引論：我們?yōu)槟砹?篇高爐強化冶煉和強化冶煉理論的探討范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

1.低熱值煤氣中心燒嘴TGS石灰窯主要特點

1.1節(jié)能

TGS石灰窯之所以節(jié)能，首先是因為采用六段式啞鈴形爐型，這是結合高爐爐型結構，經(jīng)過多年生產(chǎn)實踐摸索而成。唐山今實達科貿有限公司（以下簡稱我們）通過提高爐身高度，優(yōu)化爐型和高徑比，延長了預熱和冷卻時間，此爐型特別適應石灰導熱系數(shù)低和石灰焙燒的特點，降低了出料和爐頂廢氣溫度，從而達到節(jié)能的效果。其次，TGS石灰窯采用了余熱回收裝置，助燃風可預熱到180~260℃，我們還增設了煤氣換熱器，煤氣可預熱到150~200℃，實現(xiàn)了雙預熱，有效提高了石灰窯的熱效率，達到非常好的節(jié)能效果。目前全高爐煤氣TGS600石灰窯熱耗為870~980kcal/kg，噸灰高爐煤氣消耗量低于1300m3，實現(xiàn)了利用低熱值煤氣（全高爐煤氣、轉爐煤氣、發(fā)生爐煤氣或混合煤氣）焙燒石灰的節(jié)能目標。

1.2環(huán)保

窯體部分主要揚塵點有2處：一處是小車倒料點，另一處是排料點。小車倒料點我們采取的是全密封和抽風除塵，保障了粉塵不外揚；窯底排料點采用雙道液壓密封閥，此裝置借鑒了高爐爐頂料罐上下密封閥的原理，減少窯底粉塵污染，改善勞動環(huán)境。除了窯體的這兩個揚塵點之外，窯體廢氣量也影響著環(huán)保效果和投資。由于TGS石灰窯熱效率高、節(jié)能，助燃風與煤氣使用量小，所以廢氣量也少，環(huán)保投資低、環(huán)保設備運行費用低、易達標。成品石灰處理系統(tǒng)，采用料倉，避免了石灰落地和鏟車處理，并加強了密封，減少了揚塵量，特別是用低振幅密封分級篩，可以在密封的狀態(tài)下把石灰篩分出3個品種（煉鋼灰，LF爐灰和破碎成燒結灰），此處很少抽風量甚至不用抽風除塵也不產(chǎn)生揚塵。并且配備了脈沖引射反吹布袋除塵器，既可把排放降到10mg/m3以下，又提高了布袋壽命，節(jié)省了壓縮風，且維護保養(yǎng)方便，進一步節(jié)省了環(huán)保運行成本。

1.3降低噸鋼灰耗和煉鋼成本

TGS石灰窯為了提高生產(chǎn)指標，主要做了如下幾方面的工作：1）爐頂布料采用空轉螺旋布料器，借鑒了現(xiàn)代大型高爐上旋轉布料器的布料思想，在提高布料均勻性的同時調節(jié)整體氣流分布。保障了大型TGS石灰窯的產(chǎn)量和質量的穩(wěn)定。2）窯底排料設備采用的液壓往復出料機與雙道液壓密封閥配合出灰。既可全爐均勻排料，又可單點調節(jié)排料量，出灰量和時間間隔由操作專家軟件控制，實現(xiàn)了噸灰恒熱量焙燒，爐內實現(xiàn)爐墻邊沿爐料與中心爐料全斷面均勻下料，防止出現(xiàn)抽心現(xiàn)象，經(jīng)過我們生產(chǎn)中排料試驗檢測下料的不均勻程度在1.5%以內，保障大型TGS石灰窯高產(chǎn)和順行，也減少了生過燒。3）TGS石灰窯采用大型風冷中心復合燒嘴，煤氣和助燃風分別通過爐外調節(jié)，進行合理配比，中心燒嘴頂部環(huán)形布置的燒嘴自內向外燒。爐墻布置的國井式側燒嘴自外向內燒，內外燒嘴實現(xiàn)了對燒，燃燒穩(wěn)定，壽命長且不易回火，火焰穿透能力是傳統(tǒng)石灰窯燒嘴的1.4倍以上。每排燒嘴分別設置了一套溫度自動控制系統(tǒng)，通過自動調節(jié)功能使燃燒溫度穩(wěn)定在設定的目標溫度范圍內。中心燒嘴與國井式側燒嘴配合對燒，提供了充足的中心火焰，解決了石灰窯中心氣流不足、溫度分布不均、中心生燒和邊緣過燒的問題，使石灰窯的氣流、溫度分布更均勻，并可及時調節(jié)，提高了產(chǎn)量和產(chǎn)品質量。4）自動化系統(tǒng)配備專家系統(tǒng)軟件，當專家軟件設定好參數(shù)后，TGS石灰窯即可實現(xiàn)自動排料、自動上料和恒熱量自動燃燒。整個操作控制系統(tǒng)簡單易掌握，并能檢測窯內下料是否偏行，氣流分布是否均勻，還可對工長每次操作的效果是否到位、有無負作用，加以提醒和警告。TGS石灰窯氣流分布均勻、溫度分布均勻、布料均勻、排料均勻、自動化控制強，以TGS石灰窯生產(chǎn)燒結灰和煉鋼灰后，保障了石灰的產(chǎn)量和質量，為生產(chǎn)低硅低硫生鐵、降低噸鋼灰耗和煉鋼成本打下了堅實的基礎。

