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[摘 要]本文通过简单介绍回转窑生产水泥、冶金白灰、球团的的温度控制及煅烧过程,从而来区分镍铁回转窑的生产工艺,以便于更好地操作好镍铁回转窑。镍铁回转窑生产中窑内结圈是操作过程中一个经常出现的现象,通过陈述镍铁回转窑生产的一些特点、热工参数、温度控制对结圈进行分析。如何注意操作回转窑在生产中避免出现结圈及生产中的一些注意事项,是烧好镍铁回转窑的关键,这样才能生产出合格的焙砂料,实现降低矿热炉的电耗,降低生产成本。
[关键词]回转窑 操作 降低成本 结圈 温度 工艺参数 热工制度
中图分类号:TM 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)31-0385-01
国内RKEF工艺生产镍铁出料温度大多控制在700℃左右,物料的还原气氛控制也很一般,温度过高就会出现窑内结圈现象,影响正常的生产。而乌克兰RKEF工艺生产镍铁,回转窑物料温度控制在850-950℃,并且窑内没有结圈现象发生。
由于RKEF工艺生产镍铁在国内是一种新兴工艺,国内少有从事回转窑生产镍铁这方面工作的人才,都是原来从事生产水泥、白灰、球团等其他行业的人员转过来从事镍铁回转窑生产的,对RKEF工艺中回转窑生产的理解还不是十分的透彻,下面就回转窑生产水泥、白灰、球团操作的各自特点,来区分如何操作好RKEF镍铁回转窑。
一、水泥回转窑:水泥回转窑所用的二次风是来自篦冷机冷却熟料的热风,经过窑头入窑提供燃料燃烧所用的氧气,起助燃作用。窑内助燃空气量不能过多也不能过少,过多造成能源的浪费,烟气带走过多的热量;助燃空气过少,会造成还原性气氛,出现黄心料等一系列生产质量问题。窑内基本是控制在一个氧化气氛而不使富余空气过多。回转窑水泥熟料的烧成温度为1300-1450℃,要求火焰温度应达到1540-1700℃,火焰温度应比烧成温度高出约350-500℃。火焰温度过低时,熟料烧成难,游离钙高,烧失量大;火焰温度过高,容易产生熟料过烧现象,烧坏窑衬,经常发生红窑现象,不但浪费能源,而且熟料质量下降。新型干法预分解窑与其他窑型不同,生产上要求薄料快烧。物料在窑内由于料层薄,传热和反应速度加快,则升温速度快,熟料烧成所需的能量就越低,窑产量高。要提高物料的升温速率,就必须提高火焰温度,在保证熟料质量的前提下,物料在高温烧成带停留时间越短,烧成的熟料质量越好,熟料的强度越高。欲缩短物料在高温带的停留时间,则必须提高火焰温度,加快窑速,即“薄料快烧”。因此,提高火焰温度是提高窑产量和降低消耗的基本前提,如火焰温度不高,窑速也不能加快,甚至会跑生或欠烧。
二、白灰回转窑:白灰回转窑基本上也是控制一个氧化性气氛,二次风来自冷却器冷却白灰的热风,能快速提供燃料燃烧的氧气温度。窑内最高控制温度1250℃左右,窑内控制氧化性气氛。还原性气氛会影响白灰的品质,造成活性度下降,窑内易结圈。
三、球团回转窑:球团回转窑是将环冷机近1030℃的热废气引入窑头罩,作为二次风,以保证窑内所需的焙烧温度。球团在窑内主要受辐射的作用,边翻滚边焙烧,从而得到均匀焙烧。球团温度1250℃—1350℃,焙烧时间短,一般为半个小时左右。
RKEF镍铁生产工艺中的回转窑要求还原性气氛,二次风是和环境温度一样的自然风。要求Ni在窑内还原率达到90%以上,回转窑出来的物料温度在850-950℃,这就界定了镍铁回转窑的操作与其他行业操作的不同。下面就镍铁回转窑生产操作做以下分析。
首先要使回转窑焙砂温度达到要求的850-950℃而窑内不结圈。其中一个非常重要的条件就是保证窑内的助燃风是可计量的,也就是说可控制的。只有二次风助燃、窑头罩、窑门的缝隙、燃烧器与窑头罩的间隙、卸料室与窑头罩的间隙都密封好;卸料室保存一定的料,封住卸料口,防止从卸料口反风,才能保证二次风都是通过二次风机进入窑内的,这样二次风才是可控的。由于密封不严进入窑内的空气降低焙砂温度,使已经还原的Ni又被氧化,而实测的焙砂温度不能反映窑内的实际温度。这时虽然焙砂温度不高,而窑内的实际温度已经超过950℃,达到甚至超过1000℃造成结大块、结圈。并且从卸料室进入窑内的空气把大量细的焙砂带进窑内,造成窑内混浊,细的颗粒经过高温带时形成部分液相粘到窑壁上,时间久了就形成结圈。很多的企业没有考虑这方面的问题,造成Ni在窑内还原不够,焙砂温度过低,使回转窑达不到应有的效果,起不到降低成本的作用,从而使焙砂在矿热炉停留时间过长,增加电耗浪费能源,降低了矿热炉的效率与产量。下面再着重介绍一下回转窑结圈的问题。
