回转窑煅烧小粒径石灰石的实践与研究.pdf

32Aug.2023Vol.48 No.4REFRACTORIES&LIME回转窑煅烧小粒径石灰石的实践与研究张利彬（安钢集团冶金炉料有限责任公司，安阳455141）摘要：结合企业实际，阐述了回转窑煅烧小粒径石灰石对提高资源利用率和企业降本增效的重要意义，对煅烧方案进行了可行性分析，介绍了在试产过程中创新工艺操作和优化工艺参数以及实现回转窑达标达产的做法和经验。关键词：回转窑；煅烧；小粒径；石灰石；实践中图分类号：TQ175.653.6文献标识码：A文章编号：1673-7792（2023）04-0032-02Practice and research on calcining small-size limestone in rotary kilnZhangLibin（AngangGroupMetallurgicalFurnaceMaterialCo.，Ltd.，Anyang455141，China）Abstract：Basedontherealityoftheenterprise，expoundedthesignificanceofcalcinationonimprovingtheresourceutilizationandcostefficiency，analyzingthecalcinationscheme，introducedthepracticeandexperienceofinnovatingtheprocessoperationandoptimizingtheprocessparametersoftherotarykiln.Key words：Rotarykiln；Calcination；Small-size；Limestone；Practice1提高石灰石资源利用率是企业降本增效的重要途径随着国家对生态环境保护工作的重视，管控力度越来越大，各地方政府全面践行“绿水青山就是金山银山”理念，大力推进区域矿山资源整合。受此影响，各地优质石灰石紧缺，价格一路上扬，直接导致石灰生产企业生产成本直线上升。以我公司为例，原料成本在石灰生产总成本中的比例已由过去的30%以下提高到60%左右，已是影响企业效益的第一大因素，降低原料成本已是石灰生产企业的当务之急，提高原料利用率，降低原料成本已成为企业降本增效的必由之路。我公司有两条设计产能为600t/d的回转窑，日均消耗2040mm原料2400t，为保证入窑原料粒度，原料在入窑前需经过间隙为14mm棒条筛筛分，每日约产生13%左右的筛下碎料，总量约为312t。按照回转窑设计工艺要求，该部分原料已成为废料，从而加大了成本消耗，且这些废料的存放处置衍生的环保问题也是困扰企业的难题。为此，我公司决定将废料中的石灰石按粒度进行二次筛分，尝试将814mm粒度的石灰石入窑煅烧，加工成烧结用灰。经对筛下废料二次筛分处理，其中8mm以上石灰石约占65%，每日产生量约202t。将814mm石灰石入窑煅烧成石灰，每月可为公司直接减少约6000t的废料损失，直接节约采购资金约60万元，且该部分小粒径石灰石煅烧加工成烧结用灰，每吨将额外产生数百元的附加效益，每月可为公司创造利润约150万元。由此可见，小粒径石灰石的充分利用，可为企业带来可观的经济效益和环境效益。2回转窑煅烧小粒径石灰石的可行性分析根据回转窑设计的工艺技术要求，入窑石灰石粒径为2040mm，且要求粒径比控制在2以内。受回转窑工艺特性制约，入窑石灰石粒径过大或过小，其煅烧质量及窑况等无法保证，粒径比在2以收稿日期：2022-08-25作者简介：张利彬（1984-），男，工程师33耐火与石灰2023 年 8 月第 48 卷 第 4 期内可以保证物料在回转窑内呈现滚落运动的最佳运动方式，保证物料在煅烧过程中受热均匀，石灰质量达到最好。如果物料粒径相差太大，就会引起物料在窑内的运动方式改变，致使物料在窑内的受热不均匀，产品质量出现大幅下降。另外，原料粒度直接影响预热器的透气效果，合理的粒度指标不仅可以保证窑内的负压煅烧环境，且可有效预热在预热器内的物料，降低热能损耗。根据上述回转窑工艺特性和对原料的要求，为保证小粒径石灰石煅烧成功，确定煅烧石灰石粒度为814mm，并满足入窑原料粒径比为2以内的设计要求，以保证物料在窑内的最佳运动状态，最大限度地避免因原料粒径偏小造成的预热的透气效果降低、窑内负压减弱和过烧造成窑内结圈等难题。经过相关技术人员论证，确立了薄料快烧的操作原则，提高燃烧器一次风的配比，缩短火焰长度，降低排风量，将物料需要的热功主要放到窑内完成，煅烧带温度提高到1300左右，把预热器顶部温度降至900950，窑转速提高到1.3r/min，产量质量保持一个由低到高、由差渐好的循序渐进的变化过程，一切以保证炉况稳定顺行为首要前提。通过计算推演，回转窑煅烧814mm石灰石是可行的。3回转窑试烧小粒径石灰石的实践基于上述可行性分析，确定了回转窑煅烧小粒径石灰石实现单窑日产600t以上、产品生烧率控制在8%以内的计划目标。2018年1月份进行了首次煅烧试产，其后又先后进行了多次试产，试产情况如下。2018年1月份首次煅烧试产时，工艺参数调整主要根据前期可行性研究得出的预判数据，且为保证回转窑工况及设备的整体稳定，在小粒径石灰石入窑后的前期可不考虑产品质量、产量，而在产品生产出来后，根据回转窑工况和设备运行条件，逐步改善产品质量。首次煅烧试产共进行了4天，产量维持在400t/d，生烧率15%左右，基本达到了预期目标。首次小粒径石灰石煅烧试产结果不仅验证了可行性分析的正确性，也为精准细化操控回转窑煅烧小粒径石灰石提供了参数依据。在此基础上，又在4月份进行了第二次试产，这次试产的主要任务是实现产量和质量双达标，并且保证回转窑工况及设备稳定顺行，最终形成回转窑煅烧小粒径石灰石工艺技术操作规范。经过为期一周的试产，圆满完成了煅烧小粒径石灰石生产任务，实现了产量及质量双达标，并成功优化了预案中的部分关键工艺参数，形成了标准的工艺操作规范，为后续成功煅烧小粒径石灰石提供了技术保证。4经济效益分析筛下废料中814mm的石灰石占比约65%，每天废料总量约为200t，每月累计二次利用废料6000余吨，全年二次消耗废料7万余吨，可生产出小粒径石灰3.5万t，加工成机制粉灰产品3.5万t。石灰石采购价格90元/t，筛下废料售价20元/t，使用筛下废料节约采购资金：70元7万t490万元/年。（1）财务计算收益（机制粉灰当期结算价格）经济效益总值：450元3.5万t1575万元/年。（2）原燃料及电耗成本燃料成本：120元3.5万t420万元/年；电耗成本：30元3.5万t105万元/年。（3）人工、材料、设备折旧费用人工费用：30.05元3.5万t105.18万元/年；材料费用：15.3元3.5万t53.55万元/年；设备折旧费用：6.54元3.5万t22.89万元/年。（4）总成本420105105.1853.5522.89706.62万元/年。（5）总经济效益4901575706.621358.38万元/年。5结语回转窑煅烧814mm小粒径石灰石的成功，拓宽了回转窑对石灰石粒度的使用范围，石灰石利用率由87%提高到95%以上，不仅为企业创造了可观的经济效益，同时创新了回转窑煅烧工艺操作，为业内同行提供了经验。（中国石灰协会推荐）王守权编辑