石灰生产工艺模板.doc

目 录

前 言
第一部分、回转窑基础理论部分
第一章、 活性石灰
一、 石灰
二、 活性石灰
三、 活性石灰质量要求
第二章、 煅烧活性石灰原料
一、 原料选择
二、 理化指标
第三章、 燃料和燃料燃烧
一、 燃料
二、 热值
三、 燃料燃烧
四、 空气和燃烧
五、 热量换算
第四章、 传热
第五章、 活性石灰煅烧设备
一、 回转窑
二、 竖式预热器
三、 竖式冷却器
四、 燃烧器
五、 排烟机
六、 收尘器
第六章、 活性石灰煅烧
一、 活性石灰煅烧机理
二、 活性石灰煅烧过程
第二部分、 回转窑操作基础部分
第七章、 回转窑点火操作
一、 点火前检验
二、 点火前准备
三、 点火操作
第八章、 烘窑和升温
一、 烘窑升温目标
二、 烘窑升温曲线
三、 窑况
四、 烘窑
五、 升温
第九章、 回转窑加料操作
第十章、 回转窑生产操作
第十一章、回转窑火焰调整
第十二章、回转窑和结圈

活性石灰回转窑操作手册

前 言

回转窑作为煅烧活性石灰窑炉，伴随钢铁冶炼工艺发展需要，经过长久生产实践表明，它在满足钢铁冶炼需要同时，亦在其它冶金行业中充足地表现出了它在大工业生产中优越性和可连续发展远景。
活性石灰产品，在钢铁企业尤其是在转炉炼钢中被广泛使用，用作造渣剂。在缩短冶炼时间，提升产品质量，优化冶炼技术，提升经济效益等方面全部发挥出了极其关键作用。
伴随回转窑操作技术和活性石灰煅烧工艺发展和需要，怎样更深入地提升、完善和统一对回转窑操作知识认识，达成理论和实践有机结合目标，仍是活性石灰煅烧技术发展过程中不可忽略课题。
坚持遵照理论理念，是提升回转窑操作水平基础确保。在生产实践中探索积累经验，是提升回转窑操作水平有效手段。在相关教授，工程技术人员帮助下、在生产操作人员配合下。以贴近生产实际为主导，围绕回转窑操作和活性石灰煅烧工艺，搜集，整理汇编了《活性石灰回转窑操作手册》。借此而达成提升操作技术水平，稳定生产运行，增强生产意识，完善生产管理，推进技术进步目标。

第一部分 回转窑基础理论部分

第一章 活性石灰
一、石灰
所谓石灰：是煅烧天然碳酸钙产品，呈白色，由（CaO）和部分杂质组成。，和水结合能够快速分解（反应）并释放出热量物质。
石灰和水发生反应，生成Ca（OH）2（氢氧化钙）。也常被称之为消石灰或熟石灰。
其化学反应式为：CaO＋H2O＝Ca（OH）2。
这时，若将Ca（OH）2（氢氧化钙）加热至580℃以上时，Ca（OH）2（氢氧化钙）即可发生化学反应，放出水份。又能生成CaO（氧化钙）。
即：Ca（OH）2＝CaO＋H2O↑。
石灰按种类划分：有一般石灰、高镁冶金石灰（白云石）、活性石灰三大类。而用于区分它们关键指标是：CaO、MgO含量和活性度指数。
表一
名 称
CaO %
MgO %
活性度 ml
普 通 石 灰
≥ 80
≤ 5
≥ 180
高 镁 石 灰
≥ 81
5 — 12
≥ 180
活 性 石 灰
≥ 90
≤ 0.7
≥ 300

石灰用途是很广泛。常见于建筑、建材、冶金、化工、轻工、环境保护、医药和农业等众多领域。尤其是在炼钢、炼铁、烧结、铜、铝冶炼等行业中，将石灰作为造渣剂、溶解剂或烧结材料等方面，它全部发挥出了很关键作用。
石灰在被广泛使用众多领域中，冶金（冶炼）工业对石灰需求量是最大，而将石灰用于炼钢消耗量又是最多。
铁，是一个用途很广泛金属材料。不过，因为铁中所含有碳含量较高，硫、磷、硅等杂质较多特点，在使用中，这一特点在很大程度上影响了材质性能、性质。由此，便产生了铁在使用中有限性和不足问题。
为了适应和满足对金属材料使用要求，就要得到一个性能优于铁金属材料。这时，就必需要改善铁性质。为此，便产生了将铁回炉经过再次高温冶炼，同时加入新元素原料，也就是所谓炼钢。因为冶炼工艺不一样，铁被炼制成了性能各异钢。在这个冶炼过程中，将铁转化为钢基础冶炼过程包含：
a、 将铁中碳含量调整降低到要求范围内。
b、 除去金属中非金属物质（硅、碳等）和有害气体。
c、 除去金属中有害元素（硫、磷等），达成要求要求。
d、 加入产品所需合金，改变成份结构。
e、 提升冶炼温度，改变金属性质并能顺利完成浇铸。
在将铁向钢转化冶炼过程中，当铁水中硅含量超出要求值（＞5 %）时，钢强度可能被增加了，但又可能会失去可轧制性。这时，若在含碳量过高钢中再提升硅含量时，则又会增加钢脆性。所以说，铁水中非金属物质对钢产品质量影响是很大，在冶炼过程中必需要有严格含量要求。
在由铁向多种材质钢转化冶炼过程中，供氧、供热和加入熔剂是达成清除杂质关键手段。供氧、供热就是使钢中非金属杂质氧化，其中硅氧化后，便增加了钢中渣量（二氧化硅量）。这时，若要把二氧化硅从钢水中除去，就需要向钢水中添加一个熔剂——石灰或石灰石。

