NO.15-重鋼熔劑石灰石資源充分利用實(shí)踐(謝俊平)

1、.2010重慶鋼鐵年會(huì)入選論文重鋼熔劑石灰石資源充分利用實(shí)踐謝俊平（重鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司，重慶 400080）摘 要 本文簡略敘述了我國熔劑石灰石資源的狀況，重點(diǎn)介紹了重鋼熔劑石灰石資源的開發(fā)利用情況，為我國資源綜合開發(fā)利用建立了良好的示范作用。關(guān)鍵詞 熔劑石灰石，資源，利用Full utilization practice of flux limestone resource in chonggangXie Junping(Mining Co., Ltd. of Chongqing Iron and Steel Group)Abstract This article briefly desc

2、ribed the status of flux limestone resource in our country, mostly introduced the exploitation and utilization of the resource, which established a good example for comprehensive utilization of the resources in our country.Keywords flux limestone, resource, utilization1 前言石灰?guī)r是以碳酸鈣為主的一種沉積碳酸鹽類巖石，伴有白云石

3、、菱鎂礦和其他碳酸鹽礦物，還混有其他一些游離狀的石英、硫鐵礦等雜質(zhì)。石灰石是石灰?guī)r這種礦物原料的商品名稱。石灰石用途極廣，是制造石灰、水泥、電石的主要原料，是冶金工業(yè)中不可缺少的熔劑，同時(shí)經(jīng)煅燒、超細(xì)粉磨等流程深加工后廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、飼料等行業(yè)，隨著科技進(jìn)步其應(yīng)用領(lǐng)域必將進(jìn)一步拓寬。2 熔劑石灰石在鋼鐵行業(yè)中的作用在冶金工業(yè)上石灰?guī)r主要作熔劑，因此統(tǒng)稱熔劑灰?guī)r或熔劑石灰石，是鋼鐵企業(yè)重要的輔助原料之一。高溫冶煉時(shí)與礦石中硅、鋁、硫、磷等各種不需要的伴生元素和燃料中灰分等雜質(zhì)生成易熔的爐渣排出爐外，因此具有去渣、脫硫、脫磷的能力；經(jīng)煅燒制成活性石灰用于煉鋼，特別是氧氣封爐煉鋼將起到縮短吹氧

4、時(shí)間，提高脫硫率，延長爐齡和增加鋼水的作用。3 國內(nèi)熔劑石灰石資源利用狀況3.1熔劑石灰石利用狀況通常我國石灰?guī)r礦山都采用剝離穿孔爆破鏟裝運(yùn)輸破碎篩分工藝流程加工石灰石，分級后礦石運(yùn)送到鋼鐵廠。經(jīng)過爆破和破碎兩個(gè)主要工藝環(huán)節(jié)影響，石灰石粉礦率達(dá)2030%，由于資源的易獲取性和冶煉中的輔助作用，石灰石的產(chǎn)品附加值較低，加之鋼鐵冶煉精煉方針要求等諸多因素影響，絕大多數(shù)礦山將石灰石粉礦用于建筑行業(yè)甚至堆棄，造成資源極大浪費(fèi)。在我國石灰?guī)r資源極為豐富，探明儲量約657億噸；并且地理分布廣泛，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國石灰?guī)r分布面積約占國土面積的1/20，主要分布在華北地區(qū)與西南地區(qū)。盡管石灰?guī)r資源極為豐富，但能滿足

