石灰窯節能關鍵設備的選擇技術三（新型出灰機系統）
2013-05-15 16:52:23 來源：北方爐窯協會
石灰窯節能關鍵設備的選擇技術三（新型出灰機系統）
在生產中正確認識石灰窯出灰設備以及探討其科學改進，對于提高石灰產量和質量、降低生產成本具有重要意義。
石灰窯的出灰設備是保證豎爐橫截面均勻出料、調節焙燒帶形狀、穩定窯內氣流走向、破碎黏結物料、決定生產能力(產量)、影響產品質量的關鍵設備。
要做到上述出灰設備所應做到的功能必須要根據窯型、窯容積及產品性能和粒度要求等工藝數據進行綜合考慮才能選擇適用的出料設備，目前常用的出料設備有：圓盤式出灰機、行星出灰機、段式出灰機、螺錐出灰機、托扳出料機、齒輥出灰機、齒盤出灰機、振動出灰機等。
石灰窯生產中出灰系統位于爐體底部，包括出灰裝置和卸灰裝置。出灰裝置應具有調節爐內氣流分布以調節焙燒狀況、對粘結物料進行破碎、調整出灰量大小的作用。卸灰裝置具有保持爐體底部良好的密封性和順利卸出石灰的作用。
一、我國傳統石灰窯出灰系統（*代石灰窯出灰機）的結構及應用現狀
長期以來，國內傳統石灰生產中用到的老式出灰裝置有螺錐出灰機、托板出灰機、輥式出灰機、擺動扇形板出灰機、振動出灰機等幾種。
1、螺錐出灰機
螺錐出灰機螺椎出灰機在80-90年代市場應用較多，該設備原用于水泥廠，經過改進逐步應用于燃氣石灰窯及部分燃煤石灰窯，螺錐出灰機的優點是螺旋階層和坡度有一定比例，可保證沿爐身橫截面上中央與周圍的石灰均勻卸出，對粘結的物料有一定的破碎作用。
但是隨著在使用過程不斷發現的問題，該設備有一些無法解決的缺點大家在選擇時還是應該注意的：
該設備的主體為帶風帽的塔型螺旋錐式托料盤，托料盤支撐在八個托輪上，并以空心軸為軸心，傳動方式是由電機拖動，經減速機、傳動鏈條、小圓錐齒輪等部件與塔形螺椎底面的大圓錐齒輪嚙合，使塔形螺椎做回轉運動，從而使燒成的石灰轉入出灰口經行星出灰機或其他出灰機將石灰排出，其設備除電機和減速機外全部主體設備都在爐體底部的基礎內部，螺椎主體外徑與爐壁內徑間隙極小，螺椎出灰機在使用過程中長期出現塔形螺椎跑偏的現象，造成安裝在塔形螺椎上的托灰盤與與爐壁相碰，致使設備不能正常運行，不能正常出灰。
在運轉時如發生跑偏現象經常造成的主要問題：
（1）、塔形螺椎的支撐圓錐滾輪軸斷軸或彎曲變形。
（2）、大小圓錐齒輪因設備跑偏使齒輪嚙合間隙變化，大小圓錐齒輪不能嚙合傳動，輕者造成齒輪傳動“咬死”停車，重者造成齒輪斷齒使設備停止運轉造成長時間停機停產事故。
（3）、支撐滾輪空心軸的中心襯套磨損嚴重。
（4）、塔形螺椎整體發生水平位移，出現跑偏，嚴重時可與窯壁摩擦刮碰使設備運轉阻力加大造成停機事故。、
螺椎出灰機是運用大螺距單項旋轉擠壓原理強制排灰的，因其設計為只能向一個方向旋轉，而且只有一個出灰口而且出灰口較小極易造成料面嚴重傾斜，運轉中如果出現瘤塊堵塞出灰口就會出現下料慢或不下料，料口出現結瘤堵塞也無法處理*終造成長時間停機檢查。處理料口堵塞事故是很困難的，有的需要把窯內爐料排空從下部人孔進入進行人工清理。
所以，螺椎出灰機用于燃氣窯還是可以的，因為燃氣窯是料柱階段性下料，料面下降越平穩越好，該設備具有這個特點，螺椎出灰機用于燃煤窯應該是一個誤區，因為燃煤窯料柱料面需要隨時調整，隨時調整爐況、處理結瘤等，螺椎出灰機是沒有上述功能的。
設備與窯體安裝組成結構缺陷也是不可忽略的問題，螺椎出灰機的整體設備是必須安裝在窯底土建基礎一個密封的結構中，設備安裝時必須等待螺椎出灰機整體安放在土建密封體中后才能進行窯體鋼結構安裝制作，如果螺椎出灰機出現設備事故也只能在窯基礎內部狹小的環境中施工，而且維修環境極其惡劣，因其設備結構特性是無法把設備整體運出窯外維護的，就是拆解后運出窯外也是非常困難的，“一次安裝，終身服役”這是螺椎出灰機的致命缺點。
