Технология обжига известняка в шахтнощелевых печах

Промышленный опыт производства высококачественной извести в шахтнощелевых печах накоплен на Запорожском заводе ферросплавов. В известковом цехе сооружены шахтнощелевые печи, работающие на природном газе. Ранее в этих печах обжиг известняка проводили с использованием в качестве топлива металлургического кокса. Кокс, в сравнении с природным газом, имеет ряд недостатков и, прежде всего, из-за нестабильного качества извести по причине попадания кусочков несгоревшего кокса в выгружаемую из печи известь. Применение такой извести в качестве флюса в шихте для силикотермических марганцевых ферросплавов сопровождается некоторым науглероживанием марганца и ферромарганца, что затрудняет получение сплавов с нормированным содержанием углерода. Из числа других недостатков следует отметить и возможность локального перегрева извести в контакте кусков известь–кокс, что сопровождается спеканием их и различной степенью кристаллохимических превращений в обожженных кусках извести.

Устройство шахтнощелевых печей. В известковом цехе установлены две вертикальные шахтнощелевых печи. Продольный и поперечный разрезы шахтнощелевой печи (№ 1, 2) по большой и малой осям щели, представлены на рис. 19.2. Высота печи до уровня загрузочных устройств 22.5 м. По высоте шахты печи выделяют три зоны: подогрева 6,18 м, обжига 6,5 м и охлаждения 4,32 м. Длина щели шахты равна 8 м. Ширина щели печи неодинакова и для соответствующих зон составляет: зона обжига 1,7 м, подогрева 1,35 м и охлаждения 2,4 м. Стальной кожух печи имеет прямоугольную форму с переходом на торцах (боках) в овальную. Кожух закреплен в каркасе, который опирается на железобетонный фундамент. Шахта печи футеруется хромитопериклазовым кирпичом.

Известняк в шахту печи загружается через загрузочное устройство, состоящее из приемной чаши и запорной крышки. Печи оборудованы скипоподъемниками для подачи известняка. Скип имеет вместимость 0,5 м³ и скорость подъема 3,9 м/мин. Загрузка шахты печи известняком производится в автоматическом режиме. Уровень загрузки приемной части печи поддерживается постоянным на ее объема. Охлажденная в нижней части печи известь выгружается из печи в подпечные бункеры, а затем из бункеров питателями подается на транспортерную ленту в приемный бункер с последующей подачей скиповым подъемником (вместимостью 0,5–0,6 м³) в приемные бункеры дробилок. Щековые дробилки обеспечивают получение извести фракции от 5 до 70 мм.

Газовые режимы отопления печей. Печь № 2 оборудована двумя ярусами (рядами) горелок. Нижний ярус имеет по 10 горелок с каждой стороны шахты печи, а верхний (на уровне «квадрата» печи) – по 4 горелки с каждой стороны. Печь № 1 оборудована одним ярусом фурменных горелок капсульного типа ГФИ. В целях утилизации ферросплавного газа (от печей ферросиликомарганца и ферросилиция) и экономии природного газа, отопление шахтнощелевых печей для обжига известняка может производиться смесью природного газа и феррогаза* (80–85% СО и 3–5% Н₂). Примерный газовый режим (часовой расход природного газа и феррогаза в зависимости от задаваемой производительности печи) приведен в табл. 19.3. Отходящие из шахты печи газы имеют следующий химсостав (в объем. %): 27–28% СО₂, 0,6–1,2% О₂ и 3–6% СО.

Рис. 19.2.Щелевая печь: 1 – конусное загрузочное устройство; 2 – указатель уровня; 3 – смотровое окно; 4 - горелки

Для обеспечения теплового режима работы печи и

________________________________

* Феррогаз – колошниковый газ закрытых ферросплавных печей, в которых выплавляются ферросплавы углеродотермическим способом (ферросилиций, ферросиликомарганец и др.)

получения хорошо обожженной извести при использовании природного газа (ПГ) и феррогаза (ФГ), калорийность газовой смеси рассчитывают, исходя из содержания СО в феррогазе. Так, например, при 80% СО в феррогазе калорийность составляет:

ФГ 3000 м³/час = 6,6 млн ккал/м³

ПГ 200 м³/час = 1,64 млн ккал/м³

смесь = 8,24 млн ккал/м³

Только ПГ 992 м³/час = 8 млн ккал/м³

Таблица 19.3. Газовый режим отопления шахтнощелевой печи при заданной суточной производительности по извести

Суточная производительность, т	Количество подаваемого газа, нм3/ч	Температура отход.газов, °С	Разрежение, Па (мм вод. столба)
природного	феррогаза
	260(8%)		170–250
	577(25%)		120–180
	625(30%)		180–200

Давление поступающего природного газа на коллектор печи должно быть не менее 100 мм вод. ст. (98 Па), ферросплавного газа 200 мм вод. ст. (196 Па). Постоянство разрежения в печи поддерживается регулятором типа РПИБ с помощью дросселирующего устройства.

Воздух для сжигания газа поступает через «гляделки» за счет разрежения, создаваемого дымососом печи. Количество воздуха, необходимого для полного сгорания газа рассчитывается по формуле:

, нм³;

где V_газа – расход газа, нм³/час; Q – калорийность газа (смеси) ккал/м³; K – коэффициент избытка воздуха.

Разрежение в печи рассчитывают по формуле:

Р_разр = Q_возд/55,7,

где 55,7 – коэффициент, учитывающий технические характеристики вентилятора.

Калорийность ферросплавного газа в зависимости от содержания в нем СО изменяется следующим образом:

Содержание СО в газе, %
Калорийность газа,
ккал/м3
кДж/м3

Температурный режим по высоте шахты печи поддерживается следующий: в зоне обжига 900–1100°С, в зоне подогрева известняка 600–680°С. Температура отходящих газов из шахты печи не должна превышать 250°С. Производительность печи зависит от расхода газа. При расходе газа 416–480 нм³/ч она составляет 50–60 т/сутки при расходе известняка 105 т/сутки. Повышая расход газа до 1024–1056 нм³/ч, производительность печи возрастает до 140–150 т/сутки при расходе известняка 250 т/сутки. 1