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更新时间:2020-08-25 04:01

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  石灰竖窑结瘤的原因及处理 董志永 摘 要 文中分析了凌源钢铁公司 1 号 80m3 气烧石灰竖窑结瘤的原 因,提出处理炉瘤的方法及预防措施。 关键词 竖窑结瘤 原因 处理 Reason and Solution to Scaffold in Lime Shaft Kiln Dong Zhiyong (Lingyuan Iron & Steel Company) Abstract The analysis on the reasons for scaffolds in No.1 80m3air-burning lime shaft kiln in Lingyuan Iron & Steel Company has been provided in this paper and the solutions and countermeasures against scaffolds have also been put forward herein. Keywords scaffold in shaft kiln reason solution 1前言 凌源钢铁公司两座 80m3 气烧石灰竖窑于 1990 年初砌筑,1992 年 6 月 正式运行投产。主要以焦、高炉混合煤气为燃料,其中,焦炉煤气占 5%左 右,1995 年炉衬已到末期,耐火砖变薄,粘性降低,崩料、结瘤现象频繁出 现,一般结瘤处理过程中,炉况波动 3~10 天,既影响产量又影响石灰质 量。棋牌游戏平台app下载安装为减少竖窑结瘤,保证炉况顺行,对 1 号石灰竖窑 1995 年 12 月份的 一次严重结瘤的原因进行了分析,提出了预防竖窑结瘤的主要措施。 2 结瘤的原因 2.1 石灰石化学成分不稳定 凌源钢铁公司石灰竖窑所用的石灰石,都来自当地农民开采的小矿, 由十几个厂家供货,并且没有石灰石筛分设备,混入的泥土等杂质较多, 化学成分波动大,石灰石中 MgO 含量偏高,80%都是高镁石灰石,石灰石中 的平均化学成分见表 1。 石灰石的 CaO 含量波动的范围比较大,一般在 35%~53%之间,有时石 灰石中 Al2O3 还出现偏高的现象。 表 1 石灰竖窑所用石灰石平均化学成分 化学成份项目 CaO MgO SiO2 含量/% 46.3 11.2 1.16 2.1.1 石灰石中 SiO2 含量高 纯 SiO2 的熔点高达 1713℃,但在 700~800℃时固体状态就能同 CaO、 MgO 等碱性氧化物反应。SiO2 在石灰石中分布越均匀,与碱性氧化物中和 反应进行得越快越完全。SiO2 与 CaO、MgO 的反应式如下: CaO+SiO2=CaO.SiO2 3CaO+2SiO2=3CaO.2SiO2 3CaO+SiO2=3CaO.SiO2 2CaO+SiO2=2CaO.SiO2 MgO+SiO2=MgO.SiO2 SiO2 很容易与 CaO、MgO 发生反应,所以含 SiO2 高的石灰石在煅烧的 过程内部已发生化学反应,形成石灰间粘结在一起,严重时与炉衬砖粘结 在一起而形成炉瘤,特别是炉役后期,耐火砖层变薄,粘性降低更易发生 化学反应而形成炉瘤。SiO2 与 CaO 反应生成的产物熔点都比较 高,2CaO.SiO2 的熔点高达 2130℃,所以形成的炉瘤比较硬,比较难熔。 2.1.2 石灰石中 Al2O3 含量高 CaO 与 Al2O3 在 500~900℃之间就可以发生反应,到 1000℃时反应行 很快,首先生成的是 CaO.Al2O3,随着温度的升高与过量的 CaO 反应生成 3CaO.Al2O3,使石灰石活性降低,当有 CaO.Fe2O3 存在时,3CaO.Al2O3 还与 CaO.Fe2O3 反应,生成 3CaO.Al2O3.Fe2O3,由于其熔点较低,在熔烧带容易形成 液相,附着在石灰的表面上,使石灰与石灰及炉衬砖粘结在一起而形成炉 瘤。 