立窑操作中的实际问题.doc

立窑操作中的实际问题现在的立窑很多，我们在实际的生产中，常常遇到很多问题，有些问题比较容易解决，有些问题我们试了很多种方法，就是解决不了，想查资料，专业术语和数据图解往往看得人一头雾水，一是它对我们需要解决的问题针对性不强，二是我们一线的操作人员理论水平都不是很高，所以对实际的操作帮助并不大，我个人在长期的生产实践中，摸索着积累了一些经验，也不太成熟，写的也不太条理，供大家参考，与大家交流。一 原料要合格。原料分为石料和燃料。1 石料成分要了解，粒度要均匀。各地的石料成分差异较大，即使是同一矿山的不同采矿点，矿石的成分都有较大的区别，一般的用户需要了解的成分是氧化钙，氧化镁，二氧化硅，三氧化二铝以及氧化铁的含量。氧化钙的含量越高，说明石料的质量越好。低于50的是质量差的，50-52的是一般的石料，高于52的是质量好的。高于55的就是特好的，一般把石料直接磨粉就是重钙粉了。没有化验的石料咋判断呢，一般是烧成石灰后，晶体越小的氧化钙的含量就越高，含量是53的石料烧成的石灰水化后像面粉一样的细腻。在具体的操作中，氧化钙含量不同的区别在烧成温度的高低上，一般的烧成温度是900-1100之间，因为碳酸钙分解温度高，含量越大的烧成需要的温度就越高，比如53的石料烧成的温度定在1080度，52的石料定在1050度，而50的石料定在950度，各家根据情况定出适合自己的操作温度来。氧化镁的含量对烧成的影响是最大的，同一块石料中主要的成分有氧化钙与氧化镁，它们之间分解的温度相差比较大，一般的是氧化镁分解完毕后才开始分解氧化钙，如果把氧化钙全分解完，氧化镁就过烧了，活性就大大的降低了，所以才有了轻烧白云石这一说，实际就是保证氧化镁的反应活性，这种烧法因为操作的温度较低，部分碳酸钙分解不完，生烧就是难免的了。对原料中氧化镁的要求，因为用途不同差别太大，一般的冶炼要求不高，甚至不专门设氧化镁一栏的指标，只要求氧化钙和氧化镁的总含量，也有炼钢用高镁灰的，要求含量要大于百分之十五，这就要求石料的含量要超过百分之八才能烧出。做金属镁的用灰要求的原料含镁量越高越好，一般的在百分之十八以上。如果是做电石用灰的话，石灰中的含镁量是越低越好，一般的要求是百分之一以下，最高也不能超过一点二的。正是氧化钙与氧化镁的分解温度相差大，才有了轻烧，重烧，死烧这几种说法，需要指出的是这是针对氧化镁说的，在实际操作中，它们的温度是阶梯式的要求高的。当然在这个过程中氧化钙分解到啥程度，只能是客随主便了。 粒度的要求一般的炼钢的要求是30-70毫米，现在的立窑大都是按照这个粒度来设计的，在实际生产中，有的原料粒度会稍大点，他们主要是把原料尽量利用，特别是自己的矿山，更想把各种粒度的都尽量烧完。如果配法不对产品的生过烧率就会提高。正确的方法是最大的不能超过最小的3倍，也就是说如果最小的是30毫米，最大的就不能超过90毫米，否则操作的难度就会加大，用分级的方法把原料按不同的批次入炉，效果要好的多。因为各种条件的限制，大小比例超过三比一的情况在有些窑上也是司空见惯的，在操作中需要注意的是哪些地方呢？先说一个各比例的量的问题，一般这个问题容易忽略，有的窑在开炉时还没有点火，料就悬住了，有的窑在生产中操作的温度也不高，出的灰中也没有过烧，就是悬住不下料，或者一会儿悬一会儿下，就没法正常生产，这个问题曾经困惑了我一段时间，后来终于想通，改变比例的量，大的多一点或者小的多一点都行，就不会悬住。