NO.15-重钢熔剂石灰石资源充分利用实践(谢俊平)

1、.2010重庆钢铁年会入选论文重钢熔剂石灰石资源充分利用实践谢俊平（重钢集团矿业有限公司，重庆 400080）摘 要 本文简略叙述了我国熔剂石灰石资源的状况，重点介绍了重钢熔剂石灰石资源的开发利用情况，为我国资源综合开发利用建立了良好的示范作用。关键词 熔剂石灰石，资源，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 前言石灰岩是以碳酸钙为主的一种沉积碳酸盐类岩石，伴有白云石

3、、菱镁矿和其他碳酸盐矿物，还混有其他一些游离状的石英、硫铁矿等杂质。石灰石是石灰岩这种矿物原料的商品名称。石灰石用途极广，是制造石灰、水泥、电石的主要原料，是冶金工业中不可缺少的熔剂，同时经煅烧、超细粉磨等流程深加工后广泛应用于化工、医药、饲料等行业，随着科技进步其应用领域必将进一步拓宽。2 熔剂石灰石在钢铁行业中的作用在冶金工业上石灰岩主要作熔剂，因此统称熔剂灰岩或熔剂石灰石，是钢铁企业重要的辅助原料之一。高温冶炼时与矿石中硅、铝、硫、磷等各种不需要的伴生元素和燃料中灰分等杂质生成易熔的炉渣排出炉外，因此具有去渣、脱硫、脱磷的能力；经煅烧制成活性石灰用于炼钢，特别是氧气封炉炼钢将起到缩短吹氧

4、时间，提高脱硫率，延长炉龄和增加钢水的作用。3 国内熔剂石灰石资源利用状况3.1熔剂石灰石利用状况通常我国石灰岩矿山都采用剥离穿孔爆破铲装运输破碎筛分工艺流程加工石灰石，分级后矿石运送到钢铁厂。经过爆破和破碎两个主要工艺环节影响，石灰石粉矿率达2030%，由于资源的易获取性和冶炼中的辅助作用，石灰石的产品附加值较低，加之钢铁冶炼精炼方针要求等诸多因素影响，绝大多数矿山将石灰石粉矿用于建筑行业甚至堆弃，造成资源极大浪费。在我国石灰岩资源极为丰富，探明储量约657亿吨；并且地理分布广泛，据统计，全国石灰岩分布面积约占国土面积的1/20，主要分布在华北地区与西南地区。尽管石灰岩资源极为丰富，但能满足

5、冶金工业做熔剂原料的石灰岩资源量仅占总资源量的不足1/30。根据中钢协常务副会长罗冰生在“2010冶金矿产品国际会议”上预计，2010年我国粗钢表观消费量将达到6.1-6.2亿吨，按钢铁冶炼对熔剂石灰石的一般需求通常为0.3吨/吨钢，总计需要开采熔剂石灰石达1.83亿吨以上；按目前保有资源储量估计可采年限仅30年 。随着近十年来钢铁规模的数倍增长，熔剂石灰石资源快速消耗，储量急剧下降。如长江中下游主要钢铁企业宝钢、武钢、马钢、张家港钢厂、宁波钢厂等每年就需要熔剂石灰石800万吨以上，而现在的供应基地仅镇江船山、安徽皖宝公司所属矿山、乌龙泉矿等，不足量由长江下游沿线多个民采点补充，造成

6、资源极大浪费和储量锐减。目前长江下游钢厂对优质的熔剂石灰石资源的寻求争夺已经上溯到重庆巫山、万州一带，熔剂石灰石资源趋于紧张乃至稀缺成为一个不争的事实。3.2熔剂石灰利用状况随着钢铁生产规模以及品质要求的大幅度提高，冶炼周期缩短，钢厂精料熟料方针要求更多的采用高品质熔剂石灰。原来采用生料入炉逐步过渡到采用熟料石灰，并且对石灰品质要求也越来越高。石灰石在石灰窑经过10001300°C的高温煅烧生产出体积密度小、气孔率高、比表面积大、氧化钙含量高且矿物结晶细小的生石灰，其性能活泼、反应能力强、具有活性度。工业应用表明：在烧结工序：活性石灰能够强化制粒，改善料层透气性；提高混合料温度，节省

7、能耗；提高烧结速度，通过厚料层操作，可实现烧结增产。在炼钢工序：高活性度的生石灰能最大限度地吸附钢水中的非金属杂质，提高钢水洁净度，利于生产高品质钢；提高钢水收得率，降低铁料消耗；显著缩短炼钢转炉初期渣化时间，缩短冶炼时间，提高炼钢效率；降低石灰单耗；降低炼钢热耗及耐材消耗，可相应提高炉龄。3.3冶金行业石灰窑应用现状国外冶金行业石灰窑分为回转窑和竖窑，回转窑以美国、日本为代表，竖窑以西欧各国为代表，对石灰窑都进行了大量的研究、发展，取得较大的成果，我国从上世纪八十年代开始引进技术、逐步国产化。现回转窑已全部国产化，竖窑大部分国产化、其关键设备和技术仍需要进口。普立窑逐步在减少并淘汰。现有部分

8、企业在原有竖窑基础上，在燃料品种（低热值）、节能、自动化控制等方面进行改进和提高。如新型气烧石灰窑、新型节能窑等，这些窑型的利用，都只是在有限地范围内提高产品的质量、燃料利用、减少投资。总的来说，其产能低，产品质量不易控制、波动大，污染难以处理。国内冶金行业石灰窑经过近十几年的快速发展，大中型钢铁企业采用引进国外先进竖窑和回转窑分别煅烧不同粒级的石灰石，如贝肯巴赫环形套筒窑、麦尔兹双筒蓄热式石灰窑、弗卡斯竖式石灰窑等。这类竖窑在国内众多钢铁企业经消化吸收和改进，得到成功应用和推广。从总的发展趋势来看，炼钢用高活性灰以采用回转窑（原料以1050mm的粒度为主）和从国外引进的先进竖窑生产为主（原料

