套筒石灰窑新技术在某钢厂的应用与发展

胡志远

（中冶华天工程技术有限公司 江苏南京 210019）

1 套筒窑技术发展背景

目前，国内外先进的生产活性石灰的竖窑窑型主要包括环形套筒竖窑、并流蓄热式双膛竖窑、双梁竖窑等[1]。套筒窑技术是国内外先进的活性石灰生产技术，起源于德国贝肯巴赫·威尔曼司特勒公司[2]。20世纪90年代，中冶华天工程技术有限公司在国内冶金行业较早引入套筒窑技术，并对窑体结构及配套设备不断改进和优化，目前已全部国产化，可以完全满足钢铁冶金行业对活性石灰的多种需要。

中冶华天工程技术有限公司在某钢厂500t/d套筒窑的设计中，以发生炉煤气作为燃料，全部采用国产设备，自主集成，对工艺进行了合理的优化，采用全自动化控制系统，能够满足用户对产品粒度、质量、运输方式的多样性要求。

2 套筒窑技术在某钢厂的应用和发展

在某钢厂500t/d套筒窑设计中，充分结合以往的设计经验，对窑型结构进行优化，其成品石灰处理系统可高效地完成石灰深加工过程，满足了转炉炼钢和烧结工艺对活性石灰的不同需求。

2.1 套筒窑的产品方案

该钢厂500t/d套筒窑年产活性石灰17.5万t。其产品供应转炉炼钢、烧结工艺等。物料平衡及粒度分配见图1：

图1 套筒窑物料平衡图

2.2 套筒窑的工艺流程

粒度为40～80mm原料采用汽车运入原料堆场储存，采用铲车将原料卸入地下受料仓备用。地下受料仓中原料经胶带机输送至原料筛分间进行筛分。0～40mm的筛下废料进入碎石仓，采用汽车外运他用。筛上物为合格原料，经溜槽送至窑前仓储存备用。

窑前仓内储存的原料经振动给料机进入称量斗，称量后卸入上料小车内。上料小车提升到窑顶料仓，通过旋转布料器卸入窑内。原料通过在窑内的石灰石预热带、上下燃烧室之间逆流焙烧带、下燃烧室下部并流焙烧带和石灰冷却带生产出成品石灰[3]。

成品活性石灰从窑内卸至窑下的灰仓，再由振动出灰机将石灰从灰仓内卸到耐热胶带机上，经斗提机运至成品处理间。成品石灰在成品处理间进行破碎和筛分，粒度10～80mm的成品石灰进入炼钢石灰仓储存，用汽车运至炼钢车间；粒度0～3mm的石灰储存在烧结石灰仓，用气力输送管道或罐车输送至烧结车间。套筒石灰窑车间工艺流程见图2。

图2 套筒石灰窑车间工艺流程图

2.3 套筒窑技术的特点和优势

2.3.1 自动化控制

整个套筒石灰窑区域采用二级自动化控制系统，包括基础级和监控级。

整个车间仪表检测与参数控制纳入到PLC控制系统进行生产过程监视、自动控制、数据处理及生产管理，能够满足整个石灰窑装置安全、经济运行及监视、控制、经济核算的要求。

全自动化控制系统的采用，使套筒窑工艺控制更加容易，降低了能耗和生产成本，石灰的质量更加稳定。

2.3.2 窑型结构及配套设备优化

对套筒窑下内套筒立柱与中内套筒底部耐材砌筑结构进行改进，减少了该处耐材脱落情况的发生，采用了新型的窑壳耐材托圈结构和拱桥砌筑结构，提高了套筒窑砌筑的寿命。

对窑顶布料器进行了降噪处理，减少了小车上料时，物料对布料器冲击所产生的巨大噪音和振动，改善了工人的劳动环境。

为适应当地冬季极端严寒的气候，特为液压设备配备了抗低温液压油，对液压管线进行包扎和电伴热。同时对煤气管道水封设施进行蒸汽伴热，保证水封设施在冬季安全使用。

2.3.3 节能环保技术

选择合理的热工制度，利用下内套筒环缝夹层内被预热的冷却空气作为上、下排烧嘴的助燃空气，利用经过窑顶废气预热过的驱动空气和成品石灰冷却空气，作为下排烧嘴的二次助燃空气，回收了余热，降低了燃耗。

窑体采用良好的密封装置，采用合适的耐火隔热内衬，对高温空气管道进行绝热包扎，减少系统散热。

对部分风机及上料卷扬机采用变频调速，对冷却风机和破碎机加装软启动器。上述措施的实施，具有明显的节电效果。

采用原料成品系统除尘站和窑尾废气除尘站对生产中的各个扬尘环节进行烟气除尘，烟气中粉尘浓度＜20 mg/m3，达到国家标准的排放要求。

套筒窑需要的生产用水量很少。工艺需要的生产用水主要是风机、破碎机轴承冷却用水。本项目新建一套循环水系统，为石灰窑车间和发生炉煤气生产车间共用，循环利用生产冷却用水，并补充极少量的循环水损耗。污水满足《污水综合排放标准》中一级标准的要求，排入总厂生活污水管道，经总厂污水处理设施处理后循环使用。

选用低噪音设备；设置隔声罩、加装消声器；设置减振装置，强振设备与管道间采取柔性连接方式，厂区内采用绿化降噪，通过采取以上措施，厂界噪声满足《工业企业厂界噪声标准》中III类标准的要求，即昼间<65 dB(A)，夜间<55 dB。

因此，通过采用上述先进的节能环保技术，套筒窑热耗达到950Kcal/kg石灰，能耗和环保指标均达到国内先进水平。

3 套筒窑新技术应用效果

中冶华天为某钢厂套筒窑系统设计了复杂的成品石灰处理系统工艺流程，对成品石灰进行深加工，满足钢铁厂内烧结工艺、转炉炼钢工艺对活性石灰的需求；采用全自动化系统提高了套筒窑生产过程的控制水平，提高了生产过程的稳定性；通过对窑型结构和配套设备的优化，提高了窑体寿命，节约了热耗和电耗，使石灰窑车间的能耗指标达到国内先进水平。套筒窑系统采用多种措施对环境污染进行控制，保证达到国家规定的排放标准。

[1]陈子琦.活性石灰竖窑窑型比选.炼钢,1999,(5):52.

[2]罗琨.套筒式竖窑工艺特点及其相关工艺配置.武钢技术,2002,(1):51.

[3]初建民,高士林.冶金石灰生产技术手册[M].北京:冶金工业出版社,2009:272.