二、活性石灰
利用转炉吹氧炼钢工艺全过程，通常在20～30分钟内完成。强烈脱S（硫）脱P（磷）反应是在有石灰存在时，而怎样确保石灰能够在较短时间内（15分钟左右）和钢水混合，快速并完全熔解。这时，就需要有高反应性能石灰——活性石灰存在。
在炼钢过程中，钢水中会因不一样物质存在产生出其它有害物质，这就是通常所说钢渣。为了得到所需要钢和确保钢质量，在冶炼时就必需要除去钢渣，也就是除渣或造渣。
怎样造渣，假如在钢水中加入硅酸盐造渣，硅酸盐则会在首先造渣同时，其次又增加渣量，加重了除渣负担。
假如在钢水中加入莹石，在造渣过程中，莹石本身还会增加渣量，而且，莹石还会严重地侵蚀炉衬。
假如在钢水中加入石灰石作造渣剂时，它作用会远远地好于硅酸盐或莹石。不过，当石灰石在碰到高温时，石灰石本身便会首先开始发生吸热反应。而这个吸热分解反应过程会需要大量热量，而且还要经过一定时间。这时，就会出现热量分配使用上混乱。造成碳酸钙分解反应在前，造渣过程被滞后，或是失去了造渣时间后果。
和此同时，石灰石分解是需要大量热量，而钢水冷却速度又比较快。这时，在钢冶炼过程中，就会出现热量短缺，就必需不停地提供补充热量来确保温度。这无疑会延长了钢冶炼时间，降低了造渣质量，同时亦增大了原材料消耗。
为此，伴随冶炼技术发展，在炼钢过程中，因为对造渣剂提出了便于使用上要求，所以而出现了将石灰石先经过煅烧，使碳酸钙经过高温分解生成氧化钙，也就是通常所说石灰。这时，将石灰再用于炼钢造渣时，其造渣效果便非同通常了。
伴随冶炼技术和钢品种质量要求不停提升，对石灰产品在钢水中熔解速度也有了“快速”要求。其目标是较快地提升成渣速度，较早地形成高碱度炉渣。这时，便出现了活性石灰。
理论概念中活性石灰，是一个化学性能活泼、参与反应能力较强、含S（硫）、P（磷）等有害杂质少。含有以下关键特点：
——体积密度小：1.5 —1.7 g∕cm3
——气孔率高：≥50 %
——比表面积大：1.5—2.0 m2∕g
——反应性能强：活性度 ＞300ml
同时，它还含有：CaO结晶体细小：≤1 wm，CaO含量高：≥90 %，S、P含量低：＜0.02 %和痕迹，SiO2＋Fe2O3＋Al2O3含量低：＜2 %，残留CO2低： ≤2 %等特征轻烧石灰。
活性石灰在炼钢中用途是：它和钢水混合后，含有较快成渣（造渣）速度和提升脱S（硫）脱P（磷）效率。
其脱S硫脱P磷化学反应方程式为：
脱S ：FeS + CaO = FeO + CaS
脱P ：2P + 3CaO + 5FeO = 3CaO·P2O5 + 5Fe
活性石灰在用于转炉炼钢过程中同时还含有：可缩短冶炼时间，提升炉龄，降低原材料单耗，提升产量、质量，降低成本,操作稳定,有利于冶炼自动化等优点。
活性石灰次产品——熟小粒、除尘粉，也已伴随工业技术发展，逐步在烧结制品、耐材制品等很多行业中得到了广泛应用。
活性石灰产品是一个经过高温煅烧后而取得。它经过煅烧后实际特征通常表现为：它是一个颗粒状，含有一定粒度，表面清洁，质地疏松，色泽雪白，重量轻，生心小，含热少，散热冷却快，遇水反应强烈，有几乎爆炸反应轻（软）烧石灰。
依据煅烧程度不一样，石灰种类通常可分为：轻（软）烧石灰，硬烧石灰和死烧石灰。
轻（软）烧石灰是指：石灰在经过煅烧分解瞬间，含有了所谓活性性能。
这时，若将已完成了分解石灰，在高温下延长煅烧时间，它细小晶粒会逐步熔合，总体积产生收缩，性质发生改变，成为硬烧石灰。假如将这种石灰再深入地煅烧，其活性性能便会消失，水化反应速度变得极低，成为死烧石灰。
在石灰理念中，用于区分它们之间不一样性质、最为显著方法是活性度不一样。
a、 轻烧石灰：通常≥310 ml
b、 硬烧石灰：≥250～300 ml
c、 死烧石灰：则通常≤100 ml。
在认识石灰理念中，用于能够反应石灰物理性质内容关键有：石灰颜色、晶体结构、组织、气味、空隙率、容重、比重、假比重、熔点、沸点、导热率、比热、发光、电阻、硬度、膨胀系数、折射率、安息角等。
而在它们之间，用来区分它们不一样性能关键指标还在于关键化学成份不一样。
1、 活性石灰理化指标：
表二
指标