9、均以4090mm的粒度为主）；而大多数钢厂的普立窑和机立窑转而生产烧结用生石灰。据考察验证得到同样结果：酒钢自2002年5月使用高活性灰后，吨钢石灰的消耗由56kg目前己降至40kg以下；水钢2002年起使用高活性灰，吨钢石灰消耗由65kg降至目前的40kg，炼钢转炉每炉冶炼时间节约2分钟，其吨钢铁料消耗降低4kg以上，可谓效益显著。由此近年来石灰石高新量大煅烧技术及加工工艺研发应用越来越得到行业的认可和重视。4 重钢熔剂石灰石资源状况重钢1000万吨钢铁规模冶金石灰石需求为：每年组织供应烧结石灰石矿150万吨；炼钢石灰石矿100万吨；合计250万吨。4.1重钢自有熔剂石灰石矿山基地是大宝坡石

10、灰石矿和万盛水落窝石灰石矿。1）大宝坡石灰石矿总储量为5553.4万吨，2001年矿山建成投产接替原歌乐山石灰石矿；设计圈定矿石质量为CaO：54.37%，SiO2：1.13%，S：0.070%，但实际石灰石矿石质量有较大出入，主要在于S含量高，通常要高0.020.04%，S一般达到0.100%，整体品质尚可，但有害元素S远高于国内同行业矿山。根据重钢环保搬迁对石灰石矿的质量要求，大宝坡石灰石矿定位于供应烧结用石灰石为主，每年可供150万吨。2）万盛水落窝石灰石矿前期探明储量587.7万吨，主要矿层为茅口组灰岩，平均品位CaO:54.2%，SiO2:0.745%，S:0.021%，质量稳定。矿

11、山正在建设之中，规模在20万吨，建成定位于供应炼钢优质石灰石。4.2目前炼钢优质石灰石供应方式主要以采购为主。1）根据对重庆周边地区石灰石资源调查情况来看：有一部分优质石灰石资源含S可以控制在0.045%以内，但有的CaO略偏低，SiO2略高，规模小，可以采购部分补充，预计每年可达40万吨以上。2）从长江上游沿江而下湖北石灰石资源总趋势是越往下游走，越易集中开采，含S越低，品质极佳。但沿铁路和水路方便的地方石灰石矿开发厉害，武钢等各钢厂对石灰石资源的争夺也越激烈。重钢采购部分供精炼环节使用，成本费用较高，每年在30万吨以上。3）四川宜宾和贵州古蔺习水地区每年补充10万吨以上。5 重钢熔剂石灰石

12、资源充分利用实例目前国内冶金行业的石灰窑主要采用普立窑、竖窑、回转窑，入窑原料基本上全部是块矿，粒度在20-80mm之间。由于石灰石加工工艺决定必然会产生细粒级粉矿，重钢现有生产系统产出比例达25%；重钢每年自产170万吨，由此产生粉矿达42.5万吨。按照现有大多数钢铁企业冶炼工艺，这部分资源只有做建材或废弃，十分可惜。由于重钢资源先天不足，优质熔剂石灰石资源同样稀缺，为充分利用好既有资源，经过技术人员广泛考察研究论证，钢铁生产各工艺环节实践，最终可使有限的资源得到全部利用。其加工和利用方式如下：5.1大二甲:40-80mm1）采用目前国内最为先进的贝肯巴赫套筒窑窑型，建设两座400t/d套筒

13、窑，这种竖窑是在负压下工作，部分并流部分逆流煅烧，热效率高，电耗低，装备基本国产化（仅燃烧系统的主要件需进口），操作简单，故障率低；作业率高、投资低、环保，其产品质量高，供应炼钢。2）采用高炉煤气配少许高热值气烧竖窑窑型，目前建成八座150t/d竖窑。其低温密闭式高正压慢烧工艺形成类式马弗炉温度效应，燃料中的硫份易附着，产品硫含量会有所增加；受到燃烧气体的压力波动、窑内温度分布不均、下料不畅等因素影响，因此石灰质量波动大；但建设投资省。产品供应烧结。5.2小二甲：20-40mm采用国内成熟的回转窑窑型，建设一座800t/d回转窑，使用转炉煤气配天然气高温快烧快冷工艺，窑内负压运行，物料在内均匀

14、滚动受热敞开式运动，受热均匀；含硫烟气可及时排出，脱硫明显，产品活性度高，生产高品质的低硫石灰供应炼钢活性灰和精炼灰。5.3石灰石粉矿:-20mm自产全部石灰石粉矿进一步加工成-3mm石粉用于烧结工序，与部分活性石灰生产烧结矿，提高混合料的成球强化制粒，改善混合料层的透气性。在烧结工序配用一定的石灰石粉，在技术质量及经济方面是适宜的；同时也为有效合理地利用矿石资源创造了条件。 6 结语熔剂石灰石是一种非再生资源。熔剂石灰是钢铁行业重要的辅料，要求高品质是必然的，而前提是要有优质资源和先进的煅烧工艺来保障。重钢经过多年探索努力开发利用好有限的熔剂石灰石资源，有效平衡矿山生产，分类生产，优化利用，科学配置，将40-80mm块矿采用气烧普立窑和套筒窑分别生产适用