5、冶金工業(yè)做熔劑原料的石灰?guī)r資源量僅占總資源量的不足1/30。根據(jù)中鋼協(xié)常務(wù)副會(huì)長羅冰生在“2010冶金礦產(chǎn)品國際會(huì)議”上預(yù)計(jì)，2010年我國粗鋼表觀消費(fèi)量將達(dá)到6.1-6.2億噸，按鋼鐵冶煉對熔劑石灰石的一般需求通常為0.3噸/噸鋼，總計(jì)需要開采熔劑石灰石達(dá)1.83億噸以上；按目前保有資源儲量估計(jì)可采年限僅30年 。隨著近十年來鋼鐵規(guī)模的數(shù)倍增長，熔劑石灰石資源快速消耗，儲量急劇下降。如長江中下游主要鋼鐵企業(yè)寶鋼、武鋼、馬鋼、張家港鋼廠、寧波鋼廠等每年就需要熔劑石灰石800萬噸以上，而現(xiàn)在的供應(yīng)基地僅鎮(zhèn)江船山、安徽皖寶公司所屬礦山、烏龍泉礦等，不足量由長江下游沿線多個(gè)民采點(diǎn)補(bǔ)充，造成

6、資源極大浪費(fèi)和儲量銳減。目前長江下游鋼廠對優(yōu)質(zhì)的熔劑石灰石資源的尋求爭奪已經(jīng)上溯到重慶巫山、萬州一帶，熔劑石灰石資源趨于緊張乃至稀缺成為一個(gè)不爭的事實(shí)。3.2熔劑石灰利用狀況隨著鋼鐵生產(chǎn)規(guī)模以及品質(zhì)要求的大幅度提高，冶煉周期縮短，鋼廠精料熟料方針要求更多的采用高品質(zhì)熔劑石灰。原來采用生料入爐逐步過渡到采用熟料石灰，并且對石灰品質(zhì)要求也越來越高。石灰石在石灰窯經(jīng)過10001300°C的高溫煅燒生產(chǎn)出體積密度小、氣孔率高、比表面積大、氧化鈣含量高且礦物結(jié)晶細(xì)小的生石灰，其性能活潑、反應(yīng)能力強(qiáng)、具有活性度。工業(yè)應(yīng)用表明：在燒結(jié)工序：活性石灰能夠強(qiáng)化制粒，改善料層透氣性；提高混合料溫度，節(jié)省

7、能耗；提高燒結(jié)速度，通過厚料層操作，可實(shí)現(xiàn)燒結(jié)增產(chǎn)。在煉鋼工序：高活性度的生石灰能最大限度地吸附鋼水中的非金屬雜質(zhì)，提高鋼水潔凈度，利于生產(chǎn)高品質(zhì)鋼；提高鋼水收得率，降低鐵料消耗；顯著縮短煉鋼轉(zhuǎn)爐初期渣化時(shí)間，縮短冶煉時(shí)間，提高煉鋼效率；降低石灰單耗；降低煉鋼熱耗及耐材消耗，可相應(yīng)提高爐齡。3.3冶金行業(yè)石灰窯應(yīng)用現(xiàn)狀國外冶金行業(yè)石灰窯分為回轉(zhuǎn)窯和豎窯，回轉(zhuǎn)窯以美國、日本為代表，豎窯以西歐各國為代表，對石灰窯都進(jìn)行了大量的研究、發(fā)展，取得較大的成果，我國從上世紀(jì)八十年代開始引進(jìn)技術(shù)、逐步國產(chǎn)化。現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯已全部國產(chǎn)化，豎窯大部分國產(chǎn)化、其關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)仍需要進(jìn)口。普立窯逐步在減少并淘汰?，F(xiàn)有部分

8、企業(yè)在原有豎窯基礎(chǔ)上，在燃料品種（低熱值）、節(jié)能、自動(dòng)化控制等方面進(jìn)行改進(jìn)和提高。如新型氣燒石灰窯、新型節(jié)能窯等，這些窯型的利用，都只是在有限地范圍內(nèi)提高產(chǎn)品的質(zhì)量、燃料利用、減少投資。總的來說，其產(chǎn)能低，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制、波動(dòng)大，污染難以處理。國內(nèi)冶金行業(yè)石灰窯經(jīng)過近十幾年的快速發(fā)展，大中型鋼鐵企業(yè)采用引進(jìn)國外先進(jìn)豎窯和回轉(zhuǎn)窯分別煅燒不同粒級的石灰石，如貝肯巴赫環(huán)形套筒窯、麥爾茲雙筒蓄熱式石灰窯、弗卡斯豎式石灰窯等。這類豎窯在國內(nèi)眾多鋼鐵企業(yè)經(jīng)消化吸收和改進(jìn)，得到成功應(yīng)用和推廣。從總的發(fā)展趨勢來看，煉鋼用高活性灰以采用回轉(zhuǎn)窯（原料以1050mm的粒度為主）和從國外引進(jìn)的先進(jìn)豎窯生產(chǎn)為主（原料

