专利名称：一种竖窑生产轻烧白云石的方法
技术领域：
本发明涉及一种生产轻烧白云石的技术，尤其是涉及一种利用低热值煤气为燃料的竖窑生产轻烧白云石的方法。
背景技术：
随着炼钢技术水平的提高和炼钢装备的大型化，为提高炉衬的使用寿命，炼钢生产对造渣、调渣材料的品种和质量有了新的要求，除需要大量优质冶金石灰外，还需要一定量的轻烧白云石，用于调整炉渣的碱度、提高炉渣的流动性以延长炉衬寿命，并改善脱硫、脱磷反应的进行。
国内各钢铁公司大都将旧式机立窑改造后，以焦炭或煤粉为燃料烧制轻烧白云石、或外购土窑产品。由于固体燃料和白云石在入窑前不能充分的预混匀，分层或混合装料时会产生较大的粒度偏析，使焦炭或煤粉不能够同白云石均匀混合，窑断面上的燃料分布不均，导致同一断面的温差过大，造成分解条件的过大差异，局部温度偏高产生过烧，局部温度偏低而生烧，使产品的活性度降低；另外目前焦炭或煤粉的价格偏高，造成产品成本偏高，而且焦炭或煤粉中的灰份及硫含量均较高，会掺入大量的P、SiO2、Al2O3、S等杂质，使轻烧白云石本身的有效氧化镁含量降低。
现有技术中的入窑白云石原料没有经过必要的预处理，不仅碎石多，且表面粘附有大量的硅铝杂质，如泥、砂等，表面泥砂较多而引发的杂质增多、结窑等工艺事故频繁，使产品质量波动过大。
发明内容为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种利用低热值煤气为燃料的竖窑生产轻烧白云石的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种竖窑生产轻烧白云石的方法，主要包括如下步骤A、将白云石原料从竖窑上部装入窑内，作为燃料的净高炉煤气经升压、并利用出窑废气的显热预热升温至180℃以上，供风系统的助燃风也经同步预热升温至250℃以上后与上述热煤气同步送入竖窑内，冷却风则由供风系统直接送入竖窑内；B、白云石原料在窑内从上到下经过预热带、分解带、冷却带，预热带温度控制在500℃～900℃范围内，分解带温度控制在900℃～1050℃范围内，冷却带温度控制在900℃～100℃范围内，从预热带下部到冷却带上部都是MgCO3的分解区域，然后由冷却带下部出窑，即得到轻烧白云石成品，出窑废气则进入余热回收系统。
所述步骤A中净高炉煤气为含尘量低的净高炉煤气，其热值为3000～3600kJ/m3。
所述步骤A中的白云石原料在入窑前进行充分的筛分分级与水洗，白云石入窑粒径为30～80mm，且表面洁净。
所述步骤A中供风系统采用大风量操作制度，使窑内空气过剩系数α达1.6，以减小窑内气流的CO2分压。
所述步骤B中竖窑的出窑烟气经余热回收系统进行处理，该余热回收系统包括有220m2以上的双金属管式换热器，利用高温出窑烟气对作为燃料的净高炉煤气和助燃风进行同步预热，使高炉煤气的入窑温度提高到250℃，助燃风的入窑温度达到180℃以上，而出窑烟气的温度从450℃以上，降至200℃以下后净化外排。
所述步骤B中一次性出料量达600mm，减小物料在高温带的停留时间。
本发明的积极效果是由于所采用的净高炉煤气是钢铁厂产生量最大、热值最低、价格低廉的副产煤气，属于废物利用，环境污染也减小，产生了较大的社会效益和经济效益；另外，采用净化的高炉煤气，克服了以焦炭或煤粉为燃料烧制轻烧白云石时，因窑断面上的燃料分布不均，导致同一断面的温差过大，造成分解条件的过大差异，局部温度偏高产生过烧，局部温度偏低而生烧；燃料带入大量的P、SiO2、Al2O3、S杂质，使轻烧白云石本身的有效氧化镁含量降低、杂质含量偏高、活性度低、生产成本高等一系列缺陷。
众所周知，要保证白云石中的MgCO3完全分解的同时，也保证其中的CaCO3分解度，并保持分解产物中的高活性，煅烧带温度必须稳定在900℃～1050℃范围内，而净高炉煤气的热值较低，为3000～3600kJ/m3，难以达到这个要求。为将煅烧带温度稳定在900℃～1050℃范围内，本发明利用了出窑烟气的显热对高炉煤气和助燃风同步预热，从而保证了煅烧带温度稳定在900℃～1050℃范围内，进而保证了出窑产品的质量。
以粒径为30～80mm，表面洁净的白云石为原料，使进炉的杂质含量得到有效控制，并保证了窑内的透气性，从而稳定生产出质量优异的轻烧白云石，所得轻烧白云石成品中CaO和MgO的重量百分比含量大于90％、活性度大于200ml/10min，有害杂质总量1％、竖窑利用系数高达1.0t/m3·d以上，产品能耗低于4.5kJ/kg，出窑产品可实现无破碎无筛分工艺；采用本发明所得产品具有产品活性度高、杂质含量低、有效氧化镁高的优点，同时本发明具有生产成本低及可使用二次劣质能源，即低热值高炉煤气的技术特性。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明工艺流程方框示意图；图2是本发明所述竖窑工作原理图。
