轻烧白云石工艺技术的优化

张慧凤

摘 要：轻烧白云石是白云石矿与一定的燃料混合，经过焙烧加工而成的矿物材料，可作为炼钢过程中排渣用的良好的辅助原料。文章从“引言、原竖窑生产状况、新建回转窑”三方面介绍了“轻烧白云石工艺技术”的优化，给出了“竖窑、回转窑生产轻烧白云石使用原料和产品质量指标”的数据，以及“竖窑、回转窑生产轻烧白云石工艺流程”的图表。文章可为从事与“轻烧白云石工艺技术”相关专业技术、管理人员提供参考。

关键词：轻烧白云石；工艺技术；优化

中图分类号：TF044 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）21-0003-02

轻烧白云石是白云石矿与一定的燃料混合经过焙烧加工而成的矿物材料，可作为炼钢过程中排渣用的良好的辅助原料。某企业自2007年底建成500 m3机械化竖窑，生产的轻烧白云石主要供炼钢厂造渣使用。随着生产规模的扩大，竖窑的生产能力、产品质量均不能满足需求。为保证公司需求，提高经济效益，新建一座600 t/d回转窑。

1 原竖窑生产状况

1.1 原、燃料及产品技术指标

1.1.1 白云石（Q/TB1403）

①化学成分。一级品：MgO≥19%，SiO2≤2.0%，R2O3+Mn3O4≤2.0%。

②外观质量。白云石的粒度为30～70 mm，其中小于30 mm和大于70 mm的各不超过10%；最大上限为80 mm，，最小下限为25 mm；白云石表面不得有厚度超过2 mm满面的钙皮，不得有泥土及其它杂质包裹体，其杂质总量不得超过1%。

1.1.2 冶金焦炭（GB/T1996）

①化学成分：二级品：固定碳%≥84%，灰分≤13.50%，硫分≤0.80%，挥发分%<1.8%。

②外观质量。

粒度规定：粒度范围0～40 mm，最大不得超过45 mm，超过上、下限的量各不大于5%。

冶金焦炭的外观要求：成品中不得混有煤矸石等杂物，杂质总量≤0.5%，水分含量5.0±2.0%，焦末含量≤5.0%。

1.1.3 轻烧白云石质量指标

①轻烧白云石化学成分：合格品：MgO≥29%，SiO2≤4%，H2O≤0.5%，灼减≤20%。

②轻烧白云石的杂质（山皮、熔瘤等）含量不超过5%，轻烧白云石的生烧率不大于12%。

③轻烧白云石粒度：粒度范围10～50 mm，最大不得超过50 mm，粉率（小于5 mm的比例）≤12%。

1.2 生产工艺流程

白云石、焦炭分别从料场上料→振动给料→自动计量→白云石、焦炭按配比自动混料→斜桥卷扬上料→窑顶布料→竖窑煅烧→出料→筛分→进成品仓

原料使用自产白云石块矿，燃料使用冶金焦炭，白云石块矿经煅烧2 h筛分后存入成品料仓。竖窑的主要参数为：有效高度27 m、有效容积500 m3。

1.3 工艺流程评价

目前使用的焦炭混入式焙烧轻烧白云石机械化竖窑操作简单，由于窑况调整方式单一，见效慢，往往会出现窑内煅烧带偏移，有生料、未燃尽焦炭出现，造成成品质量不稳定。

竖窑年设计生产能力12.8万t，采矿为降粉矿库存急需减少产量，但为了保证竖窑生产不得不增加产量，生产组织困难。同时产品质量要求也在不断提高，其中主要成分MgO含量从28%提高到29.5%。因此，原竖窑生产能力无论从产量或质量上已不能满足需求，急需改进。

2 新建回转窑

2.1 新建回转窑的必要性

①采用回转窑可以优化工艺，提高产量，降低生产成本，满足上级公司需求。

②可以使用15～50 mm粒级的白云石，全面提高白云石的利用率。

③可提高轻烧白云石质量，满足不锈钢、硅钢等特殊钢冶炼品种的需求。

2.2 新建回转窑概况

新建600 t/d 轻烧白云石回转窑，年产轻烧白云石全灰19.8万t（其中粒度为10 mm以下的是粉灰，占比约为13%）。轻烧白云石作为钢铁冶炼的辅助原料，其质量关乎钢材的质量。回转窑焙烧白云石燃料与物料是非接触式燃烧，燃烧充分，质量稳定，产品质量与炼钢需要相匹配，从产量或质量上都满足了公司的需求。

2.3 原、燃料及产品技术指标

2.3.1 白云石（Q/TB1403）

①化学成分（同竖窑）。

②外观质量：白云石的粒度为15～60 mm，其中小于15 mm和大于60 mm的各不超过5%；白云石表面不得有厚度超过2 mm满面的钙皮，不得有泥土及其它杂质包裹体。

③原煤。化学成分（二级品）：灰分≤8%，挥发份30%～35%，硫≤0.4%，固定碳≥58%，水分≤8%，热值>6 300 Kcal/kg，可磨性≥50 HCI，灰熔点≥1 300 ℃，膨胀系数≤1.0，粒度要求0～40 mm。

