專(zhuān)利名稱(chēng)：一種豎窯生產(chǎn)輕燒白云石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)輕燒白云石的技術(shù)，尤其是涉及一種利用低熱值煤氣為燃料的豎窯生產(chǎn)輕燒白云石的方法。
背景技術(shù)：
隨著煉鋼技術(shù)水平的提高和煉鋼裝備的大型化，為提高爐襯的使用壽命，煉鋼生產(chǎn)對(duì)造渣、調(diào)渣材料的品種和質(zhì)量有了新的要求，除需要大量?jī)?yōu)質(zhì)冶金石灰外，還需要一定量的輕燒白云石，用于調(diào)整爐渣的堿度、提高爐渣的流動(dòng)性以延長(zhǎng)爐襯壽命，并改善脫硫、脫磷反應(yīng)的進(jìn)行。
國(guó)內(nèi)各鋼鐵公司大都將舊式機(jī)立窯改造后，以焦炭或煤粉為燃料燒制輕燒白云石、或外購(gòu)?fù)粮G產(chǎn)品。由于固體燃料和白云石在入窯前不能充分的預(yù)混勻，分層或混合裝料時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的粒度偏析，使焦炭或煤粉不能夠同白云石均勻混合，窯斷面上的燃料分布不均，導(dǎo)致同一斷面的溫差過(guò)大，造成分解條件的過(guò)大差異，局部溫度偏高產(chǎn)生過(guò)燒，局部溫度偏低而生燒，使產(chǎn)品的活性度降低；另外目前焦炭或煤粉的價(jià)格偏高，造成產(chǎn)品成本偏高，而且焦炭或煤粉中的灰份及硫含量均較高，會(huì)摻入大量的P、SiO2、Al2O3、S等雜質(zhì)，使輕燒白云石本身的有效氧化鎂含量降低。
現(xiàn)有技術(shù)中的入窯白云石原料沒(méi)有經(jīng)過(guò)必要的預(yù)處理，不僅碎石多，且表面粘附有大量的硅鋁雜質(zhì)，如泥、砂等，表面泥砂較多而引發(fā)的雜質(zhì)增多、結(jié)窯等工藝事故頻繁，使產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)過(guò)大。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種利用低熱值煤氣為燃料的豎窯生產(chǎn)輕燒白云石的方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種豎窯生產(chǎn)輕燒白云石的方法，主要包括如下步驟A、將白云石原料從豎窯上部裝入窯內(nèi)，作為燃料的凈高爐煤氣經(jīng)升壓、并利用出窯廢氣的顯熱預(yù)熱升溫至180℃以上，供風(fēng)系統(tǒng)的助燃風(fēng)也經(jīng)同步預(yù)熱升溫至250℃以上后與上述熱煤氣同步送入豎窯內(nèi)，冷卻風(fēng)則由供風(fēng)系統(tǒng)直接送入豎窯內(nèi)；B、白云石原料在窯內(nèi)從上到下經(jīng)過(guò)預(yù)熱帶、分解帶、冷卻帶，預(yù)熱帶溫度控制在500℃～900℃范圍內(nèi)，分解帶溫度控制在900℃～1050℃范圍內(nèi)，冷卻帶溫度控制在900℃～100℃范圍內(nèi)，從預(yù)熱帶下部到冷卻帶上部都是MgCO3的分解區(qū)域，然后由冷卻帶下部出窯，即得到輕燒白云石成品，出窯廢氣則進(jìn)入余熱回收系統(tǒng)。
所述步驟A中凈高爐煤氣為含塵量低的凈高爐煤氣，其熱值為3000～3600kJ/m3。
所述步驟A中的白云石原料在入窯前進(jìn)行充分的篩分分級(jí)與水洗，白云石入窯粒徑為30～80mm，且表面潔凈。
所述步驟A中供風(fēng)系統(tǒng)采用大風(fēng)量操作制度，使窯內(nèi)空氣過(guò)剩系數(shù)α達(dá)1.6，以減小窯內(nèi)氣流的CO2分壓。