9、均以4090mm的粒度為主）；而大多數(shù)鋼廠的普立窯和機(jī)立窯轉(zhuǎn)而生產(chǎn)燒結(jié)用生石灰。據(jù)考察驗(yàn)證得到同樣結(jié)果：酒鋼自2002年5月使用高活性灰后，噸鋼石灰的消耗由56kg目前己降至40kg以下；水鋼2002年起使用高活性灰，噸鋼石灰消耗由65kg降至目前的40kg，煉鋼轉(zhuǎn)爐每爐冶煉時(shí)間節(jié)約2分鐘，其噸鋼鐵料消耗降低4kg以上，可謂效益顯著。由此近年來石灰石高新量大煅燒技術(shù)及加工工藝研發(fā)應(yīng)用越來越得到行業(yè)的認(rèn)可和重視。4 重鋼熔劑石灰石資源狀況重鋼1000萬噸鋼鐵規(guī)模冶金石灰石需求為：每年組織供應(yīng)燒結(jié)石灰石礦150萬噸；煉鋼石灰石礦100萬噸；合計(jì)250萬噸。4.1重鋼自有熔劑石灰石礦山基地是大寶坡石

10、灰石礦和萬盛水落窩石灰石礦。1）大寶坡石灰石礦總儲量為5553.4萬噸，2001年礦山建成投產(chǎn)接替原歌樂山石灰石礦；設(shè)計(jì)圈定礦石質(zhì)量為CaO：54.37%，SiO2：1.13%，S：0.070%，但實(shí)際石灰石礦石質(zhì)量有較大出入，主要在于S含量高，通常要高0.020.04%，S一般達(dá)到0.100%，整體品質(zhì)尚可，但有害元素S遠(yuǎn)高于國內(nèi)同行業(yè)礦山。根據(jù)重鋼環(huán)保搬遷對石灰石礦的質(zhì)量要求，大寶坡石灰石礦定位于供應(yīng)燒結(jié)用石灰石為主，每年可供150萬噸。2）萬盛水落窩石灰石礦前期探明儲量587.7萬噸，主要礦層為茅口組灰?guī)r，平均品位CaO:54.2%，SiO2:0.745%，S:0.021%，質(zhì)量穩(wěn)定。礦

11、山正在建設(shè)之中，規(guī)模在20萬噸，建成定位于供應(yīng)煉鋼優(yōu)質(zhì)石灰石。4.2目前煉鋼優(yōu)質(zhì)石灰石供應(yīng)方式主要以采購為主。1）根據(jù)對重慶周邊地區(qū)石灰石資源調(diào)查情況來看：有一部分優(yōu)質(zhì)石灰石資源含S可以控制在0.045%以內(nèi)，但有的CaO略偏低，SiO2略高，規(guī)模小，可以采購部分補(bǔ)充，預(yù)計(jì)每年可達(dá)40萬噸以上。2）從長江上游沿江而下湖北石灰石資源總趨勢是越往下游走，越易集中開采，含S越低，品質(zhì)極佳。但沿鐵路和水路方便的地方石灰石礦開發(fā)厲害，武鋼等各鋼廠對石灰石資源的爭奪也越激烈。重鋼采購部分供精煉環(huán)節(jié)使用，成本費(fèi)用較高，每年在30萬噸以上。3）四川宜賓和貴州古藺習(xí)水地區(qū)每年補(bǔ)充10萬噸以上。5 重鋼熔劑石灰石