等级
化 学 成 份 %
活性度
CaO ％
SiO2
S ％
灼碱％
P ％
MgO％
4NHCl / ml
40℃±1℃
特级品
≥92.0
≤1.5
≤0.020
≤2
痕迹
＜5.0
≥360
一级品
≥90.0
≤2.0
≤0.030
≤4
≤0.02
≥320
二级品
≥88.0
≤2.5
≤0.050
≤5
≤0.03
≥280
三级品
≥85.0
≤3.5
≤0.100
≤7
≤0.03
≥250
四级品
≥85.0
≤5.0
≤0.100
≤7

≥180

2、 镁质冶金石灰理化指标：
表三
指标

等级
化 学 成 份 %
活性度
CaO＋MgO%
MgO
SiO2
S
灼碱％
4NHCl / ml
40℃±1℃
特级品
≥93.0
≥5.0
≤1.5
≤0.025
≤2
≥360
一级品
≥91.0
≤2.5
≤0.050
≤4
≥280
二级品
≥86.0
≤3.5
≤0.100
≤6
≥230
三级品
≥810
≤5.0
≤0.200
≤8
≥200

3、 活性石灰粒度组成：
用 途
粒 度 范 围
允 许 波 动 范 围
转 炉
造 渣
mm
＜ 5 mm
＞ 40 mm
5 — 40
≤10 %
≤10 %
表四

三、活性石灰质量要求
1、粒度
针对活性石灰粒度要求，对回转窑煅烧过程而言，是为了确保在稳定温度环境下，避免因石灰石颗粒大小不均，级差过大，受热不均而产生欠烧或过烧。预防石灰石在容器内堆积停留过程中因粒度不均而产生透气程度不均或造成气流行走不畅。
对转炉炼钢而言，对活性石灰粒度要求，是为了确保在有时间要求炼钢过程中造渣速度和效果。假如石灰粒度过大，会造成石灰颗粒和钢水反应时间被加长，使造渣速度减慢而影响造渣效果。反之，若石灰粒度过小时，则在炼钢时易引发颗粒或粉尘飞溅而恶化操作环境。

2、活性
所谓活性，是指石灰和水反应能力。
活性度是指：将一定数量、一定粒度范围石灰，和含有一定温度和一定量水混合后，石灰和水进行溶解反应速度。它代表了石灰在钢水中和其它物质（杂质）发生反应能力。因为，要直接地测出石灰在造渣过程中和钢水反应速度是很困难。
同时，它又能够经过检测活性度高低来判定石灰煅烧质量并指导生产。由此，便产生了对煅烧后石灰产品进行活性度检测要求。
对活性石灰质量或活性度检测方法很多。其中，常以盐酸滴定法为主。而在煅烧过程中，采取水化对比法、水化称重法和取样敲样法判定，分析石灰煅烧质量则是比较快捷实用。比如：

1）、滴定法
取出窑后石灰试样若干，破碎，用1mm孔径筛过筛，再用5mm孔径筛过筛，选择1～5 mm粒度石灰50克，放入40±1 ℃、 ml水中溶解并搅拌，在溶液中滴加酚酞作指示剂，以4N HCl（4克当量盐酸）做滴定剂，滴定5 —10分钟。
这时，达成滴定终点HCl体积消耗数（ml），即为所测石灰试样活性度。依据理论计算方法对石灰测算结果表明，纯态活性CaO活性度最高指数为446ml 。
其纯态活性CaO理论活性度测算方法以下：
分子量：Ca = 40.08 O = 16.00 H = 1.008 Cl = 35.45
解：由活性石灰CaO活性度检测方法——粗颗粒滴定法可知，
CaO + H2O = Ca（OH）2 （1）
Ca（OH）2 + 2HCl = CaCl 2 + 2 H2O （2）
（1）+（2）得CaO + 2 HCl = CaCl 2 + H2O （3）
56.08 72.92
50 X
X = 50×72.92 / 56.08 = 65.01
因为：1升4 NHCl溶液里含有145.84克HCl
所以：65.01克HCl可制得4N HCl溶液
65.01÷145.84×1000 = 445.79 ≈ 446 ml

