150m3气烧竖窑煅烧轻烧白云石的理论和实践

付志群 宾鸿伟 何卫顽

摘 要：文章介绍了不同白云石在实验室高温煅烧测试情况，分析了影响轻烧白云石生产中的工艺控制难点，并总结了生产中成熟的工艺技术，对现行工艺参数的合理性进行了深入的分析，对气烧竖窑生产轻烧白云石有较强的指导意义。

关键词：煅烧试验；工艺参数控制；操作模式

中图分类号：TF822 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）24-0062-02

Abstract： This paper introduces the test results of different dolomite calcined at high temperature in laboratory， analyzes the process control difficulties affecting the production of light calcined dolomite， and summarizes the mature technology in production. The rationality of the current process parameters is analyzed in depth， which has a strong guiding significance for the production of light calcined dolomite in gas-fired shaft kiln.

Keywords： calcination test； process parameter control； operation mode

1 概述

目前，韶钢有三座150m3气烧竖窑生产轻烧白云石，具有丰富的生产经验，一级品率达90%以上。日产量约350～400t（其中含粉约25%），全部供炼钢冶炼用。炼钢生产中加入轻烧白云石，可以增加渣料的碱度，加快成渣速度，提高钢渣的流动性，利于脱磷脱硫；同时分解生成的MgO是一种耐高温材料，形成起到屏蔽作用的保护层，隔绝了冶炼炉的易燃物与氧气、高温环境的接触，对转炉工作衬起到保护作用；同时可替代轻烧镁球，降低冶炼成本。因此轻烧白云石在炼钢冶炼中的作用日益重要。

2 原材料及产品的技术要求

2.1 中云石的化学成分要求

2.1.1 中云石的成分要求

CaO≥32.0%，MgO≥19.0%，SiO2≤0.70%，S≤0.025%。

2.1.2 中云石的粒度及其它要求

（1）供焙烧用中云石的粒度为35～80mm，最大粒度为90mm，其中粒度小于35mm与大于80mm部分所占比例之和不得大于10%。（2）中云石不应混有泥土及其它杂质（如山皮、杂石、蜂窝状矿石及其它杂质包裹体等）。

2.2 輕烧白云石理化指标

2.2.1 轻烧白云石质量指标

（1）一级品，要求：CaO≥55%，MgO≥29%，SiO2≤3.5%，S≤0.05%，灼减≤10%，活性度≥200（4mol/ml 40±1℃ 10min）。（2）二级品，要求：CaO≥52%，MgO≥25%，SiO2≤4.5%，S≤0.15%，灼减≤12%，活性度≥180（4mol/ml 40±1℃ 10min）。

2.2.2 供炼钢用轻烧白云石质量要求

（1）供炼钢用轻烧白云石的品级应达到一级及以上。

（2）粒度为10-50mm，粒度小于10mm与大于50mm所占比例之和不大于10%，允许最大粒度不得超过70mm。

2.3 中云石的外观情况

3 实验室煅烧试验

3.1 煅烧条件

将两种样品放置于马弗炉热电偶两侧，缓慢升温至1000℃，然后保温两个小时。

3.2 冷却后实物质量（如图2）

3.3 水化后情况

第一、二类白云石在马弗炉煅烧完全，水化完全，无残留物。第三、四类白云石在马弗炉煅烧不完全，水化不完全，有残留物。原因：因方解石表面煅烧完全后易粉化，粉料阻碍热量的传递，造成中心分解不完全。第四类白云石表面有金属元素阻碍热量的传递，造成中心分解不完全。

4 工艺参数控制

4.1 工艺参数控制参考范围

（1）窑顶温度：440±50℃；换热后煤气温度：120±30℃；换热后侧风温度：150±30℃。（2）煤气流量：6600±700m3/h；侧风流量：4600±500m3/h；底风流量：3800±500m3/h。（3）煤气压力：19±1.5×103Pa；侧风压力：18±1.5×103Pa；底风压力18±1.5×103Pa。（4）1小时上料斗数：10±1斗。

