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磚廠隧道窯煅燒石灰是可行的

2018-08-26  袁東海

磚廠隧道窯煅燒石灰是可行的

鶴壁袁東海


 

這個項目是我多年前進行的,也進行了實驗,取得了一些經驗。該文就是根據當時、當地的情況寫的簡易可行分析報告。

 

 

石灰石礦產資源豐富,通過煅燒所得產品-——生石灰,也是建筑、涂料、油漆、電石、氧化鋁、耐火材料等工業生產主要輔助材料。

通過石灰煅燒工藝和煤矸石燒結磚工藝比較,并通過小樣試驗和初步試驗,證明利用磚廠隧道窯生產生石灰是可行的,是磚廠扭虧增盈的有效途徑。

    一、工業制取石灰熱工工藝和控制要點

石灰石主要成分是碳酸鈣,而石灰成分主要是氧化鈣。燒制石灰的基本原理就是借助高溫,把石灰石中碳酸鈣分解成氧化鈣和二氧化碳。氧化鈣即生石灰(俗稱石灰),它的化學反應式為:CaCO3= CaO+CO2。

它的工業生產工藝過程為,石灰石和燃料(煤)裝入石灰窯(若氣體燃料經管道和燃燒器送入)經預熱、煅燒、冷卻(煅燒溫度范圍:850℃~1200℃),產品卸窯,完成石灰產品的生產。

不同的窯形有不同的預熱、煅燒、冷卻和卸灰方式。但有幾點工藝原則是相同的,即:原料質量高,石灰質量好;燃料熱值高,能量消耗少;石灰石粒度和煅燒時間成正比;生石灰活性度和煅燒時間、煅燒溫度成反比。

    即影響石灰質量的因素有:原料、燃料、煅燒工藝三個方面。 

原料對產品的影響:優質石灰石要求CaO含量在52%以上, MgO含量在3%以內,SiO2在1%以內。因為石灰石(CaCO3)是天然礦物,所以它含有一些不利于煅燒的雜質。影響石灰質量的因素主要是: ⑴原料石灰石所含有害物:⑵石灰石以泥土、砂粒形態粘附的有害物:⑶燃料所含有害物。這些雜質的多少直接影響煅燒石灰的產量和質量,所以選擇優質的石灰石是比較關鍵的。

燃料的影響。以煤、焦炭為燃料與石灰石混燒,燃料的灰燼與石灰摻雜在一起,影響石灰質量。

煅燒工藝對石灰質量的影響:由于石灰石原料的粒徑大小不均或煅燒時窯中溫度分布不勻等原因,石灰中常含有欠火石灰和過火石灰。欠火石灰中的碳酸鈣未完全分解,使用時缺乏粘結力。過火石灰結構密實,表面常包覆一層熔融物,熟化很慢。

二、磚廠利用隧道窯煅燒石灰有利條件:

 1、隧道窯最高燒結溫度為1050℃,850℃以上燒結時間不低于7.5小時。隧道窯分預熱、焙燒、冷卻三帶,焙燒曲線可以滿足石灰煅燒技術要求。

     2、原料充沛,原料質量好(優質石灰石指標:CaO含量在52%以上,MgO含量在3%以內,SiO2在1%以內,中高密度石灰石。

    3、煅燒溫度適中,燃料與產品分離,產品質量穩定。隧道窯燒結曲線最高和最低燒結溫度在石灰石煅燒溫度內(石灰煅燒溫度范圍為850℃—1200℃,隧道窯燒結溫度范圍為950℃—1050),防止了石灰產品過燒、生燒。煤矸石燒結磚為內燃工藝,熱源來自磚坯,與石灰石分離,燃料對石灰質量不會產生影響。

4、無須對現有生產線進行技改。石灰石在隧道焙燒窯進口參與生產線,利用隧道窯焙燒磚的過程即可完成產品煅燒,對隧道焙燒窯前段工序無影響。

煅燒無須投入專人操作。石灰石摻混在磚垛中,按照隧道窯燒結磚工藝操作即可。

5、生產成本低。由于是利用磚廠現有隧道窯和煤矸石磚坯熱量,無需設備和燃料投資,主要成本為石灰石采購成本,與專業企業相比,生產成本低廉。

三、不利因素及解決方法:

