一种回转窑焙烧超低碳石灰的方法及其生产的石灰产品.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102826770 A(43)申请公布日 2012.12.19CN102826770A*CN102826770A*(21)申请号 201210358390.0(22)申请日 2012.09.24C04B 2/10(2006.01)(71)申请人太原钢铁（集团）有限公司地址 030003 山西省太原市尖草坪2号(72)发明人程立 衡旭文 田林凯 苏延德耿德昌 蔡书云 王华冠 康彦萍(74)专利代理机构北京市浩天知识产权代理事务所 11276代理人雒纯丹 刘倞芳(54) 发明名称一种回转窑焙烧超低碳石灰的方法及其生产的石灰产品(57) 摘要本发明涉及一种回转窑焙烧超低碳石

2、灰的方法及其生产的石灰产品，该方法包括以下步骤：在煤量6800-7200kg/小时，喷油量6-10L/小时，煅烧温度1010-1050的条件下，使石灰石充分高温焙烧1.5-2.5小时，经冷却、破碎、筛分后加入表面改性剂钝化，得到石灰产品。本发明的得到抗潮性好、保质期长、生产成本低、高纯度且高活性的低碳石灰，满足冶炼高牌号硅钢、管线钢、超低碳钢RH炉精炼脱碳、脱氮工艺。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书6页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 1 页1/1页21.一种回转窑焙烧石灰的方法，其特征在于，在喷煤量6800

3、-7200Kg/小时，喷油量6-10L/小时，煅烧温度1010-1050的条件下，使石灰石充分高温焙烧1.5-2.5小时，经冷却、破碎、筛分后加入表面改性剂钝化，得到石灰产品；优选地，所述喷煤量为6900-7100Kg/小时，喷油量7-9L/小时，煅烧温度1020-1040；最优选地，所述喷煤量为7000Kg/小时，喷油量8L/小时，煅烧温度1030，焙烧时间为2h。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温焙烧步骤的二次风量53000-55000Nm3/h。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述高温焙烧步骤的回转窑的筒体转速为0.730.8r/min。4.如权利要求13任一项

4、所述的方法，其特征在于，所述高温焙烧步骤的回转窑的窑头温度650-920，优选地，窑头温度700-800，最优选地，窑头温度750。5.如权利要求14任一项所述的方法，其特征在于，所述煅烧原料石灰石的粒度为2040mm，硫含量不大于0.02wt%，CaO不小于52wt%。6.如权利要求15任一项所述的方法，其特征在于，所述钝化步骤的表面改性剂为卤化物，优选氯化钙。7.如权利要求16任一项所述的方法，其特征在于，所述钝化步骤的表面改性剂的加入量为115wt%。8.如权利要求17任一项所述的方法，其特征在于，所述筛分步骤使用双层筛，筛网孔径为上层12mm，下层25mm。9.如权利要求18任一项所述

5、的方法，其特征在于，所述高温煅烧步骤的石灰石的焙烧率99。10.如权利要求19任一项所述的回转窑焙烧石灰的方法得到的石灰产品，其特征在于，所述石灰产品的碳含量0.2wt%；硫含量0.025wt%。11.如权利要求10所述的石灰，其特征在于，所述石灰产品的氧化钙含量9098wt%。12.如权利要求911任一项所述的石灰，其特征在于，所述石灰产品的活性度390440mL。13.如权利要求912任一项所述的石灰，其特征在于，所述石灰产品的粒度范围为212mm。权 利 要 求 书CN 102826770 A1/6页3一种回转窑焙烧超低碳石灰的方法及其生产的石灰产品技术领域0001 本发明涉及一种回转窑

6、焙烧石灰的方法及其生产的石灰产品。背景技术0002 目前，国内大规模生产活性石灰的生产工艺，主要有竖窑、回转窑、机械窑，燃料主要采用煤粉、煤气、天然气。传统工艺生产出的活性石灰碳含量0.5%，无法满足高牌号硅钢、管线钢、超低碳钢及RH降碳脱硫所用石灰粉剂等对活性石灰的碳含量低于0.2%、S0.025%、CaO90的质量要求。0003 因此，急需开发出新的方法，来制备上述符合碳含量要求的石灰。发明内容0004 本发明为了能够生产碳含量低于0.2%的石灰，采用带有竖式预热、冷却工艺大型回转窑（1000吨/日）焙烧，以煤粉为主燃料，附以高热量油脂燃料，通过调整回转窑工艺参数，如筒体转速，喷煤量、保证

