降低石灰生產(chǎn)中粉灰的研究及應(yīng)用

劉 揚(yáng)

（山西太鋼工程技術(shù)有限公司， 山西 太原 030009）

冶金石灰是鋼鐵生產(chǎn)的重要熔劑和造渣材料之一。20 世紀(jì)，冶金石灰的生產(chǎn)和使用沒有被高度重視。我國鋼鐵企業(yè)的大多冶金石灰生產(chǎn)設(shè)施極其簡陋，基本上采用簡易豎窯，有些豎窯機(jī)械化程度稍高些，但大部分是以人工操作為主，生產(chǎn)的冶金石灰的質(zhì)量參差不齊，生燒、過燒較多，一般活性都在250 mL 以下，而且產(chǎn)生的粉灰率高。由于石灰的質(zhì)量較差，活性度較低，有效氧化鈣含量低，煉鋼消耗石灰量較大。

隨著鋼鐵冶煉技術(shù)大幅度改進(jìn)，生產(chǎn)產(chǎn)品不斷增多，質(zhì)量水平也不斷提高。隨之煉鋼生產(chǎn)對冶金石灰提出了更加嚴(yán)格的要求。要求石灰具有較高的活性度和較低的硫含量，即要求使用“活性石灰”。采用高質(zhì)量的石灰可為鋼鐵生產(chǎn)帶來一系列的好處。有資料統(tǒng)計(jì)，采用高質(zhì)量的石灰（活性石灰）與使用普通石灰相比，煉鋼時(shí)間可以縮短10%，鋼水收得率可提高1%，石灰消耗可減少30%以上，螢石使用量可節(jié)省25%左右，此外使用活性石灰還有利于煉鋼過程的脫硫、去磷和提高爐襯的壽命。

為提高冶金石灰的質(zhì)量，使得石灰石的選取、開采、運(yùn)輸、加工，焙燒窯爐的選型、改進(jìn)，成品石灰的加工等技術(shù)都有不斷進(jìn)步，但在生產(chǎn)、儲存、運(yùn)輸過程中由于工藝或生產(chǎn)流程的缺陷導(dǎo)致石灰灰率高，勢必對整個(gè)生產(chǎn)造成浪費(fèi)，針對這種問題，下面對曾經(jīng)設(shè)計(jì)的工程做一下回顧總結(jié)。

安徽國風(fēng)新型非金屬材料有限公司的600 t/d雙膛豎窯，在投運(yùn)初期存在成品石灰灰率高的問題，成灰率將近21%，眾所周知粉灰與塊灰銷售價(jià)格相差懸殊，如按照當(dāng)時(shí)的粉灰率，一座窯年產(chǎn)19.8 萬t產(chǎn)能計(jì)算，那么每年至少損失700 萬元，在此前提下經(jīng)技術(shù)人員多次研究分析，對設(shè)備以及工藝進(jìn)行改造，大大的降低了損耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

1 粉灰率高原因分析以及整改

石灰原料夾帶有雜質(zhì)、碎料，這些碎料經(jīng)煅燒后形成粉灰。從窯膛入口至卸料出口通道中的碰撞摩擦等因素、成品石灰從卸料口至成品倉之間運(yùn)輸、篩分造成成品石灰的二次粉碎成灰。針對上述兩點(diǎn)做出了相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)。

1.1 對來料的控制及提高質(zhì)量

1）對于進(jìn)入窯膛的石灰原料的選取要求更加嚴(yán)格，石灰石粒度保證在50～90 mm，安徽省東至縣東流鎮(zhèn)石灰石礦的石灰石CaO 品位高、質(zhì)量好、在上流工藝嚴(yán)格控制可達(dá)到上述要求；并且根據(jù)當(dāng)?shù)氐乩項(xiàng)l件建設(shè)原料清洗池，通過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；清洗池配備有相應(yīng)的三級沉淀池，沉淀池上配有軌道式龍門抓斗吊，定期清理沉淀廢物；清洗水還可循環(huán)利用，保證不會對當(dāng)?shù)厮Y源造成污染。

1.2 對原有物流路線、成品儲存進(jìn)行優(yōu)化

對石灰石從開始至煅燒完畢成為活性石灰中間的運(yùn)輸路線進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化；改進(jìn)從卸料坑→卸料漏斗→振動給料機(jī)→上料皮帶機(jī)→三通分料器→斗式提升機(jī)→原料中間倉→振動給料機(jī)→選料振動篩→稱量料斗→上料小車→倉頂石灰緩沖倉→進(jìn)入窯膛煅燒→卸料平臺→倉底料斗→振動給料器→窯底出灰皮帶機(jī)的工序，簡化為卸料坑→卸料漏斗→振動給料機(jī)→上料皮帶機(jī)→選料振動篩→稱量料斗→上料小車→倉頂石灰緩沖倉→進(jìn)入窯膛煅燒→卸料平臺→倉底料斗→振動給料器→窯底出灰皮帶機(jī)；減少中間工序保證原料盡可能少的由于振動及運(yùn)輸造成的粉化；在此基礎(chǔ)上也對現(xiàn)有給料設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備的通道加設(shè)相應(yīng)的帶橡膠的擋板緩沖墊保證原料在有高差以及沖撞的情況下粉化最?。桓G膛內(nèi)煅燒過程中在保證產(chǎn)量的前提下嚴(yán)格控制窯內(nèi)的料位高度，減少裝料過程中由于高落差而造成的石灰石粉化。