1、占有主業(磚)生產空間。石灰石煅燒過程在窯車上,影響主業生產。如按平碼生產石灰,占主業產量28%。彌補的方法為:采用稀碼快燒工藝,縮短進車時間,提高主業產量和提高產品質量。同時,稀碼快燒工藝為正負壓燒成,“O壓點”控制在焙燒段后段,前段為負壓,與冶金石灰負壓煅燒工藝要求相符。“快燒”縮短了石灰煅燒時間,也是提高石灰活性度必要條件之一。

2、對磚坯熱值有一定需求。一定量的石灰石利用煤矸石燒結磚坯產生的熱量,可以滿足煅燒需要,對燒結磚不產生的的影響,但石灰產量較大時,需提高原料熱值,以滿足磚和石灰產品燒結和煅燒溫度需求。隧道窯煤矸石原料熱值指標為400—450大卡,即原料熱值在此范圍均可通過窯爐焙燒調節,滿足產品950℃—1050℃燒結需要。以原料熱值理論計算,日煅燒80方石灰石,熱值調整為540大卡左右(具體熱值要求應通過工業試驗來確定)。煤矸石原料熱值波動很大,在250--1100大卡之間,通過原料自身調配可滿足需要。

3、裝窯方案:正常進車時間為90分鐘,每天16車。

方案為:將現有磚垛減去4層磚,即讓出0.09Χ4=0.36米空間,窯車按12垛碼坯,每車可裝石灰石5方左右,每天可煅燒石灰80方。平碼的困難在石灰石裝車,由于窯車剛出干燥窯,采用人工裝車,溫度較高,裝料速度慢、勞動強度高,如正式生產可在裝車處設機械設備,減輕勞動強度。

四、成本、售價分析對比

1、鶴壁市立窯煅燒建筑石灰成本為:

石灰石:35元/方

燃料:125元/方(石煤比例4:1,噸煤價500元,煤價按20-40mm粒徑塊煤計算)

人工及電費:30元/方

成本合計:190元/方

2、磚廠生產石灰成本為:

石灰石:60元/方(考慮運輸距離、石灰石粒徑選擇、質量、虛方、焙燒收縮等因素)

裝卸窯費用:30元/方(人工裝卸)

合計:90元/方。

從成本分析來看,磚廠煅燒石灰利用了煤矸石磚坯的熱值,節省了石灰煅燒的燃料成本,是成本較低的關鍵。

4、市場售價:根據2012年4~6月鶴壁市建筑定額信息查詢,建筑石灰到工地價格250~270元/方。

5、項目利潤:如產品按230元/方出廠價,成本90方/元計算,如日產量80方,則年利潤400萬元左右。

五、市場分析:

根據石灰產品理化指標,可將石灰產品市場分兩步拓展。第一步為普通建筑石灰,銷售范圍為鶴壁市及周邊臨近地區,主要銷售對象為:建筑、道路、脫硫、水凈化、免燒磚等。產品優勢為:成本低、石灰均為塊狀、雜質少,短時間可采用低價銷售政策,以價格和產品質量爭奪市場,市場穩定后逐步恢復合理價位。建筑石灰市場有限,時效性強,可采用訂單式生產,根據隧道窯生產工藝,只需提前兩天就可滿足用戶,量大量小均可。第二步為石灰深加工如對該產品精細加工,可用于涂料、油漆、造紙、橡膠等眾多行業,產品可輻射國內,且產品附加值更高。第二步實施需要在產品性能檢測后,根據檢測指標來定,并且需要投資設備及廠房。

目前建筑市場萎縮,磚廠難以為繼。生產石灰雖然占用了主業生產,但也降低了主業的生產成本,磚廠通過作業時間和崗位調整,完全可以滿足目前燒結磚生產石灰煅燒者兼容的生產格局,擺脫磚廠產品單一,受市場影響大的局面。

通過以上分析可以看到,利用磚廠隧道窯和本地區優質的石灰石資源煅燒石灰,是可行的,該項目實施初期(生產建筑石灰)無需投資和改造現有生產線,只需磚廠內部調整就可增加新產品,是磚廠擺脫困境的一條出路。磚廠本著先試驗后實施的原則,通過不斷摸索、完善,制定出適合自己隧道窯特點的煅燒工藝和操作方法。在此基礎上確定石灰產量,調整主副產業產品比例,使磚廠效益最大化。

 

 

                                                袁東海

                                              2009.12.12

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