④轻烧白云石（Q/TB1407）（同竖窑）。

2.4 生产工艺流程

生产工艺流程，如图2所示。

2.4.1 白云石筛分及储存系统

粒度在20～60 mm的白云石通过仓底的棒阀、电液动扇型阀、2#大倾角胶带输送机送到振动筛进行二次筛分，筛分后粒度在15～60 mm的白云石原料通过胶带输送机送入到竖式预热器中。料仓侧壁上均有卸料口，当料满时可以把富余的白云石卸出。在供回转窑上料的大倾角胶带输送机上设置了一个加料料斗，当白云石原料不能满足生产需要时，可以通过此加料料斗加料。

2.4.2 轻烧白云石烧成系统

是由竖式预热器、回转窑、竖式冷却器、二次风机及其它辅助设备构成的新型煅烧系统。白云石原料由胶带输送机送入竖式预热器顶部的受料小仓中，经加料管进入加料室中。窑内煅烧后排放出来的废气，将物料均匀地预热，再由液压推杆推入窑内煅烧。已经预热和部分分解的白云石原料经液压推杆推动，通过加料室进入到回转窑内进行煅烧。煅烧后的白云石经过窑头卸料装置进入竖式冷却机冷却，在二次风机鼓风下，使轻烧白云石的温度从约1 100 ℃迅速地冷却到120 ℃以下，然后卸到链斗输送机上，再进行筛分处理；烧结过程产生的积瘤、大块窑皮、窑内脱落的耐火砖等废料通过冷却器上的大料排渣口排出。

2.4.3 窑尾废气处理系统

预热器中产生的废气（180～300 ℃），经掺入部分冷风后，废气温度可以冷却到220 ℃以下，然后进入袋收尘器收尘后，合规性废气经烟囱排入大气。袋收尘器收下的轻烧白云石粉尘由链式输送机等卸料设备送入储料仓，装汽车外运出厂。

2.4.4 成品储存及装运系统

由链斗输送机送来的轻烧白云石经通过链斗称计量后，通过电液动分料三通进入振动筛进行筛分处理，粒度在10 mm以下的粉灰直接进入粉灰料仓中储存。粒度在10 mm以上的块状轻烧白云石则通过胶带输送机而进入块灰料仓中储存。成品仓、白云石筛分楼、料仓底部的装车部位均设有除尘点，并设有布袋收尘器，经除尘器净化后的合规性废气经烟囱排入大气。

2.4.5 煤粉制备系统

进厂的原煤储存于煤堆棚内，由装载机喂入受料斗后经棒阀、振动给料机、胶带输送机、斗式提升机送到原煤仓内储存。原煤仓下设有棒阀，经过棒阀由封闭式定量给料机取出定量的原煤，经电动锁气翻板阀送入立式磨煤机进行烘干、粉磨和分级，粉磨分级后的煤粉随气流进入袋收尘器进行净化收尘，得到满足要求的煤粉，直接进入煤粉仓。用于烘干原煤水分的热源来自独立的热风炉，热气体进入煤磨前由磨前冷风阀掺入冷风，使进磨的热风温度调整为230～320 ℃左右。煤粉仓中的煤粉经菲斯特称系统计量，通过管路输送至窑头燃烧器。

2.5 工艺流程评价

与原竖窑相比回转窑煅烧白云石系统具有以下技术特点：

①轻烧白云石煅烧系统采用低压损分仓室竖式预热器-回转窑-竖式冷却器煅烧系统，具有热效率高、控制水平高、节能、操作维护方便等优点。竖式预热器压损低、布风均匀，预热效率高、系统电耗低，经预热的原料入窑分解率可达25%以上；选用充填式、可分区通风的方型竖式冷却器，使出冷却器的成品温度为90 ℃+环境温度，便于输送、存储，并可将入窑的二次空气预热到600 ℃以上，使热能得到充分利用。

②选用带有浮动支撑，窑头、窑尾密封为内置式鱼鳞片结构的回转窑，降低传动功率、减少漏风系数，减少热损失；回转窑燃烧装置采用煤粉多通道燃烧器，降低了一次风量，提高了二次风使用比例，燃烧效率高，从而降低了烧成热耗；新设计的加料皿外形新颖，结构轻巧，改变了连接方式和安装受力方向，使得整个加料室安全可靠。

③选用先进、可靠的传感器、计量秤对物料进行计量，提高了计量精度及自动化水平。

④所有扬尘点粉尘处理采用高效脉冲袋式除尘器经过高效除尘净化窑尾烟尘排放浓度≤30 mg/Nm3，优于国家标准（国家标准为50 mg/Nm3）。

采用600 t/d回转窑年产轻烧白云石19.8万t（全灰量），质量指标稳定受控，圆满完成了保供任务，创造了稳定的经济效益，全投资财务内部收益率37.29%，投资利润率31.68%，投资回收期（税前）为3.74年。

参考文献：

[1] 刘建伟.轻烧白云石工艺技术的改造[J].矿业工程，2008，（3）.