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窑炉知识

砖厂隧道窑煅烧石灰是可行的
时间:2016年06月16日    点击:次    来源:隧道窑

   这个项目是我多年前进行的,也进行了实验,取得了一些经验。该文就是根据当时、当地的情况写的简易可行分析报告。

   石灰石矿产资源丰富,通过煅烧所得产品-——生石灰,也是建筑、涂料、油漆、电石、氧化铝、耐火材料等工业生产主要辅助材料。

   通过石灰煅烧工艺和煤矸石烧结砖工艺比较,并通过小样试验和初步试验,证明利用砖厂隧道窑生产生石灰是可行的,是砖厂扭亏增盈的有效途径。

   一、工业制取石灰热工工艺和控制要点

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。氧化钙即生石灰(俗称石灰),它的化学反应式为:CaCO3= CaO+CO2

它的工业生产工艺过程为,石灰石和燃料(煤)装入石灰窑(若气体燃料经管道和燃烧器送入)经预热、煅烧、冷却(煅烧温度范围:850~1200℃),产品卸窑,完成石灰产品的生产。

   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,能量消耗少;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。

  即影响石灰质量的因素有:原料、燃料、煅烧工艺三个方面。

   原料对产品的影响:优质石灰石要求CaO含量在52%以上, MgO含量在3%以内,SiO21%以内。因为石灰石(CaCO3)是天然矿物,所以它含有一些不利于煅烧的杂质。影响石灰质量的因素主要是: ⑴原料石灰石所含有害物:⑵石灰石以泥土、砂粒形态粘附的有害物:⑶燃料所含有害物。这些杂质的多少直接影响煅烧石灰的产量和质量,所以选择优质的石灰石是比较关键的。

  燃料的影响。以煤、焦炭为燃料与石灰石混烧,燃料的灰烬与石灰掺杂在一起,影响石灰质量。

  煅烧工艺对石灰质量的影响:由于石灰石原料的粒径大小不均或煅烧时窑中温度分布不匀等原因,石灰中常含有欠火石灰和过火石灰。欠火石灰中的碳酸钙未完全分解,使用时缺乏粘结力。过火石灰结构密实,表面常包覆一层熔融物,熟化很慢。

   二、砖厂利用隧道窑煅烧石灰有利条件:

1隧道窑最高烧结温度为1050℃,850℃以上烧结时间不低于7.5小时。隧道窑分预热、焙烧、冷却三带,焙烧曲线可以满足石灰煅烧技术要求。

2、原料充沛,原料质量好(优质石灰石指标:CaO含量在52%以上,MgO含量在3%以内,SiO21%以内,中高密度石灰石。

3、煅烧温度适中,燃料与产品分离,产品质量稳定。隧道窑烧结曲线最高和最低烧结温度在石灰石煅烧温度内(石灰煅烧温度范围为850℃—1200℃,隧道窑烧结温度范围为950℃—1050℃),防止了石灰产品过烧、生烧。煤矸石烧结砖为内燃工艺,热源来自砖坯,与石灰石分离,燃料对石灰质量不会产生影响。

4、无须对现有生产线进行技改。石灰石在隧道焙烧窑进口参与生产线,利用隧道窑焙烧砖的过程即可完成产品煅烧,对隧道焙烧窑前段工序无影响。

煅烧无须投入专人操作。石灰石掺混在砖垛中,按照隧道窑烧结砖工艺操作即可。

5、生产成本低。由于是利用砖厂现有隧道窑和煤矸石砖坯热量,无需设备和燃料投资,主要成本为石灰石采购成本,与专业企业相比,生产成本低廉。

   三、不利因素及解决方法:

1、占有主业(砖)生产空间。石灰石煅烧过程在窑车上,影响主业生产。如按平码生产石灰,占主业产量28%。弥补的方法为:采用稀码快烧工艺,缩短进车时间,提高主业产量和提高产品质量。同时,稀码快烧工艺为正负压烧成,“O压点”控制在焙烧段后段,前段为负压,与冶金石灰负压煅烧工艺要求相符。“快烧”缩短了石灰煅烧时间,也是提高石灰活性度必要条件之一。