1.4生產(chǎn)成本低

TGS480石灰窯生產(chǎn)成本低，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1）熱利用率高。用全高爐煤氣時（含30~45℃飽和水，高爐煤氣熱值680~750kcal/m3），熱耗為870~980kcal/kg，節(jié)省燃氣。2）TGS石灰窯產(chǎn)量大、密封性好，在粉塵排放下低于10mg/m3的高標準下，噸灰環(huán)保設備功率低，節(jié)省用電量。3）中心燒嘴和側燒嘴等爐體非標設備使用壽命長，維修費用低，噸灰維修費僅為2.5~4.5元/t。4）整體石灰窯工程投資低，折舊費用低。5）機械化自動化程度高，節(jié)省了人力費用。

1.5安全

TGS石灰窯的主要安全措施如下：1）完善的自動燃燒控制和煤氣安全聯(lián)鎖控制。這主要體現(xiàn)在煤氣壓力超出控制、突然停電、風機等關鍵設備突然停機等等一些狀況，不靠人員操作，我們的自動化系統(tǒng)可以保障即時自動切斷煤氣供應，自動完成安全停爐作業(yè)，同時實現(xiàn)自動充氮吹掃。充分保障現(xiàn)場人員及設備的安全。2）在供料系統(tǒng)、排料系統(tǒng)和成品處理系統(tǒng)的各個設備中均設有完善的事故連鎖停機控制功能。3）在各個有可能煤氣泄漏的區(qū)域，均設置煤氣監(jiān)測及報警系統(tǒng)，每班配備袖珍式煤氣監(jiān)測儀。

1.6適應能力強

TGS石灰窯適應能力強，主要體現(xiàn)在如下幾個方面：1）適用多種燃料。高爐煤氣、轉爐煤氣、發(fā)生爐煤氣、混合煤氣、焦爐煤氣。2）TGS石灰窯還可以配備氣煤混燒設施，在長期煤氣不足情況下，仍可以滿負荷生產(chǎn)，甚至全煤燒生產(chǎn)。3）當石灰石質量較差時，TGS石灰窯的能耗、產(chǎn)量、質量相對其他窯型變化較小。4）生產(chǎn)彈性大。TGS石灰窯可根據(jù)用戶的需求降低或增加產(chǎn)能。設計能力在一定范圍內調整，石灰的質量不受影響，石灰窯生產(chǎn)穩(wěn)定。

2.下料過程分析

2.1TGS石灰窯的下料理論

由于石灰石剛分解為石灰時，其石灰石晶格結構遭到巨大破壞，晶體內部存在大量微孔和空位，比表面積巨大，此時遇水就會爆炸，其活性度是很高的，這就說明剛產(chǎn)生的石灰發(fā)生再結晶和黏結是必然的，問題是要把石灰的再結晶發(fā)育程度和黏結控制在允許的范圍內，從而保障石灰的活性度和防止黏結。而影響石灰再結晶發(fā)育程度的關鍵因素是溫度和在此溫度下的持續(xù)時間，且兩者是相互關聯(lián)的，對于每一種石灰石的成分和原始結晶狀態(tài)，石灰再結晶發(fā)育程度呈現(xiàn)復雜的關聯(lián)關系，對于黏結或結瘤的發(fā)育程度也有類似的規(guī)律，更重要的是黏結只發(fā)生在兩個石灰塊的持續(xù)接觸面上，因此黏結的發(fā)育過程比再結晶還要來得緩慢一點。對于黏結問題需要從豎爐下料過程做進一步的分析，以便加以解決。