大体上讲,引起回转窑结圈的原因主要有3个方面:(1)回转窑内粉状物太多;(2)回转窑内气氛控制不好:(3)回转窑温度控制不当。就这几个方面而言似乎回转窑结圈的原因很简单,而实际上,影响结圈的因素是多种多样的,特别是煤做燃料的回转窑比燃烧气体或液体燃料的回转窑更容易结圈。若回转窑结圈问题处理不好,将严重影响焙砂的产量、质量,缩短回转窑窑衬寿命,甚至影响回转窑的整体结构,导致无法继续生产。
操作好镍铁回转窑对燃烧用煤要有一定要求。烧水泥熟料的的回转窑可以通过配料调整,用一些劣质烟煤作为燃料。而烧红土镍矿只是把不同品味的镍矿搭配使用,成份做大幅调整的可能性不大,这就决定了烧镍矿回转窑的煤质要好一些,应选灰份低,热值高,挥发份适中即可,经过一段时间的摸索,我们大致定下了一个煤质的要求如表1:
回转窑操作需注意的其他问题:
由于二次风为自然冷风,在点火升温过程中,一定要逐渐地加燃料加风,升温动作不可过大,否则会造成灭火,只有在尾温达到400℃左右时,改喷煤粉才能顺利燃烧,如果尾温过低,窑内会有大量煤粉沉落,对焙砂的成份造成破坏,使焙砂中的碳含量过高,矿热炉生产的镍铁硅含量过高,影响产品的质量。如矿热炉是封闭炉子,把矿热炉烟气全部做为二次风使用,可很大地改善窑的可操作性,大幅地降低焙砂的成本。
由于化验室化验焙砂成份时间较长,可以用以下办法,检验焙砂质量的好坏。取焙砂放到一密闭容器内,待温度降下来以后观察焙砂的颜色,呈青蓝色,用吸铁石吸焙砂如果能够吸起来,则煅烧温度合适,还原状况良好。
操作好回转窑,不仅要会看火,会操作设备,还要知道烧是什么料,原料是什么成份以及原料配比;了解焙砂的成份,粗镍铁的成份,从而掌握烧的料怎么样,对矿热炉有何影响。如果出现实际Ni含量过低,则回转窑内煅烧温度不够,这也可能是窑速与投料料量配合不够,料在窑内停留时间不够等有关。物料在窑内保证停留3个小时左右,还原效果最佳。在保证配料准确的情况下,如果C含量过低,则是温度过高造成的。C含量高,有两个原因:一是回转窑烧的温度低;二是大量煤粉没燃烧落入料中造成的。
以上是本人在回转窑生产过程中的一些心得,希望能提供给同行一些借鉴。
[关键词]回转窑 操作 降低成本 结圈 温度 工艺参数 热工制度
中图分类号:TM 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)31-0385-01
国内RKEF工艺生产镍铁出料温度大多控制在700℃左右,物料的还原气氛控制也很一般,温度过高就会出现窑内结圈现象,影响正常的生产。而乌克兰RKEF工艺生产镍铁,回转窑物料温度控制在850-950℃,并且窑内没有结圈现象发生。
由于RKEF工艺生产镍铁在国内是一种新兴工艺,国内少有从事回转窑生产镍铁这方面工作的人才,都是原来从事生产水泥、白灰、球团等其他行业的人员转过来从事镍铁回转窑生产的,对RKEF工艺中回转窑生产的理解还不是十分的透彻,下面就回转窑生产水泥、白灰、球团操作的各自特点,来区分如何操作好RKEF镍铁回转窑。
一、水泥回转窑:水泥回转窑所用的二次风是来自篦冷机冷却熟料的热风,经过窑头入窑提供燃料燃烧所用的氧气,起助燃作用。窑内助燃空气量不能过多也不能过少,过多造成能源的浪费,烟气带走过多的热量;助燃空气过少,会造成还原性气氛,出现黄心料等一系列生产质量问题。窑内基本是控制在一个氧化气氛而不使富余空气过多。回转窑水泥熟料的烧成温度为1300-1450℃,要求火焰温度应达到1540-1700℃,火焰温度应比烧成温度高出约350-500℃。火焰温度过低时,熟料烧成难,游离钙高,烧失量大;火焰温度过高,容易产生熟料过烧现象,烧坏窑衬,经常发生红窑现象,不但浪费能源,而且熟料质量下降。新型干法预分解窑与其他窑型不同,生产上要求薄料快烧。物料在窑内由于料层薄,传热和反应速度加快,则升温速度快,熟料烧成所需的能量就越低,窑产量高。要提高物料的升温速率,就必须提高火焰温度,在保证熟料质量的前提下,物料在高温烧成带停留时间越短,烧成的熟料质量越好,熟料的强度越高。欲缩短物料在高温带的停留时间,则必须提高火焰温度,加快窑速,即“薄料快烧”。因此,提高火焰温度是提高窑产量和降低消耗的基本前提,如火焰温度不高,窑速也不能加快,甚至会跑生或欠烧。