2、对砖坯热值有一定需求。一定量的石灰石利用煤矸石烧结砖坯产生的热量,可以满足煅烧需要,对烧结砖不产生的的影响,但石灰产量较大时,需提高原料热值,以满足砖和石灰产品烧结和煅烧温度需求。隧道窑煤矸石原料热值指标为400450大卡,即原料热值在此范围均可通过窑炉焙烧调节,满足产品950℃—1050℃烧结需要。以原料热值理论计算,日煅烧80方石灰石,热值调整为540大卡左右(具体热值要求应通过工业试验来确定)。煤矸石原料热值波动很大,在250--1100大卡之间,通过原料自身调配可满足需要。

3、装窑方案:正常进车时间为90分钟,每天16车。

方案为:将现有砖垛减去4层砖,即让出0.09Χ4=0.36米空间,窑车按12垛码坯,每车可装石灰石5方左右,每天可煅烧石灰80方。平码的困难在石灰石装车,由于窑车刚出干燥窑,采用人工装车,温度较高,装料速度慢、劳动强度高,如正式生产可在装车处设机械设备,减轻劳动强度。

   四、成本、售价分析对比

1、鹤壁市立窑煅烧建筑石灰成本为:

石灰石:35/

燃料:125/方(石煤比例41,吨煤价500元,煤价按20-40mm粒径块煤计算)

人工及电费:30/

成本合计:190/

2、砖厂生产石灰成本为:

石灰石:60/方(考虑运输距离、石灰石粒径选择、质量、虚方、焙烧收缩等因素)

装卸窑费用:30/方(人工装卸)

合计:90/方。

从成本分析来看,砖厂煅烧石灰利用了煤矸石砖坯的热值,节省了石灰煅烧的燃料成本,是成本较低的关键。

4、市场售价:根据20124~6月鹤壁市建筑定额信息查询,建筑石灰到工地价格250~270/方。

5、项目利润:如产品按230/方出厂价,成本90/元计算,如日产量80方,则年利润400万元左右。

五、市场分析:

   根据石灰产品理化指标,可将石灰产品市场分两步拓展。第一步为普通建筑石灰,销售范围为鹤壁市及周边临近地区,主要销售对象为:建筑、道路、脱硫、水净化、免烧砖等。产品优势为:成本低、石灰均为块状、杂质少,短时间可采用低价销售政策,以价格和产品质量争夺市场,市场稳定后逐步恢复合理价位。建筑石灰市场有限,时效性强,可采用订单式生产,根据隧道窑生产工艺,只需提前两天就可满足用户,量大量小均可。第二步为石灰深加工,如对该产品精细加工,可用于涂料、油漆、造纸、橡胶等众多行业,产品可辐射国内,且产品附加值更高。第二步实施需要在产品性能检测后,根据检测指标来定,并且需要投资设备及厂房。

目前建筑市场萎缩,砖厂难以为继。生产石灰虽然占用了主业生产,但也降低了主业的生产成本,砖厂通过作业时间和岗位调整,完全可以满足目前烧结砖生产、石灰煅烧两者兼容的生产格局,摆脱砖厂产品单一,受市场影响大的局面。

  通过以上分析可以看到,利用砖厂隧道窑和本地区优质的石灰石资源煅烧石灰,是可行的,该项目实施初期(生产建筑石灰)无需投资和改造现有生产线,只需砖厂内部调整就可增加新产品,是砖厂摆脱困境的一条出路。砖厂本着先试验后实施的原则,通过不断摸索、完善,制定出适合自己隧道窑特点的煅烧工艺和操作方法。在此基础上确定石灰产量,调整主副产业产品比例,使砖厂效益最大化。

鹤壁袁东海

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