活性石灰生产手册分析.doc

工艺部分 第一章 煅烧理论 第一节 石灰煅烧概论 一、石灰概述 以主要成份为碳酸钙CaCO3石灰石为主要原料，经过适当温度的煅烧所得到的一种气硬性胶凝材料，其主要成份为氧化钙（CaO），此种材料就叫做生石灰。 1、生石灰的主要性质 ⑴ 颜色：白色，随着化学纯度不同而亮度不同，最纯的石灰最白，低纯度和生烧的石灰其亮度低，其颜色是由杂质，主要是铁元素很等着的色。有时也呈暗灰色、浅黄色。生石灰常常比原来的石灰石白。 ⑵ 气味：稍有臭味，伴有刺激性感觉。 ⑶ 组织：生石灰全部是结晶质，结晶的大小与排列依生石灰的不同而显著不同，其中，有看起来像无定形的东西，但实际上它是由微昌粒组成的。 ⑷ 空隙率：市场上销售的生石灰的空隙率随石灰石的结构，煅烧温度和时间等不同而在宽达18～48%（平均35%）的范围里变化 ⑸ 比重：完全死烧了的时候为3.34～3.40。一般市场上销售的生石灰比重为3.0左右 ⑹ 假比重：在1.6～2.8的宽范围变动，一般市场上销售的生石灰其平均值为2.0～2.2 ，堆比重为 1.1～1.7g/cm3 ⑺ 导热率：（0.0015～0.002）cal/cm3.s.℃ ⑻ 熔点、沸点：分别为2572℃和2850℃ ⑼ 安息角：是将石灰自然堆放时，其斜面也水平面构成的倾斜角，大约为40～50度 2、炼钢生产对石灰的质量要求 石灰石呈碱性，是最理想的造渣原料。氧气转炉对于石灰有如下要求： ⑴ 石灰的氧化钙含量要高； ⑵ 石灰要有高的活性度； ⑶ 应有高的气孔率； ⑷ 应有低的体积密度； ⑸ 石灰的比表面积要大 3、活性石灰在钢铁冶金中的重要作用 不同的炼钢方法对于石灰的活性度要求也是不一样的。平炉、电炉冶炼时间较长，有充分的时间造渣，因此对于石灰的活性度要注也不是那么严格，而氧气转炉炼钢的冶炼时间缩短到十几分钟，要求很快溶解成渣，所以要求石灰具有较高的化学纯度，活泼的化学反应性能，加入炼钢炉能快速反应化渣，脱去钢水中的杂质，所以采用高效活性石灰是改进炼钢工艺中的很重要的一个面。活性石灰代替普通石灰在炼钢中具有如下的技术经济效果： 1）加快化渣速度，缩短冶炼时间（吹氧时间可缩短10%左右）。 2）提高炼钢热效率，废钢比增加（可相应提高废钢比1.5～2.5%）。 3）提高钢水收得率，降低钢铁料消耗（钢水收得率可提高1%左右）。 4）提高脱硫、脱磷效果，改进钢质量（脱硫脱磷可比普通石灰提高10～30%）。 5）炉衬侵蚀减轻，炉龄提高（一般可提高炉龄20%） 二、石灰石在煅烧过程中进行的反应 煅烧石灰石时，窑内的化学反应为石灰石受热后分解成生石灰与二氧化碳，其反应式如下： CaCO3 = CaO + CO2 这是一个吸热反应，热量的来源主要是燃料，另外，这个反应是可逆的。因此，为使反应自左向右进行，必须指定温度和压力条件，温度越高反应越完全，在750℃时，CaCO3分解开始明显，但反应很慢，在898℃时，CaCO3分解就相当快了。425.2千卡热量需要60.74克标准煤，约为石灰石重量的6%，制取1公斤氧化钙，理论上需要消耗1.786公斤碳酸钙，这时需要的消耗理为452.2千卡×1.786＝759.4×4.1868KJ，相当于108.4克标准煤。实际上，煅烧石灰所需的热耗都大于理论值，这将直接取决于窑的类型和工艺技术水平，热的利用效率等。1公斤MgCO3的分解热为343×4.1868KJ，而制取1公斤氧化镁需要煅烧2.1公斤MgCO3，所需要的热量为343千卡×2.1＝720.3×4.1868KJ，由于MgO的烧结温度比CaO低，所以分解MgCO3消耗的热也较CaCO3少。煅烧石灰石所需要的热，均由燃料在窑内燃烧所至，燃料的燃烧需要足够的氧气，若送入窑内的空气量不足，燃烧就会不完全而产生CO，在位置较高的煅烧层中，还存在着还原层，CO2被炽热的碳部分地还原为CO：　　 C＋CO2　　　2CO－42.0×4.1868KJ 在煅烧较高的地方和空气中有剩余的氧，大部分CO被气化成为CO2： 2CO＋O2　　　2CO＋136.2千卡 当一氧化碳升到窑（料）面与空气接触燃烧生成二氧化碳 CO＋1/2O2＝CO2＋67.6千卡×4.1868KJ 应当指出，在窑顶的一氧化碳遇到空气燃烧产生的热