煅烧石灰石

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SiO2AL2O3Fe2O3K2OPS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型

窑和回转窑。普通气烧竖炉型石灰窑按炉容积分为25、50、140、180、300M3

的。越小越容易掌握。现在拿140M3普通气烧竖炉白灰窑进行分析：

环形砼基础壁外径3。95米，壁厚400mm,上标高4。5m，钢窑壳外径4。29m,上

顶标高最高点为26.55m，即金属窑壳高22.05m，斜桥顶31.25m(标高），窑内

径3m，料柱高20m，有效容积140m3.装有检测热电偶6个,位置为5。6m一个，

10.8m两个，14。8m两个，23.5m一个;烧咀16个，位置在标高13.3m，喷咀（烧

嘴）16个,位置在标高10.8m；助燃风围管16边形，直径325mm,与烧咀相对中

心，冷却风围管300*250；防爆孔ф250，250放散地面操作；冷却风机，助燃

风机6.3A，30Kw。卷扬机3吨18—22Kw。

设计要求：原料粒度40-80mm，煤气热值860＊4190KJ/m3,流量7000m3/小时，

设计利用系数>0.6.

待续

煤气与空气配比在1:2与1:2。5之间，计算出炉子的循环周期，根据周期调

节放灰时间，130立方石灰竖窑的放灰间隔一般在，如煤气压力，空气压力都在

10千帕时，60分钟放一次灰一次性上约7吨石料,保持好料面稳定,正负不超过

10公分，就能出好灰.