基于石灰套筒窑的工作原理及操作说明1毕业设计.docx
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基于石灰套筒窑的工作原理及操作说明1毕业设计
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摘 要
钢铁工业，电石工业，氧化铝工业，耐火材料等工业都是石灰消耗大户，近两年这几个行业都是高速发展的行业。
每年的产量基本都是以20%以上的速度增长。
可它们需要的主要材料（辅助材料）石灰确没有相应增长，所以造成了石灰的紧张，从而剌激了社会土石灰窑的大量上马，土烧窑的遍地开花又造成了对环境的严重污染，在这种情况下，国家和地方政府相继出台了一糸列整治土烧窑的政策和法规，但很难实现预期效果，原因是有需求的剌激。
因此要想沏底治理土烧窑的污染，必须推行现代新技术石灰窑来解决需求的问题。
所谓现代新技术石灰窑就是具有环保、节能功能和机械化、自动化程度较高的现代化石灰窑。
它因采用了现代技术，所以它能充分利用廉价能源，特别能利用原来对环境有污染的气体作主要能源，变废为宝。
这样不但对环境能达到保护，而且它生产的石灰，不但质量好而且成本低。
对利用这一新技术的企业，经济效益会有明显增加。
这就是推广新技术石灰窑的现实意义。
本次设计主要的目的是：
1.综合过去所学的理论知识,提高联系实际和综合分析的能力.
2.训练和提高设计的基本技能.如计算、应用设计资料、标准和规范等.
3.培养学生综合运用所学基础课、技术基础和专业课的知识，分析和解决工程技术问题的工作能力。
4.巩固、深化和扩大学生所学基本理论、基本知识和基本技能。
5.培养学生的创新能力和团队精神，树立良好的学术思想和工作作风。
关键词钢铁,石灰套筒窑,石灰石,新套筒窑
Abstract
Ironandsteelindustry,calciumcarbideindustry,aluminaindustry,refractoriesandotherindustriallimeconsumptionlarge,nearlytwoyearstheindustryisrapiddevelopmentofindustry.Annualoutputismorethan20%ofthebasicgrowth.Buttheyneedtobethemainmaterialof（supplementarymaterial）nolimeincreasescorrespondingly,socausedthelimeoftension,therebystimulatingthesocialsoil,limekilnoftheblossomingandcausedseriouspollutiontotheenvironment,inthiscase,thestateandlocalgovernmentsregulationpoliciesandregulationsofthekiln,butitisisthatthereisdemandstimulus.Sowanttobrewbottomkilncontrolsoilpollution,limekilnmustintroducemodernnewtechnologytosolvetheproblemofdemand.Theso-calledmodernnewtechnologylimekilnisofenvironmentalprotection,energysavingandmechanization,automationdegreelimekiln.Itbyusingthemoderntechnology,soitcanmakefulluseofcheapenergy,specificallytousetheoriginaltotheenvironmentpollutionisthegasmainenergy,waste.Suchnotonlycanprotecttotheenvironment,anditsproductionoflime,notonlyofgoodqualityandlowcost.Tousethisnewtechnologyenterprise,economicbenefitsofnewtechnologyoflimekiln.Themainpurposeofthisdesignis:
1.Integratedlearningtheoryknowledge,improvewithpracticeandtheabilityofcomprehensiveanalysis.
2.Basicskillstrainingandimprovethedesign.Suchasthecalculationandapplicationdesigndata,standardsandspecifications,etc.
3.Tocultivatestudents'comprehensiveuseknowledgelearnedbasiccourse,thetechnicalbasisandspecializedcourse,theworkoftheabilitytoanalyzeandsolveengineeringproblems.
4.Consolidate,deepenandexpandthestudentslearnedthebasictheory,basicknowledgeandbasicskills.
5.Developthestudents'innovationabilityandtheteamspirit,setsupthegoodacademicthoughtsandworkingstyle.
