活性石灰窑窑型选择

活性石灰窑窑型选择
摘要：介绍了国内活性石灰窑的发展概况，几种窑型的结构和特点。

关键词：活性石灰窑；窑型选择
一、前言
活性石灰窑在冶金行业发展非常迅速，活性石灰主要在炼钢和烧结工艺上使用。

随着钢铁冶炼技术的进步，炼钢广泛采用活性石灰作为熔剂，这样可以加快
造渣速度，缩短炼钢时间，提高钢的产量和质量，降低成本，节省炉料和能耗，
稳定冶炼操作，为冶炼自动化创造良好条件；烧结采用生石灰代替原来的石灰石，生石灰在混合料加水过程中被消化，放出大量的热，从而提高料温。

另外，用生
石灰代替石灰石生产高碱度烧结矿并配以部分酸性炉料，是目前被认为较好的高
炉炉料结构，它可以使高炉冶炼少加或不加石灰石，可提高高炉利用系数，降低
焦比，节约能耗，经济效益显著。

二、国内活性石灰窑的发展概况
随着我国冶金行业的高速发展，我国冶金石灰行业也得到了迅速发展，对活
性石灰窑也提出了更高的要求。

而现阶段，在生产规模、产品质量、装备水平、
能源消耗、环境保护、作业条件、综合利用等方面，国内石灰窑都存在较大差距。

活性石灰窑是石灰生产的关键设备，其技术状态将直接影响活性石灰的产品质量、能源消耗、环境保护等诸多方面。

结合我国冶金行业的现状及发展趋势，我国冶
金石灰窑应向大型化规模化生产发展、向节能型精细化生产发展、向机械化自动
化生产发展、向环保洁净化生产发展、向综合利用循环经济发展。

国内生产活性
石灰成功窑型主要是回转窑，其它的气烧竖窑，改进型焦炭竖窑及其他窑型等，
无论从产品质量、产量、操作、环保等方面均存在各种各样的问题。

从上世纪80
年代开始，我国大量引进国外的先进窑型，其竖窑主要是瑞士麦尔兹的并流蓄热
式双膛竖，意大利弗卡斯公司的双梁窑和德国的贝肯巴赫公司的环形套筒竖窑等。

目前在国内新建窑型中，回转窑和这几种引进的竖窑市场占有率较高。

三、回转窑和竖窑的比较
对于回转窑和竖窑，一般认为回转窑生产的石灰质量最好，且可煅烧粒度较
小的石灰石，而竖窑生产的石灰质量一般来说略低于回转窑。

回转窑在国内生产
多年，从技术和生产操作来说，都已成熟，主要有以下优点：构造比较简单，经
营费用少，操作工人少，生产控制容易，运转率高可达90%以上，成品质量较高，回转窑尾废气温度低，一般都在250℃以下，因此不存在大量废热的利用问题。

但回转窑占地较大，热耗，电耗都较高，设备维修也很频繁，对燃料要求严格，
必须是高热值的煤气，油或煤粉，无法使用炼铁、炼钢产生的煤气，由于回转窑
可选用粒度较小的石灰石原料，废气带灰量较大。

竖窑可以使用热值较低的燃料以充分利用冶金工厂所产生的二次能源，占地小，投资低，热耗、电耗都低，产品质量也能满足生产要求。

从国内引进的成功
竖窑来看，其产品质量已经能满足冶金生产的要求。

但竖窑一般结构比较复杂，
操作要求比回转窑高。

四、三种竖窑的比较
（一）环形套筒竖窑。

套筒窑是德国贝肯巴赫窑炉公司发明的，贝肯巴赫公司创建于1929年，主要设计煅烧活性石灰及白云石的竖窑，1955年以前，一直用焦炭作为燃料，烧出的
石灰活性度很低。

环形套筒窑是在60年代初产生的，诞生后得到广泛推广，我
国化工系统于上世纪80年代末在张家口，包头，兰州，太原化工部门建了5座150t/d的套筒窑，接着马钢、梅钢、首钢引进500t/d套筒窑。