7、石灰石在充分焙烧，保持高活性度（活性度表示石灰石与水反应的能力）基础上，生产出含碳量0.2%的超低碳石灰，经破碎、筛分后加入一种表面改性剂钝化，生产出抗潮性好、保质期长、生产成本低、高纯度且高活性的超低碳活性石灰，能够满足特殊品种钢对活性石灰的质量要求。0005 焙烧率是表示石灰石焙烧程度的指标。低碳石灰工艺要求石灰石的焙烧率99，才能保证残余碳含量0.2，科学适宜的煅烧工艺是确保项目成功实施的关键。本专利采用的回转窑煅烧石灰石，在原有生产活性石灰的工艺条件下调整煅烧温度和煅烧方式，燃料采用煤粉和喷油混合的方式。0006 低碳石灰工艺要求CaO90，如何选择粒级均匀杂质少的石灰石原矿对成品起着

8、决定性的作用。本专利使用粒径为20-40mm，一般粒度超上下限量不超3%，硫含量不大于0.02%，CaO不小于52%。0007 钝化剂处理要保证石灰中硫含量S0.025，石灰本身就是一种有效的脱硫剂，并且石灰晶粒间有空隙，易吸附、易潮解，要保证S0.025，较长时间储存，钝化剂的处理对最终产品起决定作用，本专利在破碎成合格粒径的石灰后喷洒1%-15%的钝化剂，可使超低碳石灰延长保质期，一般该产品的保质期可达3个月。0008 本发明提供一种回转窑焙烧石灰的方法，其特征在于，在喷煤量6800-7200Kg/小时，喷油量6-10L/小时，煅烧温度1010-1050的条件下，使石灰石充分高温焙烧1.5

9、-2.5小时，经冷却、破碎、筛分后加入表面改性剂钝化，得到石灰产品；0009 优选地，所述喷煤量为6900-7100Kg/小时，喷油量7-9L/小时，煅烧温度1020-1040；0010 最优选地，所述喷煤量为7000Kg/小时，喷油量8L/小时，煅烧温度1030，焙烧时间为2h。0011 优选地，所述高温焙烧步骤的二次风量53000-55000Nm3/h。说 明 书CN 102826770 A2/6页40012 优选地，所述高温焙烧步骤的回转窑的筒体转速为0.730.8r/min。0013 优选地，所述高温焙烧步骤的回转窑的窑头温度650-920，优选地，窑头温度700-800，最优选地，窑

10、头温度750。0014 优选地，所述煅烧原料石灰石的粒度为2040mm，硫含量不大于0.02%，CaO不小于52%。0015 优选地，所述钝化步骤的表面改性剂为卤化物，优选氯化钙。0016 优选地，所述钝化步骤的表面改性剂的加入量为115%。0017 优选地，所述筛分步骤使用双层筛，筛网孔径为上层12mm，下层25mm。0018 优选地，所述所述高温煅烧步骤的石灰石的焙烧率99。0019 本发明还提供一种石灰产品，由上述方法得到，其特征在于，所述石灰碳含量0.2%；硫含量0.025%。0020 优选地，所述石灰产品的氧化钙含量9098%。0021 优选地，所述石灰产品的活性度390440mL。

11、0022 优选地，所述石灰产品的粒度为212mm。0023 本专利改进了传统的回转窑生产工艺条件，高温煅烧石灰石。煅烧完成后破碎成合格粒度的石灰，然后喷洒钝化剂，得到抗潮性好、保质期长、生产成本低、高纯度且高活性的低碳石灰。通过该法生产出来的石灰碳含量0.2%，钙含量可达90%98%，活性度为390440mL，满足冶炼高牌号硅钢、管线钢、超低碳钢RH炉精炼脱碳、脱氮工艺。附图说明0024 图1为本发明的石灰的主要生产工艺的流程图。具体实施方式0025 以下述的实例详细叙述如下，然而，本领域技术人员应当理解的是，本发明的保护范围不应当局限于此。0026 原料：0027 煤粉：弱粘煤煤粉，由于其低

12、硫、低灰分而被使用。0028 高热量油脂燃料：一般选择高于40#的柴油均可。0029 石灰石：优选使用石灰石的粒度为2040mm，粒度超上下限量不超3%，硫含量不大于0.02%，CaO不小于52%。0030 结合流程图图1，本发明的回转窑焙烧超低碳石灰的方法，包括以下步骤：0031 （1）高温煅烧0032 采用带有竖式预热（竖式预热工艺是一种先进的焙烧工艺，焙烧原料在预热过程中可达到30%分解率，便于窑内废气再利用，起到节能作用。）冷却工艺大型回转窑（1000吨/日）焙烧，以煤粉为主燃料，附以高热量油脂燃料。0033 本发明的高温煅烧步骤通过调整回转窑工艺参数，保证石灰石在充分焙烧，具体来说，