出现这种情况倒是十分容易解决，但在什么情况下会出现悬料，没有准确的说法，我处理的几个悬料大都是30毫米的占三分之一，30-80的占三分之一，80以上的占三分之一，另外鄂式破碎机出来的片状料比锤式破碎机出来的园型料容易悬料。也就是说这个问题只能等出现后解决，没有预防的办法。除非粒度合格。石料粒度越小，分解需要的时间越短，石料粒度越大，分解需要的时间越长，如果是一块直径60毫米的圆形石料，在1050度的条件下，大约需要三个小时分解完全。如果直径加大到100毫米，则需要五个小时才能完全分解。在石料粒度相差过大的炉子中，产品的大粒度往往有夹心就很好理解了。在生产中，第一石料的粒度跟利用系数有关，通俗地说就是和进出料的速度有关，粒度越大，其它条件不变的话，进出料的速度越慢，也就是利用系数越低。第二石料的粒度在设计上跟炉子的有效高度有关，从理论上讲，粒度越大，炉子的要求有效高度越高。第三从能耗上说，石料粒度越大，配的煤越多，粒度越小，同样的重量，烧的煤越少。立窑跟其它的窑型比较，确实不先进，特别是烧煤的不是烧气的立窑，在操作中可以调节的手段不多，除了可以改变鼓风参数和进出料速度外，改变石料和燃料的粒度也是很重要的手段了。2 燃料一般的立窑都采用焦炭或无烟煤做燃料，因焦炭的成本问题，采用无烟煤的居多，也有用接近无烟煤性质的烟煤，俗称半无烟煤的，还有用焦炭粉末或者无烟煤粉末做的型煤烧的。与操作关系较大的有这么几个指标需要了解。第一是热值的高低，一般的立窑的热耗大约是每公斤成品灰需要1100大卡的热量，每公斤灰需要石料1.7公斤，也就是说每公斤石料配650大卡热量的煤，比如说6000大卡的煤，每次上料的料车装石料1.5吨，需要的热量就是1500*650=975000大卡，换算成煤就是975000￥6000=162.5公斤煤，需要注意的是两个条件，一个是这是指的十成的灰，如果灰的质量要求不是很高的话，可以少配点了，另一个这是指挥发不超过百分之九的煤，如果挥发过高的话要适量的多配点了。弟二点就是讲的挥发份，它跟操作的关系也很大，一般的立窑无烟煤的挥发在百分之八左右是比较合适的，挥发份过低的话燃烧太慢，炉子的利用系数低，也就是产量低，如果出料稍快点，出灰温度又很高，也不节能，只有在设计炉子的时候加高窑身是最合理的，可一般的办不到。挥发份过高也不好，首先不节能，挥发出的甲烷氢气一氧化碳等可燃性的气体，真正在炉子里面燃烧的很少，大部分都随着尾气从烟筒里跑掉了，就是燃烧的这部分，放出热量的位置也不太合适，所以挥发份在预热和分解需要的热量上起的作用不大，用挥发份过高的煤从经济上是最不划算的，唯一的好处是其它条件不变的话，挥发份的高低基本上和燃烧的速度呈正比，挥发份的高低和粒度的大小绝对地控制着煅烧带的长度。第三是粒度的大小。粒度的大小跟煅烧带的长度成正比关系，粒度越大，在炉内燃烧的时间越长，煅烧带就越长，粒度越小，在炉内燃烧的时间越短，煅烧带就越短。一般的煤和石料的配比入炉前就配好了，也就是说煤燃烧释放出多少热量是一定的，区别的是用多长时间释放出来，时间短了容易在局部形成高温，产生过烧和结块，时间长了，又容易低温，分解的温度不够，形成生烧过大。比较先进的炉子都是设计好的煅烧带的长度，它跟出灰量刚好匹配，石料经过煅烧带用的时间和这个粒度在这个温度下需要分解的时间是基本吻合的。煅烧带的长度和高度都基本上是相对稳定的。