套筒窑是由砌有耐火材料的窑壳和分成上下两段的内套筒组成，窑壳与内套
筒同心布置，矿石位于窑体和内套筒之间的环形空间以利于气流穿透。

套筒窑使
用的燃料为流体燃料，如天然气、焦炉煤气、转炉煤气、高焦混合煤气、电石炉气、轻油、重油、煤粉等。

套筒窑窑体从上到下可分为预热带、上部煅烧带(逆流)、中部煅烧带(逆流)、下部煅烧带（顺流）、冷却带，其核心为下部并流煅烧带，石灰最终在下部煅烧带内烧成，保证能够煅烧出优质活性石灰。

整个窑体为
负压操作，对窑体密封程度要求不高，可以在线观察到窑内的煅烧过程，在线取
样并且可以在线维修燃烧设备。

套筒窑很重要的一个优点就在于循环气体温度的
可控性，所以可以烧出优质石灰。

甚至石灰石中碳酸钙含量经常变动，仍然可以
通过产出率的调整来使石灰质量保持在一个很高的水平。

套筒窑内部结构比较复杂，窑内衬均由耐火材料组成，砖型较多，在我国建
造初期，经常出现拱桥部位耐火材料塌陷的问题，经过多年的经验，目前砌筑问
题已基本解决。

（二）并流蓄热式双膛竖窑（MAERZ窑）。

双膛窑是由瑞士麦尔兹炉窑公司于1965年获得专利许可权，在我国冶金系统的太钢、唐钢、杭钢、天津无缝、包钢、昆钢等企业已引进建成不少座双膛窑。

双膛窑有2个窑身，2个窑身交替轮换煅烧和预热矿石，在2个窑身的煅烧带底
部之间设有连接通道连接彼此，每隔约12分钟换向一次以变换窑身的工作状态。

在操作时，两个窑身交替装入矿石，燃料分别由2个窑身的上部进入，通过设在
预热带底部的多支喷枪使燃料均匀的分布在整个窑的断面上，使燃料得到均匀的
燃烧。

双膛窑使用的燃料也是流体燃料，如煤气、油、煤粉等均可。

助燃空气用罗茨风机从竖窑的上部送入，助燃空气在与燃料混合前在预热带
先被预热，然后煅烧火焰气流通过煅烧带与矿石并流（在所有竖窑中，双膛窑的
并流带最长），使矿石得到煅烧。

煅烧后的废气通过连接2个窑身的通道沿着另
一窑体的预热带向窑顶排出。

由于长行程的并流煅烧，石灰质量很好，且由于2
个窑身交替操作，废气直接预热矿石，热量得到最充分的利用，在所有竖窑中热
耗最低。

双膛窑为密封正压操作，膛内工作压力在40kPa左右。

粉尘外逸较高,环境保
护投资较大。

冷却风，助燃风，燃气要求压力高需要的加压风机较多，电耗大。

（三）双梁窑。

双梁窑是意大利弗卡斯公司多年来不断开发和改进的窑型，双梁窑的核心部
分是采用了三路压力系统，所谓“三路压力系统”，就是在冷却带上方布置抽气梁，由一台风机将冷却过石灰的热空气经抽气梁抽出窑外，重力除尘后进入热交换气
预热助燃风，这样在下层烧嘴梁与抽气梁之间形成了一个高约7m的后置煅烧带。

由于废气风机的作用，从下层烧嘴梁向上为负压，而冷却石灰的热空气又从后置
煅烧带底部抽出，于是在后置煅烧带内基本无压力干扰，从煅烧带下来的石灰，
避免了与冷却过石灰本身被预热但温度仍远低于从煅烧带流出的石灰的温度的热
空气相遇，在后置煅烧带里以平均温度为900℃的氛围内均质，石灰质量有所提高。

双梁窑使用的燃料亦为流体燃料，如煤气、油、煤粉等。

（四）三种竖窑窑型综合比较。

三种窑型均有优缺点，综合比较见表1
表1 三种竖窑综合比较表
五、结束语
活性石灰窑在我国已发展多年，由于石灰窑窑型较多，任何窑型都有各自的优缺点，用户在选择窑型时要多做考察，根据企业自身的客观条件并结合各种窑型的特点，最终选定。