到中国冶金科学和技术发展指引中国石灰协会.docx
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到中国冶金科学和技术发展指引中国石灰协会
到2020年中国冶金科学和技术发展指南
冶金石灰部分（草稿）
鞍山焦化耐火材料设计研究总院魏同吴运广2003.12.26
1现状和主要特点
近年来我国钢铁工业高速发展，2001年中国钢产量为1.50866亿吨。
2002年中国钢产量为1.81552亿吨。
预见我国2005年铁产量2.45亿吨/年、2010年3.05亿吨/年水平。
中长期内，钢铁工业仍是我国国民经济重要基础产业和支柱产业，钢铁技术发展进入了全面繁荣新时期，钢铁生产总体上处于中等发达国家水平。
2002年下半年后，由于钢铁市场需求的拉动，我国钢铁工业成为前所未有的投资热点，新增从烧结－炼铁－炼钢－轧钢成套生产能力约0.8～1亿吨，将在2004年陆续投产。
其中相当大比例是民营大厂投资。
冶金石灰是钢铁冶炼重要辅料，应该努力与之相适应。
预见2003年我国铁、钢产量突破2亿吨，消耗石灰2000万吨，其中炼钢消耗石灰（含轻烧白云石）约1300万吨，烧结消耗石灰630万吨，其他约70万吨。
基本上满足了近年来钢铁工业高速增长对石灰数量要求，但是，炼钢需求的优质活性石灰比例低，烧结用石灰靠大量外购土窑石灰，以及石灰石精料等问题仍急待解决。
1.1冶金石灰的产量
历来，将冶金部所属重点钢铁企业石灰厂列为“全国重点冶金石灰企业”，生产报表可信度高。
过去钢铁的发展，主要靠重点钢铁企业的推动。
从中国石灰协会整理的2001年～2003年9月前企业生产报表，“全国重点冶金石灰企业生产量”按窑型汇总情况见下表1。
我们将2000年～2002年全国钢产量、烧结矿、石灰产量和石灰消耗列于表2·
2003年我国钢产量可能突破2.3亿吨，1～9月份重点冶金石灰企业上报石灰产量698万吨。
预见全年石灰产量可能超过1000万吨，全年炼钢消耗石灰1330万吨。
2003年全国烧结矿按3亿吨推算，需要烧结用石灰630万吨。
表1全国重点冶金石灰企业生产量汇总表
窑型
2000年
2001年
2002年
2003年1～9月
产量
百分比,%
产量
百分比,%
产量
百分比,%
产量
百分比,%
竖窑
3455150
48.99
4096429
47.68
2190020
43.99
竖窑改进型
179652
258889
882185
气烧窑
912173
12.30
1375074
15.06
934423
13.38
引进竖窑
弗卡斯
90506
13.50
90988
14.91
394998
21.28
麦尔兹
719943
819204
593622
套筒窑
191340
451508
497265
回转窑
1870792
25.21
2040908
22.35
1398123
20.02
悬浮窑
92852
1.33
合计
5912617
7419556
100.00
9133000
100.00
6983488
100.00
表22000年～2002年钢产量、烧结矿、石灰产量和石灰消耗
项目
2000年
2001年
2002年
钢产量，亿吨
1.2850
1.5086
1.8155
转炉钢比例，％
81.8
83.5
~84
炼钢用灰单耗，kg/t
66.05
61.0
~60.0
炼钢用灰，万吨
849
920
1090
烧结矿，亿吨
~1.93
~2.26
~2.72
烧结矿用灰单耗，kg/t
～21
～21
～21
烧结矿用灰，万吨
～405
～475
～572
重点厂上报石灰产量，万吨
592
742
913
石灰厂统计厂家
34
50
60
宝钢百万吨级石灰厂是我国石灰厂的样板，2002年宝钢石灰用量及消耗指标列于表3
表32002年宝钢全年石灰供量及消耗指标
产品
一炼钢
二炼钢
电炉
烧结
水处理
万吨
化工
万吨
供量万吨
单耗kg/t
供量万吨
单耗kg/t
供量万吨
单耗kg/t
供量万吨
单耗kg/t
块灰
23.31
28
10.22
26.4
3.71
45
轻烧白云石
13.85
20
6.89
19
-
-
粉灰
37.07
28.4
0.7076
0.058
我国冶金石灰消耗总体水平与国际水平相比还有一定差距，国际消耗水平见表4
表4国际炼钢消耗冶金石灰水平
地区
冶金石灰消耗，kg/t
轻烧白云石，kg/t
工艺特点
欧共体
40
5
1）铁水全脱S
2）轻烧白云石的MgO含量高
日本
30
15
1）铁水全三脱
2）少渣炼钢
美国炼钢消耗冶金石灰水平介于欧共体与日本之间。
冶金石灰消耗与炼钢水平、石灰质量密切相关，宝钢已达到国际先进水平。
但国内总体冶金水平与国外先进水平还有相当差距，希望在中长期发展中得到解决。
近年来大、小钢铁厂一起上，发展迅猛，新上的石灰项目中一部分是老企业扩建，有相当部分是民营企业，还没有加入中国石灰协会，没有他们的生产报表。
新增产量的估算分3部分，近3年冶金系统某设计院施工设计工程16个合计370.7万吨（见表6）；由兄弟设计单位设计约200万吨；石灰厂推广气烧窑、废气调控窑约100万吨，合计新增产量700万吨。
这些项目对中长期冶金石灰产量增长和质量提升，将发挥巨大作用。
