安钢集团信阳钢铁有限公司烧结厂
周景忠
襄阳市胜合燃力设备有限公司
徐胜
关键词:活性石灰，回转窑，预热器，燃烧器，增产，提质，实践
摘要:对信钢公司烧结厂TPD活性石灰回转窑生产工艺及设备存在的问题进行了分析，并提出了改造措施，在落实这些改造措施后取得了较好的效果：基本解决回转窑内结圈问题，燃烧器火焰边界清晰，火焰形状易于在线调整，燃料燃尽率提高，回转窑热效率提高，产量大幅度提高到日产t以上，活性度提高到以上，生过烧率降到6%以下。
1、前言
信钢公司烧结厂熔剂车间现有两条4m×60m的活性石灰回转窑，由竖式预热器、回转窑和竖式冷却器组成。其中1#回转窑是年利旧改造由原来的两档托轮改为三档托轮，2#回转窑为年新建的两档回转窑。自继投产以来，一直存在诸多问题，产质量一直达不到设计的能力。
2、问题描述
2.1预热器液压推头经常出现卡阻、推不动现象。竖式预热器顶部为整体吊挂砖形式，阶梯型环形预热室配12个液压推头，高温烟气集中从预热室最高处排出。而经常出现卡阻、推不动的推头，是处于高温烟气排出管道的下方两边的5个（现场编号为3、5、7、9、11）。尝试缩短推杆行程,降低产量,推头阻力没有减少;后怀疑是窑内温度太高，造成预热器顶部温度过高，石灰石粉化过快所致。降低窑内温度后，卡阻现象明显变轻，但随之而来的便是成品生烧过大，经常是超过十以上的生烧率，严重影响生石灰的成品质量。
2.2回转窑结圈频繁、结圈严重，掉结圈量大，处理掉结圈工作量很大，成为当班岗位员工主要的重体力活。原来使用的燃烧器为五通道煤气、煤粉混合燃烧器，调整燃烧器火焰形状和长度，基本没什么效果，减少煤气和煤粉给定量，降低窑内温度，结圈情况有所改观，但带来的后果要么是降窑速降低产量，要么就是成品生烧大。
由于以上因素的影响，自投产以来，两座回转窑的总产量长期处于日产-吨的水平，没有达到单窑设计t/d的生产能力。尤其是1#回转窑更差一些，而且质量也不稳定，生烧率经常在10%以上，成品石灰CaO含量和活性度都很不理想。成品CaO含量一般在85%左右，活性度只有ml上下，对烧结机生产和转炉炼钢生产都带来一定的影响。而且随着公司钢铁产能的提升，活性石灰的产量、质量成了制约公司钢铁产质量提升的重要不利因素。
基于以上种种不利的情况，公司决定对现有回转窑系统的设备和工艺进行提产改造。通过参观、考察和学习业内其他厂家的系统，听取有关专家的建议，最终商讨出改造方案，决定对竖式预热器和回转窑燃烧器进行改造。
3、改造措施
3.1预热器的改造：改造前竖式预热器一周为12个相通的环形预热室，每个预热室配一个推头，推头上方是预热室连接横梁，推头前方则是处于预热器下方的形为天圆地方的下料斗（下方接转运溜槽），预热室沿东西轴线南北对称布置，西低东高，窑尾烟气从东端烟气管道汇总被抽到除尘器除尘后排出(如图1)。改造主要是针对预热室,先将预热室两侧及顶部耐火材料拆除,并将12个推头上方横梁每间隔一个去掉一个,只保留6个横梁,目的是减少预热室内高温烟气流动阻力、增加预热室容积，同时将预热室顶部钢板拆除，对每个预热室整体加高mm，进一步增加预热室的容积，从而提高回转窑的预热效果（如图1所示）。
图1预热器内腔俯视图
为减少推头的阻力，将天圆地方的下料斗的天圆直径扩大mm，也即缩短推头至下料斗上边沿的距离。
3.2回转窑燃烧器的升级改造：之前回转窑所用的燃烧器是煤气、煤粉混烧的五通道燃烧器，从里至外依次为中心风、煤粉、煤气、旋流风和轴流风通道，所用煤气为转炉煤气，煤粉为烟煤经球磨机制成的，使用几年来回转窑内结圈问题严重。在同行业内专家等交流后，怀疑为煤粉中颗粒较大的煤粉粒没有得到充分燃烧引起的结圈。经过对同行业厂家的考察，决定对现用的煤气混烧五通道燃烧器进行升级改造。改造后的燃烧器为煤气混烧六通道燃烧器，比原来的五通道增加了一道内旋流风通道，其头部结构见下图2。如图中所示，煤粉由气流携带从煤风管按一定的扩散角向外喷出，煤气从煤气管道旋转喷出，由相邻的两层旋流风传给相当高的动量和动量矩，以高速度螺旋前进，与高速射出的轴流风束相遇。转炉煤气的插入进一步增强了煤粉与空气的混合（包括周围的二次风），大大提高了煤粉的燃烧速度和燃尽率，使得煤粉等燃料的燃烧非常迅速和完全。
图2燃烧器各出口流场示意图
4、改造效果
经过以上预热器和燃烧器的改造，现日总产量可达到1t以上，单窑的生产能力达到t/d以上，提产效果非常明显。同时，成品质量也得到很大提升：生过烧率平均可以控制在6%以下，活性度基本在ml以上，高时在-ml。推头卡阻现象没有了，改造以后运行一直顺畅。回转窑结圈现象有很大改观，尤其是2#回转窑基本没有结圈，1#回转窑偶尔有结圈，通过调整火焰长度和粗细形状，处理掉以后，较长时间内没有再结圈。燃烧器新配置的电动蝶阀，使火焰调整起来较以前更为方便了。
5、结束语
通过对预热器和燃烧器的改造，达到了非常明显的改造效果：
?回转窑活性石灰的产量提高62%以上；
?回转窑活性石灰质量得到了大幅的提升：活性度提高7个百分点，生过烧率降低4个百分点；
?燃烧器调整火焰的手段更为丰富，操作更为方便；
?回转窑结圈频率大幅度降低，基本不再因为结圈而停窑；
?整个回转窑系统的热效率得到提高，预热器出口烟气温度从原来的度下降到现在的度以下；
?煤耗从原来的kg/t降低到目前的kg/t以下。
徐胜Axu