回转窑基础理论部分-活性石灰质量要求

三、活性石灰质量要求

1、粒度针对活性石灰的粒度要求，对回转窑的煅烧过程而言，是为了保证在稳定的温度环境下，避免因石灰石颗粒大小不均，级差过大，受热不均而产生欠烧或过烧。防止石灰石在容器内堆积停留的过程中因粒度不均而产生透气程度不均或导致气流行走不畅。对转炉炼钢而言，对活性石灰的粒度要求，是为了保证在有时间要求的炼钢过程中的造渣速度和效果。如果石灰的粒度过大，会导致石灰颗粒与钢水的反应时间被加长，使造渣速度减慢而影响造渣效果。反之，若石灰的粒度过小时，则在炼钢时易引起颗粒或粉尘飞溅而恶化操作环境。

 

2、活性

所谓活性，是指石灰与水的反应能力。

活性度是指：将一定数量、一定粒度范围的石灰，与具有一定温度和一定量的水混合后，石灰与水进行溶解反应的速度。它代表了石灰在钢水中与其他物质（杂质）发生反应的能力。因为，要直接地测出石灰在造渣过程中与钢水的反应速度是非常困难的。同时，它又能够通过检测活性度的高低来判断石灰的煅烧质量并指导生产。由此，便产生了对煅烧后的石灰产品进行活性度检测的要求。对活性石灰的质量或活性度的检测方法很多。其中，常以盐酸滴定法为主。而在煅烧过程中，采用水化对比法、水化称重法和取样敲样法判断，分析石灰的煅烧质量则是比较快捷实用的。例如：

1）、滴定法

取出窑后石灰试样若干，破碎，称重25克，加入40正负1的水1400到1800毫升，开搅拌机，放入样品，滴入指示剂（酚酞化学式：C20H14O4），保持乳白10分钟。

方程式：（盐酸浓度／4当量）x 消耗盐酸体积 x  (50/25) =活性度（毫升 ml）

2）、水化称重法

在无化学试剂的条件下：

a、取石灰试样若干称重，记重为g ₁。

b、将称重后的试样溶干水中，让其充分消化。

c、过滤石灰水，收得不溶残渣，烘干称重，记为g ₂。

d、算出反应消化部份：g ₁－g ₂ = g ₃。

e、算出石灰分解率（g ₃÷g ₁）×100 %，可基本反映出石灰的煅烧质量。

 

3）、水化对比法

取出窑石灰熟料若干冷却后，置于容器中，加水溶解后，将石灰溶液及残渣倒入筛网内，用水洗去石灰残液，观察残渣颗粒的大小与所取的石灰熟料量进行对比来判断煅烧质量。

 

4）、取样敲样法

取出窑石灰若干，就地冷却时，观察外观，石灰颗粒含热量颜色发红但不刺眼。石灰颗粒表面质地清洁，色泽洁白。颗粒重量轻。用手锤敲击石灰颗粒，质地疏松易破碎，内含生心明显但体积较小。

3、氧化钙含量检测

样品称重0.1克， 加10毫升盐酸（化学式:HCl），加沸，冷却后，加50毫升水，加5毫升三乙醇胺（摇摆2分钟），加20毫升氢氧化钾（化学式：KOH），加指示剂（钙羧酸），加EDTA（乙二胺四乙酸二钠）变色到紫色，再加指示剂，加EDTA到蓝色。

方程式：{(EDTA体积xEDTA浓度)/氧化钙的重量（实际重量）}x100%=氧化钙含量%

 

4、SiO₂（二氧化硅）

高CaO和低SiO₂是完成炼钢过程造渣的基本要求和保证。造渣的目的是脱去钢水的S和P，特别是脱去S，而渣的碱度是用CaO 与 SiO₂的比值来表示的，较高的SiO₂会破坏石灰的表面结构，影响造渣速度和效果。

在石灰的煅烧过程中，纯SiO₂的熔点可高达1713℃，但是，在700～800℃时，SiO₂便会以固态形式与CaO之间发生次生反应，随着反应的进行，可依次生成CaO·SiO₂（偏硅酸钙），3CaO·2 SiO₂ （硅钙石），2CaO·SiO₂ （硅酸二钙）和3 CaO·SiO₂ （三硅酸钙），这些产物对石灰的影响是导致活性的降低。

 

5、   S（硫）P（磷）

转炉炼钢时，用活性石灰造高碱度渣的目的，主要是要脱去钢水中的硫和磷。

钢产品中有含量过高的P磷存在时，会使钢在常温下的冷脆性增大（即P＞0.13时）。也就是造成钢的龟裂。 当钢产品中的硫含量过高时，它能明显地破坏钢的焊接性能，降低钢的冲击韧性，特别是使钢在加热轧制或铸造时产生裂纹，即“热脆”。并能明显地降低钢的抗腐蚀性（锈蚀）和耐磨性。所以说，硫对钢产品的危害性具有“白蚁”之称。

由于石灰具有与硫化合的特性，特别是石灰在高温状态时，石灰吸收硫的能力特别强。所以说，石灰对脱去钢中硫的作用是非常大的。但是，因石灰石的本身存在着受到原料、燃料本身含硫量和高温煅烧因素的影响，由石灰石生成的石灰本身亦会含有不同程度的硫、磷等成分，为此，对石灰本身的硫、磷含量是有低值要求的。而对它的前者石灰石（原料）和燃料的低硫磷含量也是有低值要求的。

 

6、残留CO₂ （二氧化碳）

所谓残留CO₂，实际上就是指石灰颗粒中，没有烧透的生心或夹心，既没有完全分解的石灰内层残留。CO₂在石灰中的含量高低，主要是通过煅烧来控制。它对石灰的质量和炼钢的效果，都具有很大的影响。

a、生心小或无生心：石灰颗粒表面易烧结而产生过烧，活性的特点会被破坏。

b、  生心过大：无疑对石灰的有效分解产生影响，造成石灰特点形成不够，降低活性度。

c、炼钢过程中，如果残留CO₂过高，会影响废钢的用量，增加热耗，降低石灰利用率，同时也难以控制泡沫渣和喷溅。因此，在严格控制石灰煅烧程度的同时，也应该注意对煅烧后的石灰产品做好贮存运输过程的防水化工作，降低粉化率。

d、CO₂含量换算：                                 

       石灰石被加热分解的反应是排除CO₂的反应，根据CaCO₃分解方程式的结果表明。当CaCO₃ = 100，CaO = 56，CO₂ = 44时。100÷44 = 2.272  当生产kg单位的CaO需要CaCO₃为1.785 kg时，

1.785÷2.272 = 0.79 m³         0.79÷1.97 = 0.4 Nm³ / kg

由此可以得知：当生产kg单位的CaO需要CaCO₃为1.785 kg时，所产生的CO₂量为0.4（标准立方米）Nm³。