专利名称：一种回转窑焙烧超低碳石灰的方法及其生产的石灰产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种回转窑焙烧石灰的方法及其生产的石灰产品。
背景技术：
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O. 2%、S^O. 025%、CaO彡90%的质量要求。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
本发明为了能够生产碳含量低于O. 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< O. 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。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< O. 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。低碳石灰工艺要求CaO ^ 90%,如何选择粒级均勻杂质少的石灰石原矿对成品起着决定性的作用。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O. 02%, CaO 不小于 52%。钝化剂处理要保证石灰中硫含量S < O. 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S ( O. 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。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°C的条件下，使石灰石充分高温焙烧I. 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6900-7IOOKg/小时，喷油量7-9L/小时，煅烧温度1020-1040 0C ；最优选地，所述喷煤量为7000Kg/小时，喷油量8L/小时，煅烧温度1030°C，焙烧时间为2h。优选地，所述高温焙烧步骤的二次风量53000-55000NmVh。
优选地，所述高温焙烧步骤的回转窑的筒体转速为O. 73、. 8r/min。优选地，所述高温焙烧步骤的回转窑的窑头温度650_920°C，优选地，窑头温度700-8000C，最优选地，窑头温度750°C。优选地，所述煅烧原料石灰石的粒度为20 40mm，硫含量不大于O. 02%, CaO不小
于 52%。优选地，所述钝化步骤的表面改性剂为卤化物，优选氯化钙。优选地，所述钝化步骤的表面改性剂的加入量为I 15%。优选地，所述筛分步骤使用双层筛，筛网孔径为上层12mm，下层2 5mm。优选地，所述所述高温煅烧步骤的石灰石的焙烧率> 99%。 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(O. 2% ;硫含量彡 O. 025%。优选地，所述石灰产品的氧化钙含量90 98%。优选地，所述石灰产品的活性度390 440mL。优选地,所述石灰产品的粒度为2 12mm。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< O. 2%，钙含量可达90°/Γ98%，活性度为39(T440mL，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。
图I为本发明的石灰的主要生产工艺的流程图。
具体实施例方式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。原料煤粉弱粘煤煤粉，由于其低硫、低灰分而被使用。高热量油脂燃料一般选择高于40#的柴油均可。石灰石优选使用石灰石的粒度为20 40mm，粒度超上下限量不超3%，硫含量不大于O. 02%, CaO不小于52%。结合流程1，本发明的回转窑焙烧超低碳石灰的方法，包括以下步骤(I)高温煅烧采用带有竖式预热(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。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，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°C，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°C ;最优选地，所述喷煤量为7000Kg/小时，喷油量8L/小时，煅烧温度1030°C，焙烧时间为2h。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53000-55000NmVh，0. 73、· 8r/min筒体转速；所述回转窑的窑头温度650_920°C。优选地，窑头温度700-800°C;最优选地，窑头温度750°C。(2)冷却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彡150°C。(3)破碎将冷却后的石灰石，利用锤式破碎机，破碎得到0_15mm粒度的石灰。例如使用 PC300X400mm的破碎机。(4)筛分将破碎得到的石灰，通过筛分方法分选出粒径为2-12_的石灰。优选使用孔径上层12mm,下层2-5mm,优选5_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。(5)钝化将筛分所得的石灰，在筛分过程中加入钝化剂，钝化剂选用卤化物，优选氯化钙，加入的重量比可为I 15%,并使得超低碳石灰碳含量< O. 2%, I丐含量> 90%,硫重量百分比含量< O. 025%,所述石灰石的焙烧率> 99%。所述石灰碳含量< O. 2% ;氧化钙含量90 98% ;活性度390 440mL。所述石灰产品的硫含量彡O. 025%。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。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)实施例I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O. 02wt%，Ca0含量 52wt%。回转窑煅烧主要参数按照以下标准控制转速O. 73转/分钟，煅烧温度1010°C，窑头温度650°C，二次风量53000Nm3/小时，喷煤量6800公斤/小时，喷油量6L/min。煅烧I. 5小时后，经过冷却至100°C，利用PC300X400mm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。