以前用的土炉子大都是烧的混煤，是一层一层布料的，对煤的粒度要求不严，但它的炉子利用系数太低，能耗太高了。炉子越先进，利用系数越高，能耗越低，同时对原料的要求也是越严，有的时候煤里的粉末占的比例大了，一是跟石料不能均匀混合，有时候入炉后从石料缝隙里钻到一起，形成局部高温，散开的粉末到预热带下部或者煅烧带上部就燃烧完了，热量主要进入尾气了，如果我们配煤的热量刚好把石料分解完，那就是有过烧的地方多消耗了热量，就一定会有欠缺热量的地方形成生烧。要想保证没有生烧，只有多配煤，还对炉衬形成威胁，所以说煤里的粉末是有百害无一利的。有时候煤里有粒度明显大的块，它们在煅烧带烧不完，到冷却带时外层燃烧脱落粒度已经变得很小了，在出灰下落的过程中，有的落入已经完全分解完的石灰中，继续放热，产品中的过烧大部分都是在冷却带的上部形成的，在煅烧带形成的占的比例是很小的。煤里有粉末或者大的粒度，从经济上到操作上都不合算。有的石灰窑配的是制造型煤的辅助生产线，从使用效果来看，是值得推广的，用型煤做燃料，操作稳定，能降低能耗，也能提高产品的质量。粉末煤和块煤在全国各地的差价都很大，从经济角度来看也是很合算的。 第三是灰熔点的高低。一般的无烟煤灰熔点都没有问题，很少的一部分燃烧后剩下的灰分熔点太低，在煅烧带呈浆糊状，随着下移的石灰逐渐冷却很容易就形成了挂壁或者结块，这种燃料是不能用的，在操作中只有降低操作温度才能缓解这种状况，可低温操作会带来出灰慢，生烧多，煤烧不完等许多不利的情况，遇到这种情况，不用过多的考虑，就是换煤才能从根本上解决。第四是着火点的高低，也就是燃料开始燃烧的温度，着火温度越低，预热带就越短，尾气的温度就越高。尾气带走的热量在炉子的热损失中是最大的，大概的数据是；每公斤石灰需要热量是1050大卡左右，从常温加热到分解温度需要250大卡。从开始分解到完全分解需要400大卡。冷却时还能放出100大卡的热量，从理论上讲烧一公斤灰550大卡的热量就够了，为什么在实际中要配到1050甚至1100大卡呢？有热损失，包括尾气带走的，没有参加燃烧的挥发份跑掉的，炉壁散发的，还有灰冷却不到常温带走的。其中最大的就是尾气带走的热量，约占总损失的百分之七十左右，降低尾气温度，选择着火点高的煤从经济的角度是合理的。用尾气发电或者烧水等都是在这个理论的基础上来搞的。第五是含硫量的大小。这个指标的高低在操作上区别不大，主要影响两个方面，一是尾气设备容易坏，因为含硫的气体对管道和风机等设备腐蚀都很快。二是对产品的质量影响大，因为有一部分硫进入石灰中，有的用户要求含硫不能超标，像炼钢的要求是硫的含量低于0.1。一般的石料中含硫的量超标的比较少，主要是燃料里面带进去的，而有的产品对硫含量就没有多高的要求，像电石灰等。一般的发热量相同的煤，含硫量的不同在市场上差价很大，了解这一点，在经济上的意义比较大。二 配风要合理。主要是风量和风压。1 风量。风量的大小的常规配法是根据产量来配的，假如一个炉子的日产量是100吨，小时产量就是大约4吨，4吨需要配6000大卡的煤720公斤煤，在实际生产中每公斤煤配8立方左右的空气就能烧完，很难烧的煤也不会超过10立方，也就是说720公斤的煤需要空气6000立方左右，这是小时流量，选风机的时候一般加上百分之二十的余量就可以了。在实际操作中，风量的调节是最重要的手段，一般跟出灰量要匹配，风量小了，出灰量就少了，风量大了，出灰量就多了。跟出灰温度也有很大的关系，风量大了，出灰温度就低，风量小了，出灰温度就高些。