影响活性石灰活性度的因素

影响活性石灰活性度的因素

孟庆春李佳

邯钢丰达冶金原料有限公司河北邯郸056200

摘：结合生产、实验和有关资料,对影响石灰活性进行了分析,提出了今后国内生产优质活性石灰几点看法。

关键词：炼钢用石灰;活性;煅烧设备;煅烧温度

石灰是炼钢生产中的主要造渣材料，对炼钢过程中的脱硫、脱磷等起到重要作用。石灰质量好坏对冶炼工艺、钢产品质量以及炉衬寿命等都有着重要影响。活性石灰具有晶粒细小、气孔率高、体积密度小、比表面积大等特点。炼钢过程中使用活性石灰，具有造渣化渣快、冶炼时间短、脱硫脱磷效果好的优点。实践证明:采用活性石灰炼钢，脱磷率和脱硫率分别提高10%～60%，石灰消耗降低10%～35%，氟化钙消耗降低30%，渣量减少10%～12%，可以缩短吹炼时间10%。

1.生成活性石灰的机理

石灰组成中有游离氧化钙和结合氧化钙,游离氧化钙中又分活性氧化钙和非活性氧化钙。非活性氧化钙在普通消解条件下,不能同水发生反应,但有可能转化为活性氧化钙(如磨细后)。活性氧化钙则是在普通消解条件下,能同水发生反应的那部分游离氧化钙,结合氧化钙是不可回复的,故不能称为非活性氧化钙。石灰的反应能力实际上可以看成是游离氧化钙总量中活性氧化钙的数量。石灰石的锻烧是石灰石菱形晶格重新结晶转化为石灰的立方晶格的变化过程。其变化所得晶体结构与形成新相晶核的速度和它的生长速度有关。当前者大于后者时,所得到的为细粒晶体,其活性氧化钙分子数量多,具有高的表面能;反之,所得为低表面能的粗粒晶体,其活性氧化钙分子数量少。在石灰石快速加热锻烧下,所得到的为细粒晶体结构的石灰,活性度就高;缓慢加热锻烧时,所得为粗晶体结构的石灰,活性就低。

2.炼钢用石灰活性度的测定

2．1石灰活性度的定义

活性石灰通常是指性能活泼、反应能力强、熔解能力很高的软烧石灰。这种石灰气孔率高达50%以上，呈海绵状，具有一定强度，体积密度小(1．5～1．7g/cm3)，比表面积大(1．0～1．5m2/g)，石灰晶粒细小。石灰活性度体现了石灰与其它物质的反应能力，是检验石灰质量的重要指标之一，是表征生石灰水化反应速度的一个指标。生产中常用的检测标准定义为:在足够时间内，以中和生石灰消化时产生的Ca(OH)2所消耗的4mol/L盐酸的毫升数表示。

2．2石灰活性度的测定

石灰活性度通常按照中华人民共和国专业标准，冶金石灰物理检验方法ZBQ27002—85进行测定。测试的方法为:取50g粒度为1～5mm的石灰试样，放入到盛有2L40℃去离子水的大烧杯中，用玻璃棒搅拌均匀后，滴入浓度为1g/L的酚酞指示剂，溶液呈微红色;开动搅拌仪，以300r/min的转速进行搅拌，同时开始计时，用浓度为4mol/L的盐酸滴定，至红色消失立即停止滴定;当红色又出现时，继续滴入盐酸，直至红色再次消失，如此反复。记录所用时间内消耗盐酸的毫升数，即为石灰的活性度。石灰加入水中后，具有较强的活性的CaO迅速与水发生消化反应:CaO+H2O=Ca(OH)2(1)用浓度为4mol/L的HCl溶液滴定的目的是将溶液中的Ca(OH)2全部中和，使其呈现中性，其化学反应如下:

Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O(2)

离子反应式为:OH－+H+=H2O(3)

所以在整个滴定过程中，应不断用盐酸及时中和刚消化生成的Ca(OH)2，使溶液呈中性，只有这样测定出的盐酸消耗量才是石灰的活性度。

3.影响石灰活性的因素分析

3．1煅烧设备对石灰活性的影响

石灰的活性大小很大程度上取决于煅烧石灰石所用的煅烧设备。根据窑炉结构形式，石灰窑大致分为普通竖窑、并流蓄热式竖窑、套筒式竖窑、回转窑、沸腾窑等。对各种窑型生产的石灰活性度进行测定可知，各种石灰的活性度差异较大。普通竖窑生产的石灰活性度在150～250之间，而使用回转窑或沸腾窑则可以生产出350或400以上的高活性度石灰。

3．2石灰石种类对石灰活性的影响

石灰石种类对烧成的石灰活性有着重要的影响，表1列出了相同条件下不同石灰石在回转窑内煅烧出的石灰性能。

表1不同石灰石煅烧的石灰性能

从表1可以看出，用A地石灰石为原料生产的石灰活性度较好，而用B地石灰石为原料生产的石灰活性度则较差。通过岩相观察可以看出，两者主晶相都呈不规则状，但A地石灰石的主晶相为方解体，发育程度较好。而B地石灰石发育程度较差，并含有少量游离石英，可见石灰的活性与石灰石的化学成分及岩相组成有关。

3．3石灰石中杂质对石灰活性的影响

石灰石中所含的有害杂质主要有SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O、P、S等。这些杂质在较低温度下(900℃)就能与石灰(CaO)发生反应，促使CaO微粒间的融合，从而导致微粒结晶粗大化。铁和铝的化合物是较强的助熔剂，能和石灰反应生成易熔的硅酸钙、铝酸钙和铁酸钙。这些熔融的化合物将石灰表面细孔堵塞，使石灰反应能力下降，还会阻塞二氧化碳气体的排出，形成中心某些部位的生烧石灰，更主要是它又能和石灰发生反应，粘结在一起形成渣块，使石灰窑窑况失调，严重降低石灰活性。

4结论

(1)影响炼钢用石灰的活性度有诸多因素，煅烧设备、煅烧温度、石灰石种类、石灰石矿结晶结构和杂质含量等对石灰的活性度都有影响，其中，煅烧设备和煅烧温度对石灰活性度的影响尤为明显。

(2)在石灰石焙烧过程中添加NaCl，可以起到提高石灰活性度的作用。

参考文献

[1]李剑，赵浩文，李长荣.影响炼钢用石灰活性的因素分析[J].冶金丛刊,2012(3):1-3.

[2]那欣，米玉德.浅谈影响炼钢用活性石灰分析检测结果的主要因素[J].本钢技术,2009(6):10-11.