低品位石灰石在新型干法窯的應(yīng)用

郭永強（南陽中聯(lián)水泥有限公司，河南 南陽 473000）

0 前言

我公司于2004年和2007年分別建成3 000 t/d和6000t/d生產(chǎn)線，石灰石消耗量巨大。自有礦山系秦嶺群雁嶺溝組下部巖性段條帶狀含石墨大理巖，礦體平均品位CaO含量46%，MgO含量1.40%。礦山中礦層與夾層交替出現(xiàn)，或礦層與變質(zhì)夾層摻雜在一起，礦石質(zhì)量變化大，經(jīng)過15年的開采，品位高的礦體已逐年銳減，石灰石資源匱乏，質(zhì)量下降問題凸顯。加上夾層沙土逐漸增多，排廢剝離量增大，達到15%～20%，生產(chǎn)成本進一步增加，石灰石開采使用能否做到剝采比最低，關(guān)系到公司的生存大計。因此，充分使用好礦山開采的廢渣及廢料，合理地利用低品位石灰石就顯得十分重要和迫切。為此，公司成立了利用低品位石灰石生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)熟料攻關(guān)小組，結(jié)合生產(chǎn)情況，摸索出一套合適的配料方案及煅燒參數(shù)。

1 低品位石灰石易燒性和易磨性實驗

1.1 易燒性試驗

分別選取正常進廠的石灰石（CaO含量≥45%）和CaO含量分別為44.3%、43.5%、43.0%的石灰石，和正常生產(chǎn)時的砂巖、鐵鋁土、轉(zhuǎn)爐渣和硫酸渣，按照正常生料配料，進行易燒性實驗，易燒性實驗結(jié)果見表1。

表1 不同品位石灰石配料的易燒性試驗

由表1可知，石灰石CaO含量低于44.3%時，易燒性顯著變差。

1.2 易磨性試驗

由于低品位石灰石中，結(jié)晶硅含量比較高，對物料易磨性有較大影響，把上述4個石灰石各稱取5 kg，用實驗小磨研磨5min，80μm篩余結(jié)果見表2。

表2 不同品位石灰石的易磨性試驗

由表2可知，石灰石CaO含量低于44.3%時，易磨性顯著變差。

通過對上述實驗，我們決定把進廠石灰石質(zhì)量指標(biāo)暫定為CaO含量≥44.3%（必要時可以放寬到44.0%），SiO2含量≤12.0%。

根據(jù)石灰石控制指標(biāo)，采取不同采面的石灰石多點作業(yè)裝車，依據(jù)在線分析儀檢測結(jié)果搭配進廠，從源頭上做好石灰石質(zhì)量控制。利用石灰石中轉(zhuǎn)庫多庫儲存、搭配放料，提高石灰石均勻穩(wěn)定性。圓堆堆料時采取低品位石灰石堆低堆，高品位石灰石回堆的方法，穩(wěn)定石灰石質(zhì)量。

2 確定使用低品位石灰石的配料方案

在石灰石CaO含量≥45%時，我公司采用的配料方案如下：熟料三率值為KH=0.900～0.910，SM=2.50～2.60，IM=1.45±0.05，熟 料 中 Al2O3含 量 為5.00%±0.10%，F(xiàn)e2O3含量為3.50%～3.60%之間。為了確保在回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)時順利進行，對低品位石灰石配料時進行易燒性實驗，確定在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)生產(chǎn)時配料方案，見表3。

表3 低品位石灰石不同配料方案的易燒性試驗

為了保證回轉(zhuǎn)窯的正常生產(chǎn)，我們選用4號配料方案，熟料KH控制在0.890～0.900之間，熟料中Al2O3含量控制5.10%±0.10%，F(xiàn)e2O3含量控制3.6%±0.10%，提高液相量，改善生料的易燒性。

3 回轉(zhuǎn)窯試生產(chǎn)