跟尾气温度也有很大的关系，风量大了，尾气温度就高，风量小了，尾气温度就低。跟三带的高度和长度也有很大的关系，风量大了，冷却带就变长了，预热带就变短了，煅烧预热带位置就高了，风量小了，冷却带就变短了，预热带就拉长了，煅烧带和预热带位置就低些了。可以这样说，风量一变，全炉就变，操作炉子水平就是在动态中求得平衡，风量调节的准确性真的是太重要了，就像汽车上的油门一样。2 风压。风压的大小跟两个方面有关系，一是炉子的高度，二是原料的粒度。炉子越高，风压就越高，粒度越小，风压就越高。我见过比较多的炉子风量都配的不小，但风机的压力不够，带来的问题就是产量上不去，煅烧带下移，出灰温度高等等，还有就是用变频器控制的风机也容易出现这个问题，风量调小了，风压也跟着下来了，所以一般尽量避免慢风操作。粒度不均匀，空隙度小，风压配不够，很容易形成偏火，并且很难调整过来，用罗茨式的一般没有这个问题，但这种风机运行成本高，噪音大，现在一般用离心式的多，这个问题要注意。 关于炉内耐火砖和保温材料的问题关于炉内耐材要求是耐高温，耐磨损，能保温散热少。一般都是两层或者三层，最内的叫工作层，它的环境比较恶劣，有高温煅烧，物料在下降的过程中有磨损，高温气流在上升的过程中也对炉壁冲刷，一般是用一层345毫米长的砖或者是两层230毫米长的砖做的，在各个部位材质的要求还不同，一般的在煅烧带是二级高铝以上的要求，预热带和冷却带用粘土砖，根据实际的使用效果，用一层345毫米的长的砖要比用两层230毫米的短砖要好点。工作层的外面是保温层，一般是用230毫米的轻质砖保温，根据实际使用的情况来看，比重大约在1.0到1.1左右为好，太轻了强度不好，太重了保温效果差。在钢结构与保温层中间一般有5厘米到10厘米的间隙，叫填充层，主要的作用是校正钢结构与耐材砌体的园的同心度，但这个填充层处理不好往往问题很大，既要密封好有一定的强度，又要起一定的隔热作用，还不能跟保温砖结合的太好，影响保温砖的二次利用。一般都是保温材料跟耐火细粉的混合，保温材料中珍珠岩的体积变化太大，蛭石和水渣用的多。像砌体中有水平方向贯穿的孔如热电偶孔，工作层和保温层都好处理，难处理的就是填充层了。需要在打孔的周围的填充层的配料里加上矾土水泥或者水玻璃做胶结料。在操作中，耐材的影响是不能忽视的，一般的窑是圆形的或者方形的，在里面填充着石料或者石灰的情况下，气流是均匀的从下往上走的，因为炉壁效应，边缘的气流比中心的会稍快一点，但它的运行轨迹是一个圆沿着垂直方向的轴直线运动，是很规则的，而且这个圆跟炉砌体的园是同心的，如果炉砌体的园不是很规则的话，窑内的气流就比较紊乱，炉子的利用系数越高气流的速度就越快，对园或者方的要求就越高，如果不圆操作很难稳定，表现的现象就是偏火，并且调不过来，还有个现象就是温度变化有时很忽然，并且没理由。产品生过烧率高，比较严重的时候就只好停炉检修了。耐材的损害跟两个方面有关系，一是耐材的材质，其它的部位不算重要，主要是煅烧带的砖，含铝量高，耐火温度就高，要求大于65，最差不能低于60，体密大，耐磨性就好，大于2.1，最差不小于2。二是操作的温度，物料到1100度就不要再加煤和加风了，要加大产量就用拉长煅烧带的办法，不要再用提高温度的办法了。操作的水平高低表现在哪里，就是既要保证内衬的安全，又要达到最高的产量，一般的内衬的寿命都在三年以上，无限度的提高温度，既容易结窑或者结块，也影响内衬的寿命。