超高温竖窑

超高温竖窑一般采用重油、裂化柴油或柴油为燃料，煅烧温度>1900℃，用于烧成高纯难烧结原料，如高纯镁砂、高纯白云石、镁铬砂等。

　　

超高温竖窑结构　　

 

全窑分为上部预热带、中部煅烧带(物料温度>1900℃)和下部冷却带。超高温竖窑系统如图1。

 

　　

超高温竖窑煅烧高纯镁砂

 

在二步煅烧高纯镁砂时，超高温竖窑入窑原料为轻烧氧化镁干法压球料。球料一般为38mm×26mm×15.6mm的橄榄状或30mm×20mm×14mm的杏仁状。球料入窑前须严格过筛，去除<13mm的碎粒。轻烧氧化镁的活性度、粉磨细度、球料的强度和竖窑操作对成品质量有很重要的关系。

　　

超高温竖窑断面形状与高温火焰径向穿透料柱能力有关，考虑火焰穿透能力，小产量超高温竖窑断面为圆筒形，大产量窑一般为非圆形，烧嘴设于窑断面长边，确保火焰穿透料层，使窑断面温度均匀分布，物料的煅烧温度均匀。竖窑外壳用耐热钢板制作，窑衬工作层砌筑通常为高纯镁砖和镁铝砖，永久层采用镁质捣打料。

　　

超高温竖窑煅烧带设二至三排烧嘴，烧嘴插入窑内，烧嘴设冷却水套，冷却水经过降温后循环使用。一般开启一排或两排烧嘴，燃料为重油时需配置一套重油过滤加热装置，每支烧嘴由一台计量泵定量供油。采用一台罗茨鼓风机向烧嘴供应一次空气。烧嘴可以采取脉冲式燃烧，自动控制燃料和空气(每2min停供3s)，以达到窑内料层透气性良好和节省燃料的目的。冷却带的上部设有热风排放口，窑底安装出炉机。采用一台罗茨鼓风机从窑底鼓入冷空气，物料在冷却后排出窑外，而换热后空气达到1500℃，

　　

部分进入煅烧带作为二次空气，经过煅烧带的废气从窑顶料面上排出，窑顶两侧设排烟口和掺冷风口，掺入大量常温空气温度降到250℃后,经过除尘器除尘，再由排废气风机经过烟囱排入大气。窑顶料面压力控制零压或微负压。另一部分1500℃热空气由排热风口排出窑外，经旋风除尘器除尘后排入大气。

　　

>13mm的球料加入窑顶加料斗，通过下料管进入窑内，<13mm筛下料回流经对辊破碎机破碎后回收使用。物料经过预热带、煅烧带和冷却带后，由出料机卸至窑下料封管。为保持窑内压力稳定，料封管需要足够的长度和适宜的断面面积。用料位控制装置控制出料机运转，以保持料封管中的料位恒定。装在料封管下端的振动给料机把出窑物料连续卸到皮带运输机上运走，此时物料已冷却到100℃～150℃。装在皮带运输机上的核子称与振动给料机联锁控制出料量。

 

超高温竖窑煅烧高纯镁钙砂

 

近几年来，我国有一些企业使用超高温竖窑煅烧高纯镁钙砂，如辽宁营口某耐火材料集团，安徽池州某外资企业等。

　　

超高温竖窑煅烧高纯镁钙砂也是采用二步煅烧工艺。先将高纯度天然白云石在轻烧竖窑内1200℃左右的温度下轻烧，制得活性良好的高纯度轻烧白云石(MgO和CaO总含量>98%)，然后将轻烧白云石破碎、磨细成超细粉;根据生产需要，有时向轻烧白云石中兑入一定比例的高纯轻烧氧化镁，共同磨细后，在高压压球机上干压成料球，由提升设备提升到窑顶，经筛分后，筛上球料入窑顶加料仓，然后入窑进行超高温煅烧。

　　

我国某企业采用麦尔茨窑作为天然白云石的轻烧设备，以煤粉作燃料，生产能力300t/d。选用立式磨作为轻烧白云石的磨细设备;超高温竖窑的内径1.75m，外径3.2m，高度11.8m;沿窑体上下设置4排烧嘴，间距900mm;每排16支;以重柴油作燃料。实际生产中只使用一排烧嘴。

