生产成本高。企业选择什么档次的窑型主要取决于经济实力，在此前提下一般而言生产优质板材、管材、优质特殊钢材、优质建筑钢材的脱硫、脱磷效果。对生产以普通建筑钢材为主的企业，在资金条件紧张的情况，普通活性石灰也可满足其炼钢铁 要

求，从企业规模上来讲，大型企业（800~1000万吨/年钢以上）所建石灰窑炉应首选年产20万吨左右的大规格的回转窑或竖窑，这样可以充分发挥设备优势，低成本的生产优质活性石灰。中型企业（200~800万吨/年钢）可选择的产10万吨左右的回转窑或竖窑，既可避免选择大规格设备单机生产，也满足设备大型化的需要。小型企业（200万吨钢/年以下）多选择年产5万吨左右的竖窑，以保证设备连续运转，正常生产。

（3） 窑型规格的确定要充分考虑企业未来的发展，目前，在国内多数企业炼钢工

序还没有做到100%采用活性石灰，甚至有些企业还没有活性石灰生产窑炉，这些企业很多已开始考虑改变这种现状，上一些活性石灰设施。

在未来5~10年，我国的钢材市场仍是增长的趋势，很多钢铁企业都制定了未来的发展规划，改变落后现状与满足未来的发展是企业面临的两个问题。因此在石灰窑型选择时，应注意统筹协调好现状与未来的关系。如可适当在规格上选大，以避免今后窑型规格过小，造成窑炉座数过多的状况。

（4） 型选择要考虑原料适应块度范围的匹配。大、中型钢铁企业活性石灰窑炉的

选型应充分考虑石灰石各粒级原料的综合利用，以延长矿山寿命，降低石灰生产成本。目前可煅烧小块原料（12——14mm）的窑炉设备只有回转窑窑型，一般竖窑只能煅烧40mm以上原料，建议 选择窑型时，尽可能合理搭配回转窑和竖窑，国际上冶金石灰生产先进的生产工艺装备配置一般为：可加工碎料（12~40mm）窑型设施生产能力与免加工块料（40mm以上）窑型设施生产能力之比达到1：2.5比值以上。

（5） 窑型与规格尽可能统一。新建石灰窑型的确定除工艺技术因素而外，还要依

据企业场地条件、资金状况、燃料条件等外部因素来决定。选择的窑型和规格在考虑合理搭配回转窑和竖窑的前提下，以尽可能单一为原则。设备的统一有得生产管理、职工培训、养活备品备件库存，从而可降低生产成本。

（6） 燃料与窑型。企业的燃料条件是选择窑型一个重要因素。回转窑必须使用以

焦炉煤气为主的高热值煤气。也可以使用煤粉；双膛窑、套筒窑、双梁窑等进口竖窑可使用以转炉煤气为主的混合煤气（1800×4.18kJ/m3左右）.但竖窑规格较大时,若煤气热值偏低,由于废气量大,导致窑膛阻力太大,煅烧质量受影响,因此大规格(600t/d)左右竖窑煤气热值应在2000×4.18kJ/m3以上为好。煤气不足时，也可烧煤粉。套筒窑还可以焦炭和煤气混烧，焦炭加入量最大为总热值的30%。国产气烧竖窑可采用低热值煤气（1000×4.18kJ/m3以上），对煤气综合利用非常有利．改进型焦炭竖窑对燃料质量比较苛刻．

第九节 活性石灰窑炉建造的前期工程与操作的规范化管理

我们国家的石灰生产大约有两千年多年的历史，但在相当一个历史时期，没有重视石灰生产手段的开发，片面认为石灰生产是一个十分简单的过程。因此，为适应现代石灰生产手段，克服这一传统观念是完全必要的。

现代工业石灰窑炉，讲究合理的工艺原理和工艺流程，这些都是精心设计的。为使石灰窑按照设计的工艺原理和流程运行，配备了合适的工艺设备，正所谓“麻雀虽小，五脏俱全”，涉及到机械、电气、仪表和电子控制等专业，如果说石灰窑炉与其它大多数工业装置有区别的话，那就是所使用的石灰石是一种天然开采、经过粗加工的低等原料，很难保持其理、化指标的稳定。

要想获得一套运行很好的石灰窑炉，在设备购置、设施建造、原料和燃料的准备以及石灰窑炉操作等方面，必须遵循设计要求。

就现场勘察所得的情况看，目前存在的主要问题有以下几个方面：

一、设备选型没有达到设计要求

有的企业为降低建设投资成本，一部分配套设备和材料，如各种风机、电机、耐火材料等到，由卖方提出技术规格，买方在当地刚强买。这种设备分交，是无可非议的。问题是，用户一定要按照卖方的设计要求购买设备和材料。但有一些设备材料不符合卖方的

设计要求。如有的负压风机或能力不够，或工作效率不足，或不能实施有效的调整，或振动量太大。在当地购买的仪器仪表，有些测量不准确。所有这些都使石灰窑炉不能正常运行，给生产带来损失。有的用户，购买的耐火材料不合格，给生产带来损失。有的用户，购买的耐火材料不合格，套筒窑的塌桥，与耐火材料不合格有很大关系。

二、建设者和安装没有按照设计要求施工

我们发现一些施工单位，在建设安装过程中不按照设计要求施工。比如强电电缆和弱电电缆不屏蔽，怕增加成本；有的将强电和弱电电缆装置在一个布线槽内，造成信号干扰，干扰控制系统，使石灰窑变“聋”变“瞎”。运行出现紊乱。