設備造價高也是該設備不能廣泛推廣應用的主要原因，因其本身較為笨重，金屬耗用量高，設備價格極高一般都在30萬元以上是普通出灰機設備價格的4-6倍，而且螺椎出灰機不能單獨應用，需要與星型出灰機等設備組合使用，兩項設備組合價格在40萬元左右，因造價較高該設備主要應用在大型國有企業，民營企業應用較少。
2、托板出灰機
托板出灰機又稱雙托板出灰機，主體為一對對稱分布的篦板小車，通過傳動裝置沿固定軌道作往復運動，托動成品石灰落人爐底料斗內。這種出灰機結構簡單、運轉可靠、重量輕、容易制造；但其出灰均勻性差，托板的兩側易造成死角，調節不及時時，易造成焙燒帶傾斜，對下來的粘結料塊起不到破碎作用，且托板箱體面積較大，不易密封，容易造成底部漏風而影響爐內氣流分布和環境污染，出灰時需要停風機出灰。在70年代設計建造的石灰豎爐中，相當一部分使用這種出灰設備，目前國內石灰窯已經基本不選擇該類設備。
3、輥式出灰機（擺動式齒輥出料機）
該設備原應用于水泥豎窯，輥式出灰機是由幾根平行分布的齒輥組成，這些輥子在傳動裝置的作用下，成對地相對回轉，石灰從回轉的輥縫中卸下，為了防止熱變形，齒輥軸心和軸承座通水冷卻。該出灰機轉速可調，具有破碎粘結料的功能，但無法調控爐料偏斜，而且設備重量較大，成品粉灰較高，該設備主要應用于煅燒高鋁礬土和鎂砂的矩形豎窯上，目前國內石灰窯已經淘汰了此類設備。
4、擺動扇形板出灰機
擺動扇形板出灰機由兩塊扇形板固定在兩根水平放置的橫軸上，借助齒條和齒輪傳動，扇形板擺動，石灰從扇形板落入受料料斗內。使用這種出灰機成品率高，粉灰少，但出灰不均勻，在爐的水平截面上偏行，影響爐內氣流的分布和焙燒帶的穩定，出灰時需要停風機出灰，進而影響石灰質量，目前該類設備極少應用。
5、振動出灰機
振動出灰機是在振動給料機的功能基礎上進行了延伸改造應用，其特點是傳動結構簡單，可以進行簡單篩分等。缺點是功能單一，沒有調控爐料偏斜功能、無法破碎粘結料，不易密封，容易造成底部漏風而影響爐內氣流分布和環境污染不易治理，出灰時需要停風機出灰。
上述5種卸灰裝置在60-70年代在各種簡易窯型上應用較多，隨著近年環保節能石灰窯的技術快速進步及環保治理的要求，新型出灰設備已經取代了老式出灰機，石灰窯出灰設備的技術更新及理念更新已經得到廣大用戶認可。
二、新型出灰機的功能及選用：
（一）：密封卸料設備的選擇：
在石灰豎窯的生產中，要實現良好的爐況順行及節能效果，密封排灰是不可缺少的工序之一。一般的排灰設備是停風排灰，即容易造成產量降低而且極易造成窯內氣流紊亂使生產不易操控，實現不停風密封排灰是節能石灰窯的高產節能的必要手段，在排灰過程中由于替密封作用，使助燃風不至于從下部泄漏，能有效的提高石灰的質量和產量。因此，密封卸料設備被廣泛地應用于自動化生產的窯爐中。
密封卸料設備主要有以下幾種：
1、星型出灰機：
星型出灰機能在不停風條件下連續卸出物料，密封是靠轉子與筒體的緊密配合，但在長期運轉中轉子葉片受物料磨損而密封性能變差，需要及時加以更換，一般條件下轉子壽命5-6個月，鑄鋼材質轉子可以達到1年左右，所以星型出灰機不適用于鎂砂和高鋁熟料等琢磨性強的物料。該設備因轉子直徑限制及單位容積通過的物料量較小等原因不能通過大顆粒物料及結塊物料，一般適用于100mm以下物料通過。
行星出灰機構造比較簡單、重量較輕、占用面積小、需要的安裝高度不大。唐山金泉冶金能源新技術開發有限公司設計研發應用的新型行星出灰機目前主要有∮950X650、∮1100X750、∮1200X900等，適用于100-300m³范圍燃煤及燃氣窯使用。