　　

由于轻烧白云石中的游离CaO极易吸潮发生水化，由CaO变为Ca(OH)2,体积产生膨胀，造成料球碎裂和粉化。因此，轻烧白云石粉压成的料球不能长时间存放，最好是随压随入窑。实际生产中，一般是将压出的轻烧白云石料球存放在密闭的料仓内，存放时间不超过8h。

　　

采用超高温竖窑煅烧高纯镁钙砂比煅烧高纯镁砂更容易发生“粘窑”。这是因为镁钙砂原料中增加了CaO成分，CaO与原料中的杂质成分Al2O3、Fe2O3等反应，生成铁铝钙类低熔点矿物。如生成铁铝酸四钙，熔点1415℃。这些低熔点矿物在高温下产生的液相量更多，更容易导致窑内物料“粘窑”。有利的一面是高纯镁钙砂比高纯镁砂更容易烧结，可加快出料速度。某企业采用超高温竖窑煅烧高纯镁钙砂的生产能力为140t/d，以重油为燃料，单位产品油耗45kg/t，低于煅烧高纯镁砂的油耗。

　　

是将压出的轻烧白云石料球存放在密闭的料仓内，存放时间不超过8h。采用超高温竖窑煅烧高纯镁钙砂比煅烧高纯镁砂更容易发生“粘窑”。这是因为镁钙砂原料中增加了CaO成分，CaO与原料中的杂质成分Al2O3、Fe2O3等反应，生成铁铝钙类低熔点矿物。如生成铁铝酸四钙，熔点1415℃。这些低熔点矿物在高温下产生的液相量更多，更容易导致窑内物料“粘窑”。有利的一面是高纯镁钙砂比高纯镁砂更容易烧结，可加快出料速度。某企业采用超高温竖窑煅烧高纯镁钙砂的生产能力为140t/d，以重油为燃料，单位产品油耗45kg/t，低于煅烧高纯镁砂的油耗。

　　

超高温竖窑规格和技术性能

　　

超高温竖窑规格和技术性能见表1。

　　

国内超高温竖窑主要性能：有效容积9.4 m3～30 m3;窑内径 φ1000 mm ～φ1800 mm;窑高12 m ;单位产品热耗 ～2500 kJ/kg;生产能力 45 t/d～170 t/d (15～50 kt/a)。

　　

实现超高温的措施

　　

实现超高温的措施：二次空气预热温度达到1500℃以上。同时燃料喷入窑内，直接在炽热的物料上汽化燃烧，燃烧效率高，炉窑高温系数可达0.9以上。

　　

超高温竖窑的特点是：

　　

1) 采用重油、裂化柴油料，不加氧煅烧温度>1900℃，能烧结高纯原料，生产效率高，利用系数5～10 t/(m3•d)单位产品热耗低;

　　

2) 用高压罗茨鼓风机定容供风，全窑处于正压下，窑顶为零压或微负压;

　　

3) 采用PLC控制系统，所有的操作参数如温度、压力、流量、产量可随时打印或画面显示，连续自动控制出料，出料量自动调节，窑产量稳定,自动化程度高。

　　

4)占地面积小。

　　

5) 直径太大的窑，火焰不易穿透料层，导致窑断面的煅烧温度不均匀，影响产品质量。

　　

超高温竖窑存在的问题及处理办法：

　　

1)外排多余的1500℃热空气很困难，高温竖窑冷却带上部不设热风排出口出料温度又偏高，可用掺加冷却剂冷却熟料的方法解决。

　　

2)有些超高温竖窑周期性结坨粘窑，处理办法是调整烧嘴位置;以轻烧氧化镁干法压球料入窑时，严格要求控制入窑粒度>13mm，原料钙硅比大于2;煅烧镁铬砂时，严格控制原料中低熔物的数量。

　　

3)国内高温竖窑多用于煅烧高纯镁砂，正在开发煅烧其他品种的高温竖窑。

　　

4)超高温竖窑热耗国际先进水平为1500 kJ/kg。

 

 【中国镁质材料网 采编：ZY】