黃 勇

(寶鋼集團(tuán)廣東韶關(guān)鋼鐵有限公司，廣東 韶關(guān) 512123)

1 前言

2008年9 月韶鋼與瑞土麥爾茲歐芬堡公司簽定了“2座日產(chǎn)500噸麥爾茲并流蓄熱式(PFR)石灰豎窯項目”技術(shù)附件，并進(jìn)行了商務(wù)談判，委托太原鋼鐵集團(tuán)設(shè)計院于2008年11月完成了《廣東韶鋼松山股份有限公司新石灰窯工程初步設(shè)計》。

2010年5 月7日中冶集團(tuán)武漢勘察研究院有限公司開工打樁，2011年6月11日竣工;上海寶冶建設(shè)有限公司施工總承包，工程主體于2010年8月31日開始施工;2011年6月10日開始聯(lián)動調(diào)試，2011年7月17日1#窯送煤氣點火;2011年9月3日2#窯點火、熱負(fù)荷調(diào)試，至2011年9月10日韶鋼2×500TPD麥爾茲窯進(jìn)入正常生產(chǎn)階段。

麥爾茲窯出窯石灰粉化率(粒度＜5mm)有時高達(dá)30%以上，對煉鋼除塵設(shè)備造成嚴(yán)重影響。煉鋼要求石灰粉化率(粒度＜10mm)占比低于10%。

本文從石灰石質(zhì)量、焙燒工藝、石灰過篩、汽運供料等多方面致使含粉率高的原因進(jìn)行認(rèn)真分析，找到了導(dǎo)致石灰含粉率偏高的主要原因，并提出改進(jìn)建議和解決措施。

2 工藝系統(tǒng)存在的問題及改進(jìn)措施

2.1 原料儲運路線長，存在石灰石二次破碎現(xiàn)象

原料儲運是由9個60m3地下受料倉、1#原料皮帶機(jī)、水洗圓筒篩、2#皮帶機(jī)和3#～8#(6條)皮帶機(jī)組成，將篩分水洗后的合格石灰石分別配倉到4個350m3窯前倉中。

進(jìn)廠石灰石(1#皮帶機(jī)的樣品)粒度合格率為82%(粒度＜40mm的碎石占18%);經(jīng)過篩分水洗后的石灰石(2#皮帶機(jī)的樣品)粒度合格率提高到了94.5%，但是經(jīng)過多點轉(zhuǎn)運后的石灰石(進(jìn)窯前倉之前5#皮帶機(jī)的樣品)粒度合格率降低到了91%(粒度＜40mm的碎石提高到了9%，且石米較多)，自窯前倉卸出的石灰石(9#皮帶機(jī)的樣品)粒度合格率進(jìn)一步降低到了85%(粒度＜40mm的碎石提高到了15%，且石米更多)。

上述情況說明，在石灰石篩分水洗、多點轉(zhuǎn)運，直到入窯的全過程中由于落點多，且落差大使石灰石產(chǎn)生了二次破碎，最終導(dǎo)致入窯碎小石灰石量較多。

因此，焙燒廠對各落料點進(jìn)行了整改，使局部產(chǎn)生集料而形成料打料的落料方式，并控制好各窯前倉的料位以減小落差，通過改進(jìn)使入窯石灰石粒度合格率提高到了90%以上。

2.2 成品篩篩分效率低

成品系統(tǒng)雙層圓筒篩上層篩面開孔率不足，使其篩分效率低下，因此焙燒廠于2012年8月29日對雙層圓筒篩上層篩面進(jìn)行擴(kuò)孔改造，即將原來的φ10mm圓孔改為φ10×30mm的條孔，使其開孔率較之前提高了近二倍，從而使篩分效率大幅度提高，經(jīng)多次取樣分析雙層圓筒篩上層篩下料合格率(粒度≥10mm所占的百分比)由改造前的85%提高到了95%以上。

2.3 成品團(tuán)灰倉儲量小、落差大

三個成品團(tuán)灰倉的容積均為1000m3、有效高度為17m，是按三座麥窯的成品量建設(shè)的，而現(xiàn)有2×500TPD麥窯都在約80%的低負(fù)荷狀態(tài)下運行，這就造成了三個成品塊灰倉的儲量均偏小，增大了團(tuán)灰配倉下料時的落差，造成成品塊灰的二次破碎現(xiàn)象較嚴(yán)重。

因此，焙燒廠調(diào)整了團(tuán)灰的儲存方式，即只用2#、3#存放團(tuán)灰(4#暫時閑置，1#倉仍存放粉灰)，使2#、3#倉儲量增大，成品團(tuán)灰進(jìn)入倉內(nèi)時的落差減小，成品團(tuán)灰的二次破碎現(xiàn)象降低到了最輕限度。

3 石灰石問題及改進(jìn)意見

3.1 石灰石燒裂率測試實驗

焙燒廠麥爾茲窯出窯石灰粉化率(粒度＜5mm)有時高達(dá)30%以上，經(jīng)初步分析關(guān)鍵因素是所用石灰石的燒裂率偏高。為了查清進(jìn)廠原料中不同色澤石頭的燒裂率指標(biāo)，為麥爾茲窯原料質(zhì)量把關(guān)提供技術(shù)依據(jù)，用質(zhì)量檢測中心的馬弗爐進(jìn)行不同色澤石頭燒裂率指標(biāo)的測定(2008年焙燒廠石灰石料場取樣寄送瑞士麥爾茲公司試驗室的測定結(jié)果為7.3%)。