Keywordsteel,oflimesleevekiln,limestone,newsleevekiln目录
摘 要I
AbstractII
引言IV
1结构原理-5-
1.1套筒窑窑体结构说明及主要组成系统-5-
1.1.1套筒窑窑体的结构说明-5-
1.1.2套筒窑的主要组成系统-6-
1.2套筒窑系统工艺图.-7-
1.2.1套筒窑的工艺要求-8-
2操作及工作运行规程-11-
2.1烘炉和投产操作-11-
2.2点火操作-13-
2.3窑的控制和操作-14-
2.4套筒窑的操作-16-
2.5开窑与停窑的操作规程-18-
3安全规程-20-
3.1司窑操作工和主控室操作工安全操作规程-20-
3.2石灰石上料工安全规程-20-
3.3出灰输送和筛分储运工安规-21-
3.4外运工安规-21-
4常见问题和故障处理-22-
4.1生烧原因及处理-22-
4.2拱桥的坍塌与磨损-22-
4.3窑衬砖的损坏和脱落-23-
4.4杂石灰石质和粒度对产品质量的影响-23-
4.5石灰的欠烧或过烧-23-
4.6循环气体温度波动较大-23-
4.7燃烧系统工作不正常-23-
4.8换热器的问题-23-
4.9窑内物料粘结-23-
4.10煤气热值仪故障-24-
4.11烟气温度过高-24-
结论-25-
致谢-26-
参考文献-27-
引言
一、新技术石灰窑种类
按燃料分有混烧窑，即烧固体燃料，焦炭、焦粉、煤等。
和气烧窑。
气烧窑包括烧高炉煤气，焦炉煤气，电石尾气，发生炉煤气，天然气等。
按窑形分，有竖窑、回转窑、套筒窑、西德维马斯特窑、麦尔兹窑（瑞士）、弗卡斯窑（意大利）等。
同时又有正压操作窑和负压操作窑之分。
林州现代科技中心研制设计了300立方以下的混烧窑和140立方以下的气烧窑，特别是高炉煤气和焦炉煤气燃烧的XD型节能环保石灰窑。
攻克了焦炉煤气热值高，火焰短的燃烧难题，可以使剩余焦炉煤气得到充分利用。
由原来的焦炉煤气“点天灯”，污染环境变为了为企业创造效益的宝贵能源。
对中小钢铁企业、焦化企业、电石企业、和耐火材料工业都是非常好的节能、环保、增效的有效途径。
二、石灰窑的基本结构和主要附属设备
石灰窑主要由窑体、上料装置、布料装置、燃烧装置、卸灰装置、电器、仪表控制装置、除尘装置等组成。
不同形式的石灰窑，它的结构形式和煅烧形式有所区别，工艺流程基本相同，但设备价值有很大区别。
当然使用效果肯定也是有差别的。
三、烧石灰的基本原理和热工工艺
石灰石主要成分是碳酸钙，而石灰成分主要是氧化钙。
烧制石灰的基本原理就是借助高温，把石灰石中碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳的生石灰。
它的反应式为
CaCO2=CaO+CO2—42.5kcal
它的工艺过程为，石灰石和燃料装入石灰窑（若气体燃料经管道和燃烧器送入）预热后到850度开始分解，到1200度完成煅烧，再经冷却后，卸出窑外。
即完成生石灰产品的生产。
不同的窑形有不同的预热、煅烧、冷却和卸灰方式。
但有几点工艺原则是相同的即：
原料质量高，石灰质量好；燃料热值高，数量消耗少；石灰石粒度和煅烧时间成正比；生石灰活性度和煅烧时间，煅烧温度成反比。
四、石灰窑的基本结构和主要附属设备
石灰窑主要由窑体、上料装置、布料装置、燃烧装置、卸灰装置、电器、仪表控制装置、除尘装置等组成。
不同形式的石灰窑，它的结构形式和煅烧形式有所区别，工艺流程基本相同，但设备价值有很大区别。
当然使用效果肯定也是有差别的。
1结构原理
1.1套筒窑窑体结构说明及主要组成系统
1.1.1套筒窑窑体的结构说明
套筒窑是钢铁企业必不可少的生产工具之一，它主要是在炼铁、炼钢生产过程中提供所需的主要组成原料（石灰）。
石灰窑主要由窑体、上料装置、布料装置、燃烧装置、卸灰装置、电器、仪表控制装置、除尘装置等组成。
不同形式的石灰窑，它的结构形式和煅烧形式有所区别，工艺流程基本相同，但设备价值有很大区别，当然使用效果肯定也是有差别的，下面就是关于套筒窑的整体结构。
图1.1贝肯巴赫套筒窑
统等组成。
石灰石经称量料斗、单斗提升机、窑顶装料设备加入窑内进行煅烧，锻烧好的活性石灰经窑底石灰仓下的电振给料机卸入胶带输送机送往成品贮料仓经筛分后储存。
3）成品系统：
成品系统由运输、产品分级设施及成品仓组成。
出窑石灰经胶带输送机送至仓顶筛分楼，然后进入振动筛，筛分成0～5mm、5～50mm两个粒级并分别贮入成品仓。
4）液压站系统：
液压站系统分为窑底液压站和窑顶液压站，一起放置于窑下鼓风机室。
a窑底液压站：
向出灰机、窑底料仓出灰闸门和、称量漏斗出灰闸门及烟气三通阀门提供液压动力电机功率：
2x22.5kW电加热器功率：
5kW
b窑顶液压站：
向旋转布料器、料盅和中间仓闸门提供液压动力电机功率：
2x22.5kW加热器功率：
5kW
c液压站控制：
如果液位检测器显示油位过低，则将信号送至控制室，报警提示处理故障。
如果达到超低油位，立即报警并停机。
5）公用辅助设施：
本技术方案公用辅助设施仅窑区域，包括通风除尘、燃气、供电、供排水、热力、检化验设施等。
通风除尘包括套筒窑废气除尘、成品石灰筛分及物料转运点除尘。
燃气要求管道送到石灰车间，然后送往套筒窑燃烧系统，到达套筒窑煤气环管的压力为15kPa.