表5‘2001～‘2003冶金系统某设计院施工设计工程统计个/万吨
回转窑
麦尔兹
弗卡斯
新型气烧
大型机立窑
工程/产量
工程/产量
工程/产量
工程/产量
工程/产量
5/240.8
3/40.4
3/34.5
4/35
1/20
64.95％
10.90％
9.31％
9.44％
5.40％
总计：
16工程370.7万吨（其中有24万吨轻烧白云石）
1.2冶金石灰质量
1.2.1冶金石灰质量与冶炼的关系
氧气转炉炼钢成为世界各国炼钢的主要手段后，石灰的质量引起了重视。
由于氧气转炉炼钢冶炼时间缩短，工业发达国家在60～70年代开始采用活性石灰。
进入80年代后随着冶炼技术发展，特别是氧气顶底复合吹炼加炉外精炼，冶炼钢种范围不断扩大；超高功率电炉炼钢的发展；以及要求实现炼钢过程自动控制，这就要求石灰活性好、成分稳定、杂质含量低（尤其是S、P含量）、粒度
合适。
实践证明炼钢使用活性石灰比使用普通石灰带来的主要好处有：
缩短吹氧时间10％左右；钢水收得率提高～1％；石灰消耗节省20％～30％；废钢用量约增加2.5％；萤石消耗节省25％～30％；大幅度提高转炉炉衬寿命；提高脱S、脱P效果；提高炼钢温度命中率，由原来60％提高到75％，使炼钢过程自动控制有了可能等。
1.2.2冶金石灰品种、质量要求
冶金石灰有行业标准，详见《冶金石灰》YB/T042-1993。
在黑色冶金中，炼钢、烧结是消耗冶金石灰大户，其他少量用于铁水预处理、炉外精炼、水处理等。
炼钢对石灰质量要求最严。
近年来为了强化烧结、提高烧结矿产量和改善质量，在高碱度烧结矿生产中，用生石灰代替小粒石灰石，且质量要求不断提升。
各钢铁企业针对使用需要对石灰质量有具体技术要求。
《冶金石灰》包括普通冶金石灰和镁质冶金石灰，此外派生出钝化石灰、轻烧白云石等品种。
钝化石灰主要是提高强度并保持较高的活性度。
使用轻烧白云石提高渣的碱度，有利于提高转炉炉衬寿命，发展很快，目前国内已有一半钢厂采用。
以首钢和宝钢为例，对上述产品的要求列表如下
表6宝钢对石灰质量要求
原料名称、粒度，mm
化学组成,%
活性度
ml
Cao
MgO
SiO2
Al2O3
Fe2O3
P
S
CO2
转炉用石灰5-30
>91.3
<0.70
<2.80
_
_
0.05
<0.025
<2.0
>180
电炉用石灰15-30
>91.3
<0.70
<2.80
_
_
0.05
<0.025
<2.0
>180
烧结用灰<3.0
>88.5~90.5
<0.68
<2.70
_
_
_
_
<3.0~5.0
>160
转炉用轻烧白云石灰5-30
>52.4
>34.1
<5.7
<1.6
<2.7
<0.14
0.04
<2.0
>120
注：
活性度测定方法不同于行业标准，其方法为取25g生石灰4NHCl的滴定值
国外冶金石灰的质量列于下表7。
表7国外冶金石灰质量指标
国别
化学成分
活性度
CaO
MgO
SiO2
S
（P）
灼减
HCl4mol/ml
40±1℃
10min
温升法
美国
92~96
0.5~2
0.036
0.5～1.5
13~15
德国
94~97
<1.5
1~2.5
0.002max0.08
1max3
10~20
俄罗斯
>92
<8
<2
<0.06
<0.1
<5
日本（特级）
>93
<2
>360
1.2.3我国冶金石灰质量状况
2002年宝钢共使用石灰95.81万吨，其中宝钢石灰分厂供应93.9万吨，外购石灰～2万吨供烧结，两种石灰质量有明显的差别，详见表8。
表8宝钢石灰分厂石灰与外购石灰质量比较
石灰品种
Cao
SiO2
MgO
S
P
活性度（25g），ml
宝钢回转窑石灰
95～96
0.5
0.4
0.005～0.01
0.005
185
外购竖窑石灰
84
2～4
大部分>3
1.0
0.04～0.06
0.01
120
中国石灰协会收集整理的“全国重点冶金石灰企业生产量表”，生产数据分析如下：
根据“全国重点冶金石灰企业生产量表”，摘除未报活性度企业产量，余下企业产量用《冶金石灰》行业标准全面衡量。
其中有一些冶金石灰活性度符合高等级石灰，但因CaO含量低或灼减高，或因CaO含量和灼减量二项同时都
差，也有少数是SiO2含量高而降级。
经整理得出表9。
表9部分重点冶金石灰企业质量汇总表
项目
2001年
2002年
2003年1～9月
检查量，t
6633071
8214473
6008851
其中：
冶金石灰
数量t
百分比,％
数量t
百分比,％
数量t
百分比％
5913513
89.15
7261261
88.40
4625933
76.99
平均活性度309.2ml
平均活性度301.4ml
平均活性度317.2ml
其中：
镁质冶金石灰
数量t
百分比,％
数量t
百分比,％
数量t
百分比％
719558
10.85
953212
11.60
1382918
23.01
平均活性度258.4ml
平均活性度250.9ml
平均活性度261.8ml
满足各项指标
数量t
百分比,％
数量t
百分比,％
数量t
百分比％
冶
金
石
灰
特级
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