2）、水化称重法
在无化学试剂条件下：
a、取石灰试样若干称重，记重为g 1。
b、将称重后试样溶干水中，让其充足消化。
c、过滤石灰水，收得不溶残渣，烘干称重，记为g 2。
d、算出反应消化部份：g 1－g 2 = g 3。
e、算出石灰分解率（g 3÷g 1）×100 %，可基础反应出石灰煅烧质量。

3）、水化对比法
取出窑石灰熟料若干冷却后，置于容器中，加水溶解后，将石灰溶液及残渣倒入筛网内，用水洗去石灰残液，观察残渣颗粒大小和所取石灰熟料量进行对比来判定煅烧质量。

4）、取样敲样法
取出窑石灰若干，就地冷却时，观察外观，石灰颗粒含热量颜色发红但不刺眼。石灰颗粒表面质地清洁，色泽雪白。颗粒重量轻。用手锤敲击石灰颗粒，质地疏松易破碎，内含生心显著但体积较小。

3、SiO2（二氧化硅）
高CaO和低SiO2是完成炼钢过程造渣基础要求和确保。造渣目标是脱去钢水S和P，尤其是脱去S，而渣碱度是用CaO 和 SiO2比值来表示，较高SiO2会破坏石灰表面结构，影响造渣速度和效果。
在石灰煅烧过程中，纯SiO2熔点可高达1713℃，不过，在700～800℃时，SiO2便会以固态形式和CaO之间发生次生反应，伴随反应进行，可依次生成CaO·SiO2（偏硅酸钙），3CaO·2 SiO2 （硅钙石），2CaO·SiO2 （硅酸二钙）和3 CaO·SiO2 （三硅酸钙），这些产物对石灰影响是造成活性降低。

4、 S（硫）P（磷）
转炉炼钢时，用活性石灰造高碱度渣目标，关键是要脱去钢水中硫
和磷。
钢产品中有含量过高P磷存在时，会使钢在常温下冷脆性增大（即P＞0.13时）。也就是造成钢龟裂。
当钢产品中硫含量过高时，它能显著地破坏钢焊接性能，降低钢冲击韧性，尤其是使钢在加热轧制或铸造时产生裂纹，即“热脆”。并能显著地降低钢抗腐蚀性（锈蚀）和耐磨性。所以说，硫对钢产品危害性含有“白蚁”之称。
因为石灰含有和硫化合特征，尤其是石灰在高温状态时，石灰吸收硫能力尤其强。所以说，石灰对脱去钢中硫作用是很大。
不过，因石灰石本身存在着受到原料、燃料本身含硫量和高温煅烧原因影响，由石灰石生成石灰本身亦会含有不一样程度硫、磷等成份，为此，对石灰本身硫、磷含量是有低值要求。而对它前者石灰石（原料）和燃料低硫磷含量也是有低值要求。

5、残留CO2 （二氧化碳）
所谓残留CO2，实际上就是指石灰颗粒中，没有烧透生心或夹心，既没有完全分解石灰内层残留。CO2在石灰中含量高低，关键是经过煅烧来控制。它对石灰质量和炼钢效果，全部含有很大影响。
a、生心小或无生心：石灰颗粒表面易烧结而产生过烧，活性特点会被破坏。
b、 生心过大：无疑对石灰有效分解产生影响，造成石灰特点形成不够，降低活性度。
c、炼钢过程中，假如残留CO2过高，会影响废钢用量，增加热耗，降低石灰利用率，同时也难以控制泡沫渣和喷溅。
所以，在严格控制石灰煅烧程度同时，也应该注意对煅烧后石灰产品做好贮存运输过程防水化工作，降低粉化率。
d、CO2含量换算：
石灰石被加热分解反应是排除CO2反应，依据CaCO3分解方程式结果表明。当CaCO3 = 100，CaO = 56，CO2 = 44时。
100÷44 = 2.272
当生产kg单位CaO需要CaCO3为1.785 kg时，
1.785÷2.272 = 0.79 m3
0.79÷1.97 = 0.4 Nm3 / kg
由此能够得悉：当生产kg单位CaO需要CaCO3为1.785 kg时，所产生CO2量为0.4 Nm3。