安徽國風(fēng)新型非金屬材料有限公司所生產(chǎn)的活性石灰主要用于福建吳鋼集團(tuán)的不銹鋼煉鋼生產(chǎn)使用，主要需求為塊狀石灰，根據(jù)此情況，技術(shù)人員根據(jù)原有成品石灰石的倉儲以及包裝車間進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)。

1）成品倉上部的篩分系統(tǒng)改進(jìn)使用圓形篩來篩選合格粒度的石灰，與其原有振動篩相比降低成粉率百20%以上。

2）原有系統(tǒng)中石灰經(jīng)過篩分后塊灰通過溜槽直接送入成品倉內(nèi)，由于高差較大因此很容易造成石灰的再次粉化，經(jīng)過改進(jìn)后增設(shè)倉頂給料皮帶機(jī)，通過犁式卸料器布料并且在石灰倉壁上加設(shè)引料溜槽減少了成品石灰的二次粉碎。

2 產(chǎn)出粉灰的利用

經(jīng)以上改進(jìn)雖可以解決大部分的碎粉情況，但是仍有粉灰的產(chǎn)出。原工藝流程經(jīng)煅燒后的石灰經(jīng)過成品倉圓形篩篩選的粉灰經(jīng)過收集后直接裝袋，然后直接按照石灰粉進(jìn)行銷售。根據(jù)這種情況，考慮增加粉灰壓球工序，提高產(chǎn)品價(jià)值。

根據(jù)現(xiàn)場布置情況，此工序設(shè)備安裝在原有包裝車間內(nèi)。，由粉灰倉底部加設(shè)皮帶機(jī)將粉灰直接送至壓球機(jī)造球，產(chǎn)出石灰團(tuán)再進(jìn)行裝袋。

成型機(jī)是本工序中的關(guān)鍵設(shè)備，主要適用石灰等物料制團(tuán)，良好的解決了普遍存在的壓球壓力低、球強(qiáng)度低等問題，設(shè)備技術(shù)結(jié)構(gòu)緊湊，裝配工藝合理。設(shè)備主要部件：成型輥選用優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件毛坯，經(jīng)熱處理、硬度檢驗(yàn)等特殊工藝生產(chǎn)，產(chǎn)品具有高強(qiáng)度、高耐磨性，使用壽命長的特點(diǎn)。在成型輥的表面的輥皮球窩的形狀和尺寸可根據(jù)用戶要求選擇，如圓柱、半圓柱、圓形、蛋型等。成型機(jī)雙輥之間距離由液壓泵站控制，入料口采用機(jī)械撥料裝置，并設(shè)有調(diào)整板，保證物料成型壓縮比控制在一定比值范圍內(nèi)，因而使成型率高，冷強(qiáng)度好。壓球機(jī)的主電機(jī)經(jīng)V 形帶傳至減速器，減速器通過聯(lián)軸器傳至主動軸，再由一對開式齒輪，保證兩輥軸同步（等速反向）。其中被動輥由液壓油缸的活塞頂住，由液壓回路及液壓控制閥和蓄能器保證系統(tǒng)壓力，物料由貯料倉進(jìn)入料斗，再通過料嘴進(jìn)入壓輥中間，等速反向運(yùn)轉(zhuǎn)的對輥進(jìn)行縮物料，單位成型壓力由小變大，在對輥中心連線處成型壓力達(dá)到最大值，物料過該線后，成型壓力迅速變小使物料進(jìn)入脫球狀態(tài)，達(dá)到脫球。

所成球的石灰團(tuán)各項(xiàng)指標(biāo)完全冶金行業(yè)煉鋼的要求，與成品塊灰質(zhì)量相當(dāng)，可以滿足吳鋼集團(tuán)的不銹鋼生產(chǎn)煉鋼使用。

本設(shè)備對物料的要求：物料粒度應(yīng)控制在小于1mm 的顆粒應(yīng)在30%～40%，最大顆粒度應(yīng)小于3mm，3 mm 顆粒應(yīng)小于10%。進(jìn)過成品倉篩分后粒度要求滿足上述要求；物料總水份控制在10%～15%；物料絕不允許有鐵塊以及硬度很高的塊狀雜物或木塊以免損傷成型機(jī)的輥和軸，因此此次技改方案中在窯底出灰皮帶中部加設(shè)除鐵器，保證了壓球機(jī)的正常使用。通過增設(shè)此工序粉灰的利用率基本達(dá)到了百分之百。

經(jīng)過對石灰石原料的控制以及提質(zhì)、對原有物流路線、成品儲存進(jìn)行優(yōu)化、粉灰的成型加工后，安徽國風(fēng)新型非金屬材料有限公司石灰窯產(chǎn)出粉灰百分之百消化應(yīng)用，提高了產(chǎn)品價(jià)值。