2.2TGS石灰窯的下料過程（通俗稱為拱橋現(xiàn)象）

包括高爐、石灰窯、球團豎爐等，對于幾乎所有的塊狀物料高溫豎式窯爐，爐內（塊狀帶）塊狀物料到底是如何下料的，在豎爐生產(chǎn)特別關鍵的中下部和高溫區(qū)塊狀帶內，由于物料下方的機械或物理化學作用，形成了多個尺寸不同、位置不同的局部小空間（或形象稱為亞穩(wěn)態(tài)懸拱空穴），每個小空間的頂部塊狀物料，在上部和周圍塊狀物料的擠壓、摩擦、粘結作用下，形成了拱橋結構，這種亞穩(wěn)態(tài)懸拱空穴（有點類似不規(guī)則橢球結構，與液體中氣泡的有些狀態(tài)類似），對豎爐的氣流分布（孔隙率分布）和下料都產(chǎn)生了至關重要的影響。這些小空間的尺寸與爐況具有對應的統(tǒng)計規(guī)律關系，從約0.1個料塊到幾個料塊尺寸，甚至幾十個料塊尺寸都有，極限懸料時為接近爐子內徑尺寸；一般正常爐況時，幾率比較大的小空間尺寸約為0.1~6個料塊尺寸，爐子中下部和高溫區(qū)以0.1~4個料塊尺寸，爐子上部以約0.1~2個料塊尺寸較多，越向爐身高處，小空間的尺寸越小且多，分布也越均勻；爐況越順行，小空間的尺寸越小且多，分布也越均勻。通俗地說，豎爐內塊狀物料的下料過程：大部分時間內，上述的小空間的拱橋是亞穩(wěn)定的，整個爐料料柱的有效重量始終是向下且大于零的，此時附近（其上和周圍）的爐料處于相對靜止狀態(tài)，在料塊之間的微小接觸面上黏結這一物理化學過程開始發(fā)育；突然，某種機械或物理化學作用導致了該拱橋的橋墩或橋拱崩塌，則其上和周圍的物料在瞬間塌落，并占據(jù)了該小空間，而在其上方的某個高度，該小空間可能又穩(wěn)定住了（也有時分裂為2個或多個或與別的小空間合并成1個大一點的小空間），就像一個小氣泡連續(xù)上升或又停止一樣，正是這些小空間（或形象稱為亞穩(wěn)態(tài)懸拱空穴）不穩(wěn)定的、間斷的、隨機的，又有一定物理化學、力學原理和統(tǒng)計規(guī)律的塌落運動，表達了豎爐內高溫區(qū)塊狀物料下料規(guī)律的主要特征。在這個瞬間塌落過程中，產(chǎn)生了一定的沖擊力、扭轉力和摩擦力，如果在此之前的黏結過程發(fā)育得不是太嚴重（與溫度和持續(xù)接觸時間關聯(lián)），其黏結強度就不是太高，此時就可以被掰開，而后新的黏結過程又重新開始了，進入良性循環(huán)，這就是我們通常所說的“沒有黏結”的正常下料過程。豎爐塊狀物料的下料過程就是尺寸不等、分布也有一定統(tǒng)計規(guī)律的亞穩(wěn)定小空間拱橋隨機的、不穩(wěn)定的：拱—塌—拱—塌—拱—塌的過程，而每一次小空間（形象稱為亞穩(wěn)態(tài)懸拱空穴）拱橋穩(wěn)定存在的時間，就是其上和附近物料料塊之間的持續(xù)接觸時間，正是這個持續(xù)接觸時間與溫度、爐料成分、粉塵成分和含量等決定了黏結塊是否能夠保留下來，同時粘結本身也增加了拱橋的橋墩或橋拱的穩(wěn)定性（對于下料是不利因素），并且方向向下的有效重始終存在，正是這個有效重力扮演了一個雙重角色：由此導致的料塊之間的擠壓力、摩擦力，穩(wěn)定了拱橋，并加劇了黏結，對下料是不利的；而拱橋崩塌瞬間，也是這個有效重力使料塊下落；多數(shù)情況或正常爐況下，加大有效重對于下料是不利的，同一高爐在輕負荷、或高冶煉強度、或噴煤后（壓差升高）的情況下，高爐下料反而改善，正說明了這個問題。這是本文的下料過程分析與高爐有效重下料理論的本質區(qū)別，也是高爐近些年進一步強化冶煉的依據(jù)。對應在爐內高溫區(qū)的黏結過程：黏—掰—黏—掰—黏—掰。一旦溫度過高或小空間拱橋的穩(wěn)定時間過長，就會導致料塊與料塊之間的持續(xù)接觸時間過長，黏結過程就發(fā)育得太厲害了，其黏結強度就太高了，在上述的塌落過程中也掰不開了，黏結塊就被保留了下來，而黏結塊一旦被保留下來，它會進一步影響氣流分布和溫度分布，也會使它參入的新的拱橋更穩(wěn)定，尺寸也更大，這樣自動提高了局部的溫度，也進一步延長了拱橋穩(wěn)定存在的時間，即進一步延長了料塊與料塊之間的持續(xù)接觸時間，由此導致新的黏結塊的大量形成和已有黏結塊的快速長大，進入惡性循環(huán)，這就是我們通常所說的黏結或結瘤（也必然伴隨著下料不勻）。爐況越順行，小空間（形象稱為亞穩(wěn)態(tài)懸拱空穴）的尺寸越小且多，分布也越均勻，使爐況更容易保持在良性循環(huán)中（產(chǎn)量更高、能耗更低、質量更好，對突發(fā)問題抵抗能力增大）；爐溫過高、下料時間間隔過長、每次下料過少，產(chǎn)量過小、有黏結塊或結瘤等情況下，這些小空間（形象稱為亞穩(wěn)態(tài)懸拱空穴）的尺寸明顯變大，且分布更加不均，這就是下料惡化的主要原因。另外排料不勻、布料不勻、氣流不勻、溫度不勻等也是通過上述機理造成了爐內料柱下料不勻的，而這些小空間分布規(guī)律的惡化，又會反過來加劇氣流不勻、溫度不勻和粘結或結瘤，從而形成惡性循環(huán)。