第二章 煅烧活性石灰原料

一、原料选择要求
利用回转窑煅烧活性石灰首要条件，是对原料选择和使用。而依据选择原料——石灰石特征来确定煅烧设备和煅烧方法，是取得合格产品关键确保。
用于生产活性石灰原料，关键是碳酸盐类岩石，元素成份以CaCO3为主，也就是我们通常所说石灰石。
石灰石种类很多，通常常见有：粒状结晶石灰石、致密石灰石、多孔石灰石、土状石灰石、泥灰质石灰石、白垩、白云石、贝壳——石灰质河卵石等。
因为在活性石灰关键化学成份中，对CaO（氧化钙）含量有较高要求，通常应达成90 %以上。同时，对S（硫） 、P（磷）等杂质含量又有愈低愈好要求。所以，对生产活性石灰原料——石灰石质量是有明确要求。
在对石灰原料选择或使用上，在众多品位石灰石（CaCO3 碳酸钙）中，常以CaO（氧化钙）含量大于54 ％，SiO2 （二氧化硅）、S (硫)、P (磷)、MgO (氧化镁)，Fe2O3 (三氧化二铁)、Al2O3 (三氧化二铝) 等杂质含量低值石灰石作为煅烧活性石灰原料。因为它是实现活性石灰产品所应含有理化性质首要确保，这一点是很关键。
为了满足石灰产品性质需要，长久以来，对生产冶金石灰或活性石灰关键原料选择，多以致密石灰石为主，即一般石灰石。因为，致密石灰石最大特点是表现在它所含有致密细粒结晶结构和质地硬度较小特点，是煅烧活性石灰较为理想原材料。

1、 石灰石粒度
对石灰石粒度要求，从煅烧角度看，对CaCO3（碳酸钙）加热目标，是除去颗粒中所含CO2（二氧化碳）。
因为CO2分离是从石灰石表面向其内部缓慢地进行，这时，假如石灰石颗粒过大，则传热分解过程便会很慢，CO2分离就会需要过高温度来产生较高分离压力。同时，也会延长CO2分离时间。
因为天然生成石灰石层内含有多孔性和传热性能差等特点存在，当温度达成1250～1350℃时，石灰石表面会产生过烧，收缩并产生裂纹，使CO2不能充足地分离。同时，高温亦能够使杂质渣化率增大。所以，对石灰石粒度选择，对石灰煅烧影响是很大。
从煅烧设备角度看，依据选择石灰石粒度，确定回转窑煅烧系统结构，尤其是竖式预热器。其基础内容包含：物料堆积状态、移动速度、冷热膨胀效果等对透气程度、传热、受热效率、分解率、产能及石灰最终煅烧结果影响。
从产品使用角度看，将石灰用于转炉炼钢造渣剂时，钢冶炼是在一定温度范围内有时间上要求。这也就决定了石灰在和钢水进行反应并完成造渣时，也应含有时间上要求。
总而言之，对石灰石粒度要求首要条件是：应以满足用户对石灰产品粒度需要为标准，结合考虑石灰石开采过程成型率和可利用率，并能保持可长久使用性为基础而进行。

2、 石灰石杂质
用于煅烧活性石灰原料是石灰石CaCO3（碳酸钙）。它是一个天然矿物质，纯CaCO3熔点为1339℃。它是以CaO（氧化钙）为关键成份和其它物质组成，纯CaO熔点为2550℃。不过，石灰石并非是纯净物质，在它们内部组织中，会含有多种多样杂质成份。
石灰石中最常见杂质有：SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgCO3、S、P和Na2O、K2O。
石灰在用于炼钢时，对杂质成份要求重视是S、P杂质低值含量。而在制碱工业中，对石灰杂质要求则在于Mn（锰）、Cr（铬）、Ba（钡）、As（砷）等和其它重金属指标。
任何一个种类石灰石中全部会含有不一样种类和不一样程度杂质。这些杂质起源按其分类有：
a、 石灰石本身存在。
b、 物质形态粘附在石灰石表面。
在石灰石中，对煅烧过程能够造成影响有害杂质关键是：SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O等。它们在较低温度（900℃左右）时，就能和CaO发生反应，造成CaO颗粒间融合。使颗粒收缩，晶粒粗大，渣化率增大。它们是造成石灰在煅烧过程中，产生结圈结瘤关键原因之一。

