輕燒白云石工藝技術的優化

張慧鳳

摘 要：輕燒白云石是白云石礦與一定的燃料混合，經過焙燒加工而成的礦物材料，可作為煉鋼過程中排渣用的良好的輔助原料。文章從“引言、原豎窯生產狀況、新建回轉窯”三方面介紹了“輕燒白云石工藝技術”的優化，給出了“豎窯、回轉窯生產輕燒白云石使用原料和產品質量指標”的數據，以及“豎窯、回轉窯生產輕燒白云石工藝流程”的圖表。文章可為從事與“輕燒白云石工藝技術”相關專業技術、管理人員提供參考。

關鍵詞：輕燒白云石；工藝技術；優化

中圖分類號：TF044 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）21-0003-02

輕燒白云石是白云石礦與一定的燃料混合經過焙燒加工而成的礦物材料，可作為煉鋼過程中排渣用的良好的輔助原料。某企業自2007年底建成500 m3機械化豎窯，生產的輕燒白云石主要供煉鋼廠造渣使用。隨著生產規模的擴大，豎窯的生產能力、產品質量均不能滿足需求。為保證公司需求，提高經濟效益，新建一座600 t/d回轉窯。

1 原豎窯生產狀況

1.1 原、燃料及產品技術指標

1.1.1 白云石（Q/TB1403）

①化學成分。一級品：MgO≥19%，SiO2≤2.0%，R2O3+Mn3O4≤2.0%。

②外觀質量。白云石的粒度為30～70 mm，其中小于30 mm和大于70 mm的各不超過10%；最大上限為80 mm，，最小下限為25 mm；白云石表面不得有厚度超過2 mm滿面的鈣皮，不得有泥土及其它雜質包裹體，其雜質總量不得超過1%。

1.1.2 冶金焦炭（GB/T1996）

①化學成分：二級品：固定碳%≥84%，灰分≤13.50%，硫分≤0.80%，揮發分%<1.8%。

②外觀質量。

粒度規定：粒度范圍0～40 mm，最大不得超過45 mm，超過上、下限的量各不大于5%。

冶金焦炭的外觀要求：成品中不得混有煤矸石等雜物，雜質總量≤0.5%，水分含量5.0±2.0%，焦末含量≤5.0%。

1.1.3 輕燒白云石質量指標

①輕燒白云石化學成分：合格品：MgO≥29%，SiO2≤4%，H2O≤0.5%，灼減≤20%。

②輕燒白云石的雜質（山皮、熔瘤等）含量不超過5%，輕燒白云石的生燒率不大于12%。

③輕燒白云石粒度：粒度范圍10～50 mm，最大不得超過50 mm，粉率（小于5 mm的比例）≤12%。

1.2 生產工藝流程

白云石、焦炭分別從料場上料→振動給料→自動計量→白云石、焦炭按配比自動混料→斜橋卷揚上料→窯頂布料→豎窯煅燒→出料→篩分→進成品倉

原料使用自產白云石塊礦，燃料使用冶金焦炭，白云石塊礦經煅燒2 h篩分后存入成品料倉。豎窯的主要參數為：有效高度27 m、有效容積500 m3。

1.3 工藝流程評價

目前使用的焦炭混入式焙燒輕燒白云石機械化豎窯操作簡單，由于窯況調整方式單一，見效慢，往往會出現窯內煅燒帶偏移，有生料、未燃盡焦炭出現，造成成品質量不穩定。

豎窯年設計生產能力12.8萬t，采礦為降粉礦庫存急需減少產量，但為了保證豎窯生產不得不增加產量，生產組織困難。同時產品質量要求也在不斷提高，其中主要成分MgO含量從28%提高到29.5%。因此，原豎窯生產能力無論從產量或質量上已不能滿足需求，急需改進。

2 新建回轉窯

2.1 新建回轉窯的必要性

①采用回轉窯可以優化工藝，提高產量，降低生產成本，滿足上級公司需求。

②可以使用15～50 mm粒級的白云石，全面提高白云石的利用率。

③可提高輕燒白云石質量，滿足不銹鋼、硅鋼等特殊鋼冶煉品種的需求。

2.2 新建回轉窯概況

新建600 t/d 輕燒白云石回轉窯，年產輕燒白云石全灰19.8萬t（其中粒度為10 mm以下的是粉灰，占比約為13%）。輕燒白云石作為鋼鐵冶煉的輔助原料，其質量關乎鋼材的質量。回轉窯焙燒白云石燃料與物料是非接觸式燃燒，燃燒充分，質量穩定，產品質量與煉鋼需要相匹配，從產量或質量上都滿足了公司的需求。

2.3 原、燃料及產品技術指標

2.3.1 白云石（Q/TB1403）

①化學成分（同豎窯）。

②外觀質量：白云石的粒度為15～60 mm，其中小于15 mm和大于60 mm的各不超過5%；白云石表面不得有厚度超過2 mm滿面的鈣皮，不得有泥土及其它雜質包裹體。

③原煤。化學成分（二級品）：灰分≤8%，揮發份30%～35%，硫≤0.4%，固定碳≥58%，水分≤8%，熱值>6 300 Kcal/kg，可磨性≥50 HCI，灰熔點≥1 300 ℃，膨脹系數≤1.0，粒度要求0～40 mm。

