【摘 要】隨著鋼鐵質(zhì)量和產(chǎn)量的持續(xù)提升，煉鋼過程中對于石灰質(zhì)量的要求也在持續(xù)提升，在這種情況下，活性石灰被廣泛應用于煉鐵過程中。基于此，論文首先分析了冶金活性石灰的生產(chǎn)，然后提出冶金活性石灰的質(zhì)量控制措施，希望能夠給相關(guān)的鋼鐵企業(yè)帶來一定的啟示。

　　【關(guān)鍵詞】煉鋼;活性石灰;生產(chǎn);質(zhì)量控制

　　1 引言

　　所謂冶金活性石灰，主要指的是那種化學性能非常活潑且具有很強反應能力的優(yōu)質(zhì)輕燒石灰，它的特點是體積密度較小、氣孔率高、活性度高等。相對于普通的冶金石灰來說，將活性石灰應用在煉鋼過程中有著多方面的優(yōu)點：第一，能夠大大縮短轉(zhuǎn)爐吹氧的時間;第二，可以提高鋼水的收得率;第三，能夠減少對于石灰的消耗。此外，也可以延長轉(zhuǎn)爐的爐襯使用壽命等。因此，本文主要將研究冶金活性石灰的生產(chǎn)與質(zhì)量控制的相關(guān)內(nèi)容。

　　2 冶金活性石灰的生產(chǎn)

　　2.1 石灰的生產(chǎn)機理

　　在生產(chǎn)冶金石灰的過程中，通常用到的原料是石灰石，對于活性石灰的生產(chǎn)是經(jīng)過加熱把石灰石分解成氧化鈣與二氧化碳的過程。石灰的活性直接和煅燒工藝、石灰的礦物組成等相關(guān)。石灰有游離氧化鈣與結(jié)合氧化鈣兩種礦物組成形式，但是，石灰的活性主要是由活性游離氧化鈣的含量決定的。對于石灰石的煅燒主要是把石灰石的菱形晶格進行重新結(jié)晶以后轉(zhuǎn)化成石灰立方晶體的過程。這個過程是一個復雜的化學反應過程，具體的反應過程如公式(1)所示：

　　CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)+178.16kJ (1)

　　公式(1)的反應是一種吸熱反應。在反應開始的時候，碳化鈣的微粒會被破壞，并發(fā)生分解反應，在這個過程中，氧化鈣會進行再結(jié)晶，并生成晶體[1]。在分解反應發(fā)生的過程中，因為有CO2產(chǎn)生，氧化鈣晶體會轉(zhuǎn)化成疏散結(jié)構(gòu)并保留多晶結(jié)構(gòu)。這種晶體并沒有完全發(fā)育，其中有很多的缺陷存在，導致石灰活性的進一步提升。但是，在煅燒溫度持續(xù)提高以及保溫時間不斷延長的過程中，晶體會逐漸地生長，從而使得活性氧化鈣逐漸轉(zhuǎn)化成非活性氧化鈣，石灰的活性也就隨之降低。

　　2.2 設備

　　要想生產(chǎn)具有活性更高、體積密度更小等特點的優(yōu)質(zhì)活性石灰，應該使用回轉(zhuǎn)窯。通過使用這一設備煅燒出來的石灰有著以下幾方面的特點：第一，產(chǎn)量更高;第二，物料的煅燒程度比較適宜而且也非常勻稱;第三，操作過程十分簡便，容易對其進行調(diào)整。

　　2.3 燃料

　　在煅燒石灰石的時候，需要用到的燃料類型非常多，包括固體、液體與氣體的燃料，通常情況下，在回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程中會把重油或是焦爐煤氣當作主要的燃料。

　　2.4 煅燒

　　在把石灰石煅燒為石灰的過程中，主要的反應原理是石灰石因為受熱而發(fā)生了分解反應，具體的反應過程如下公式(2)所示：

　　CaCO3MgCO3→CaO+MgO+CO2+Q (2)

　　通常情況下，碳化鈣的分解過程是：

　　常溫狀態(tài)下的石灰石→膨脹→表面開始分解→分解完成→氧化鈣晶體持續(xù)增多并燒結(jié)成塊。

　　2.5 影響石灰石煅燒質(zhì)量的因素

　　2.5.1 煅燒溫度

　　合適的煅燒溫度與石灰石的致密度、料塊的體積、純度等相關(guān)。通常情況下，所需的煅燒溫度會隨石灰石致密度的提高而提高，煅燒溫度的正常值通常在1100℃左右。

　　2.5.2 料塊粒度

　　由于石灰石是從表面開始進行煅燒的，并慢慢擴散到內(nèi)部，料塊的力度不但和煅燒時間相關(guān)，而且也可能會導致燒生、過燒問題的出現(xiàn)。所以，應該要選用那些在適宜粒度范圍之內(nèi)的石灰石塊。通常情況下，石灰石力度范圍應該介于25～55mm，上下的波動范圍不能大于10%[2]。

　　2.5.3 煅燒時間

　　在煅燒時間不斷延長的過程中，石灰石的分解程度也在不斷深化，但是，如果超出了適宜的時間范圍，就會導致石灰活性的降低。導致這種情況的主要原因是在煅燒時間不斷延長的過程中，石灰晶粒也在逐漸成長，其中的缺陷不斷減少，氣孔率也越來越低。因此，應該把煅燒時間和溫度結(jié)合起來，每個溫度都應該有對應的窯內(nèi)最適宜停留時間。

　　3 冶金活性石灰的質(zhì)量控制

　　3.1 煅燒窯型

　　通常情況下，煅燒石灰石的窯型包括回轉(zhuǎn)窯與豎窯兩種類型。回轉(zhuǎn)窯的優(yōu)點是產(chǎn)量高、原料的適應性廣、質(zhì)量比較穩(wěn)定等，但是，這種窯型也具有熱能利用率較低、噸灰燃料的成本較高等明顯的不足之處，當前，這種窯型在寶鋼、武鋼等鋼鐵廠得到了應用。而豎窯的特點是機械化水平高、熱能的利用率高、成本低等，相對來說，這種窯型在鋼鐵廠的應用范圍更廣[3]。

　　相關(guān)的研究人員對石灰豎窯的結(jié)構(gòu)進行了多次研究，最終的研究結(jié)果表明矩形加弓形的截面結(jié)構(gòu)以及雙斜面結(jié)構(gòu)能夠保證石灰石的受熱均勻，最大化地防止生燒與過燒問題的產(chǎn)生，并能夠生產(chǎn)出質(zhì)量更高的冶金活性石灰。

　　3.2 煅燒時間與溫度

　　隨著窯型、石灰石粒度等參數(shù)的變化，對應的煅燒時間與煅燒溫度也應該進行適當?shù)淖兓Ｊ沂姆纸夥磻菑谋砻骈_始，逐漸深入內(nèi)部的過程。如果煅燒的時間太短，石灰石的分解反應沒有全部完成，就會導致生燒問題的出現(xiàn)。但是，如果煅燒的時間太長，石灰的晶粒會越來越大，從而就會使得石灰活性降低。所以，只有保證煅燒時間的適宜，才能夠得到活性度更高的優(yōu)質(zhì)石灰。此外，煅燒溫度也會對石灰的活性產(chǎn)生影響。如果溫度太低，石灰的分解反應不充分，就會出現(xiàn)生燒問題，反之則會導致過燒問題產(chǎn)生。所以，適宜的溫度也是確保石灰高活性的一個重要因素，一般情況下，應該把溫度控制在1000℃到1100℃之間。

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