生石灰工艺设备设计要点

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摘要：概述了生石灰在烧结中的作用及生石灰输送方案，并从实际应用的角度对生石灰参与配料的各种方案阐述简析，为优化生石灰配料系统提供了更多可能性。

关键词：烧结配料系统；生石灰配料工艺；设计要点

生石灰作为碱性熔剂的一种，在烧结配料过程中扮演着重要角色，因为生石灰的添加剂量及控制方法直接影响烧结矿的碱度。生石灰遇水后变为消石灰，有分散度大、具粘性、密度小等物理特性。如今，大多数烧结厂均以外购生石灰为主，多采用管道气力输送或罐车上料方式，经过生石灰仓的贮存，其物理特性更加均匀稳定，再通过重量配料方式参与到烧结系统的配料中来。

1烧结过程添加生石灰的作用

生产过程中要求添加的生石灰的粒度≤3mm，含水0％，CaO≥85％，活性度≥250ml（活性度是指用4ml的HCl中和滴定至终点时，所消耗的HCl的体积）。首先，生石灰的添加可预热混合料，利用生石灰消化放热提高料温，防止料层过湿；其次，生石灰遇水消化过程中体积可以增大一倍，有利于强化制粒过程，进而能使料球强度提高；最后，添加生石灰生产时，更容易生成熔点低、流动性好易凝结的液相，成品率明显增加，可降低燃烧带厚度和速度及液相对气流的阻力从而提高烧结速度，提高了整机利用系数。但是，根据各厂的配比不同，并不是一味添加生石灰就能对烧结过程有利，生石灰用量大除了不经济外也会使混合料堆密度降低，料球强度反而会破坏，所以要遵循适量原则，尽量在烧结点火前使生石灰充分消化。

2生石灰在配料系统中的位置

生石灰气力输送（即接收系统）主要有生石灰气力管道运输和密封罐车两种来料形式。在现有设计中，生石灰运送到烧结配料室生石灰仓顶通过终端箱或垂直卸料嘴打入仓中，仓顶要根据生产规模的不同设计不同大小的仓顶布袋除尘器，同时为防止喷仓，每个仓顶均设置相应规格的泄爆阀。生石灰作为熔剂是一种粉状物料，对车间的污染程度较为严重，鉴于集中除尘的考虑，生石灰矿仓一般设置在车间的最末端或倒数第二个物料仓位。生石灰仓设计的大小原则上考虑贮存时间大于等于8小时为宜，但根据各厂区来料条件的不同，可适当调整。生石灰仓壁一般设置振动疏堵设备，可以是空气炮、仓壁振动器、声波清灰器等。由于生石灰的物料性能，其金属矿仓的仓壁不小于60°，现阶段设计倾角通常采用65°或70°为宜。矿仓内设衬板，选用时以防腐防粘料为原则。因生石灰的用量在烧结系统中并不是很大，可以考虑一个矿槽设两个下料口或两个矿槽一工一备的布置形式。

3生石灰工艺设备设计要点

3．1传统生石灰配料工艺及设备。传统的生石灰配料一般分容积配料形式和重量配料形式两种。因容积配料误差较大，现有设计中已完全摒弃。重量配料形式的精度可达到±0．5％甚至更低，所以在生产应用中广受好评得以推广。以往的烧结工程曾经使用的生石灰卸料设备通常是细灰闸门、回转给料机、螺旋电子秤加生石灰配消器的组合，这种生石灰消化在车间内部给车间环境造成较大困扰，且容易堵料，所以已不再采用。3．2优化的生石灰配料工艺设备组合。如今设计的工程中，主要采用两种形式的生石灰配料工艺设备组合：———细灰闸门＋回转给料机＋密封皮带秤：生石灰矿仓下直接接细灰闸门，用变频调速的回转给料机控制生石灰的下料量，取消生石灰车间内消化的步骤，下端的密封皮带秤恒速运转。生石灰应用该工艺设备出料，使生产步骤既简单又顺畅。这种方式的优点是节约了设备空间高度，出料方式相对简单，过程易操控。缺点是回转给料机的变频控制料流不稳定，需要操作过程中逐渐摸索出生产经验。以山西建龙实业有限公司265m2烧结机技术改造项目为例，配料室中生石灰仓的下口标高为3．8m，相较于之前同等规模烧结工程配料室使用生石灰配消器的下口高度降低近1．5m，矿仓有效容积相应增加约60m3，为生产提供了更加可靠的保证。———插板阀＋回转给料机＋减量密封秤：生石灰矿仓下直接接插板阀可根据实际情况进行给料或封闭切换，回转给料机变频调速用以控制生石灰下料到减量密封秤的矿槽时间，当减量秤的矿槽迅速充满后，减量秤矿槽的称重传感器返回信号，关闭回转给料机，生石灰由减量秤的密封仓下至螺旋给料机给料，此螺旋给料机变频调速控制生石灰的给料量。减量密封秤的进出口和上、下设备的连接形式均为软连接，这样可精准控制生石灰给料量。这种给料方式的优点是给料精度高，称量准确，不易扬尘。缺点是设备高度高，影响矿仓储量，出料过程复杂，设备操作频繁，螺旋给料机可能堵料。以河南济源钢铁（集团）有限公司烧结机脱硫脱硝环保升级改造工程为例，此项目配料生石灰仓应用此种下料形式给料，给料过程连续准确，每小时流量可以控制在最小10t／h，最大38t／h，精度0．5％。生石灰矿槽下口标高为5．95m，直接接插板阀及回转给料机，然后设置约200mm软连接接入约5m3的称量斗，称量斗下口接螺旋给料机。当回转给料机开启下料时，理论上可以在3～5min充满称量斗，然后关闭回转给料机，在接下来的时间里螺旋秤只需给出称量斗中的料量即可，通过控制变频调速的螺旋秤，也可以达到准确给料控制生产的目的。生石灰给料过程即重复上述动作，大约每小时往复动作7～8次。3．3其他改进形式及探索方向。生石灰配料工艺的改善也不乏其他形式设备的应用，有的厂区将减量秤的螺旋改成配料秤选择带宽较大且带速较慢的型号（需要保证测量精度且在车间空间允许的情况下），使生石灰缓慢落入下方集料胶带机。同时，皮带秤带面敞开，不易堵料，头部不设通风除尘点，减少生石灰被吸走的概率避免产生二次扬尘，或者下料点处设喷雾抑尘设施等。这些都是现场通过生产实践摸索出的最新成果，均可为今后的生石灰配料工艺设备选择提供更多可能性。当然，有的项目厂家要求加入生石灰消化设计也是研究的方向，消化生石灰最大的设计重点在如何排汽、排污，拒绝车间二次污染，并使下料过程更加顺畅，这就要求今后需结合改进后的生石灰消化器和更加合理的工艺设备布置来进一步解决、指导消化过程带来的难题。

4结语

生石灰的配料工艺设计一直都改进与探讨，通过不同设备组合的工艺设计形式，达到精准、清洁、有序、自动化程度高的生石灰配料设计。在今后的设计工作中，工程设计者需要更深入地研究生石灰在烧结配料中的属性，结合不断更新的自动化设备，最大幅度地使生石灰的熔剂特性得以在烧结过程中发挥，并在具体的工程应用中推广开来。

作者:祝鹦弋 单位:中冶北方（大连）工程技术有限公司