2、段式出灰機（箱式出灰機）：
段式出灰機安裝在圓盤出灰機或其他出料機的下部卸料口，其功能是防止窯內氣流的外泄，防止窯內氣流紊亂影響煅燒帶變化，設備主要功能是截流與密封。設備運行簡單易操作、設備不易磨損維護費用低。
先進特點：
a、設備配合圓盤機使用，在連續排灰中使爐內密封良好，不影響助燃風連續送風。
b、排灰過程中不擠壓和損壞石灰塊。
c、設備運行準備，可靠，免經常維護，故障率極低。
d、排灰過程中不擠壓和損壞石灰塊。
e、設備運行簡單，可靠，免經常維護，故障率極低。
f、可快速下料、下料時間及下料量調節范圍大、可以通過600mm（或更大）以下物料。
段式出灰機目前主要由單層密封閥、兩段式出灰機、三段式出灰機，其中兩段式出灰機因其功能結構簡單實用應用較廣泛。
唐山金泉冶金能源新技術開發有限公司設計研發應用的新型段式出灰機目前有多種型號規格，適用于100-800m³范圍燃煤及燃氣窯使用。
（二）、新型盤式出灰機的應用選擇：
1、雙圓盤出灰系統（第二代出灰機）的結構與功能
80-90年代日本在借鑒前蘇聯石灰豎爐技術的基礎上，成功研制出雙圓盤出灰機出灰系統，并在豎爐石灰生產中得到了廣泛的推廣應用。
第二代出灰機典型設備是雙圓盤出灰機及單圓盤出灰機，是安陽鋼鐵集團公司九十年代引進的日本石灰窯出灰技術的基礎上消化吸收后形成的技術設備，在生產中圓盤出灰機與三段或兩段式卸灰機組成出灰系統，使生產均衡連續，爐體與底部封閉相連。表現出了良好的使用效果。
2、第三代新型盤式出灰系統（第三代圓盤出灰機）的結構與功能
唐山金泉冶金能源新技術開發有限公司的第三代新型圓盤出灰機是在第二代雙圓盤出灰機及螺椎出灰機的基礎上綜合了國外新應用的相關技術，根據我國不同的窯型結構、不同的原料燃料結構重新進行創新設計研發的新一代裝備，根據窯型不同及產品要求不同分別設計了多種規格型號設備，該設備在2007 年開始應用推廣，經過三年的不斷更新改進于2010年正式定型推出，該設備核心技術唐山金泉冶金能源新技術開發有限公司已經申請了專利。
第三代新型石灰窯圓盤出灰機在生產中具有穩定并調節爐況順行，改善爐內氣流分布，破碎粘結物料、設備使用壽命長、無需除塵防護等功能，是*代、第二代圓盤出灰機及螺椎出灰機的升級完善設備，該設備目前在國內應用推廣速度極快。
升級完善后的第三代新型石灰窯圓盤出灰機具有以下新功能：
（1）、穩定爐況順行的功能
第三代石灰窯圓盤出灰機上分布的多個可調式卸料裝置，在與爐體同心的圓周上呈間隔60度或40度角均勻分布，爐況正常時，每個卸料裝置的石灰出灰量是相同的，使爐內石灰從六個或九個對稱的方向均勻卸下，保證了爐內橫截面上物料均勻下降，使爐內氣流始終保持均勻分布，有效解決了料面偏斜現象，從而穩定了爐況的順行，在爐況不順行時及料面傾斜、料面下降不均勻時可以調整單個角度卸料裝置的卸料量來調整爐況。
（2）、調節爐況與改善爐內氣流分布的功能
生產過程中有多種原因會使順行的爐況出現波動(如焙燒帶下移，焙燒帶傾斜等)。第三代石灰窯新型圓盤出灰機的一個顯著特點是卸灰裝置是可調的，根據料面及下料情況快速調節不同的出灰點的出灰量，改變了“第二代圓盤出灰機”固定刮刀的缺點，同時可以根據出灰量自動調整不同出灰方向，通過改變圓盤出灰時的轉動方向、旋轉速度、下料速度改變成品石灰下落前的堆積次序，從而改善爐內氣流的分布使爐內料柱保持松動狀態，爐況波動得到調節，又能使爐內斷面各處下料均勻，從而保證了爐內料柱均衡地下降和在料柱產生異常時及時排除。圓盤出灰機除實現出灰功能外更重要的是可通過轉動活動窯內料柱，改變透氣性。圓盤出灰機機動靈活，出灰準確，出灰效率高、成品灰不破碎、爐內料位下降平整。