3、 石灰石检验
石灰石质量好坏，在很大程度上影响着活性石灰最终烧成质量。所以，对选择石灰石质量进行检验和分析是很关键。
其中，关键检验方法是：化学分析试验法，即全分析法。
全分析法关键检验内容包含：CaO、Cag、灼碱、S、P、SiO2、Al2O3、Fe2O3和Na2O、K2O等指标含量。
另外，对石灰石进行质量检验其它方法还有，磨损试验、结晶组织观察试验、煅烧试验等。
和此同时，对石灰石粒度百分比选择，矿物结构，硬度，耐磨度等物理性能也是原料选择关键原因。
从石灰石外观上看，石灰石颜色也比较多。常见有：灰色、灰黑色、灰白色、诸红色等。而在通常认识当中，理化性能优良石灰石，其外观颜色通常被视为以灰黑色为主。不过，在本质上，石灰石中钙含量高低，和其外观颜色是没有根本联络。
原料开采后或入窑煅烧前，通常要经过水洗处理，目标是为了确保原料表面清洁，降低杂质存在。
包裹在石灰石表面泥土中，常存在着SiO2、钾、钠氧化物和其它多个杂质。SiO2不管是对煅烧过程石灰质量还是对稳定操作，全部是有害。
包裹在石灰石杂质中钾、钠氧化物即使含量很小（<1%），不过，它们氧化物或在生成为其它化合物时熔点全部尤其低。是形成窑内结圈原因之一。
石灰石中所含水分，对石灰最终煅烧结果影响不大。控制水分目标是为了稳定热效率。尤其是在预热器内，预防因水分过多时产生相互粘结而引发蓬料。
而对原料水洗后筛分目标，是为了取得所需原料粒度。这些，全部是为了煅烧出合格活性石灰和利于煅烧操作需要。

二、理化指标
依据活性石灰产品和煅烧需要，对原料选择有基础性质要求。其物理性质、化学成份按类别区分有以下要求：
1． 化学成份
表五
指标
等级
化 学 成 份 %
CaO
SiO2
MgO
Al2O3
Fe2O3
S
P
灼碱
一级
≥54
≤1.0
≤0.7
≤0.2
≤0.1
≤0.025
痕迹
≥43
二级
≥53.5
≤1.5
≤0.8

≤0.035
痕迹
≥42.5
一般
≥53
≤2.0
≤2.0

≤0.20

≥42

2．物理性质
1） 粒度：
要求值：20 — 50mm，其中：≤ 20mm 和 ≥ 50mm均 ≯ 10 ％
实际值：≤20 mm : 9.8 ％，
≥50 mm : 6.2 ％，
20 — 50 mm = 84 ％
2） 水份：
入窑前： ＜ 4 ％
3） 杂质： ＜ 1 ％

3、石灰石和石灰消耗百分比：
依据CaCO3分解式，其CaO和CO2含量为：
100 56 44
CaCO3 ＝ CaO + CO2
100 ： 56
X ： 1
100 ÷ 56 ＝ 1.7857
依据计算，能够得出原石和成品消耗百分比为： 1.785︰1

4、石灰石化学成份组成： ％
依据原素组成：原子量：Ca＝40 O＝16 C＝12时
若：CaCO3 = 100时 其中：CaO = 56 CO2 = 44

5．石灰石密度（比重）： 2.6 — 2.8 t / m3
石灰石颗粒堆积密度：1.3 — 1.6 t / m3

第三章、燃料和燃料燃烧

活性石灰煅烧过程，实际上就是燃料燃烧过程，是产生热量和热量交换过程。
怎样选择燃料，对回转窑和产品煅烧结果全部是至关关键。燃料在回转窑内完全燃烧后所产生热效应，和窑炉运作机理应保持相互间，能够充足地适应和吻合。
在回转窑上，对所要煅烧物质——石灰石来说，燃料发烧值和燃料本身质量则是更为关键。和此同时，还应充足地考虑到，对所选择燃料起源路径，投入成本等，应符合产品价值要求。

一、 燃料
所谓燃料，通常是指：某种物质在空气或氧气中，轻易产生着火燃烧并放出大量热，可供给工业或家庭有效、可利用可燃物质。
所谓标准燃料，是指要求发烧量为29273kJ/ kg（千焦/千克）= 7000kcal / kg燃料。
依据燃料形成或演变过程，进行性质划分，燃料可分为物理状态和化学状态两大类：
1） 物理状态：如煤，天然气，石油等，它们通常被称之为一次能源 。
2） 化学状态：如焦炭，液化石油气，煤气等，它们则被称之为二次能源。
这些燃料按其本身含有体态分类有固体，液体，气体三大类。它们基础体态特征表现为：
固体——含有一定体积，又有一定形状。如煤，焦炭等。它们是由多个复杂有机化合物质组成，其基础组成元素为C（碳）、H2（氢）、O2（氧）、N2（氮） S（硫）等。另外，还有一定水份和灰份。
在这些基础元素当中，碳是固体燃料基础组成体，是热量关键起源，含碳越高固体燃料其热值越高。
氢在燃料中有两种形态：一个是和氧结合氢，燃烧时热效应高。另一个是和燃料中氧进行结合氢，它不参与燃烧反应，它存在降低了可燃物含量。
液体——含有一定体积，但没有一定形状。如汽油、材油、液化石油气等。
天然固体和液体燃料是经过长久地质化学作用而生成，它们基础组成物是多种有机化合物。
用于工业液体燃料通常是指石油及石油加工产品，石油关键是由多种烷类，归属碳氢化合物所组成。
重油是从天然石油中获取一个常温时为胶质状，类似于固体（半固体）经加热后呈流质状（半液体）物质。承受温度越高，流质感越强，它属于类似液体二次能源。为此，若按形态上分类，它是一个界于固体和液体之间燃料。不过，若将重油按使用时所产生形态进行划分，它亦可归属于液体燃料种类。
气体——既没有一定形状，又没有一定体积。如天然气、焦炉煤气等各类煤气。
其中，天然气是一个天然，由部分饱和烃类组成混合体，关键成份是甲烷（CH4），其含量可达成80 %以上。
而在种类各异煤气中，最具代表性是焦炉煤气，它是一个以氢和碳氢化合物为关键成份组成，其中，H2（氢气）含量＞50 %。在多种煤气中属于发烧值较高气体燃料。
经过对燃料了解，我们对燃料已经产生了一个基础认识。同时，也为在利用回转窑煅烧活性石灰时怎样选择燃料提供了参考依据。
依据回转窑煅烧特点和石灰产品产出价值和燃料获取路径等方面需要，在煅烧活性石灰燃料选择上，尤其是在回转窑等大型炉窑上，焦炉煤气，混合煤气，煤粉及重油已成为了较为常见煅烧燃料。

