低品位石灰石在新型干法窯的應用

郭永強（南陽中聯水泥有限公司，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，或礦層與變質夾層摻雜在一起，礦石質量變化大，經過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%，生產成本進一步增加，石灰石開采使用能否做到剝采比最低，關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優質熟料攻關小組，結合生產情況，摸索出一套合適的配料方案及煅燒參數。

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，和正常生產時的砂巖、鐵鋁土、轉爐渣和硫酸渣，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量指標暫定為CaO含量≥44.3%（必要時可以放寬到44.0%），SiO2含量≤12.0%。

根據石灰石控制指標，采取不同采面的石灰石多點作業裝車，依據在線分析儀檢測結果搭配進廠，從源頭上做好石灰石質量控制。利用石灰石中轉庫多庫儲存、搭配放料，提高石灰石均勻穩定性。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，穩定石灰石質量。

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%，Fe2O3含量為3.50%～3.60%之間。為了確保在回轉窯生產時順利進行，對低品位石灰石配料時進行易燒性實驗，確定在回轉窯內生產時配料方案，見表3。

表3 低品位石灰石不同配料方案的易燒性試驗

為了保證回轉窯的正常生產，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%，Fe2O3含量控制3.6%±0.10%，提高液相量，改善生料的易燒性。

3 回轉窯試生產

在試生產時定區下料，保證低品位石灰石配料順利入窯生產。通過調整窯內熱工制度，提高了回轉窯的抗波動能力。低品位石灰石生產熟料數據見表4，熟料巖相結構見圖1。

表4 低品位石灰石生產熟料數據

圖1 熟料巖相

如表4所示，低品位石灰石生產優質熟料獲得成功。通過熟料的巖相分析試驗結果可以看出，C3S礦物發育較好，成大塊狀存在，反映出來的是回轉窯的燒成溫度合適，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 回轉窯系統煅燒工藝措施

（1）加強石灰石源頭質量控制，降低CaO含量波動范圍。安排專人跟蹤石灰石爆破挑揀、裝車等環節，從穩定外觀質量入手，充分利用在線分析儀對石灰石化學成分實時監測。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巡檢，對石灰石的生產監督到位，降低石灰石品位的波動范圍。利用石灰石中轉庫多庫儲存、搭配放料，提高石灰石均勻穩定性。

（2）穩定出磨生料質量。根據熟料指標要求，合理控制入磨在線分析儀指標，對照熟料數據，及時調整，保證熟料率值在要求范圍內。由于低品位石灰石中硅含量較高，要嚴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，降低結晶硅對窯煅燒的影響，保證熟料煅燒質量。

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

（4）優化工藝煅燒參數。適當降低回轉窯窯速，增加物料在回轉窯內的停留時間。提高二次風溫，增加篦冷機高溫段的供風量，保證熟料急冷，提高熟料強度。適當增加頭煤用量，保證窯前一把火，穩定窯內熱力強度。調整燃燒器參數，增大外風用量，提高一次風壓，使燃燒器火焰更加順暢有力，同時每4h對燃燒器清理一次，防止端面結焦火焰變形。對預熱器系統，適當提高分解爐出口溫度，提高物料分解率，降低窯內熱工負荷。

通過調整，穩定入窯物料成分，提高入窯分解爐，保證回轉窯熱工制度，實現了低品位石灰石代替優質石灰石配料的正常穩定生產。

5 結語

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，通過配料和工藝調整達到生產優質熟料的目的。在配料方面根據石灰石質量，加強物料的預均化和均化，保證入窯物料成分穩定。合理下調熟料KH值，適當提高熔劑礦物含量，增加液相量。合理優化工藝參數，加強工藝煅燒，在高硅低鈣的石灰石原料下，燒制出合格優質的熟料，達到節約資源，降低成本的目的。