小粒度石灰石煅燒活性石灰研究

石灰回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝對石灰石入窯粒度有著嚴(yán)格的要求，一般石灰石粒度比不宜大于3。酒鋼西溝礦供我公司石灰石粒度為10～65mm，石灰石粒度比大，如直接入窯煅燒，在煅煉過程中容易造成物料偏析，破壞物料塌落式運(yùn)動軌跡；碎料被包裹在中間或和壓在料層低端，影響分解速度，石灰石分解率下降，成品率降低[1]；煅燒出的石灰中粉灰多，0～10mm的粉灰占比20%～25%，石灰CaO含量下降，不僅影響煉鋼灰質(zhì)量，還造成原料浪費。為此，我們進(jìn)行了小粒度石灰石煅燒試驗，并在此基礎(chǔ)上提出了三級篩分、分級煅燒的工藝方案。一、煅燒試驗試驗采用西溝礦10～65mm石灰石篩下10～20mm小粒度石灰石，其化學(xué)成分：CaO含量53%，MgO含量1.1%，SiO2含量1.3%。（一）試驗方法試驗在馬弗爐內(nèi)進(jìn)行，通過溫度控制，在馬弗爐內(nèi)放入一定量的10～20mm石灰石。一般溫度取1000℃、1050℃、1100℃、1150℃，煅燒時間取80min、120min、160min。（二）試驗結(jié)果及分析也隨之由低到高；當(dāng)溫度達(dá)到1050℃并持續(xù)升高時，石灰活性度又呈下降趨勢。因此，最佳的煅燒溫度在1000～1150℃之間，煅燒時間控制在2～2.3h，在此煅燒條件下生產(chǎn)出的石灰質(zhì)量好、生燒率低、活性度能達(dá)到290ml以上，完全能夠滿足燒結(jié)廠和煉鋼廠使用要求。試驗結(jié)果表明，回轉(zhuǎn)窯煅燒小粒度石灰石，進(jìn)而實行石灰石分級煅燒的工藝方案是可行的。二、原料預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)備及預(yù)熱器改造方案（一）原料預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)備改造目前我公司上料系統(tǒng)配套有3臺滾筒篩，滾筒篩無法實現(xiàn)分級篩分，故需要將滾筒篩分系統(tǒng)改為分級振動篩分系統(tǒng)。在篩分設(shè)備的選型上，建議選擇具備三級篩分效果的分級篩，將10mm以下粉料篩下入石灰石粉地倉，供燒結(jié)制粉用，10～20mm的入原料專用地倉，20～65mm石灰石入原料專用地倉。同時，配套安裝相應(yīng)的輔助設(shè)備及單機(jī)除塵、收塵管道等環(huán)保設(shè)施。使用專窯煅燒小粒度石灰石，因燒結(jié)工序還要對石灰進(jìn)行破碎，對粒度沒有要求，不用篩分，單獨入倉即可?，F(xiàn)有成品輸送系統(tǒng)運(yùn)行模式不變。（二）更換預(yù)熱器下料管的棒條閥小顆粒物料進(jìn)入預(yù)熱器內(nèi)時，物料安息角發(fā)生變化，與大顆粒物料不同，現(xiàn)有預(yù)熱器下料管的棒條閥不能滿足生產(chǎn)要求，容易造成自流，使回轉(zhuǎn)窯負(fù)荷加重，主電機(jī)被迫跳停，因此需要進(jìn)行更換[2]。三、回轉(zhuǎn)窯煅燒試產(chǎn)方案依據(jù)馬弗爐試驗得出的參數(shù)，可在日產(chǎn)800t回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線進(jìn)行試產(chǎn)。（一）生產(chǎn)流程與工藝過程采用西溝礦10～20mm小粒度石灰石煅燒石灰，煅燒溫度1050℃以內(nèi)，煅燒溫度由低溫向高溫提升時，石灰活性度生產(chǎn)流程如下圖1。工藝過程：窯尾高溫廢氣進(jìn)入預(yù)熱器，與進(jìn)入預(yù)熱器的涼料、冷空氣發(fā)生熱交換，對物料提前進(jìn)行預(yù)熱，石灰石料層慢速向下移動，被來自回轉(zhuǎn)窯向上運(yùn)動的1000℃以上高溫?zé)煔忸A(yù)熱至900℃，理論分解率30%，實際應(yīng)用中要求分解率達(dá)到20%以上。沿圓周均勻分布的14個液壓推桿按設(shè)定的時間間隔將物料推入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)。冷卻器將冷卻空氣均勻分布到4個區(qū)，與出窯的熱態(tài)散裝物料進(jìn)行直接對流換熱，將物料快速冷卻至100℃以下，有助于提高石灰活性度。冷空氣被預(yù)熱到700℃以上，作為主要助燃空氣。小粒度石灰石煅燒時溫度梯度變化和質(zhì)量梯度變化小，熱量和質(zhì)量的傳遞更均勻，石灰石的分解和CO2的擴(kuò)散釋放更充分。小粒度石灰石在相對較低的溫度和相對較短的時間內(nèi)分解完全，通過回轉(zhuǎn)窯均勻布料煅燒，小顆粒石灰石在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)各帶的溫度比較穩(wěn)定，能合理的控制煅燒時間和溫度，防止發(fā)生“生燒”和“過燒”。生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，滿足燒結(jié)用石灰標(biāo)準(zhǔn)[3]。（二）主要工藝參數(shù)煅燒溫度：1000～1150℃窯尾溫度：1050±20℃窯速：1.2r/min以上原煤用量：230kg/t灰（三）質(zhì)量控制指標(biāo)燒結(jié)用石灰活性度：≥270mLCaO含量：≥88%四、結(jié)語煅燒小粒度石灰石的試驗成功，為回轉(zhuǎn)窯石灰石分級煅燒方案提供了依據(jù)。實行三級篩分、分級煅燒工藝，有利于降低原料粒度比，縮短物料在窯內(nèi)的停留時間，減少料層阻力，改善熱傳導(dǎo)條件，從而實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗。2020年我公司石灰石用量約181.39萬噸，其中10～20mm石灰石占比30%，達(dá)54