3.TGS石灰窯的設計與生產(chǎn)操作

1）采用六段式啞鈴形高爐身爐型，并配備相應的壓力，以此提高有效容積利用系數(shù)和節(jié)能，這就加快了豎爐單位有效截面積的物料流量和氣體流速，加快了料流速度，提高了料柱的空隙率（即料柱的透氣性），縮短了拱橋穩(wěn)定存在的時間，也就是縮短了料塊與料塊之間的持續(xù)接觸時間，由此保障每次拱橋塌落可以掰開黏結塊，同時也保障了石灰活性度在330mL以上。2）排料時間間隔縮短到15min以內。開爐或調整爐況時，可人為增加一點生燒，也不降低排料速度。3）煤氣不足時，多臺爐的工廠可停產(chǎn)1座爐子，留出充足煤氣保障其他爐子的滿負荷生產(chǎn)。因為爐子低負荷生產(chǎn)的總CaO少，還容易結塊或結瘤。4）剛停爐時，石灰窯2h內必須繼續(xù)排料活動料柱，逐步減少排料量，而球團豎爐的活動料柱時間要延長至5h以上，而更長時間的停爐，每班也須活動料柱2次以上。

4.結語

豎式窯爐、高爐、球團豎爐、耐火材料熟料焙燒爐、石灰窯等行業(yè)的節(jié)能、減排，提高質量，降低成本，低熱值煤氣中心燒嘴TGS石灰窯的生產(chǎn)實踐和用拱橋現(xiàn)象進行下料分析為行業(yè)的發(fā)展提供了一些新的思路，這些對豎式窯爐的設計改進與生產(chǎn)操作的提升有很大幫助。