一）、焦炉煤气
焦炉煤气，是高炉煤气、转炉煤气、混合煤气、发生炉煤气、铁合金炉煤气等众多煤气种类关键组成部分之一。
焦炉煤气是将煤在干锱（隔绝空气加热、即炼焦）过程中产生一个可燃气体，是煤组成物质在高温分解时产物。
煤伴随干锱温度增加，在干燥（预热）阶段，先放出煤中所含水蒸汽及吸附CO2 ，CH4等。当温度上升至200—300℃（热分解）时，含氧化物产生出CO2 ，H2O酚等。温度继续上升至400℃（软化）时，煤开始发生猛烈分解，产生大量CO、CH4、H2等，同时产生大量初生焦油。当温度上升到500—700℃（半焦）时，产生以CH4 、H2为主气体。当温度上升至750—1000℃（成焦）时，产生少许以H2（氢）为主气体。
这些气体被搜集在一起并由焦炉顶端上升管引导至回收系统，经过一次脱硫（粗脱硫）和二次脱硫（精脱硫）处理后，便生成为一个气体燃料——低压（脱硫）焦炉煤气。
焦炉炼焦中，每生产1吨焦炭产生约300 m3荒煤气。回收过程中，对焦炉煤气回收是指降低煤气所含温度。净化是指脱去煤气中焦油、水蒸汽、荼、H2S、NH3、苯类和酚氰化物等杂质。
焦炉中H2S燃烧时能生成SO2，有毒并污染空气。用于冶炼、化学合成时，对钢产品有降低热脆性（龟裂）伤害作用。在输送过程中，轻易腐蚀管道和设备。
任何一个副产煤气全部是由部分单一气体组成。其中，关键可燃成份有H2、CO和其它气态碳氢化合物CmHn和H2S。不可燃成份有CO2、N2、O2除此之外，在气体燃料中还含有水蒸汽，焦油蒸汽和粉尘固体微粒。
煤气中含有腐蚀性关键成份是H2S、CO2和O2。不过，这些气体只有在有水时才含有腐蚀性。H2S、CO2在水中呈阳性，O2在水中则含有氧化腐蚀性。
因为氢燃烧速度很快，煤气和空气很轻易混合，在使用最少许过剩空气时便能够得到很好燃烧效果。煤气使用以前，能够进行预热，从而可提升煤气燃烧温度。焦炉煤气燃烧时，产生火焰含有：较短、明亮，火力集中特点。
将焦炉煤气和其它类型燃料进行比较，它含有：质地比较清洁，轻易和空气混合，点燃、熄灭过程轻易，易于控制，输送方便，成本低廉，确保使用不会中止等优点。
经过生产实践表明，在利用回转窑来煅烧活性石灰时，将被称之为低压脱硫焦炉煤气做为煅烧燃料，是一个较为理想选择。

焦炉煤气性质：
1．无色，有臭味，有毒性，易燃易爆
2．热值：4000 — 4100 kcal /m3 ,
未经脱硫时，3800 — 3905 kcal /m3 （16,35mj /m3 ）。
3．比重：0.45 — 0.55 kg /m3
4．燃点： 650℃
5．燃烧温度： 1880 ℃
6．爆炸范围： 6 — 30 ％
7．燃烧所需空气量： 3.6 — 4.0 m3/m3
8．理化指标（％）
表六
名称
H2
CH4
CO
CmHn
O2
CO2
N2
理论值
50-60
19-25
4-8
1.6-2.3
2-3
2-3
7-13
实际值
58.5
21.9
8.3
2.0
0.8
3.16
5.3