焙燒廠選取三種色澤的石頭(白色為方解石，淺灰色、深灰色為普通石灰石)，進(jìn)行燒裂率對比測試。

3.1.1 測試步驟

(1)在焙燒廠麥爾茲窯石灰石料場選取白色石頭一塊，淺灰色石頭兩塊，深灰色石頭一塊，將三種色澤石頭共四塊放置于馬弗爐熱電偶兩側(cè)(見圖1)。

(2)關(guān)閉爐門，緩慢升溫至950℃，然后保溫兩個小時，關(guān)閉馬弗爐，待溫度降低取出四塊石頭置于托盤上觀察實驗結(jié)果(見圖2)。

圖1

圖2

3.1.2 實驗結(jié)果對比

(1)白色石頭(方解石)實驗前(見圖3)與試驗后(見圖4)。

(2)淺灰色石頭(普通石灰石)實驗前(圖5)與試驗后(圖6)。

(3)深灰色石頭(普通石灰石)實驗前(圖7)與試驗后(圖8)。

(4)強(qiáng)度測試，輕度擠壓前狀態(tài)(圖9)與輕度擠壓后狀態(tài)(圖10)。

3.1.3 實驗結(jié)論及建議

(1)淺灰色石頭為普通石灰石，煅燒后石灰顏色較白，強(qiáng)度符合要求。

(2)深灰色石頭也是普通石灰石，占有一定比例，煅燒后石灰顏色白中帶黃，其強(qiáng)度略高于白色石灰。

(3)白色石頭為方解石，在焙燒廠所占比例較高，煅燒后石灰顏色較白，表面布滿裂紋，輕輕碰觸后就碎裂，其強(qiáng)度低。

(4)本次實驗是在馬弗爐內(nèi)進(jìn)行的靜態(tài)、低溫(950℃)煅燒實驗，若將其置于麥爾茲窯的動態(tài)、高溫(1050℃)工況下，則方解石會在煅燒帶因高溫分解爆裂、物料間的磨擦撞擊下碎裂，并在石灰冷卻風(fēng)的作用下風(fēng)化成粉(既使有塊狀方解石灰出窯，也會在后續(xù)提升、運輸、篩分、入倉過程中碎裂成小?；蚍蹱?。

(5)方解石在煅燒帶碎裂后也會局部氣路堵塞，使麥爾茲窯內(nèi)熱氣流分布不均、窯壓升高而不利于麥窯的優(yōu)質(zhì)、低耗、高效生產(chǎn)，因此應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)廠原材料控制，杜絕方解石和其他雜石進(jìn)窯，以充分發(fā)揮麥爾茲窯的技術(shù)優(yōu)勢。

3.2 石灰石問題

與工藝系統(tǒng)存在的問題相比，進(jìn)廠石灰石質(zhì)量問題更為突出，自麥爾茲窯投產(chǎn)至2012年12月底，按Q/SG 61.02-2012冶金用石灰石標(biāo)準(zhǔn)判定的粒度合格率不足85%，化學(xué)成份合格率不到50%，而且其中混有30%以上的方解石，方解石中的CaCO3含量高于普通石灰石，但它是由粗大的晶粒構(gòu)成的石頭，晶粒間結(jié)合緊密而吸收熱膨脹的能力小，煅燒過程中容易發(fā)生破碎和粉化，被國內(nèi)外同行公認(rèn)為不適合燒制石灰。

造成2×500TPD麥窯出窯石灰含粉率有時高達(dá)30%以上的直接主要原因就是石灰石中含有大量的方解石，圖11為9#皮帶機(jī)(窯前倉底，石灰石即將計量入窯)上方解石(白色石頭)與普通石灰石含量比，圖12為10#皮帶機(jī)上粉灰與團(tuán)灰的含量比(出窯石灰粒度＜5mm者占30%以上)。

圖11

圖12

3.3 改進(jìn)意見

早在2008年初以焙燒廠為主進(jìn)行“十一五”冶金石灰窯型選擇時，就在提交給公司的《“十一五”冶金石灰的規(guī)劃意見》中明確提出：“無論選用什么樣的窯型，首先必須要解決石灰石的質(zhì)量問題，即通過對韶鋼周邊石灰石資源的深入普查，選定三到五個成份符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的礦層穩(wěn)定的且易于開采的礦點，通過技術(shù)支持與需求量保證等多種措施，做大做強(qiáng)這些礦點，使之成為韶鋼熔劑礦基地，確保韶鋼發(fā)展所需的熔劑礦資源”。

4 結(jié)論

(1)對原料儲運路線上各落料點進(jìn)行了整改，使局部產(chǎn)生集料而形成料打料的落料方式，并控制好各窯前倉的料位以減小落差，通過改進(jìn)使入窯石灰石粒度合格率提高到了90%以上，從而基本解決了石灰石二次破碎的問題。

(2)將圓筒篩的φ10mm圓孔改為φ10×30mm的條孔，使其開孔率提高近二倍，從而使篩分效率大幅提高，篩下料合格率(粒度≥10mm所占百分比)由改造前的85%提高到了95%以上。

(3)調(diào)整團(tuán)灰的儲存方式，減小團(tuán)灰入倉的落差，降低了團(tuán)灰的二次破碎現(xiàn)象。

(4)導(dǎo)致韶鋼麥爾茲窯石灰粉化率偏高的最主要原因是進(jìn)廠石灰石中方解石含量偏高，方解石燒裂率高，煅燒過程中容易發(fā)生破碎和粉化，被國內(nèi)外同行公認(rèn)為不適合燒制石灰。要從根本上解決麥爾茲窯石灰粉化率問題，必須從源頭上杜絕方解石等雜石入窯。沒有質(zhì)量合格的石灰石不可能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高活性的石灰。