竖窑产能提升的技术改造

120M3竖窑产能提升的技术改造,前言,石灰矿业公司石灰一车间拥有3座120m3焦炭半机械化石灰竖窑，竖窑有效利用系数在0.851.0t/m3d之间，平均日产石灰量110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年产500万吨钢规模的逐步具备，3120m3石灰竖窑的产能已不能满足现代转炉炼钢高强度、快节奏、高质量的生产需要。自2009年8月开始，到2011年4月，我车间根据石灰矿业公司的要求，相继对3120m3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,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,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。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。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,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。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。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,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。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。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。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,改造后的布料器,供风系统,现三座石灰窑的供风于1994年建成，由三台919No12.5D75KW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11000m3/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。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,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（Nm3/h），按照工业窑炉公式Q=NV11/1.75（1+20/273）1000m3/h将其换算成常温下（20）的流量为6596.56m3/h。因此，鼓入风量最多7000m3/h的风机就可满足120m3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0.8019Nm3/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11000m3/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。4.2.2、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,工艺改进,快烧快冷煅烧工艺的应用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,竖窑结瘤预防控制技术的应用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,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。,项目实施效果,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