降低石灰生产中粉灰的研究及应用

刘 扬

（山西太钢工程技术有限公司， 山西 太原 030009）

冶金石灰是钢铁生产的重要熔剂和造渣材料之一。20 世纪，冶金石灰的生产和使用没有被高度重视。我国钢铁企业的大多冶金石灰生产设施极其简陋，基本上采用简易竖窑，有些竖窑机械化程度稍高些，但大部分是以人工操作为主，生产的冶金石灰的质量参差不齐，生烧、过烧较多，一般活性都在250 mL 以下，而且产生的粉灰率高。由于石灰的质量较差，活性度较低，有效氧化钙含量低，炼钢消耗石灰量较大。

随着钢铁冶炼技术大幅度改进，生产产品不断增多，质量水平也不断提高。随之炼钢生产对冶金石灰提出了更加严格的要求。要求石灰具有较高的活性度和较低的硫含量，即要求使用“活性石灰”。采用高质量的石灰可为钢铁生产带来一系列的好处。有资料统计，采用高质量的石灰（活性石灰）与使用普通石灰相比，炼钢时间可以缩短10%，钢水收得率可提高1%，石灰消耗可减少30%以上，萤石使用量可节省25%左右，此外使用活性石灰还有利于炼钢过程的脱硫、去磷和提高炉衬的寿命。

为提高冶金石灰的质量，使得石灰石的选取、开采、运输、加工，焙烧窑炉的选型、改进，成品石灰的加工等技术都有不断进步，但在生产、储存、运输过程中由于工艺或生产流程的缺陷导致石灰灰率高，势必对整个生产造成浪费，针对这种问题，下面对曾经设计的工程做一下回顾总结。

安徽国风新型非金属材料有限公司的600 t/d双膛竖窑，在投运初期存在成品石灰灰率高的问题，成灰率将近21%，众所周知粉灰与块灰销售价格相差悬殊，如按照当时的粉灰率，一座窑年产19.8 万t产能计算，那么每年至少损失700 万元，在此前提下经技术人员多次研究分析，对设备以及工艺进行改造，大大的降低了损耗，提高了经济效益。

1 粉灰率高原因分析以及整改

石灰原料夹带有杂质、碎料，这些碎料经煅烧后形成粉灰。从窑膛入口至卸料出口通道中的碰撞摩擦等因素、成品石灰从卸料口至成品仓之间运输、筛分造成成品石灰的二次粉碎成灰。针对上述两点做出了相应的技术改进。

1.1 对来料的控制及提高质量

1）对于进入窑膛的石灰原料的选取要求更加严格，石灰石粒度保证在50～90 mm，安徽省东至县东流镇石灰石矿的石灰石CaO 品位高、质量好、在上流工艺严格控制可达到上述要求；并且根据当地地理条件建设原料清洗池，通过增加清洗原料石灰石的工序，降低了原料中碎石以及石粉含量；清洗池配备有相应的三级沉淀池，沉淀池上配有轨道式龙门抓斗吊，定期清理沉淀废物；清洗水还可循环利用，保证不会对当地水资源造成污染。

1.2 对原有物流路线、成品储存进行优化

对石灰石从开始至煅烧完毕成为活性石灰中间的运输路线进行相应的优化；改进从卸料坑→卸料漏斗→振动给料机→上料皮带机→三通分料器→斗式提升机→原料中间仓→振动给料机→选料振动筛→称量料斗→上料小车→仓顶石灰缓冲仓→进入窑膛煅烧→卸料平台→仓底料斗→振动给料器→窑底出灰皮带机的工序，简化为卸料坑→卸料漏斗→振动给料机→上料皮带机→选料振动筛→称量料斗→上料小车→仓顶石灰缓冲仓→进入窑膛煅烧→卸料平台→仓底料斗→振动给料器→窑底出灰皮带机；减少中间工序保证原料尽可能少的由于振动及运输造成的粉化；在此基础上也对现有给料设备、运输设备的通道加设相应的带橡胶的挡板缓冲垫保证原料在有高差以及冲撞的情况下粉化最小；窑膛内煅烧过程中在保证产量的前提下严格控制窑内的料位高度，减少装料过程中由于高落差而造成的石灰石粉化。

安徽国风新型非金属材料有限公司所生产的活性石灰主要用于福建吴钢集团的不锈钢炼钢生产使用，主要需求为块状石灰，根据此情况，技术人员根据原有成品石灰石的仓储以及包装车间进行了相应的改进。

1）成品仓上部的筛分系统改进使用圆形筛来筛选合格粒度的石灰，与其原有振动筛相比降低成粉率百20%以上。

2）原有系统中石灰经过筛分后块灰通过溜槽直接送入成品仓内，由于高差较大因此很容易造成石灰的再次粉化，经过改进后增设仓顶给料皮带机，通过犁式卸料器布料并且在石灰仓壁上加设引料溜槽减少了成品石灰的二次粉碎。

2 产出粉灰的利用

经以上改进虽可以解决大部分的碎粉情况，但是仍有粉灰的产出。原工艺流程经煅烧后的石灰经过成品仓圆形筛筛选的粉灰经过收集后直接装袋，然后直接按照石灰粉进行销售。根据这种情况，考虑增加粉灰压球工序，提高产品价值。

根据现场布置情况，此工序设备安装在原有包装车间内。，由粉灰仓底部加设皮带机将粉灰直接送至压球机造球，产出石灰团再进行装袋。

成型机是本工序中的关键设备，主要适用石灰等物料制团，良好的解决了普遍存在的压球压力低、球强度低等问题，设备技术结构紧凑，装配工艺合理。设备主要部件：成型辊选用优质合金钢锻件毛坯，经热处理、硬度检验等特殊工艺生产，产品具有高强度、高耐磨性，使用寿命长的特点。在成型辊的表面的辊皮球窝的形状和尺寸可根据用户要求选择，如圆柱、半圆柱、圆形、蛋型等。成型机双辊之间距离由液压泵站控制，入料口采用机械拨料装置，并设有调整板，保证物料成型压缩比控制在一定比值范围内，因而使成型率高，冷强度好。压球机的主电机经V 形带传至减速器，减速器通过联轴器传至主动轴，再由一对开式齿轮，保证两辊轴同步（等速反向）。其中被动辊由液压油缸的活塞顶住，由液压回路及液压控制阀和蓄能器保证系统压力，物料由贮料仓进入料斗，再通过料嘴进入压辊中间，等速反向运转的对辊进行缩物料，单位成型压力由小变大，在对辊中心连线处成型压力达到最大值，物料过该线后，成型压力迅速变小使物料进入脱球状态，达到脱球。

所成球的石灰团各项指标完全冶金行业炼钢的要求，与成品块灰质量相当，可以满足吴钢集团的不锈钢生产炼钢使用。

本设备对物料的要求：物料粒度应控制在小于1mm 的颗粒应在30%～40%，最大颗粒度应小于3mm，3 mm 颗粒应小于10%。进过成品仓筛分后粒度要求满足上述要求；物料总水份控制在10%～15%；物料绝不允许有铁块以及硬度很高的块状杂物或木块以免损伤成型机的辊和轴，因此此次技改方案中在窑底出灰皮带中部加设除铁器，保证了压球机的正常使用。通过增设此工序粉灰的利用率基本达到了百分之百。

经过对石灰石原料的控制以及提质、对原有物流路线、成品储存进行优化、粉灰的成型加工后，安徽国风新型非金属材料有限公司石灰窑产出粉灰百分之百消化应用，提高了产品价值。