2.1.3 石灰石中 MgCO3 含量高 由于 MgCO3 的分解速度要比 CaCO3 低得多,含 MgCO3 较高的石灰石的分 解反应是分两阶段进行的,首先分解的是 MgCO3,然后再分解 CaCO3。因此, 在加热至 CaCO3 分解温度时,石灰石中的 MgCO3 分解出来的 MgO 已失去活 性,并大部分熔化附着在石灰石及石灰的表面上,阻止了部分石灰石的正 常分解,并形成结砣,严重时形成炉瘤。 2.2 石灰石粒度不均匀。 凌钢 80m3 竖窑设计石灰石粒度范围为 40~80mm,正负偏差允许 5%, 但实际石灰石的粒度情况见表 2。 表 2 石灰石的实际粒度情况 粒度级别/mm ≤10 10~40 40~80 ≥80 比重/% 18 10 60 12 从表 2 可以看出,石灰石的粒度明显不均匀,只有 60%能达到设计粒 度要求,粒度不均匀,出现大、中、小三个级别的石灰石堆积在一起,碎石 串缝的现象,气孔率明显降低,从而造成竖窑料柱透气性降低,煅烧的过 程中破坏了气流的合理均匀分布,局部出现偏火,在相同时间同等煤气 量、风量的配比条件下,有的部分出现过烧,有的部分出现生烧,过烧的部 分与耐火炉衬砖粘结在一起,时间久了结成炉瘤。 2.3 侧风与煤气配比大 凌钢石灰竖窑风量与煤气量的调节配比是通过人工手动蝶阀的开启 来实现的,焦炉煤气的配比和煤气的热值波动较大,有时煤气热值和焦炉 煤气配比突然发生变化,很难在仪表上反映出来,操作工未能及时准确迅 速的调节煤气量和风量,致使侧风与煤气配比不当,而石灰石形成欠烧或 过烧,过烧严重时便与炉衬砖粘结在一起而形成炉瘤。 3 石灰竖窑结瘤的部位 此次 1 号石灰竖窑结瘤的主要部位是焙烧带的中、上部和预热带的 底部,面积比较大,环绕整个炉衬砖一周,炉瘤的高度平均为 0.7m 左右, 最高的部位在竖窑的北侧 1.1m 左右处,最低的在南侧,0.3m 处,结瘤的平 均厚度为 120mm,最厚的是竖窑的北侧达到 200mm,最薄的是竖窑的西南 侧只有 95mm,炉瘤薄厚不均的主要原因是竖窑窑顶没有布料装置,用小 车上料,直接倒入窑内,往北侧偏料,所以料柱的北侧透气性较差,以及泥 土和碎石较多,形成的炉瘤也较多。结瘤的部位详细情况见图 1。 图 1 1 号石灰竖窑结瘤部位图 4 竖窑炉瘤的化学成分 对凌钢 1 号竖窑结瘤的炉瘤化学成分进行了分析,其结果见表 3。 表 3 竖窑炉瘤化学成分 成分项目 CaO MgO SiO2 Al2O3 含量/% 71.2 18.5 4.6 5.38 5 竖窑炉瘤的处理 凌钢 1 号竖窑炉瘤的处理采取如下步聚: 第一步:切断煤气,吹冷风凉炉,冷风流量 5000m3/h,直至煅烧带温度 降至 300℃。 第二步:拿掉煤气烧嘴,从烧嘴孔向窑内结瘤部位喷稀盐酸雾 20min,再让其粉化 1h。 第三步:从烧嘴孔向窑内结瘤部位喷高压水蒸汽 40min,然后自然粉 化 2h,如未粉化,脱落彻底,可重复第二、三步。 第四步:打开圆盘出灰机下料口孔,用橇子将大块炉瘤处理成小块, 至能从下料口通过为止。 6 预防竖窑结瘤的措施 (1)加强石灰石筛分系统检查,严格要求炉粒度保证在 40~80mm 之 间。 (2)减少石灰石供货厂家,定点供应,使石灰石化学成分均匀稳 定,CaO 含量达到 48%以上,SiO2 含量小于 0.5%,MgO 含量小于 6%。 (3)对煤气采取计划性使用,统一平衡,统一配比,固定热值。 (4)加强设备维护和点检工作,减少不必要的停窑。 (5)合理控制三带温度,避免炉况大幅度波动。 (6)提高操作人员的技术水平,推行根据炉内火焰来调节风、气量的 配比,保证竖窑稳定顺行。 7结语 (1)石灰竖窑结瘤的原因主要有三个,即石灰石化学成分不稳定,粒 度不均匀,煤气与侧风的配比不当。 (2)对竖窑炉瘤应该及时处理,防止进一步扩大。 (3)在生产实践中应切实采取有利措施预防竖窑结瘤。 联系人:董志永,助理工程师,辽宁(122504)凌源钢铁公司白云石厂技术 科 作者单位:凌源钢铁公司 参考文献 1 刘世洲等.冶金石灰.沈阳:东北工学院出版社,1992