耐火材料的贮存和耐火衬/砌体的砌筑，不按照规范执行，部分套筒窑出现塌桥，与此有很大关系。或者窑炉寿命大大缩短。

三、原、燃料准备不规范

正因为石灰石是一种自然开采的原料，才要求尽可能严格控制其质量。主要原料石灰石，由数家基本上没有质量控制的农村石灰石矿提供，根本谈不到理、化指标的基本一致和块度的均匀。有些用户，离开合同的规定准备石灰石。比如规定40~80mm，实际的块度范围是20~150mm，而且不设置预筛分，粒度根本不能控制，造成超大超小块严重超标，严重影响了窑炉的正常生产和产品质量。至于焦炭、煤气供应，低位热值和压力波动太大，更有时供时断的情况发生。原料石和燃料的极度不正常。使石灰窑炉失去了最起码的运行条件。

四、石灰窑炉操作不规范

任何石灰窑炉，在点火开窑之前，必须全部完成各项设备和设施的检验，然后做单体和联机冷试车，然后点火开窑。但有时预先决定一个开窑日期，不管是否完成了设备、设施的检验和冷试车，强行开窑，出了问题再停窑。这样，不但不能使石灰窑炉顺利达产达标，还会给耐火衬造成损伤，是典型的“欲速则不达”。

在开窑以后，不按照烘窑曲线烘窑。烘窑后不按照调试程序渐进提高产量，每调好

一个产量段，再向上调下一段，直至达产达标，结果调窑过程中出现了“夹生饭”，再想调顺相当困难。必须说明的是，调窑是一个复杂的过程，有工艺的调整，也有设备的调整和生产参数的调定。在每个产量段中，调试人员要考核产品质量，经过逐级调整，使整个系统在设计产量和规定的产品质量标准下一致地运行。全部生产参数，都是根据原料石和燃料的特性，经反复调整最终调定的，而最终调定的生产参数，是石灰窑炉日后正常运行的基础。因此，按照程序调窑，对石灰窑炉日后的正常运行至关重要，应给予充分的重视，以科学而不是盲目的态度对待之。

设备/材料采购、石灰窑炉的建设和安装、原料石和燃料的准备以及石灰窑炉的操作等方面遵循了设计要求，因而运行顺畅。希望我们高度重视石灰窑炉的建设与操作，以期达到投资的效果。

第二章 筛分机械

第一节 筛分的意义分类

通过具有一定大小孔径的单层或多层筛子，将固体颗粒物料分成不同粒度级别的过程，称为筛分。

筛分一般适用于较粗的物料，工业筛分料度范围约1000~0.05毫米。一般1毫米以下的细粒由于互相凝聚及与筛面粘附使筛分效率处理能力降低。一般150微米以下的颗粒用流体力学分级原理比较适宜。

筛分作业按其工艺过程完成任务不同，可分为独立筛分、辅助筛分和检定筛分。独立筛分直接得到粒度合乎要求的产品，如在使用天然石英砂的玻璃厂中，筛下物即是配合料；在石灰石的生产过程中，需要把破碎后的固体颗粒按粒度分成苦干级别。辅助筛分是对破碎作业起辅助作用：为了提高破碎机的生产能力；在破碎前先分出粒度合乎产品要求的物料，这种筛分称预先筛分；在破碎后对破碎产物进行筛分，这种筛分称检查筛分，它可以保证最终产品的粒度。辅助筛分能提高破碎作业

的生产能力，改善产品质量和降低动力消耗，因而带有筛分的破碎作业已成为一种独特的生产流程。检定筛分是为了掌握生产情况，改进操作过程或改进设备结构，在生产中按时取样进行筛分测定。

筛面是筛分设备的工作面，上面有一定形状和尺寸的筛孔。筛面按其结构不同有筛栅、筛板和筛网等，可根据被筛分物料的粒度和筛分作业工艺要求选用。 （1） 筛栅

筛栅又称格筛，它是由相互平等，近一定间隔排列的钢质棒条组成的筛面。棒条断面开头呈上大下小，这样组成的筛栅可以避免物料堵塞。筛栅通常用在固定筛或重型振动筛上，筛孔尺寸一般大于50毫米，主要用于粗碎或中碎的予先筛分。筛栅的优点是机械强度大，损块后检修也简单。 （2） 筛板

筛板是由厚度为5~12毫米的钢板冲孔制成。筛孔的开头有圆形、方形和长方形等，尺寸通常在12~50毫米之间。长方形筛孔的筛面较圆形或方形的筛面开孔率高，筛分效率也高，生产能力大，在处理含水较多的物料时不易堵塞。但长方形筛孔的筛面只能用在对筛分产品料度要求不太严格的情况下。

筛板作筛面具有较高的强度下刚度，使用寿命较长，但开孔率较低，即有效筛面面积比较小，约为40~60%，且筛孔尺寸很难做得很小，一般用在中碎作业中。 （3） 筛网

筛网是用钢丝、铜丝或尼龙丝等编织成的筛面，又称纺织筛面。编织筛面筛孔的形状有正方形和长方形两种，多数场合用正方形孔；筛孔尺寸的幅度很大，可从几十微米到几十毫米，开孔率可达70~80%，通常用于细碎和中碎作业中，是运动筛中应用最语辞的一种筛面。

筛网的筛孔尺寸（筛孔大小）取决于筛丝之间的最小距离，筛孔尺寸用长度单位（毫米或微米）表示。许多国家制定了筛网系列标准，对筛孔尺寸，筛丝直径和筛孔系

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