④輕燒白云石（Q/TB1407）（同豎窯）。

2.4 生產工藝流程

生產工藝流程，如圖2所示。

2.4.1 白云石篩分及儲存系統

粒度在20～60 mm的白云石通過倉底的棒閥、電液動扇型閥、2#大傾角膠帶輸送機送到振動篩進行二次篩分，篩分后粒度在15～60 mm的白云石原料通過膠帶輸送機送入到豎式預熱器中。料倉側壁上均有卸料口，當料滿時可以把富余的白云石卸出。在供回轉窯上料的大傾角膠帶輸送機上設置了一個加料料斗，當白云石原料不能滿足生產需要時，可以通過此加料料斗加料。

2.4.2 輕燒白云石燒成系統

是由豎式預熱器、回轉窯、豎式冷卻器、二次風機及其它輔助設備構成的新型煅燒系統。白云石原料由膠帶輸送機送入豎式預熱器頂部的受料小倉中，經加料管進入加料室中。窯內煅燒后排放出來的廢氣，將物料均勻地預熱，再由液壓推桿推入窯內煅燒。已經預熱和部分分解的白云石原料經液壓推桿推動，通過加料室進入到回轉窯內進行煅燒。煅燒后的白云石經過窯頭卸料裝置進入豎式冷卻機冷卻，在二次風機鼓風下，使輕燒白云石的溫度從約1 100 ℃迅速地冷卻到120 ℃以下，然后卸到鏈斗輸送機上，再進行篩分處理；燒結過程產生的積瘤、大塊窯皮、窯內脫落的耐火磚等廢料通過冷卻器上的大料排渣口排出。

2.4.3 窯尾廢氣處理系統

預熱器中產生的廢氣（180～300 ℃），經摻入部分冷風后，廢氣溫度可以冷卻到220 ℃以下，然后進入袋收塵器收塵后，合規性廢氣經煙囪排入大氣。袋收塵器收下的輕燒白云石粉塵由鏈式輸送機等卸料設備送入儲料倉，裝汽車外運出廠。

2.4.4 成品儲存及裝運系統

由鏈斗輸送機送來的輕燒白云石經通過鏈斗稱計量后，通過電液動分料三通進入振動篩進行篩分處理，粒度在10 mm以下的粉灰直接進入粉灰料倉中儲存。粒度在10 mm以上的塊狀輕燒白云石則通過膠帶輸送機而進入塊灰料倉中儲存。成品倉、白云石篩分樓、料倉底部的裝車部位均設有除塵點，并設有布袋收塵器，經除塵器凈化后的合規性廢氣經煙囪排入大氣。

2.4.5 煤粉制備系統

進廠的原煤儲存于煤堆棚內，由裝載機喂入受料斗后經棒閥、振動給料機、膠帶輸送機、斗式提升機送到原煤倉內儲存。原煤倉下設有棒閥，經過棒閥由封閉式定量給料機取出定量的原煤，經電動鎖氣翻板閥送入立式磨煤機進行烘干、粉磨和分級，粉磨分級后的煤粉隨氣流進入袋收塵器進行凈化收塵，得到滿足要求的煤粉，直接進入煤粉倉。用于烘干原煤水分的熱源來自獨立的熱風爐，熱氣體進入煤磨前由磨前冷風閥摻入冷風，使進磨的熱風溫度調整為230～320 ℃左右。煤粉倉中的煤粉經菲斯特稱系統計量，通過管路輸送至窯頭燃燒器。

2.5 工藝流程評價

與原豎窯相比回轉窯煅燒白云石系統具有以下技術特點：

①輕燒白云石煅燒系統采用低壓損分倉室豎式預熱器-回轉窯-豎式冷卻器煅燒系統，具有熱效率高、控制水平高、節能、操作維護方便等優點。豎式預熱器壓損低、布風均勻，預熱效率高、系統電耗低，經預熱的原料入窯分解率可達25%以上；選用充填式、可分區通風的方型豎式冷卻器，使出冷卻器的成品溫度為90 ℃+環境溫度，便于輸送、存儲，并可將入窯的二次空氣預熱到600 ℃以上，使熱能得到充分利用。

②選用帶有浮動支撐，窯頭、窯尾密封為內置式魚鱗片結構的回轉窯，降低傳動功率、減少漏風系數，減少熱損失；回轉窯燃燒裝置采用煤粉多通道燃燒器，降低了一次風量，提高了二次風使用比例，燃燒效率高，從而降低了燒成熱耗；新設計的加料皿外形新穎，結構輕巧，改變了連接方式和安裝受力方向，使得整個加料室安全可靠。

③選用先進、可靠的傳感器、計量秤對物料進行計量，提高了計量精度及自動化水平。

④所有揚塵點粉塵處理采用高效脈沖袋式除塵器經過高效除塵凈化窯尾煙塵排放濃度≤30 mg/Nm3，優于國家標準（國家標準為50 mg/Nm3）。

采用600 t/d回轉窯年產輕燒白云石19.8萬t（全灰量），質量指標穩定受控，圓滿完成了保供任務，創造了穩定的經濟效益，全投資財務內部收益率37.29%，投資利潤率31.68%，投資回收期（稅前）為3.74年。

參考文獻：

[1] 劉建偉.輕燒白云石工藝技術的改造[J].礦業工程，2008，（3）.