1.2套筒窑系统工艺图
从原料到成品一系列的工艺流程、每一步流程都需要大量的工作量。
首先在矿石堆场用挖机把原料（石灰石）送入地下受料仓，然后通过皮带传送等一系列的流程把原料送入石灰套筒窑体内，在经过一系列的流程最终得到产品。
具体工艺流程如下图所示。
2操作及工作运行规程
2.1烘炉和投产操作
石灰石炉料的造桥和堵塞的危险。
在各桥项部的固定防护装置，使用2～3层草包捆扎，点火升温时可以自行烧毁，在窑逐层用石灰石填满之前，人工在卸料台上放置小颗粒的石灰石，以防损坏窑底钢结构。
在此之后，窑要用干净和干燥的粒度在lO－15mm的石灰石填充。
一旦小颗粒石灰石料线达到了下部桥，出料推杆就以每10分钟一个冲程操作来移动料柱．在上过桥已经被石灰石遮盖之后，窑内进一步用40－80mm规格的石灰石来填满。
当窑顶探尺出现高料位后，出料推杆就以每40秒一个冲程操作来移动料柱．直至小颗粒石灰石完全被置换出来。
窑的加热升温，首先是所有的下部烧嘴用最低量的燃气点火。
助燃空气可以按烧嘴的空气比λ=0.2－0.3相应调节。
也可以按（仅是开始时）大约1．5-2．2来调节，所采用的适用程序由制造方工程师决定。
窑加热升温期间关于升温的意见，必须根据耐火材料制造商提供升温曲线（升温曲线见附表），采用热电偶测温，对于下部燃烧室不应超过约10－15℃每小时，如果下部燃烧室的温度升得太快（尽管是尽可能最小的燃气量），可以增加助燃空气量，直到温升又恢复正常（约15℃.Beijing：
MechanicalIndustryPress，2000
[17]LiYuneditor,machineryandequipmentguide.Beijing：
ChinaMachinePress，1997.8
[18]MengShaonongeditor,manualmachiningprocess.SecondEdition,Beijing：
MechanicalIndustryPress,1991
[19]ChenRongLin,LuSimilarlyeditor,machineryoldandnewstandardsforcommoninformationandcontrolmanuals，Beijing：
ChinaLaborPress，1994
[20]XueYuanShuneditor，MachineToolFixtureDesign.Beijing：
ChinaMachinePress,2000
CO
CO2
N2
H2
CH4
24～26
14～16
57～59
1～2
0.3～0.8
焦炉煤气（％）低发热值：
16400～16900MJNm3
H2
O2
N2
CO
CO2
CH4
CnHm
58～60
0.4～0.8
4～6
7.4～7.6
2.6～2.8
21～23
2.0～2.4
3）、产品的质量标准：
轻烧白云石：
MgO≥32％，SiO2≤2%,S≤0.018%.
粒度5～50㎜活性度350ml
活性石灰：
CaO≥90％，SiO2≤1.5%,S≤0.020%.
粒度5～50㎜活性度350ml
1.3套筒窑的特点及煅烧原理
套筒窑的主要用途是生产石灰的生产机器，它所需的原料是石灰石，石灰石主要成分是碳酸钙，而石灰成分主要是氧化钙。
烧制石灰的基本原理就是借助高温，把石灰石中碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳的生石灰。
它的反应式为
CaCO3=CaO+CO2—42.5kcal
它的工艺过程为，石灰石和燃料装入石灰窑（若气体燃料经管道和燃烧器送入）预热后到850度开始分解，到1200度完成煅烧，再经冷却后，卸出窑外。
即完成生石灰产品的生产。
不同的窑形有不同的预热、煅烧、冷却和卸灰方式。
但有几点工艺原则是相同的即：
原料质量高，石灰质量好；燃料热值高，数量消耗少；石灰石粒度和煅烧时间成正比；生石灰活性度和煅烧时间，煅烧温度成反比。
1.3.1套筒窑的主要特点
1）整个窑体为负压操作，检查、维修、维护便利，且环保条件和劳动条件好。
2）作业率高。
年作业率可达98％以上，平均5年左右中修一次。
3）适用燃料范围宽，可使用发热值在1600kCalNm3以上的低热值煤气，且煤气压力为15kPa左右的常规压力。
4）窑体设备简单，绝大部分设备可在国内制造。
需引进的关键设备重量仅数吨，主要是烧嘴系统和下拱桥部分耐火材料。
5）能耗较低。
采用冷却气热量回输、废气换热等多种形式回收热量，热耗较低，一般在950kCalkg石灰，大大低于回转窑、焦炭竖窑、普通气烧竖窑等窑型。
窑体部分的电耗一般在25～28kWht石灰。
1.3.2套筒窑的煅烧原理
套筒窑煅烧原理为并流煅烧与逆流煅烧
以下图3、图4描述了两种煅烧过程中窑内气流和物料的温度变化曲线，图中绿色代表了原料及产品的温度曲线。
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