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活性石灰在煉鋼中的作用
冶金石灰作為煉鋼用的“造渣劑",它的已逐步得到人們的重視和認知。它不僅影響著鋼水的冶煉過程,還直接影響鋼水的質量。國際上已廣泛采用品質好、反應快、造渣徹底的優質“活性石灰"取代過去使用的“普通石灰",為冶煉優質鋼水奠定了基礎。活性石灰的應用,加快了冶煉造渣速度、縮短了冶煉時間、降低了噸鋼石灰消耗、減少了雜質帶入、大大提高了鋼水的質量,給企業帶來了顯著的綜合效益,在鋼鐵行業已形成共識。20 年代末至今,國內各大 鋼鐵企業(寶鋼、武鋼、鞍鋼、太鋼、唐鋼、石鋼、昆鋼等)紛紛建設活性石灰生產線,石灰窯配套的主體設施均采用引進或消化外來技術自行建造,石灰產品質量明顯優于傳統式窯生產的產品,所以活性石灰的應用正成為大趨勢在飛速普及發展。
1、活性石灰特性及在煉鋼中的作用
1.1 活性石灰的特性
活性石灰是一種化學性能活潑、反應能力強,在煉鋼造渣過程中熔解速度快, 含S、P等有害元素少的優質軟燒石灰。它的質量優劣主要采用“活性度"這一指標來衡量。
活性度體現了石灰在熔渣中與其它物質的反應能力,表觀現象為石灰在熔渣中的熔化速度。由于直接在鋼水中測定較困難,所以一般以測試石灰在水中的反應速度來代替,即以石灰水活性來表示。
活性度的測試方法為:取 50g 試樣,與水混勻成飽和溶液再加入酚酞試劑后呈粉紅色,再用濃度為 4N(摩爾)的HCl(鹽酸)在 40℃±1℃的環境溫度下,連續 10min(分鐘)滴定,徹底中和后滴入 HCl 的毫升數(滴定值)即為“活性度"值。溶解鹽酸量越大,活性度越高,石灰的質量就越好。
關于活性石灰,國家行業部門制定了相關標準,冶金石灰一級以上(即活性度在 300ml 以上)稱為活性石灰,對粒度也有一定要求。
通過先進窯型合理煅燒出的活性石灰有以下主要的性能特點:
(1)體積密度小:1.5g/cm3~1.7g/cm3;
(2)氣孔率高:50%;
(3)比表面積大:1.5m2/Kg~2.0m2/Kg;
(4)礦物結晶細小:0.1μm ~ 3μm;
(5)活性度高:≥300ml;
(6)殘余 CO2 含量:≤2%;
1.2 石灰在煉鋼中的作用
石灰在煉鋼中,尤其是堿性電弧爐中,主要用來做“造渣劑",去除鋼水中的有害元素 S、P 等雜質,優化鋼水質量。
在煉鋼造渣中產生的渣,其主要成分為(4CaO·P2O5)和(CaS),在扒渣過程中不斷從鋼水中除去,達到去除硫、磷的目的。
2、影響石灰煅燒質量的主要因素
2.1 石灰石質量及粒度大小:石灰石的 CaO 含量和結晶結構是燒出好質量石灰的前提,而石灰石粒度配比合理(大/小= 2/1),可改善爐內氣流運動狀態、增強物料的加熱分解效果。 2.2 煅燒窯型的選擇:合理結構的煅燒窯可為生產“輕燒"石灰創造條件,布火點均勻、物流及各段溫度控制恰當,煅燒效果就好。
2.3 燃料及供熱方式:氣體燃料比固、液體燃料加熱效果好,燃料中要采用低 S、P 含量的燃料。供熱方式是供熱點布置在堆積料中間,強制正壓供熱,或高溫氣流穿層加熱,效果更好。
2.4 其它因素:爐料的運行方式,加料、出灰方式及窯體密封效果,自動化控制生產水平、工人的技術素質等。
3、國內外好石灰生產窯型特點
國內外冶金企業主要采用“臥式"和“立式"兩種窯型煅燒石灰。經過對冶金石灰窯考察研究,我們對各類窯型特點有了詳細的了解。“立式"窯種類較多,無論過去“傳統豎窯"及“機械化立窯",還是改進后的“廢氣調控式豎窯"、“斜膛豎窯",均無法達到理想化石灰煅燒溫度場,生燒或過燒現象無法大限度地克服,盡管投資少,建設期短,但石灰質量無法保證(活性度均在 250ml~300ml 之間),故選擇此類窯型并無技術優勢。以下介紹幾種較好的生產窯型,它不但能生產出高質量的活性石灰,且具有各自獨特的生產特點。
3.1 臥式回轉窯
臥式回轉窯靠窯體旋轉,石灰石翻滾中煅燒,它的特點是:煅燒石灰質量好、活性度高(360ml 以上)、產量大(單窯能力 500t/d 以上)、生產穩定。對石灰石粒度適應范圍寬。一次性投資高(約 4 千萬元)、占地面積大(是豎窯的 4 倍)、能耗高(熱耗約 1350Kcal / Kg)、粉灰比例高(約 30%)。這類窯型適合煉鋼用灰量比較大的大型鋼鐵聯合企業建設。
3.2 梁式豎窯(FERCALX)
這種引進(意大利弗卡斯)的梁式豎窯,爐內設置上、下兩層供熱支撐梁,爐內負壓操作,它的特點是:煅燒石灰質量好、活性度高(350ml 左右),產量適中,粉灰量比例少、能耗較低(能耗約 900 Kcal/Kg),投資較低,國內業績較多。這種窯適合大、中、小型鋼廠或特鋼企業建設。
3.3 并流蓄熱式雙膛豎窯(MAERZ)
這種引進(瑞士邁爾茲)的雙膛豎窯,兩個爐膛輪流加熱和裝、出料,使爐氣余熱能充分回收利用(預熱入窯冷料),它的特點是:燃料適應性廣、產量適中、煅燒石灰質量好、活性度高(350ml 以上),煅燒機先進合理、能耗低(單耗約850 Kcal/Kg)。缺點是投資較高、操作復雜。這類窯型在我國引進的事例較多, 業績較多, 適合大、 小型鋼廠或特鋼企業建設 中、 (例如唐鋼就是引進的此窯型)。
3.4 套筒豎窯(BASK)
這種引進(德國貝肯巴赫)的套筒豎窯,由耐火材料砌筑的窯身(外套)和上下兩段內膽(內套)組成,爐膛在內、外套之間環縫中下降移動。它的特點是:產量適中、煅燒石灰質量好、活性度高(350ml 左右)。操作簡單但窯體結構復雜,投資較高,這類窯型適合大、中、小型鋼廠或特鋼企業建設。
以上幾種窯型在國內已得到廣泛應用和大力推廣,實踐證明生產的石灰質量好,給鋼鐵企業帶來了較好的綜合效益(與過去普通石灰相比,噸鋼生產成本可下降約 20 元~30 元),獲得了冶金企業的普遍認同。