在試生產(chǎn)時定區(qū)下料，保證低品位石灰石配料順利入窯生產(chǎn)。通過調(diào)整窯內(nèi)熱工制度，提高了回轉(zhuǎn)窯的抗波動能力。低品位石灰石生產(chǎn)熟料數(shù)據(jù)見表4，熟料巖相結(jié)構(gòu)見圖1。

表4 低品位石灰石生產(chǎn)熟料數(shù)據(jù)

圖1 熟料巖相

如表4所示，低品位石灰石生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)熟料獲得成功。通過熟料的巖相分析試驗結(jié)果可以看出，C3S礦物發(fā)育較好，成大塊狀存在，反映出來的是回轉(zhuǎn)窯的燒成溫度合適，并未受到因石灰石品位降低的影響，同時可以判斷熟料強度是能夠得到保證的。

4 回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)煅燒工藝措施

（1）加強石灰石源頭質(zhì)量控制，降低CaO含量波動范圍。安排專人跟蹤石灰石爆破挑揀、裝車等環(huán)節(jié)，從穩(wěn)定外觀質(zhì)量入手，充分利用在線分析儀對石灰石化學(xué)成分實時監(jiān)測。對礦山開采情況、搭配使用情況、在線分析儀運行情況進行常規(guī)巡檢，對石灰石的生產(chǎn)監(jiān)督到位，降低石灰石品位的波動范圍。利用石灰石中轉(zhuǎn)庫多庫儲存、搭配放料，提高石灰石均勻穩(wěn)定性。

（2）穩(wěn)定出磨生料質(zhì)量。根據(jù)熟料指標(biāo)要求，合理控制入磨在線分析儀指標(biāo)，對照熟料數(shù)據(jù)，及時調(diào)整，保證熟料率值在要求范圍內(nèi)。由于低品位石灰石中硅含量較高，要嚴(yán)格控制生料細度小于16.0%，合理降低生料細度，控制0.2mm篩余在1%以下，降低結(jié)晶硅對窯煅燒的影響，保證熟料煅燒質(zhì)量。

（3）煅燒過程精細操作。由于低品位石灰石中結(jié)晶硅含量比較高，物料不容易分解，要適當(dāng)提高煅燒溫度，提高液相量，使結(jié)晶硅及時反應(yīng)，減少窯前飛沙。

（4）優(yōu)化工藝煅燒參數(shù)。適當(dāng)降低回轉(zhuǎn)窯窯速，增加物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的停留時間。提高二次風(fēng)溫，增加篦冷機高溫段的供風(fēng)量，保證熟料急冷，提高熟料強度。適當(dāng)增加頭煤用量，保證窯前一把火，穩(wěn)定窯內(nèi)熱力強度。調(diào)整燃燒器參數(shù)，增大外風(fēng)用量，提高一次風(fēng)壓，使燃燒器火焰更加順暢有力，同時每4h對燃燒器清理一次，防止端面結(jié)焦火焰變形。對預(yù)熱器系統(tǒng)，適當(dāng)提高分解爐出口溫度，提高物料分解率，降低窯內(nèi)熱工負荷。

通過調(diào)整，穩(wěn)定入窯物料成分，提高入窯分解爐，保證回轉(zhuǎn)窯熱工制度，實現(xiàn)了低品位石灰石代替優(yōu)質(zhì)石灰石配料的正常穩(wěn)定生產(chǎn)。

5 結(jié)語

我公司立足于自有礦山石灰石品位降低，資源匱乏，利用低品位石灰石，通過配料和工藝調(diào)整達到生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)熟料的目的。在配料方面根據(jù)石灰石質(zhì)量，加強物料的預(yù)均化和均化，保證入窯物料成分穩(wěn)定。合理下調(diào)熟料KH值，適當(dāng)提高熔劑礦物含量，增加液相量。合理優(yōu)化工藝參數(shù)，加強工藝煅燒，在高硅低鈣的石灰石原料下，燒制出合格優(yōu)質(zhì)的熟料，達到節(jié)約資源，降低成本的目的。