具体实施方式参见图1和图2，一种竖窑生产轻烧白云石的技术，首先将块度为0～80mm的白云石由汽车运至原料场的过渡仓；经过园桶筛将其中0～30mm的碎石筛去，碎石和泥砂进入筛下料回收系统回收利用，而30～80mm的白云石表面附着的泥砂被冲洗干净后进入竖窑前的原料仓(即窑前仓)，而后由上料设施装入竖窑内；作为燃料的净高炉煤气则经煤气加压系统升压、并经余热回收系统使其温度升高到180℃以上后送入窑内，来自供风系统的助燃风也经余热回收系统使其温度升高到250℃以上后与热煤气同步送入窑内，该余热回收系统包括有220m2以上的双金属管式换热器，利用高温出窑烟气对作为燃料的净高炉煤气和助燃风进行同步预热，冷却风则由供风系统直接送入窑内；出窑烟气经过经余热回收系统温度由450℃以上，降低到200℃以下后净化外排。
经上述处理后的白云石原料从竖窑上部进入窑内，在窑内从上到下经过预热带、分解带、冷却带，预热带温度控制在500℃～900℃范围内，分解带温度控制在900℃～1050℃范围内，冷却带温度控制在900℃～100℃范围内，从预热带下部到冷却带上部都是MgCO3的分解区域，然后由冷却带下部出窑，即得到轻烧白云石成品。采用大风量操作制度，使窑内空气过剩系数α达1.6，以减小窑内气流的CO2分压。由于白云石中的MgCO3在竖窑预热带的中下部即已开始发生分解反应，到了煅烧带下部则已达到完全分解状态，为确保白云石中的MgCO3完全分解的同时，也保证其中的CaCO3有较高的分解度，采用大装大出、大风量操作制度，以减小物料在高温带的停留时间，防止MgO晶粒粗大化而导致活性下降，并有利于加快CaCO3的分解。由于采用了大风量的操作方法，使窑内CO2分压减小，有利于加快碳酸盐的分解，但出窑烟气量增大，其带出的显热也增大，因此采用较大面积的换热器以充分回收余热。
本发明针对白云石的加热分解特性与石灰石的不同即白云石是复盐其分解过程是分阶段进行的，温度的高低、时间的长短和气氛的不同对其分解速度和分解度起决定性的作用，其中的CaCO3在900℃左右开始分解，其最佳煅烧温度在950℃～1150℃之间，而MgCO3则在700℃左右即开始分解的特性，把生产轻烧白云石时的温度控制作为关键技术之一，采用理论燃烧温度较低的低热值高炉煤气，其煤气热值3000～3600kJ/m3，以220m2及以上的双金属管式换热器利用高温出窑烟气对入窑一次风与高炉煤气进行同步预热，使煅烧带温度稳定在900℃～1050℃之间，从而使白云石中的MgCO3完全分解的同时，也保证了其中的CaCO3的分解度，并保持了分解产物MgO、CaO的高活性。
本发明具有生产成本低、产品质量好及可使用二次劣质能源即低热值高炉煤气的技术特性。
权利要求
1.一种竖窑生产轻烧白云石的方法，其特征是主要包括如下步骤A、将白云石原料从竖窑上部装入窑内，作为燃料的净高炉煤气经升压、并利用出窑废气的显热预热升温至180℃以上，供风系统的助燃风也经同步预热升温至250℃以上后与上述热煤气同步送入竖窑内，冷却风则由供风系统直接送入竖窑内；B、白云石原料在窑内从上到下经过预热带、分解带、冷却带，预热带温度控制在500℃～900℃范围内，分解带温度控制在900℃～1050℃范围内，冷却带温度控制在900℃～100℃范围内，从预热带下部到冷却带上部都是MgCO3的分解区域，然后由冷却带下部出窑，即得到轻烧白云石成品，出窑废气则进入余热回收系统。
2.根据权利要求1所述的竖窑生产轻烧白云石的方法，其特征是所述步骤A中净高炉煤气为含尘量低的净高炉煤气，其热值为3000～3600kJ/m3。
3.根据权利要求1或2所述的竖窑生产轻烧白云石的方法，其特征是所述步骤A中的白云石原料在入窑前进行充分的筛分分级与水洗，白云石入窑粒径为30～80mm，且表面洁净。
4.根据权利要求1或2所述的竖窑生产轻烧白云石的方法，其特征是所述步骤A中供风系统采用大风量操作制度，使窑内空气过剩系数α达1.6，以减小窑内气流的CO2分压。
5.根据权利要求3所述的竖窑生产轻烧白云石的方法，其特征是所述步骤A中供风系统采用大风量操作制度，使窑内空气过剩系数α达1.6，以减小窑内气流的CO2分压。
6.根据权利要求1所述的竖窑生产轻烧白云石的方法，其特征是所述步骤B中竖窑的出窑烟气经余热回收系统进行处理，该余热回收系统包括有220m2以上的双金属管式换热器，利用高温出窑烟气对作为燃料的净高炉煤气和助燃风进行同步预热，使高炉煤气的入窑温度提高到250℃，助燃风的入窑温度达到180℃以上，而出窑烟气的温度从450℃以上，降至200℃以下后净化外排。
7.根据权利要求1或6所述的竖窑生产轻烧白云石的方法，其特征是所述步骤B中一次性出料量达600mm，减小物料在高温带的停留时间。
全文摘要
本发明涉及一种竖窑生产轻烧白云石的方法，采用热值为3000～3600kJ/m的净高炉煤气作为燃料，在原材料MgO含量较低的情况下，仍稳定生产出如下表所示的质量优异的轻烧白云石，所得轻烧白云石成品中CaO和MgO的重量百分比含量大于90％、活性度大于200ml/10min，有害杂质总量的重量百分比含量小于1％、竖窑利用系数高达1.0t/m
文档编号C04B2/00GK1837118SQ20061003498
公开日2006年9月27日 申请日期2006年4月14日 优先权日2006年4月14日
发明者彭海儿, 邓承春, 张银斌, 邹宇宏, 何福礼, 颜国文, 宾鸿伟, 罗桂圆, 吴列文 申请人:广东韶钢松山股份有限公司