活性石灰在炼钢中的作用
来源:    发布时间: 2016-04-08 22:38   416 次浏览   大小:  16px  14px  12px

  冶金石灰作为炼钢用的“造渣剂",它的重要性已逐步得到人们的重视和认知。它不仅影响着钢水的冶炼过程,还直接影响钢水的最终质量。国际上已广泛采用品质好、反应快、造渣彻底的优质“活性石灰"取代过去使用的“普通石灰",为冶炼优质钢水奠定了基础。活性石灰的应用,加快了冶炼造渣速度、缩短了冶炼时间、降低了吨钢石灰消耗、减少了杂质带入、大大提高了钢水的质量,给企业带来了显著的综合效益,在钢铁行业已形成共识。20 年代末至今,国内各大 钢铁企业(宝钢、武钢、鞍钢、太钢、唐钢、石钢、昆钢等)纷纷建设一流活性石灰生产线,石灰窑配套的主体设施均采用引进或消化外来技术自行建造,石灰产品质量明显优于传统式窑生产的产品,所以活性石灰的应用正成为大趋势在飞速普及发展。


  1、活性石灰特性及在炼钢中的作用


  1.1 活性石灰的特性


  活性石灰是一种化学性能活泼、反应能力强,在炼钢造渣过程中熔解速度快, 含S、P等有害元素少的优质软烧石灰。它的质量优劣主要采用“活性度"这一指标来衡量。


  活性度体现了石灰在熔渣中与其它物质的反应能力,表观现象为石灰在熔渣中的熔化速度。由于直接在钢水中测定较困难,所以一般以测试石灰在水中的反应速度来代替,即以石灰水活性来表示。


  活性度的测试方法为:取 50g 试样,与水混匀成饱和溶液再加入酚酞试剂后呈粉红色,再用浓度为 4N(摩尔)的HCl(盐酸)在 40℃±1℃的环境温度下,连续 10min(分钟)滴定,彻底中和后滴入 HCl 的毫升数(滴定值)即为“活性度"值。溶解盐酸量越大,活性度越高,石灰的质量就越好。


  关于活性石灰,国家行业部门制定了相关标准,冶金石灰一级以上(即活性度在 300ml 以上)称为活性石灰,对粒度也有一定要求。


  通过先进窑型合理煅烧出的活性石灰有以下主要的性能特点:


  (1)体积密度小:1.5g/cm3~1.7g/cm3;


  (2)气孔率高:50%;


  (3)比表面积大:1.5m2/Kg~2.0m2/Kg;


  (4)矿物结晶细小:0.1μm ~ 3μm;


  (5)活性度高:≥300ml;


  (6)残余 CO2 含量:≤2%;


  1.2 石灰在炼钢中的作用


  石灰在炼钢中,尤其是碱性电弧炉中,主要用来做“造渣剂",去除钢水中的有害元素 S、P 等杂质,优化钢水质量。


  在炼钢造渣中产生的渣,其主要成分为(4CaO·P2O5)和(CaS),在扒渣过程中不断从钢水中除去,达到去除硫、磷的目的。


  2、影响石灰煅烧质量的主要因素


  2.1 石灰石质量及粒度大小:石灰石的 CaO 含量和结晶结构是烧出好质量石灰的前提,而石灰石粒度配比合理(大/小= 2/1),可改善炉内气流运动状态、增强物料的加热分解效果。 2.2 煅烧窑型的选择:合理结构的煅烧窑可为生产“轻烧"石灰创造条件,布火点均匀、物流及各段温度控制恰当,煅烧效果就好。


  2.3 燃料及供热方式:气体燃料比固、液体燃料加热效果好,燃料中要采用低 S、P 含量的燃料。供热方式是供热点布置在堆积料中间,强制正压供热,或高温气流穿层加热,效果更好。


  2.4 其它因素:炉料的运行方式,加料、出灰方式及窑体密封效果,自动化控制生产水平、工人的技术素质等。


  3、国内外先进石灰生产窑型特点


  国内外冶金企业主要采用“卧式"和“立式"两种窑型煅烧石灰。经过对冶金石灰窑考察研究,我们对各类窑型特点有了详细的了解。“立式"窑种类较多,无论过去“传统竖窑"及“机械化立窑",还是改进后的“废气调控式竖窑"、“斜膛竖窑",均无法达到理想化石灰煅烧温度场,生烧或过烧现象无法最大限度地克服,尽管投资少,建设期短,但石灰质量无法保证(活性度均在 250ml~300ml 之间),故选择此类窑型并无技术优势。以下介绍几种较好的生产窑型,它不但能生产出高质量的活性石灰,且具有各自独特的生产特点。


  3.1 卧式回转窑


  卧式回转窑靠窑体旋转,石灰石翻滚中煅烧,它的特点是:煅烧石灰质量好、活性度高(360ml 以上)、产量大(单窑能力 500t/d 以上)、生产稳定。对石灰石粒度适应范围宽。一次性投资高(约 4 千万元)、占地面积大(是竖窑的 4 倍)、能耗高(热耗约 1350Kcal / Kg)、粉灰比例高(约 30%)。这类窑型适合炼钢用灰量比较大的大型钢铁联合企业建设。


  3.2 梁式竖窑(FERCALX)


  这种引进(意大利弗卡斯)的梁式竖窑,炉内设置上、下两层供热支撑梁,炉内负压操作,它的特点是:煅烧石灰质量好、活性度高(350ml 左右),产量适中,粉灰量比例少、能耗较低(能耗约 900 Kcal/Kg),投资较低,国内业绩较多。这种窑适合大、中、小型钢厂或特钢企业建设。


  3.3 并流蓄热式双膛竖窑(MAERZ)


  这种引进(瑞士迈尔兹)的双膛竖窑,两个炉膛轮流加热和装、出料,使炉气余热能充分回收利用(预热入窑冷料),它的特点是:燃料适应性广、产量适中、煅烧石灰质量好、活性度高(350ml 以上),煅烧机先进合理、能耗低(单耗约850 Kcal/Kg)。缺点是投资较高、操作复杂。这类窑型在我国引进的事例较多, 业绩较多, 适合大、 小型钢厂或特钢企业建设 中、 (例如唐钢就是引进的此窑型)。


   3.4 套筒竖窑(BASK)


  这种引进(德国贝肯巴赫)的套筒竖窑,由耐火材料砌筑的窑身(外套)和上下两段内胆(内套)组成,炉膛在内、外套之间环缝中下降移动。它的特点是:产量适中、煅烧石灰质量好、活性度高(350ml 左右)。操作简单但窑体结构复杂,投资较高,这类窑型适合大、中、小型钢厂或特钢企业建设。


  以上几种窑型在国内已得到广泛应用和大力推广,实践证明生产的石灰质量好,给钢铁企业带来了较好的综合效益(与过去普通石灰相比,吨钢生产成本可下降约 20 元~30 元),获得了冶金企业的普遍认同。

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