炼钢对石灰的要求

炼钢对石灰的要求2010-05-28 20:53

炼钢对石灰的要求

石灰按其煅烧程度可分为软烧石灰、中烧石灰和硬烧石灰。它们之间最明显的区别，表现在活性度上，用4N HCI滴定，软烧石灰一般＞300ml；中烧石灰250~300ml之间，硬性石灰一般低于100ml。它们的消化速度不一样。一块软烧石灰可以在几秒钟内消化，而硬烧石灰通常需要几小时。

900℃煅烧的石灰溶于水的速度比1200℃生产的硬烧石灰快50倍。在炼钢过程中，它们对炉渣的反应能力也不一样。在相同的熔炼条件下，硬烧石灰脱磷和脱硫的能力比软烧石灰差。 随着冶炼技术的发展（LD炼钢法的产生）及某些特殊钢种的要求，在炼钢生产中，要求入炉的石灰在渣中迅速熔解，具有较快的成渣速度，较早地形成高碱度炉渣，因此不光对石灰的化学成份要求更高，而且对石灰的物理性能也要求具有很快的反应能力。为了满足这种要求，便产生了具有这种特征的石灰——活性石灰。目前，国内、外转炉炼钢普遍采用活性石灰。

所谓活性石灰,是指体积密度小、气孔率高、表面积大、反应能力强的石灰。用这种石灰炼钢可以得到较快的成渣速度，提高脱磷和脱硫的效率；同时可以缩短冶炼时间、提高炉龄、降低原材料单耗；从而可以提高钢的质量和产量、降低成本、稳定操作、为冶炼自动化创造良好条件。石灰对氧气转炉钢过程的影响可见下表。

项 目 一般石灰 活性石灰

石灰消耗 公斤/吨钢 60 50

萤石消耗 公斤/吨钢 4 2

氧消耗 标米3/吨钢 51.0 50.0

渣量 公斤/吨钢 130 115

收得率（%） 90 91

渣的性质 粘• 薄 发泡•厚

喷 溅 较频繁 少

金属喷溅 较多 较少

氧气转炉炼钢对石灰质量的要求可概括如下：

（1）主要物理性能：

1、粒度：石灰粒度对于造渣时间有很大影响，一般多采用5-40毫米。粒度大，造渣速度慢；过小，往炉中装料时容易飞散，而且煅烧时燃料中的硫大部分吸附在小颗粒的外壳，影响钢水的质量。

2、活性度：是指与水的反应能力，规定最高升温时间小于10分钟为活性石灰，或在5分钟之内4N H C I耗量＞300ml的为活性石灰；要求石灰气孔率应＞40%，体积密度应＜2克/厘米3。

（2）主要化学性能：

1、SiO2低。CaO与SiO2是配制炉渣碱度的根据，SiO2愈低而CaO愈高愈好。一般要求SiO2低于1.2%，否则易于在石灰表面形成薄膜，严重妨碍造渣。

2、S、P含量低。石灰中S、P的会影响钢的质量。采用LD法炼钢时，石灰中硫含量为0.1%，钢中的硫含量则为0.04%。石灰中增加0.01%的硫相当于全部炉料中增加0.001%的硫。活性石灰硫含量一般要求小于0.05%，有的则要求小于0.02%,磷含量也希望在0.05%以下。

3、残留CO2低，灼碱低。石灰中CO2含量高或CaCO3的含量高，在转炉炼钢过程中热耗也就高，一般CO2应控制在2%以下，但是，残留CO2与活性有关，CO2高一些，活性也好一些，所以残余CO2含量有允许到3%的情况。

灼碱包括石灰中残留CO2，一般要求低于3%。灼碱不仅和煅烧程度有关，还与贮运设备、方

法和气象条件的影响有关。为了降低灼碱，以保证石灰质量，石灰的生产应在炼钢厂附近进行。

活性石灰的煅烧机理2010-05-28 21:00

活性石灰的煅烧机理

活性石灰在氧气转炉炼钢中，其作用是十分重要的。活性石灰是如何煅烧成的？怎样才能避免硬烧和完全烧结的石灰？这必须从活性石灰的煅烧机理谈起。

活性石灰与硬烧（烧结）石灰的区别，在于其内比表面积大、体积密度稳定。内比表面积大，主要是CaO的晶粒小（活性石灰单晶粒大小为0.2~0.6微米；硬烧石灰单晶粒在10微米左右），体积密度稳定，就是石灰石在分解过程中，放出约占整个重量40%的CO2后，不使体积发生变化（硬烧石灰其体积密度收缩）。

那么是什么原因能影响比表面积及体积密度呢？

实验中发现，CaO小晶体的直径首先取决于煅烧温度的高低及煅烧时间，特别是头几小时的煅烧情况，每一温度下皆标有一定的“最终晶粒度”。此外人们还断定，这种小晶粒被成比例的窄晶粒带所包围，与CaO小晶粒增长的同时出现体积的收缩，烧成的石灰的体积密度增加。人们还发现被煅烧的石灰石的纯度、气孔率和矿床影响着石灰的体积密度和气孔率，石灰石含杂质较多的，则经煅烧之后，石灰裂纹收缩可能严重，特别是氧化铁含量高时更是如此；多孔的石灰石，分解之后，当然比致密石灰烧成的体积密度小，气孔率高。

从上述可知，影响石灰的内表面积及体积密度的主要原因是煅烧的温度及煅烧的时间。而煅烧的温度及煅烧的时间实质又是什么的呢？

把石灰煅烧成石灰的过程，就是把石灰石的主要成份碳酸钙（CaCO3）热分解成氧化钙（CaO）和二氧化碳（CO2）的过程。因此，为了煅烧成石灰——即完成上述反应。就需要与此相适合的温度和热量。

石灰石中的碳酸钙在矿物学上一般是方解石。碳酸钙分解温度大约为900oC，但在实际使用时，为了完成上述热分解，由于受到石灰石颗粒内部二氧化碳分压的影响，所以，温度要稍高一些。

对于达到了分解温度的石灰石，必须给予为进一步分解而要吸收的热量（分解热）。但该分解热在常温标准下，一公斤碳酸钙需要422千卡，在分解温度标准下，一公斤碳酸钙需要396千卡。

想弄清楚煅烧的时间是怎样影响内比表面与体积密度，先要弄清楚块状石灰石分解的规律性。通过实验发现石灰石的碳酸钙分解速度因其形状而异。即使是形状基本一定的石灰石，因为粒度不同，其分解速度，即煅烧所需要的时间都有所不同。

当然，上述的论证结果都是煅烧粒度大小基本相同的同一类石灰石，但实际生产中，进入窑炉的石灰石颗粒是大小不一的（有一定比例的选择范围），这种颗粒带的宽度如不根据窑炉进行选择，那么会对石灰的内比表面积及体积密度产生影响。假设有三种粒度dk1＜dk2＜dk3，煅烧好的时间分别为t1、t2、t3，它们都不相等，那么，如果以t2温度煅烧，则粒度为kd1的将在窑内出现过烧（硬烧），而dk3则由于煅烧时间不够，会出现欠烧，因此必须按窑型严格地选择颗粒范围进行煅烧，其一定粒度范围的最大和最小之比为2:1，该范围以外的石灰石比例应在10%以内。