4.2 工艺参数调节

（1）窑顶温度℃：通过调节引风机频率；料位高低；底、侧风及煤气流量等途径控制窑顶温度；分多次压料。（2）1小时上料斗数：根据煤气热值、下料情况、装料量、实物质量、休复风规定等作调节。（3）外部煤气管网压力升高时，入窑煤气压力、流量提高，底、侧风风压偏高、风量降低，要及时调节风量；外部煤气管网压力降低时，入窑煤气压力流量降低，底侧风风压偏低、风量提高，要及时调节参数，并在煤气压力流量提高时，适当增加上料斗数；低时适当减少斗数。

在外部煤气管网压力正常的情况下，工艺参数的变化可反映窑况的变化情况。在煤气、风压增高、流量偏低时，则窑内可能存在过烧或棚料现象；煤气、空气压力偏低，流量偏高，则可能是装出料过多或窑内通气性好，或窑内有窜料，同时存在空洞，料面间有断层等现象，必须结合出灰质量和下料情况等一起判断。

4.3 出灰质量的监控

（1）生料多，皮包骨现象明显，灰温低。原因：煤气热值低或煤气燃烧不充分，工艺参数配制不合理，装出料量过大，煅烧时间短，炉内温度低。（2）生料、粉料夹杂，灰温高。原因：窑内悬料，窑中心或单边下料快，结块下料慢。粉料是结块冷却后散开的碎料；生料是在煅烧带停留时间过短、冷却不充分而未完全分解的新料。（3）过烧（粉料很多，没有生料）：出灰温度低，颜色呈暗灰色，结构密，活性低。原因：装出料量不够，煤气热值过高或煅烧时间过长造成。

5 非正常生产操作模式

利用气烧竖窑生产轻烧白云石特别要重视在非正常生产操作模式下的操作，轻烧白云石对温度敏感性很强，休风期间出料少，会导致结窑、难下料现象，出料多，导致生料多，窑温急剧下降；复风后，装料量多少对质量控制影响也很大，因此规范非正常生产操作模式下的操作非常重要。

5.1 150m3轻烧白云石窑休风后复风生产装出料模式

当休风时间≤4h，按按正常情况装出料；当休风时间4～8h，第一个班按正常情况装出料，第二个班减半斗/小时装出料，第三个班恢复正常操作；当休风时间8～16h，第一个班按正常情况装出料，第二、三个班减半斗/小时装出料，第四个班恢复正常操作；当休风时间16～24h，第一个班按正常情况装出料，第二个班减1斗/小时装出料，第三个班加半斗/小时装出料第四个班恢复正常操作。

5.2 150m3轻烧白云石窑休风后出料（动窑）模式

当休风时间≤4h，复风前出料一次，时间8分钟；当休风时间4～8h，复风前出料一次，时间8分鐘；当休风时间8～16h，第一个班下班前一小时出料一次，时间8分钟，复风前出料一次，时间4分钟；当休风时间16～24h，第一个班下班前一小时出料一次，时间8分钟，第二个班下班前一小时出料一次，时间6分钟，复风前出料一次，时间4分钟。

6 结束语

（1）因白云石中的方解石在窑内煅烧后易粉化，造成窑压升高，影响未分解料的煅烧，可适当增加装料、出料频次。（2）可考虑实施定量供热技术，通过调节阀控制入窑煤气量和侧风风量，实现合理配比，节约能源，减轻劳动强度。（3）因根据窑炉工作衬使用情况，对于煤气烧嘴阀和窑气阀的开度进行调节，克服窑壁效应，减少结窑、不下料现象。（4）炼钢使用轻烧白云石，主要用块状物，考虑粉料重新利用，可使用轻烧白云石筛下粉料压球技术。

参考文献：

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[2]袁聪，赵惠忠，张寒，等.工艺因素对轻烧白云石活性度的影响[J].耐火材料，2012，46（01）：48-50.

[3]冯小平，张正文，谢峻林.轻烧白云石的煅烧工艺对活性度的影响[J].矿产综合利用，2007（01）：13-15+25.