小粒度石灰石煅烧活性石灰研究

段元春 王竞强

（嘉峪关大友嘉镁钙业有限公司，甘肃 嘉峪关 735100）

石灰回转窑煅烧工艺对石灰石入窑粒度有着严格的要求，一般石灰石粒度比不宜大于3。酒钢西沟矿供我公司石灰石粒度为10～65mm，石灰石粒度比大，如直接入窑煅烧，在煅炼过程中容易造成物料偏析，破坏物料塌落式运动轨迹；碎料被包裹在中间或和压在料层低端，影响分解速度，石灰石分解率下降，成品率降低[1]；煅烧出的石灰中粉灰多，0～10mm 的粉灰占比20%～25%，石灰CaO 含量下降，不仅影响炼钢灰质量，还造成原料浪费。为此，我们进行了小粒度石灰石煅烧试验，并在此基础上提出了三级筛分、分级煅烧的工艺方案。

一、煅烧试验

试验采用西沟矿10～65mm 石灰石筛下10～20mm小粒度石灰石，其化学成分：CaO含量53%，MgO含量1.1%， SiO2含量1.3%。

（一）试验方法

试验在马弗炉内进行，通过温度控制，在马弗炉内放入一定量的10～20mm 石灰石。一般温度取1000℃、1050℃、1100℃、1150℃，煅烧时间取80min、120min、160min。

（二）试验结果及分析

也随之由低到高；当温度达到1050℃并持续升高时，石灰活性度又呈下降趋势。因此，最佳的煅烧温度在1000～1150 ℃之间，煅烧时间控制在2～2.3h，在此煅烧条件下生产出的石灰质量好、生烧率低、活性度能达到290ml 以上，完全能够满足烧结厂和炼钢厂使用要求。

试验结果表明，回转窑煅烧小粒度石灰石，进而实行石灰石分级煅烧的工艺方案是可行的。

二、原料预处理系统设备及预热器改造方案

（一）原料预处理系统设备改造

目前我公司上料系统配套有3台滚筒筛，滚筒筛无法实现分级筛分，故需要将滚筒筛分系统改为分级振动筛分系统。

在筛分设备的选型上，建议选择具备三级筛分效果的分级筛，将10mm以下粉料筛下入石灰石粉地仓，供烧结制粉用，10～20mm的入原料专用地仓，20～65mm 石灰石入原料专用地仓。同时，配套安装相应的辅助设备及单机除尘、收尘管道等环保设施。

使用专窑煅烧小粒度石灰石，因烧结工序还要对石灰进行破碎，对粒度没有要求，不用筛分，单独入仓即可。现有成品输送系统运行模式不变。

（二）更换预热器下料管的棒条阀

小颗粒物料进入预热器内时，物料安息角发生变化，与大颗粒物料不同，现有预热器下料管的棒条阀不能满足生产要求，容易造成自流，使回转窑负荷加重，主电机被迫跳停，因此需要进行更换[2]。

三、回转窑煅烧试产方案

依据马弗炉试验得出的参数，可在日产800t 回转窑生产线进行试产。

（一）生产流程与工艺过程

采用西沟矿10～20mm 小粒度石灰石煅烧石灰，煅烧温度1050℃以内，煅烧温度由低温向高温提升时，石灰活性度

生产流程如下图1。

工艺过程：窑尾高温废气进入预热器，与进入预热器的 凉料、冷空气发生热交换，对物料提前进行预热，石灰石料层慢速向下移动，被来自回转窑向上运动的1000℃以上高温烟气预热至900℃，理论分解率30%，实际应用中要求分解率达到20%以上。沿圆周均匀分布的14 个液压推杆按设定的时间间隔将物料推入回转窑内。冷却器将冷却空气均匀分布到4 个区，与出窑的热态散装物料进行直接对流换热，将物料快速冷却至100℃以下，有助于提高石灰活性度。冷空气被预热到700℃以上，作为主要助燃空气。小粒度石灰石煅烧时温度梯度变化和质量梯度变化小，热量和质量的传递更均匀，石灰石的分解和CO2的扩散释放更充分。小粒度石灰石在相对较低的温度和相对较短的时间内分解完全，通过回转窑均匀布料煅烧，小颗粒石灰石在回转窑内各带的温度比较稳定，能合理的控制煅烧时间和温度，防止发生“生烧”和“过烧”。生产出的产品质量稳定，满足烧结用石灰标准[3]。

（二）主要工艺参数

煅烧温度：1000～1150℃

窑尾温度：1050±20℃

窑速：1.2r/min 以上

原煤用量：230kg/t灰

（三）质量控制指标

烧结用石灰活性度：≥270mL

CaO含量：≥88%

四、结语

煅烧小粒度石灰石的试验成功，为回转窑石灰石分级煅烧方案提供了依据。实行三级筛分、分级煅烧工艺，有利于降低原料粒度比，缩短物料在窑内的停留时间，减少料层阻力，改善热传导条件，从而实现高产、优质、低耗。2020 年我公司石灰石用量约181.39万吨，其中10～20mm 石灰石占比30%，达54.417万吨，这部分小粒度石灰石原来只能加工成烧结用＜3mm的石灰石粉和脱硫石灰石粉出售，但目前全部回收煅烧成烧结用活性石灰，提高了产品附加值和效益的同时，矿产资源得到了更合理的利用。