石灰生产工艺

石灰生产工艺

石灰生产工艺 <1>

浅谈石灰及生产工艺

石灰是炼钢过程中必要的辅料，它的质量将直接影响所炼钢材的多少和好坏，所以在冶金企业中，石灰的质量是非常重要的。我国是生产和利用石灰最早的国家，秦长城和许多考古发现已证实了这个不争的事实。我国虽然是能源大国，但由于工艺落后，尤其是旧窑型和土烧石灰窑污染大、质量差、能耗高、产量低，达不到炼钢对白灰的质量要求，与世界上机械化全自动化煅烧相比，差距相当大，目前我国白灰窑70%是无任何环保措施的土窑，受地方保护得以生存，但各地区严重的各类工业污染问题已引起国家的高度重视，因此淘汰土烧白灰窑，建造我们自己的具有节能、环保、高效的现代化白灰窑既是国家环保的要求也是目前我国现在数十万家石灰生产企业势在必行的举措。下面对石灰原料、煅烧燃料、煅烧设备及工艺简单分析。

一、原料石灰石

石灰石（limestone）是沉积源形成的一种岩石，属碱性岩石，主要成分是碳酸钙、钙镁碳酸盐或者碳酸钙和碳酸镁的混合物。根据不同的密度范围，成型的石灰石分为三个子类：

低密度石灰石——密度范围1,760~2,160千克/立方米。

中密度石灰石——密度范围2,160~2,560千克/立方米。

高密度石灰石——密度大于2,560千克/立方米。

石灰石具有良好的加工性、磨光性和很好的胶结性能，不溶于水，易溶于饱和硫酸，能和强酸发生反应并形成相应的钙盐，同时放出CO2。石灰石在大气压力下达到900℃以上就会发生如下反应：

ＣaCO3>900℃=CaO+CO2

1、石灰石的杂质

因为石灰石（ＣaCO3）是天然矿物，所以它含有一些不利于煅烧的杂质．杂质主要是SiO2 AL2O3 Fe2O3 K2O P S等,它们主要来源于三个方面：

⑴、原料石灰石所含有害物： SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O 、P、S等。

⑵、石灰石以泥土、砂粒形态粘附的的有害物：SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O 、P、S等。

⑶、燃料所含有害物：SiO2、Al2O3、 Fe2O3、Na2O、K2O 、P、S等。

这些杂质的多少直接影响煅烧石灰的产量和质量，所以选择优质的石灰石是比较关键的。

2、石灰石的粒度

在石灰石煅烧过程中，原料石灰石粒度的影响是非常大的，由于CO2的分离是石灰石表面向内部慢慢进行的，所以大粒径石灰石比小粒径的煅烧要困难，需用的时间也长。通过科学试验分析，在一定温度下煅烧时间与石灰石厚度的平方成正比，80mm石块与40mm的石块相比，前者需要4倍于后者的煅烧时间。实践证明竖炉选用40-80mm粒度的石灰石，回转窑选用10-30mm粒度的石灰石效果最为理想。

3、石灰石的选择

石灰石含钙高的密度大，不好烧,但煅烧后的石灰灰质好，反之含钙低的石灰石密度小，好烧，但煅烧后的灰质差。石灰石含钙量及其他物质含量利用化学分析测试、磨损实验及煅烧实验等得到准确结果后，经慎重判断选择使用。优质石灰石一般CaO含量在52%以上， MgO含量在3%以内，SiO2在1%以内。

二、燃料

石灰石煅烧燃料有很多种。其中有固体的，液体的，气体的等等。

固体状燃料主要是煤及其加工品。煤是重要的能源和化工原料，它的种类繁多。石灰石煅烧用煤选用发热量高含S低的为最佳。但使用煤作燃料成本高污染大。

液体燃料为石油及其加工品。大多通过喷雾装置雾化，扩散燃烧。但也因生产成本过高污染大一般不使用。

气体燃料有很多种，如：炼焦制的煤气，发生炉制的煤气，天然气，高炉煤气，转炉煤气等。气体燃料有利于提高热效、节约能源。气体燃料与燃煤相比可提高热效2倍，较燃油提高1倍；而且气体燃料有利于保护大气环境减少NOΧ和SO2排放量。所以建议选择气体作为煅烧石灰石的燃料。

⑴气烧石灰窑节约能源，特别是用利用高炉剩余煤气和焦炉剩余煤气，以及其它各种工业炉剩余煤气是最大的能源节约和利用。

⑵有利环境保护，由于气烧窑没有固体燃料经燃烧后排放的大量有害气体，而且原来向大气排放的煤气经燃料后也减少了向大气中排放污染，所以对环境保护非常有利。

⑶炉内温度均匀，煅烧石灰质量好。气体燃料可在石灰石的所有空隙中燃烧，无死角，用煤作燃料布料稍有不均就会出现温度有高有低。由于气烧火焰均匀且又是同时放热，可做到快速燃烧和快速冷却，故石灰活性度好。

⑷便于检测，好操作。因气烧窑的温度和煤气、空气流量、压力均可由仪表检测，司炉工可根据检测数据掌握炉况和调节炉况，不像固体燃料不好控制，即使该炉子停了燃气还在继续燃烧，气烧窑调节周期短，固体燃料窑调节周期长。

气体燃料其中最为理想的是高炉和焦炉煤气，但焦炉煤气热值过高，且必须脱焦油，所以不容易控制使用。

高压鼓风机（罗茨风机）鼓风，并且通过热风炉加热后进入了高炉，这种热风和焦炭助燃，产生的是二氧化碳和一氧化碳，二氧化碳又和炙热的焦炭产生一氧化碳，一氧化碳在上升的过程中，还原了铁矿石中的铁元素，使之成为生铁，这就是炼铁的化学过程。铁水在炉底暂时存留，定时放出用于直接炼钢或铸锭。这时候在高炉的炉气中，还有大量的过剩的一氧化碳，这种混和气体，就是“高炉煤气”。这种含有可燃一氧化碳的气体，是一种低热值的气体燃料，它的热值一般只有3140-3560KJ/M3，可以用于冶金企业的自用燃气，如加热热轧的钢锭、预热钢水包等等。高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品，主要成分为:CO, C02, N2、H2、CH4等，其中可燃成分CO含量约占25%左右。高炉煤气的成分和热值与高炉所用的燃料、所炼生铁的品种及冶炼工艺有关。从高炉引出的煤气含有大量的灰尘，在输送和使用过程中，这些灰尘会堵塞煤气管道和设备。因此必须除尘处理后才能输送和使用。一般钢厂大多采用重力除尘器和布袋除尘。高炉煤气的着火点并不高，似乎不存在着火的障碍，但在实际燃烧过程中，受各种因素的影响，混合气体的温度必须远大于着火点，才能确保燃烧的稳定性。

三、白灰煅烧设备—白灰窑

老炉型白灰窑有好多种。如土窑、普通竖炉型、回转窑等等。其中土窑和使用煤作为煅烧燃料的普通竖炉型灰窑属淘汰设备。现在大多采用用煤气做燃料的竖炉