二、白灰回转窑:白灰回转窑基本上也是控制一个氧化性气氛,二次风来自冷却器冷却白灰的热风,能快速提供燃料燃烧的氧气温度。窑内最高控制温度1250℃左右,窑内控制氧化性气氛。还原性气氛会影响白灰的品质,造成活性度下降,窑内易结圈。
三、球团回转窑:球团回转窑是将环冷机近1030℃的热废气引入窑头罩,作为二次风,以保证窑内所需的焙烧温度。球团在窑内主要受辐射的作用,边翻滚边焙烧,从而得到均匀焙烧。球团温度1250℃—1350℃,焙烧时间短,一般为半个小时左右。
RKEF镍铁生产工艺中的回转窑要求还原性气氛,二次风是和环境温度一样的自然风。要求Ni在窑内还原率达到90%以上,回转窑出来的物料温度在850-950℃,这就界定了镍铁回转窑的操作与其他行业操作的不同。下面就镍铁回转窑生产操作做以下分析。
首先要使回转窑焙砂温度达到要求的850-950℃而窑内不结圈。其中一个非常重要的条件就是保证窑内的助燃风是可计量的,也就是说可控制的。只有二次风助燃、窑头罩、窑门的缝隙、燃烧器与窑头罩的间隙、卸料室与窑头罩的间隙都密封好;卸料室保存一定的料,封住卸料口,防止从卸料口反风,才能保证二次风都是通过二次风机进入窑内的,这样二次风才是可控的。由于密封不严进入窑内的空气降低焙砂温度,使已经还原的Ni又被氧化,而实测的焙砂温度不能反映窑内的实际温度。这时虽然焙砂温度不高,而窑内的实际温度已经超过950℃,达到甚至超过1000℃造成结大块、结圈。并且从卸料室进入窑内的空气把大量细的焙砂带进窑内,造成窑内混浊,细的颗粒经过高温带时形成部分液相粘到窑壁上,时间久了就形成结圈。很多的企业没有考虑这方面的问题,造成Ni在窑内还原不够,焙砂温度过低,使回转窑达不到应有的效果,起不到降低成本的作用,从而使焙砂在矿热炉停留时间过长,增加电耗浪费能源,降低了矿热炉的效率与产量。下面再着重介绍一下回转窑结圈的问题。
大体上讲,引起回转窑结圈的原因主要有3个方面:(1)回转窑内粉状物太多;(2)回转窑内气氛控制不好:(3)回转窑温度控制不当。就这几个方面而言似乎回转窑结圈的原因很简单,而实际上,影响结圈的因素是多种多样的,特别是煤做燃料的回转窑比燃烧气体或液体燃料的回转窑更容易结圈。若回转窑结圈问题处理不好,将严重影响焙砂的产量、质量,缩短回转窑窑衬寿命,甚至影响回转窑的整体结构,导致无法继续生产。
操作好镍铁回转窑对燃烧用煤要有一定要求。烧水泥熟料的的回转窑可以通过配料调整,用一些劣质烟煤作为燃料。而烧红土镍矿只是把不同品味的镍矿搭配使用,成份做大幅调整的可能性不大,这就决定了烧镍矿回转窑的煤质要好一些,应选灰份低,热值高,挥发份适中即可,经过一段时间的摸索,我们大致定下了一个煤质的要求如表1:
回转窑操作需注意的其他问题:
由于二次风为自然冷风,在点火升温过程中,一定要逐渐地加燃料加风,升温动作不可过大,否则会造成灭火,只有在尾温达到400℃左右时,改喷煤粉才能顺利燃烧,如果尾温过低,窑内会有大量煤粉沉落,对焙砂的成份造成破坏,使焙砂中的碳含量过高,矿热炉生产的镍铁硅含量过高,影响产品的质量。如矿热炉是封闭炉子,把矿热炉烟气全部做为二次风使用,可很大地改善窑的可操作性,大幅地降低焙砂的成本。
由于化验室化验焙砂成份时间较长,可以用以下办法,检验焙砂质量的好坏。取焙砂放到一密闭容器内,待温度降下来以后观察焙砂的颜色,呈青蓝色,用吸铁石吸焙砂如果能够吸起来,则煅烧温度合适,还原状况良好。
操作好回转窑,不仅要会看火,会操作设备,还要知道烧是什么料,原料是什么成份以及原料配比;了解焙砂的成份,粗镍铁的成份,从而掌握烧的料怎么样,对矿热炉有何影响。如果出现实际Ni含量过低,则回转窑内煅烧温度不够,这也可能是窑速与投料料量配合不够,料在窑内停留时间不够等有关。物料在窑内保证停留3个小时左右,还原效果最佳。在保证配料准确的情况下,如果C含量过低,则是温度过高造成的。C含量高,有两个原因:一是回转窑烧的温度低;二是大量煤粉没燃烧落入料中造成的。
以上是本人在回转窑生产过程中的一些心得,希望能提供给同行一些借鉴。