提高氣燒石灰窯產品活性度的設備改進

摘要：石灰在煉鋼中是不可缺少的輔料，石灰的品質直接影響鋼的品質，石灰活性度平均值超過300ml/4N-HCl，可以顯著縮短煉鋼轉爐初期渣化時間，降低噸鋼石灰消耗，并對前期脫硫極為有利。本文對提高氣燒石灰窯產品活性度的設備改進做了簡要分析。

關鍵詞：石灰 活性度

1 概述

石灰在煉鋼中是不可缺少的輔料，石灰的品質直接影響鋼的品質，石灰活性度平均值超過300ml/4N-HCl，可以顯著縮短煉鋼轉爐初期渣化時間，降低噸鋼石灰消耗，并對前期脫硫極為有利。有數據表明，活性石灰可以提高脫磷脫硫效率80%，同時縮短冶煉時間，在3-5min之內可以完全與鋼水中酸性物質反應完畢，而一般石灰的反應時間至少要6-10min。此外提高爐齡40%以上，爐料的消耗也降低5-8kg/t鋼，以1000萬t計算，每年節約1500萬左右，生產效益顯著。

2 石灰的成分及性質

石灰石原料是一種天然礦物，不是由單純的物質組成的，主要組成物有CaCO3、MgCO3、SiO2、K2O、Al2O3、Fe2O3、P、S、Na2O、一部分硅酸CaO·SiO2形式存在。石灰石在煅燒過程中主要發生以下化學反應。

CaCO3→CaO+CO2↑

MgCO3→MgO+CO2↑

CaO+SiO2→CaO·SiO2

CaSO4→CaO+SO3↑

CaO+Fe2O3→CaO·Fe2O3

CaO+Al2O3→CaO·Al2O3

石灰的活性度取決于它的組織結構，石灰的組織結構與煅燒溫度、煅燒時間、煅燒工藝有關。如上，石灰組成中有CaO和CaSO4、Ca2SiO4、CaO·Fe2O3、CaO·Al2O3等鹽類，這些鹽類物質的分解和氧化鈣的生成過程是不可逆的。

氧化鈣分活性氧化鈣和惰性氧化鈣。活性氧化鈣則是在普通消解條件下，能同水發生反應的氧化鈣，石灰的反應能力可以視為活性氧化鈣的數量。影響石灰活性度的組織結構包括體積密度、氣孔率、比表面積和CaO礦物的晶粒尺寸。晶粒越小，比表面積越大，氣孔率越高，石灰活性就越高，化學反應能力就越強，反之，晶粒越大，比表面積越小，氣孔率越低，石灰活性就越低，化學反應能力就越弱。

3 提高石灰活性度的措施

提高石灰的活性度可以從以下方面研究。

①均勻加熱。只有加熱均勻才能避免過燒和生燒。均勻加熱是生產活性石灰的前提條件。②并流加熱。并流加熱可以使煅燒時溫差減小，晶粒細化。這樣生產出的產品活性氧化鈣數量多，具有高的反應能力。

4 問題的提出與分析

近年來，隨著鋼鐵產業的蓬勃發展，各鋼鐵企業也越來越重視煉鋼原輔料的品質。現階段各鋼鐵廠也在不斷建設氣燒石灰窯，這種窯利用鋼廠富裕的高爐煤氣作燃料，解決了因焦炭和煤粉生成的灰分殘留在石灰中，造成石灰雜質增多的固體燃料石灰窯存在的問題。周邊燒嘴式石灰窯造價低，石灰品質好，是現階段各鋼廠的首選煅燒方式。但是，周邊燒嘴窯生產的石灰的活性度一直很低，平均在240~250ml/4N-HCl左右，增加了煉鋼時石灰的使用量。也限制了鋼的品質的提高。

周邊燒嘴窯生產過程中，如果沒有底部冷卻風的影響，在下部燒嘴以下相當一段距離內，溫度能保持在1150℃左右，但是，由于下部冷卻風的影響，下部燒嘴以下一段距離作為了燒嘴窯的冷卻帶，這樣，由于高溫物料和冷卻風氣流溫差大，致使處于冷卻帶的石灰晶粒變大、氣孔率變小、體積密度變大；同時，冷卻風經冷卻帶的炙熱石灰換熱后上升至煅燒帶助燃，形成了逆流加熱方式，因此這種石灰窯不能生成活性度較高的活性石灰。

5 新窯工藝、設備的改進

在新窯建設中，我們針對影響石灰活性度的因素，系統性地對石灰窯進行了改進。

首先我們把冷卻帶人為地加高；其次，在燒嘴下部增加引風裝置，使下部燒嘴和引風裝置之間形成一段距離的穩壓帶，穩壓帶不受下部冷卻風對尚處在1150℃的石灰張建鋒：（1976-），性別：男，民族：漢，籍貫：石家莊鹿泉市，職稱：助理工程師，學位：學士，主要研究方向：工業窯爐。

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