12、資源充分利用實(shí)例目前國內(nèi)冶金行業(yè)的石灰窯主要采用普立窯、豎窯、回轉(zhuǎn)窯，入窯原料基本上全部是塊礦，粒度在20-80mm之間。由于石灰石加工工藝決定必然會(huì)產(chǎn)生細(xì)粒級粉礦，重鋼現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)出比例達(dá)25%；重鋼每年自產(chǎn)170萬噸，由此產(chǎn)生粉礦達(dá)42.5萬噸。按照現(xiàn)有大多數(shù)鋼鐵企業(yè)冶煉工藝，這部分資源只有做建材或廢棄，十分可惜。由于重鋼資源先天不足，優(yōu)質(zhì)熔劑石灰石資源同樣稀缺，為充分利用好既有資源，經(jīng)過技術(shù)人員廣泛考察研究論證，鋼鐵生產(chǎn)各工藝環(huán)節(jié)實(shí)踐，最終可使有限的資源得到全部利用。其加工和利用方式如下：5.1大二甲:40-80mm1）采用目前國內(nèi)最為先進(jìn)的貝肯巴赫套筒窯窯型，建設(shè)兩座400t/d套筒

13、窯，這種豎窯是在負(fù)壓下工作，部分并流部分逆流煅燒，熱效率高，電耗低，裝備基本國產(chǎn)化（僅燃燒系統(tǒng)的主要件需進(jìn)口），操作簡單，故障率低；作業(yè)率高、投資低、環(huán)保，其產(chǎn)品質(zhì)量高，供應(yīng)煉鋼。2）采用高爐煤氣配少許高熱值氣燒豎窯窯型，目前建成八座150t/d豎窯。其低溫密閉式高正壓慢燒工藝形成類式馬弗爐溫度效應(yīng)，燃料中的硫份易附著，產(chǎn)品硫含量會(huì)有所增加；受到燃燒氣體的壓力波動(dòng)、窯內(nèi)溫度分布不均、下料不暢等因素影響，因此石灰質(zhì)量波動(dòng)大；但建設(shè)投資省。產(chǎn)品供應(yīng)燒結(jié)。5.2小二甲：20-40mm采用國內(nèi)成熟的回轉(zhuǎn)窯窯型，建設(shè)一座800t/d回轉(zhuǎn)窯，使用轉(zhuǎn)爐煤氣配天然氣高溫快燒快冷工藝，窯內(nèi)負(fù)壓運(yùn)行，物料在內(nèi)均勻

14、滾動(dòng)受熱敞開式運(yùn)動(dòng)，受熱均勻；含硫煙氣可及時(shí)排出，脫硫明顯，產(chǎn)品活性度高，生產(chǎn)高品質(zhì)的低硫石灰供應(yīng)煉鋼活性灰和精煉灰。5.3石灰石粉礦:-20mm自產(chǎn)全部石灰石粉礦進(jìn)一步加工成-3mm石粉用于燒結(jié)工序，與部分活性石灰生產(chǎn)燒結(jié)礦，提高混合料的成球強(qiáng)化制粒，改善混合料層的透氣性。在燒結(jié)工序配用一定的石灰石粉，在技術(shù)質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)方面是適宜的；同時(shí)也為有效合理地利用礦石資源創(chuàng)造了條件。 6 結(jié)語熔劑石灰石是一種非再生資源。熔劑石灰是鋼鐵行業(yè)重要的輔料，要求高品質(zhì)是必然的，而前提是要有優(yōu)質(zhì)資源和先進(jìn)的煅燒工藝來保障。重鋼經(jīng)過多年探索努力開發(fā)利用好有限的熔劑石灰石資源，有效平衡礦山生產(chǎn)，分類生產(chǎn)，優(yōu)化利用，科學(xué)配置，將40-80mm塊礦采用氣燒普立窯和套筒窯分別生產(chǎn)適用