生石灰粉质量对宝钢烧结产质量的影响分析

1.概况

宝钢股份宝山基地烧结区域现有二台鲁奇式烧结机，面积为600 m2和660 m2，还有一台660 m2的烧结机计划将于2018年底投产。原1号烧结机1985年8月投产，2005年3月扩容改造，2017年4月停产拆除；2号烧结机1991年6月投产，2004年9月扩容改造，2016年12月停产大修改造；3号烧结机1998年4月投产，2003年10月扩容改造，2014年6月停运大修改造，2016年12月建成投产；4号烧结机2013年11月建成投产。目前烧结矿的生产能力为1470万吨/年左右。自2017年4月份原1号烧结机停产拆除开始，烧结对高炉处于“二对四”生产，且因萨马科球团仍在停产中，造成市场上自熔球供不应求。这一方面对采购寻找球团替代资源提出了新的要求，另一方面也对烧结机如何实现稳产高产提出更高的要求。因此，“二对四”生产期间能否保证两台烧结机实现高利用系数生产就显得尤为重要。

烧结造块为钢铁冶炼提供了优质的炉料，生石灰粉分散大、密度小、具有粘性，是烧结中的常用熔剂。越来越多的研究及实践表明，生石灰粉是铁矿烧结中必不可少的添加剂，高活性生石灰粉能显著提高烧结矿产质量[1]。其作用主要表现在：烧结中添加生石灰粉能强化造粒过程，改善造粒效果，提高料球的强度，增强抗过湿能力，提高烧结混合料的原始透气性。经消化后能预热混合料，提高混合料的原始温度，减轻烧结过程的过湿现象。调控烧结矿碱度，在烧结中参与反应生成液相铁酸钙等，直接影响烧结矿强度，矿物组成和内部结构[2]。

2.生石灰在烧结过程中的重要作用

2.1.烧结工艺及生石灰的消化过程

烧结工艺是指根据原料特性所选择的加工程序和烧结工艺制度，它对烧结生产的产量和质量有着直接而重要的影响。按照烧结过程的内在规律由配料、混料、点火、抽风烧结、抽风冷却、破碎筛分，除尘等环节组成。在烧结工艺的配料、加水、混料、皮带传送、造球、一混、二混等过程中，从生石灰粉与水接触开始，或者与其他湿的原料接触开始，就开始了消化反应，直到形成料球前，此段时间内就应该完成生石灰粉的消化，否则不利，其主要原因为生石灰粉吸水后体积会膨胀两倍左右，会对料球的成球性产生一定的影响。而且，烧结工艺中的加水量要远远小于检测过程中的加水量，由此导致的是石灰消化时放出的热量能令石灰周围的原料温度有较大的提升，消化反应放出的热量在将水雾化后，再传导到其他原料上。由于料温的急剧升高，还可以促进石灰的加速消化。为此，合理控制石灰的消化时间和消化温度范围，与烧结过程相匹配，从而达到控制烧结前期的工艺效果。

2.2.生石灰在烧结过程中的作用机理

在烧结过程中，碱性熔剂对改善烧结过程的透气性具有较明显的作用。宝钢烧结使用的碱性熔剂主要有生石灰、石灰石、白云石，其中尤以生石灰最为重要。生石灰主要成分是CaO，其遇水即消化成消石灰Ca(OH)2后，在烧结料中起粘结剂的作用，增加了混合料的成球性，并提高了混合料成球后的强度，改善了烧结料的粒度组成，提高了料层的透气性；其次，由于消石灰粒度极细，比表面积比消化前增大100倍左右，因此与混合料中其他成分能更好的接触，更快发生固液相反应，不仅加速烧结过程，防止游离 CaO存在，而且它还可以均匀分布在烧结料中，有利于烧结过程化学反应的进行。粒度细微的Ca(OH)2颗粒比粒度较粗石灰石颗粒更易生成低熔点化合物，液相流动好，凝结成块，从而降低燃料用量和燃烧带阻力[3]。

生石灰作为烧结生产的主要熔剂，主要有起到以下作用：作为黏结剂，可用于提高混合料的成球性；改善混合料的原始透气性，经充分与水消化后提高混合料的原始温度；调控烧结矿碱度，铁矿粉与生石灰的反应生成液相铁酸钙，形成液相的流动性直接关系到黏结相的质量，从而决定烧结矿的产量和质量。与石灰石粉等含CaO的熔剂相比，生石灰的高分散性和粘附性，有利于CaO与Fe2O3固相反应的进行，有利于液相的形成与发展，保证烧结矿中有足够的铁酸钙生成。故有利于获得烧结矿成品率、转鼓强度、利用系数等良好的烧结指标，在烧结原料中要配入一定量的生石灰，生石灰在烧结中的作用无可替代。

2.3.不同活性的生石灰对烧结产质量的作用

生石灰组成中有游离氧化钙和结合氧化钙，游离氧化钙中又分活性氧化钙和非活性氧化钙。非活性氧化钙在普通消解条件下，不能同水发生反应，但有可能转化为活性氧化钙(如磨细后)。活性氧化钙则是在普通消解条件下，能同水发生反应的那部分游离氧化钙。石灰的反应能力实际上可以看成是游离氧化钙总量中活性氧化钙的数量。由于活性生石灰CaO含量高，放出的热量多，因此提高料温也比普通生石灰高。活性生石灰CaO含量高，活性度大，生成的液相量也较高，对料层的透气性有一定的影响，有利于生成铁酸钙黏结相，对提高烧结矿强度非常有利，成品率和转鼓强度比普通活性生石灰高。这也跟生成较多铁酸钙粘结相有关，高活性生石灰生成的铁酸钙多，有利于改善烧结矿的低温还原粉化指数[4]。活性生石灰活性度比普通生石灰活性度高，提高料温比普通生石灰高。

文章来源：《烧结球团》 网址: http://www.sjqtzz.cn/qikandaodu/2021/0217/388.html