9．杂质含量 mg / N m3
表七
名 称
H2S
有机硫
荼（夏）
荼（冬）
焦 油
指 数
＜200
＜250
＜100
＜150
＞50

H2S为无色气体，含有浓厚臭蛋气味。分子量：34.07，比重：1.52，发烧值：5660大卡/m3，易容于水。爆炸范围：4.3～45.6 %，着火温度：364℃，火焰呈兰色，空气中浓度达0.04%时有害人体，0.10 %时可致人死亡。

二）、高炉煤气
高炉煤气，是高炉炼铁过程中产生一个副产煤气。关键生产原料为铁矿石（原矿或烧结矿），石灰石，助燃剂等，关键燃料是焦炭。焦炭在燃烧过程中，开始由空气过剩状态逐步变成空气不足燃烧状态，结果便产生出了高炉煤气，也可称为BFG煤气或B煤气。每生产1吨生铁可生成 m3可燃气体，关键成份为CO，属低热值煤气，可单独供低热值煤气使用或和焦炉煤气（M）混合使用。
高炉煤气性质：
1．无色，无味，剧毒，易燃易爆
2．热值：800 — 950 kcal / m3
3．比重：1.295 kg/m3
4．燃点：700℃
5．燃烧温度：1400℃
6．爆炸范围：40 ~ 70％
7．燃烧所需空气量：0.83 ~ 0.85 m3/ m3
8．理化指标： %
表八
名 称
CO
N2
CO2
H2
O2
CH4
指 数
26—31
56—60
7—14
1.5—1.8
0.5
0.3—0.8

三）、转炉煤气
转炉煤气是转炉炼钢过程中，氧气经过氧枪，从炉口上方伸入到距铁水合适位置，以一定压力进行吹炼。这时，铁氧化物，尤其是其中氧化亚铁和铁水中碳化合，产生出含有大量一氧化碳气体，这一副产可燃气体即为转炉煤气。
因为转炉煤气发烧值较焦炉煤气要低，但又高于高炉煤气。气体中含有较大成份CO和15 %左右CO2、氮气和微量氧气和氧化物，而且含尘量较高。所以通常被作为废气排放或烧掉，其性质和高炉煤气相近。为此，在煅烧活性石灰回转窑上，对转炉煤气使用通常是以和其它较高热值燃料进行混合使用。
净化后转炉煤气，是一个有毒，易燃，无色无味，发烧值为1700—大卡/m3气体，煤气中含有55 %以上CO，和空气或氧化混合达成一定百分比时，碰到明火便会发生爆炸。
转炉煤气理化指标：%
表九
名 称
CO
CO2
O2
N2
H2
指 数
56.7～61.2
18.9～17.9
0.4～0.37
22.4～19.3
1.5
四）、混合煤气
伴随工业发展需要，将焦炉煤气和高炉煤气或其它煤气进行混合使用，已在多种加热、煅烧、冶炼工艺中被广泛地采取。
在将多种煤气进行混合使用同时，将煤气和其它燃料混合配制使用种类也很多。如液化石油气、煤粉、重油等。总而言之，对燃料混合使用，是一个很好利用能源、节省能源使用手段。
在气体燃料混合使用过程中，用于表示混合气体成份方法通常有体积成份和重量成份两种。气体重量和重量之比是重量成份，气体分容积和总容积之比，被称之为体积成份。
混合气体比热有容积比热和重量比热，重量比热等于混合气体所含多种气体重量比热和它们重量成份乘积和。容积比热等于组成混合气体多种气体容积比热和它们容积成份乘积之和。
在种类众多煤气中，在各自固有特点基础上，它们之间又存在着既相同又不尽相同易燃易爆，有毒性基础性质。
其中，能够引发煤气爆炸所必需含有条件是：a、煤气和空气混合达成一定百分比（爆炸极限范围）。b、处于爆炸极限范围混合物碰到明火或达成着火温度。c、 混合物处于密闭或开孔极小容器内。
煤气爆炸是指，当煤气发生瞬时燃烧并产生出含有高温、高压冲击波并对物质或环境形成强大破坏力。空气、煤气混合物爆炸特征是，煤气快速地燃尽后产生发烧和瞬时急剧膨胀反应。
煤气中有毒成份关键是指CO（一氧化碳），它是一个在常温状态时呈无色，无臭，无刺激性，性极毒。燃烧时呈蓝色火焰，和空气混合极易发生爆炸气体。
分子量：28.01，
密度（比重）：0.968
热值：3020大卡/m3
燃点：609℃，在气体中含有少许水即可降低其着火温度
爆炸极限：12.5 ~ 75 ％。
空气中可许可CO浓度为0.02 g /m3
空气中含量0.06%即有害人体
空气中含