13、调整使喷煤量喷煤量为6800-7200Kg/小时，喷油量为6-10L/小时，煅烧温度1010-1050，在该条件下，使石灰石充分高温焙烧1.5-2.5小时，优选地，所述喷煤量为6900-7100Kg/小时，喷油量7-9L/小时，煅烧温度1020-1040；最优选地，所述喷煤量为说 明 书CN 102826770 A3/6页57000Kg/小时，喷油量8L/小时，煅烧温度1030，焙烧时间为2h。0034 引入空气作为二次风，进入冷却装置冷却煅烧后的石灰，被石灰加热后再导入回转煅烧窑进行助燃。所述高温焙烧步骤的二次风量53000-55000Nm3/h，0.730.8r/min筒体转速；0035

14、所述回转窑的窑头温度650-920。优选地，窑头温度700-800；最优选地，窑头温度750。0036 （2）冷却0037 将回转窑中煅烧后的石灰，在冷却器中利用二次风强制冷却到150。0038 （3）破碎0039 将冷却后的石灰石，利用锤式破碎机，破碎得到0-15mm粒度的石灰。例如使用PC300400mm的破碎机。0040 （4）筛分0041 将破碎得到的石灰，通过筛分方法分选出粒径为2-12mm的石灰。优选使用孔径上层12mm，下层2-5mm，优选5mm的双层振动筛进行。该粒度的低碳石灰应当能够符合下工序炼钢的工艺要求。0042 （5）钝化0043 将筛分所得的石灰，在筛分过程中加入钝化

15、剂，钝化剂选用卤化物，优选氯化钙，加入的重量比可为115%，并使得超低碳石灰碳含量0.2%，钙含量90%，硫重量百分比含量0.025%，所述石灰石的焙烧率99。所述石灰碳含量0.2%；氧化钙含量9098%；活性度390440mL。所述石灰产品的硫含量0.025%。0044 产品经过包装后，可进入成品仓储存。该产品严格符合冶炼高牌号，管线钢，超低碳钢及RH降碳脱硫所用石灰粉剂的要求甚至超出了其要求。0045 以下实施例所用的设备、原料均为本领域常规的，市售可得。实施例（制备试验和性能评价实验）：0046 实施例10047 实验前准备20-40mm石灰石，粒度超上下限量不超3%，原料S含量0.02

16、wt%，CaO含量52wt%。0048 回转窑煅烧主要参数按照以下标准控制：转速0.73转/分钟，煅烧温度1010，窑头温度650，二次风量53000Nm3/小时，喷煤量6800公斤/小时，喷油量6L/min。0049 煅烧1.5小时后，经过冷却至100，利用PC300400mm锤式破碎机破碎得到0-15mm粒度的石灰，通过孔径上层12mm，下层5mm的直线振动筛，进行筛分，得到粒径为2-12mm的石灰，加入氯化钙进行钝化，得到石灰产品。0050 实施例20051 实验前准备20-40mm石灰石，粒度超上下限量不超3%，原料S含量0.02wt%，CaO含量52wt%。0052 回转窑煅烧主要参

17、数按照以下标准控制：转速0.8转/分钟，煅烧温度1050，窑头温度920，二次风量55000Nm3/小时，喷煤量7200公斤/小时，喷油量10L/min。0053 煅烧2.5小时后，经过冷却至150，利用PC300400mm锤式破碎机破碎得到0-15mm粒度的石灰，通过孔径上层12mm，下层5mm的直线振动筛，进行筛分，得到粒径为说 明 书CN 102826770 A4/6页62-12mm的石灰，加入氯化钙进行钝化，得到石灰产品。0054 实施例30055 实验前准备20-40mm石灰石，粒度超上下限量不超3%，原料S含量0.02wt%，CaO含量52wt%。0056 回转窑煅烧主要参数按照以

18、下标准控制：转速0.76转/分钟，煅烧温度1030，窑头温度785，二次风量54000Nm3/小时，煤量7000公斤/小时，喷油量8L/min。0057 煅烧2小时后，经过冷却至120，利用PC300400mm锤式破碎机破碎得到0-15mm粒度的石灰，通过孔径上层12mm，下层5mm的直线振动筛，进行筛分，得到粒径为2-12mm的石灰，加入氯化钙进行钝化，得到石灰产品。0058 实施例40059 实验前准备20-40mm石灰石，粒度超上下限量不超3%，原料S含量0.02wt%，CaO含量52wt%。0060 回转窑煅烧主要参数按照以下标准控制：转速0.76转/分钟，煅烧温度1020，窑头温度7

19、00，二次风量54000Nm3/小时，喷煤量6900公斤/小时，喷油量7L/min。0061 煅烧2小时后，经过冷却至120，利用PC300400mm锤式破碎机破碎得到0-15mm粒度的石灰，通过孔径上层12mm，下层5mm的直线振动筛，进行筛分，得到粒径为2-12mm的石灰，加入氯化钙进行钝化，得到石灰产品。0062 实施例50063 实验前准备20-40mm石灰石，粒度超上下限量不超3%，原料S含量0.02wt%，CaO含量52wt%。0064 回转窑煅烧主要参数按照以下标准控制：转速0.76转/分钟，煅烧温度1040，窑头温度800，二次风量54000Nm3/小时，喷煤量7100公斤/小