还有个问题就是炉顶部的保温，一是保证炉子顶部布料器等设备的安全和寿命，二是节能。可是有的厂家就是做不好这个，悬挂在上面像吊顶一样，材质一般偏向保温类，粘结性就不强，布料器旋转时再产生些震动，这些都是不利的因素，实际上用水玻璃做渗合料效果就很好，就是要在下面做好烘干才能吊装上去，图省事用高温棉做的，节能效果能达到，但气体的腐蚀性影响炉顶的寿命是不利的。 上料系统 包括煤与石料的计量，斜桥或者垂直上料，布料器布料等。煤与石料的计量要求准确，一般的是用皮带秤或者秤料斗，秤料斗用的也是压力传感器或者拉力传感器，算好石料与煤的配合比例，设定好就行了，这个一般不会出问题。出问题一般在混合的环节，要求是混合要基本均匀，也就的把煤与石料的下料时间调到基本一致，下到料车里就混合的差不多均匀了，料车上到炉顶的布料器里再进行二次混合，有的是把石料和煤按先后次序下到料车里，然后用简易布料器就下到窑炉里，有的混合的不太均匀，下到窑炉里有煤是小范围集中的情况，这是造成生过烧比例高的重要原因。斜桥上料或者垂直上料都要用卷扬机，市场上没有用于石灰窑提升的专用卷扬机，一般都是用建筑用的卷扬机，绳速每分钟以18-27米为宜，过慢或过快都不太好，限位器有很多种，一般的是卷扬机电机后再配个减速机，减速机连着主令控制器，主令控制器有用带凸轮轴的，也有电控数显的，在实际的应用中都很好用。有的厂家不用这种方法限位，而是在炉顶上装的是接近开关或者红外线，是料车穿过时就发出信号，从而切断电机电源，这种方法不太保险，在实际生产中的故障率还是高。布料器是立窑的关键设备，也是立窑上最为重要的设备，布料情况的好坏对煅烧和产品的质量影响最大，只要料布得好，啥窑都能烧出好灰，土窑上用人工布料，只要布得合理就能出好灰就是这道理。布料的原因是要上火均匀，上火不均匀的原因是存在炉壁效应，就是靠近炉壁的火上的比中心的快，要想让中心的火和边缘的火基本平行着上，就要限制边缘的上火速度，用啥方法限制呢，改变空隙率的方法，就是把粒度小的料布到边缘，把粒度大的料布到中间。让边缘的空隙率低，中间的空隙率高。所有的石灰窑布料器都是为了达到这个目的。布料器有很多种，有料盅布料的，有多点布料的，最好的是旋转布料的。料盅布料器是靠下料盅打开时，料顺料盅的斜面向外侧下滑，第一接触点是炉壁，碰撞后向下落在窑内，在窑内靠近边缘的地方，形成一个闭合圆形的凸面，中间相对低的地方是靠凸面上的大快石料或者煤块滚落下来的，从而形成边缘粒度小中间粒度大的现象，这种布料器从理论上是合理的，但实际使用中不太好用，因为料是顺一个圆锥的斜面自然滑落下去的，往往在圆周各点上下料的多少不均匀，还只适用于小直径的窑，比较大直径的窑用这种方法布料也不行，还有个缺点是窑最上面的耐火砖要承受下料时的碰撞，普通的耐材不行，还得做特殊的。多点布料器是料盅打开时从几个孔同时往窑炉里落料，几个孔中心也在一个圆周线上，这个圆和窑炉是同心的园，只是直径比砌砖的园稍小，下料后的凸点比较靠近炉壁，几个凸点连起来，基本形成一个连续的凸起的梁型，大粒度的石料和煤滚到性对位置较低的中间，也是形成中间空隙大，周边空隙小的现象。这种布料器的技术难点就是各点下料数量要基本一样，只要把上面的各个环节做好，还是能用的，成本低，制作简单，但也是只能用于小直径的窑，大点的窑是不行的，不论咋做都不能让各个孔下料一样多。旋转布料器是最好用的，是在旋转中往下撒料，很均