所述步驟B中豎窯的出窯煙氣經(jīng)余熱回收系統(tǒng)進(jìn)行處理，該余熱回收系統(tǒng)包括有220m2以上的雙金屬管式換熱器，利用高溫出窯煙氣對(duì)作為燃料的凈高爐煤氣和助燃風(fēng)進(jìn)行同步預(yù)熱，使高爐煤氣的入窯溫度提高到250℃，助燃風(fēng)的入窯溫度達(dá)到180℃以上，而出窯煙氣的溫度從450℃以上，降至200℃以下后凈化外排。
所述步驟B中一次性出料量達(dá)600mm，減小物料在高溫帶的停留時(shí)間。
本發(fā)明的積極效果是由于所采用的凈高爐煤氣是鋼鐵廠(chǎng)產(chǎn)生量最大、熱值最低、價(jià)格低廉的副產(chǎn)煤氣，屬于廢物利用，環(huán)境污染也減小，產(chǎn)生了較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益；另外，采用凈化的高爐煤氣，克服了以焦炭或煤粉為燃料燒制輕燒白云石時(shí)，因窯斷面上的燃料分布不均，導(dǎo)致同一斷面的溫差過(guò)大，造成分解條件的過(guò)大差異，局部溫度偏高產(chǎn)生過(guò)燒，局部溫度偏低而生燒；燃料帶入大量的P、SiO2、Al2O3、S雜質(zhì)，使輕燒白云石本身的有效氧化鎂含量降低、雜質(zhì)含量偏高、活性度低、生產(chǎn)成本高等一系列缺陷。
眾所周知，要保證白云石中的MgCO3完全分解的同時(shí)，也保證其中的CaCO3分解度，并保持分解產(chǎn)物中的高活性，煅燒帶溫度必須穩(wěn)定在900℃～1050℃范圍內(nèi)，而凈高爐煤氣的熱值較低，為3000～3600kJ/m3，難以達(dá)到這個(gè)要求。為將煅燒帶溫度穩(wěn)定在900℃～1050℃范圍內(nèi)，本發(fā)明利用了出窯煙氣的顯熱對(duì)高爐煤氣和助燃風(fēng)同步預(yù)熱，從而保證了煅燒帶溫度穩(wěn)定在900℃～1050℃范圍內(nèi)，進(jìn)而保證了出窯產(chǎn)品的質(zhì)量。
以粒徑為30～80mm，表面潔凈的白云石為原料，使進(jìn)爐的雜質(zhì)含量得到有效控制，并保證了窯內(nèi)的透氣性，從而穩(wěn)定生產(chǎn)出質(zhì)量?jī)?yōu)異的輕燒白云石，所得輕燒白云石成品中CaO和MgO的重量百分比含量大于90％、活性度大于200ml/10min，有害雜質(zhì)總量1％、豎窯利用系數(shù)高達(dá)1.0t/m3·d以上，產(chǎn)品能耗低于4.5kJ/kg，出窯產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)無(wú)破碎無(wú)篩分工藝；采用本發(fā)明所得產(chǎn)品具有產(chǎn)品活性度高、雜質(zhì)含量低、有效氧化鎂高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)本發(fā)明具有生產(chǎn)成本低及可使用二次劣質(zhì)能源，即低熱值高爐煤氣的技術(shù)特性。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明工藝流程方框示意圖；圖2是本發(fā)明所述豎窯工作原理圖。