20、时，喷油量9L/min。0065 煅烧2小时后，经过冷却至100，利用PC300400mm锤式破碎机破碎得到0-15mm粒度的石灰，通过孔径上层12mm，下层5mm的直线振动筛，进行筛分，得到粒径为2-12mm的石灰，加入氯化钙进行钝化，得到石灰产品。0066 对照例0067 原煤经过立式磨机研磨，干燥后由煤排风机送到燃烧器，进入窑体燃烧。立式磨机的干燥热源取自窑头部分二次空气，掺冷风后送入磨机中。原料石灰石的CaO含量不低于52wt%，S含量低于0.030wt%。粒度在10-40mm之间的石灰石送到预热器顶部料仓预热机料仓，窑尾热气预热到900左右，石灰石进入到回转窑内进行煅烧。煤量设定为2

21、000公斤/小时，二次风量8000Nm3/h，窑尾温度1050，窑头温度600。煅烧后的石灰利用二次风进行冷却至常温，得到石灰成品。0068 测定方法：0069 氧化钙含量：依据GB/T 3286石灰石、白云石化学分析方法的方法进行测定。0070 粒径：利用GB/T 2007散装矿产品取样、制样通则中的方法进行测定。0071 碳含量：利用美国力可CS联合测定仪进行测定。0072 硫含量：利用美国力可CS联合测定仪进行测定。0073 焙烧率：0074 准确称取试样约5kg，倒入底面有孔的小桶内，加入适量水，使其自然消化90分说 明 书CN 102826770 A5/6页7钟。消化时防止石灰蹦裂伤

22、人。消化后的试样倒入5mm的筛子过筛。将筛上物倒在钢板或工作台上，生烧块呈青色的石灰石块，过烧块呈黑色粘结块，拣出生烧块和过烧块，分别称量，得生烧块质量G1，过烧块质量G2，通过下面公式计算得焙烧率结果。0075 生烧率（%）G1G1000076 过烧率（%）G2G1000077 焙烧率（%）100-生烧率-过烧率0078 式中0079 G-消化前的试样重量0080 G1生烧块的重量0081 G2过烧块的重量0082 活性度（快速测试法）：0083 量取事先准备好401的水2000ml倒入3000ml的烧杯中，加56滴酚酞指示剂。在滴定管中装好（4N）盐酸，然后开动搅拌机，称取50克1-5mm

23、的石灰试样倒入烧杯中，当溶液呈红色时，立即用盐酸（4N）连续滴定，并开始计时，直至红色消失。记录5分钟时所消耗盐酸的数，此消耗量乘以所标定好4N盐酸的系数即为活性度。0084 测定结果：0085 实施例与现有技术的比较见下表1所示。各比较参数的测定或计算方法简要描述如下：0086 0087 结果分析：0088 由以上比较可以得出，本发明的各实施例中石灰各项指标均优于对照例，尤其是碳含量低至0.16%以下，对照例为0.9%；保质期均为90天，对照例则只有2天；活性度均达到400ml以上，而对照例仅为360ml；焙烧率达到99%以上，而对照例仅有88%等。并且，符合高牌号硅钢、管线钢、超低碳钢及R

24、H降碳脱硫所用石灰粉剂等对活性石灰的要求，碳含量0.2%，钙含量90%，硫重量百分比含量0.025%。而其中，优选的方法是实施例4和实施例5，其分别采用喷煤量为6900Kg/小时和7100Kg/小时，喷油量7L/小时和9L/小时，煅烧温度1020和1040，其得到的产品碳含量0.15%和0.12%，氧化钙含量94.01%和95.85%，活性度411ml和420ml，焙烧率达到99.95%和99.98%，生产成本1089.40和1153.15元/吨，总体比较理想。最优选的方法是实施例3，其碳含量0.14%，氧化钙含量94.42%，活说 明 书CN 102826770 A6/6页8性度419ml，焙烧率达到99.98%，保质期90mm，生产成本1099.05元/吨，总体效果最佳。0089 本发明的方法生产的石灰质量评价：0090 东山矿采用实施例3中的方法生产超低碳活性石灰359吨，供炼钢RH精炼289余吨，其理化指标完全符合精炼质量要求（内部保密状态）。0091 通过该法生产出来的超低碳石灰碳含量0.2%，钙含量可达90%98%，活性度为390440mL，满足冶炼高牌号硅钢、管线钢、超低碳钢RH炉精炼脱碳、脱氮工艺。说 明 书CN 102826770 A1/1页9图1说 明 书 附 图CN 102826770 A