（3）、 破碎粘結物料及快速排出大塊物料的功能
生產中因原燃料或操作等多種因素都有可能造成少部分物料粘結成團甚至結塊成瘤，第三代石灰窯新型圓盤出灰機設計有除瘤裝置，出灰過程中當有大塊粘結物時，就會自動擠壓破碎物塊，使成品石灰物料達到順利排出爐外，對不能通過擠壓破碎的大塊物料可以通過自動提升排料裝置快速排除物料，而且在擠壓破碎過程中不破損塊狀石灰。
(4)、維修、更換設備部件簡單，實現不停機日常維護
唐山金泉冶金能源新技術開發有限公司研發制造的“第三代石灰窯圓盤出灰機”一個典型的創新技術就是改變了老式園盤出灰機（第二代圓盤出灰機及日本圓盤出灰機）拆裝、維護繁瑣的弊端，老式圓盤出灰機傳動主軸與盤面結構在一起，若主軸或主軸軸承等零件出現問題需要檢修或更換時，就必須把園盤機全部卸下來，松開主軸與盤面結構螺栓螺母才拆下盤面，方可處理主軸及主軸上的軸承或零件，若拆下盤面就不是件容易的事，窯內料就必須全部卸下來，時間就不是短時間內可完成的。“第三代新型園盤出灰機”重新設計改變了主軸與盤面的結構形式，同時改變了盤面支撐點和受力點，增加了自潤滑免維護軸承結構，正常使用一般5年內不需要拆卸設備，如特殊情況下需要拆卸主軸和主軸軸承時可以不拆盤面就可更換主軸或主軸上的軸和軸承，整機也可以快速更換。更換設備及維護設備時不用卸窯內爐料，檢修時間極短，檢修成本非常低。
“第三代新型園盤出灰機”是新型高效率，長壽命，易維修的新產品，實現了檢修時無需停產卸灰便可更換全部傳動裝置零部件的目的。
(5)、環境清潔，無粉塵外溢
“第三代新型園盤出灰機”是在一個密封的環境下運轉的，設備在運轉中、出灰過程中無空間飄塵外溢，清灰也非常方便。
（6） 易損件易購易更換，設備重量輕價格極低
“第三代新型園盤出灰機”在設計優化中重點考慮易損件的購買及更換問題，新設備的易損件用戶當地易購、更換方便，所有設備易損件更換不超2小時，改變了原“第二代設備（日本技術）”中設備易損件不易購買更換繁瑣的弊病。
由于優化設計，使設備構造簡單重量減輕，設備的價格只有螺椎出灰機價格的20-30%，主機壽命可達10-15年以上。
（7）、設備適用范圍廣泛，安裝改造方便
“第三代新型園盤出灰機”適用于100-1000m³燃煤石灰窯及燃氣石灰窯，既可以與段式卸灰機組合使用也可以與其他卸灰機組合使用，而且可以單機運行出灰使用，適合各種窯型選擇及改造安裝選擇。
三、新型密封出灰系統設備的組合應用
現代化節能石灰窯要實現不停風連續出灰、密封出灰的功能，必須要把圓盤出灰機與段式出灰機組合使用才能達到*佳效果。
第二代圓盤出灰系統于1994年形成開始，已被廣泛應用于石灰豎爐生產中，安鋼現有多座使用該設備的石灰豎爐，萊蕪鋼廠、柳鋼、北臺、酒鋼、三明巖前石灰石礦、鄭州鋁廠、南京鋼廠、山東肥城等幾十家家石灰生產企業均采用圓盤出灰機與段式出灰機組合密封出灰系統。
唐山金泉冶金能源新技術開發有限公司擁有自主知識產權第三代石灰窯新式圓盤出灰機與段式出灰機的組合密封出灰系統的應用，使國內石灰窯出灰系統設備的技術在國內外已經達到領先水平，目前，全國已有近百座石灰豎爐引進該出灰系統，并且生產使用效果良好。
長期以來國內石灰豎爐傳統的出灰系統在生產中具有一定的局限性，對該系統的設備進行技術改造是提高石灰豎爐產量和質量的一條捷徑。新型的第三代圓盤出灰機與段式卸灰機構成的新型出灰系統性能優良，具有科學性和適用性，在生產中應用效果顯著。
技術資料來源：北方爐窯協會