实施例2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O. 02wt%，Ca0含量 52wt%。回转窑煅烧主要参数按照以下标准控制转速O. 8转/分钟，煅烧温度1050°C，窑头温度920°C，二次风量55000Nm3/小时，喷煤量7200公斤/小时，喷油量10L/min。煅烧2. 5小时后，经过冷却至150°C，利用PC300X400mm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。实施例3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O. 02wt%，Ca0含量 52wt%。回转窑煅烧主要參数按照以下标准控制转速O. 76转/分钟，煅烧温度1030°C，窑头温度785°C，二次风量54000Nm3/小时，煤量7000公斤/小时，喷油量8L/min。煅烧2小时后，经过冷却至120°C，利用PC300X400mm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。实施例4
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O. 02wt%，Ca0含量 52wt%。回转窑煅烧主要參数按照以下标准控制转速O. 76转/分钟，煅烧温度1020°C，窑头温度700°C，二次风量54000Nm3/小时，喷煤量6900公斤/小时，喷油量7L/min。煅烧2小时后，经过冷却至120°C，利用PC300X400mm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。实施例5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O. 02wt%，Ca0含量 52wt%。回转窑煅烧主要參数按照以下标准控制转速O. 76转/分钟，煅烧温度1040°C，窑头温度800°C，二次风量54000Nm3/小时，喷煤量7100公斤/小时，喷油量9L/min。煅烧2小时后，经过冷却至100°C，利用PC300 X 400mm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。对照例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O. 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°C左右，石灰石进入到回转窑内进行煅烧。煤量设定为2000公斤/小吋，二次风量8000Nm3/h，窑尾温度1050°C，窑头温度600°C。煅烧后的石灰利用二次风进行冷却至常温，得到石灰成品。测定方法氧化钙含量依据GB/T 3286《石灰石、白云石化学分析方法》的方法进行測定。粒径利用GB/T 2007《散装矿产品取样、制样通则》中的方法进行測定。碳含量利用美国力可C · S联合测定仪进行測定。硫含量利用美国力可C · S联合测定仪进行測定。焙烧率准确称取试样约5kg，倒入底面有孔的小桶内，加入适量水，使其自然消化90分钟。消化时防止石灰蹦裂伤人。消化后的试样倒入5_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結果。生烧率(％)= G1^-GXlOO过烧率(％)= G2+ G X 100焙烧率(％) = 100-生烧率-过烧率式中G-消化前的试样重量GI—生烧块的重量
G2—过烧块的重量活性度(快速测试法)量取事先准备好40°C ±1V的水2000ml倒入3000ml的烧杯中，加5 6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l-5mm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m I数，此消耗量乘以所标定好4N盐酸的系数即为活性度。测定结果实施例与现有技术的比较见下表I所示。各比较參数的测定或计算方法简要描述如下
权利要求
1.一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°C的条件下，使石灰石充分高温焙烧I. 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°C ； 最优选地，所述喷煤量为7000Kg/小时，喷油量8L/小时，煅烧温度1030°C，焙烧时间为2h。
2.如权利要求I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I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 0.73 0. 8r/min。
4.如权利要求I 3任一项所述的方法，其特征在于，所述高温焙烧步骤的回转窑的窑头温度650-920°C，优选地，窑头温度700-800°C，最优选地，窑头温度750°C。
5.如权利要求I 4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20 40mm，硫含量不大于0. 02wt%, CaO不小于52wt%。
6.如权利要求I 5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I 6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I 15wt%。
8.如权利要求I 7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2 5mm。
9.如权利要求I 8任一项所述的方法，其特征在于，所述高温煅烧步骤的石灰石的焙烧率彡99%。
10.如权利要求I 9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I丐含量90 98wt%。
12.如权利要求9 11任一项所述的石灰,其特征在于,所述石灰产品的活性度390 440mLo
13.如权利要求扩12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2 12mm。
全文摘要
本发明涉及一种回转窑焙烧超低碳石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。
文档编号C04B2/10GK102826770SQ201210358390
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者程立, 衡旭文, 田林凯, 苏延德, 耿德昌, 蔡书云, 王华冠, 康彦萍 申请人:太原钢铁(集团)有限公司