具體實(shí)施方式參見(jiàn)圖1和圖2，一種豎窯生產(chǎn)輕燒白云石的技術(shù)，首先將塊度為0～80mm的白云石由汽車(chē)運(yùn)至原料場(chǎng)的過(guò)渡倉(cāng)；經(jīng)過(guò)園桶篩將其中0～30mm的碎石篩去，碎石和泥砂進(jìn)入篩下料回收系統(tǒng)回收利用，而30～80mm的白云石表面附著的泥砂被沖洗干凈后進(jìn)入豎窯前的原料倉(cāng)(即窯前倉(cāng))，而后由上料設(shè)施裝入豎窯內(nèi)；作為燃料的凈高爐煤氣則經(jīng)煤氣加壓系統(tǒng)升壓、并經(jīng)余熱回收系統(tǒng)使其溫度升高到180℃以上后送入窯內(nèi)，來(lái)自供風(fēng)系統(tǒng)的助燃風(fēng)也經(jīng)余熱回收系統(tǒng)使其溫度升高到250℃以上后與熱煤氣同步送入窯內(nèi)，該余熱回收系統(tǒng)包括有220m2以上的雙金屬管式換熱器，利用高溫出窯煙氣對(duì)作為燃料的凈高爐煤氣和助燃風(fēng)進(jìn)行同步預(yù)熱，冷卻風(fēng)則由供風(fēng)系統(tǒng)直接送入窯內(nèi)；出窯煙氣經(jīng)過(guò)經(jīng)余熱回收系統(tǒng)溫度由450℃以上，降低到200℃以下后凈化外排。
經(jīng)上述處理后的白云石原料從豎窯上部進(jìn)入窯內(nèi)，在窯內(nèi)從上到下經(jīng)過(guò)預(yù)熱帶、分解帶、冷卻帶，預(yù)熱帶溫度控制在500℃～900℃范圍內(nèi)，分解帶溫度控制在900℃～1050℃范圍內(nèi)，冷卻帶溫度控制在900℃～100℃范圍內(nèi)，從預(yù)熱帶下部到冷卻帶上部都是MgCO3的分解區(qū)域，然后由冷卻帶下部出窯，即得到輕燒白云石成品。采用大風(fēng)量操作制度，使窯內(nèi)空氣過(guò)剩系數(shù)α達(dá)1.6，以減小窯內(nèi)氣流的CO2分壓。由于白云石中的MgCO3在豎窯預(yù)熱帶的中下部即已開(kāi)始發(fā)生分解反應(yīng)，到了煅燒帶下部則已達(dá)到完全分解狀態(tài)，為確保白云石中的MgCO3完全分解的同時(shí)，也保證其中的CaCO3有較高的分解度，采用大裝大出、大風(fēng)量操作制度，以減小物料在高溫帶的停留時(shí)間，防止MgO晶粒粗大化而導(dǎo)致活性下降，并有利于加快CaCO3的分解。由于采用了大風(fēng)量的操作方法，使窯內(nèi)CO2分壓減小，有利于加快碳酸鹽的分解，但出窯煙氣量增大，其帶出的顯熱也增大，因此采用較大面積的換熱器以充分回收余熱。
本發(fā)明針對(duì)白云石的加熱分解特性與石灰石的不同即白云石是復(fù)鹽其分解過(guò)程是分階段進(jìn)行的，溫度的高低、時(shí)間的長(zhǎng)短和氣氛的不同對(duì)其分解速度和分解度起決定性的作用，其中的CaCO3在900℃左右開(kāi)始分解，其最佳煅燒溫度在950℃～1150℃之間，而MgCO3則在700℃左右即開(kāi)始分解的特性，把生產(chǎn)輕燒白云石時(shí)的溫度控制作為關(guān)鍵技術(shù)之一，采用理論燃燒溫度較低的低熱值高爐煤氣，其煤氣熱值3000～3600kJ/m3，以220m2及以上的雙金屬管式換熱器利用高溫出窯煙氣對(duì)入窯一次風(fēng)與高爐煤氣進(jìn)行同步預(yù)熱，使煅燒帶溫度穩(wěn)定在900℃～1050℃之間，從而使白云石中的MgCO3完全分解的同時(shí)，也保證了其中的CaCO3的分解度，并保持了分解產(chǎn)物MgO、CaO的高活性。
本發(fā)明具有生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好及可使用二次劣質(zhì)能源即低熱值高爐煤氣的技術(shù)特性。
權(quán)利要求
1.一種豎窯生產(chǎn)輕燒白云石的方法，其特征是主要包括如下步驟A、將白云石原料從豎窯上部裝入窯內(nèi)，作為燃料的凈高爐煤氣經(jīng)升壓、并利用出窯廢氣的顯熱預(yù)熱升溫至180℃以上，供風(fēng)系統(tǒng)的助燃風(fēng)也經(jīng)同步預(yù)熱升溫至250℃以上后與上述熱煤氣同步送入豎窯內(nèi)，冷卻風(fēng)則由供風(fēng)系統(tǒng)直接送入豎窯內(nèi)；B、白云石原料在窯內(nèi)從上到下經(jīng)過(guò)預(yù)熱帶、分解帶、冷卻帶，預(yù)熱帶溫度控制在500℃～900℃范圍內(nèi)，分解帶溫度控制在900℃～1050℃范圍內(nèi)，冷卻帶溫度控制在900℃～100℃范圍內(nèi)，從預(yù)熱帶下部到冷卻帶上部都是MgCO3的分解區(qū)域，然后由冷卻帶下部出窯，即得到輕燒白云石成品，出窯廢氣則進(jìn)入余熱回收系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豎窯生產(chǎn)輕燒白云石的方法，其特征是所述步驟A中凈高爐煤氣為含塵量低的凈高爐煤氣，其熱值為3000～3600kJ/m3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的豎窯生產(chǎn)輕燒白云石的方法，其特征是所述步驟A中的白云石原料在入窯前進(jìn)行充分的篩分分級(jí)與水洗，白云石入窯粒徑為30～80mm，且表面潔凈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的豎窯生產(chǎn)輕燒白云石的方法，其特征是所述步驟A中供風(fēng)系統(tǒng)采用大風(fēng)量操作制度，使窯內(nèi)空氣過(guò)剩系數(shù)α達(dá)1.6，以減小窯內(nèi)氣流的CO2分壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的豎窯生產(chǎn)輕燒白云石的方法，其特征是所述步驟A中供風(fēng)系統(tǒng)采用大風(fēng)量操作制度，使窯內(nèi)空氣過(guò)剩系數(shù)α達(dá)1.6，以減小窯內(nèi)氣流的CO2分壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豎窯生產(chǎn)輕燒白云石的方法，其特征是所述步驟B中豎窯的出窯煙氣經(jīng)余熱回收系統(tǒng)進(jìn)行處理，該余熱回收系統(tǒng)包括有220m2以上的雙金屬管式換熱器，利用高溫出窯煙氣對(duì)作為燃料的凈高爐煤氣和助燃風(fēng)進(jìn)行同步預(yù)熱，使高爐煤氣的入窯溫度提高到250℃，助燃風(fēng)的入窯溫度達(dá)到180℃以上，而出窯煙氣的溫度從450℃以上，降至200℃以下后凈化外排。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的豎窯生產(chǎn)輕燒白云石的方法，其特征是所述步驟B中一次性出料量達(dá)600mm，減小物料在高溫帶的停留時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種豎窯生產(chǎn)輕燒白云石的方法，采用熱值為3000～3600kJ/m的凈高爐煤氣作為燃料，在原材料MgO含量較低的情況下，仍穩(wěn)定生產(chǎn)出如下表所示的質(zhì)量?jī)?yōu)異的輕燒白云石，所得輕燒白云石成品中CaO和MgO的重量百分比含量大于90％、活性度大于200ml/10min，有害雜質(zhì)總量的重量百分比含量小于1％、豎窯利用系數(shù)高達(dá)1.0t/m
文檔編號(hào)C04B2/00GK1837118SQ20061003498
公開(kāi)日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者彭海兒, 鄧承春, 張銀斌, 鄒宇宏, 何福禮, 顏國(guó)文, 賓鴻偉, 羅桂圓, 吳列文 申請(qǐng)人:廣東韶鋼松山股份有限公司