影響煉鋼用石灰質(zhì)量的五大因素

用于煉鋼的石灰通常含有硅、硫、鎂等雜質(zhì)。石灰質(zhì)量直接關(guān)系到煉鋼的成渣速度、能源消耗,并影響鋼水脫硫效果等指標(biāo)。高質(zhì)量的石灰具有縮短冶煉時(shí)間、提高鋼水純凈度及收得率、降低石灰及螢石消耗、提高爐襯壽命等優(yōu)點(diǎn)。

一、有效氧化鈣和二氧化硅含量的影響

有效CaO是指石灰中CaO含量減去石灰自身SiO2在特定渣堿度條件下消耗的CaO量所得的余量。成分一定的鐵水所需的石灰量由終渣堿度(CaO/SiO2)確定,而SiO2含量又是決定爐渣堿度的關(guān)鍵因素,SiO2含量越高,所需石灰量就越大。對(duì)石灰中所含的雜質(zhì)SiO2,若按渣堿度為3.2計(jì)算,則石灰中每含1mol的SiO2,就需要3.2mol的活性CaO與之中和,大大降低了石灰中有效CaO的含量,從而增加了煉鋼用石灰量,也增加了渣量。據(jù)報(bào)道,有效CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小1%時(shí),按煉鋼渣堿度3.2計(jì)算,煉鋼石灰消耗量將增加0.432kg/t。廣鋼集團(tuán)年產(chǎn)鋼四百多萬噸,若煉鋼石灰有效CaO含量減小1%,則每年煉鋼石灰消耗將增加一千七百多噸,約合人民幣75萬元。

二、硫含量的影響

石灰中硫含量增加會(huì)降低有效CaO含量,增加噸鋼消耗,同時(shí)加速爐襯損毀,更重要的是會(huì)降低對(duì)鋼水的脫硫能力,影響鋼水質(zhì)量。降低有效CaO含量,增加消耗，硫含量的增加,將降低石灰中的有效CaO含量,增加噸鋼石灰消耗。按硫含量增加0.03%,廣鋼年消耗石灰25萬噸計(jì)算,每年將增加有效CaO消耗130多噸;按純度90%計(jì)算,每年將增加石灰消耗約145t,約合人民幣6.5萬元。石灰中硫含量增加造成鋼水硫含量增加,加劇了熔渣與爐襯的反應(yīng),加速爐襯損毀。降低對(duì)鋼水的脫硫能力,惡化鋼水質(zhì)量。石灰作為造渣劑的目的之一是去除鋼水中的硫。若石灰本身含硫量較高,顯然對(duì)鋼水中硫的去除不利。據(jù)報(bào)道,當(dāng)石灰中增加0.01%的硫時(shí),將使鋼水增加0.001%的硫,其結(jié)果將增加石灰消耗,延長(zhǎng)吹煉時(shí)間,降低脫硫、脫磷率,惡化鋼水質(zhì)量。

因此,降低石灰中的硫含量是降低石灰消耗,提高爐襯壽命,提高鋼水質(zhì)量,保證冶煉順利進(jìn)行的重要措施。

三、灼減

一般石灰的灼減量為2.5%～3.0%,相當(dāng)于石灰中殘余CO2量為2%左右。石灰中殘余CO2的量還反映了石灰在煅燒中的生過燒情況,影響石灰中有效CaO含量。據(jù)報(bào)導(dǎo),當(dāng)灼燒減量減少0.20%時(shí),有效CaO含量可提高0.17%,將降低噸鋼石灰消耗。

四、活性度

石灰的活性是指在熔渣中與其它物質(zhì)的反應(yīng)能力,用石灰在熔渣中的熔化速度表示。由于直接測(cè)定石灰在熔渣中的熔化速度(熱活性)比較困難,通常用石灰與水的反應(yīng)速度,即石灰水活性表示。石灰活性度高,其化學(xué)性能活潑、反應(yīng)能力強(qiáng),有利于冶煉過程的進(jìn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì),采用活性石灰(一級(jí)灰,活性度大于320)與采用普通石灰(活性度小于300)相比,轉(zhuǎn)爐吹氧時(shí)間可縮短10%,鋼水收得率可提高10%,石灰消耗可減少20%,螢石消耗可減少25%,同時(shí)高活性的石灰還有利于提高脫硫、去磷能力,并提高爐襯壽命。

五、雜質(zhì)

石灰中的雜質(zhì)一般是指石灰石中的SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O和K2O等。這些雜質(zhì)在較低溫度下(900℃)就與石灰開始反應(yīng),促使CaO微粒間的融合,導(dǎo)致微粒結(jié)晶粗大化,降低活性。鐵的化合物和鋁的化合物是強(qiáng)的助熔劑,能促使生成易熔的硅酸鈣、鋁酸鈣和鐵酸鈣。這些熔融化合物會(huì)堵塞石灰表面細(xì)孔,使石灰反應(yīng)能力下降,同時(shí)還會(huì)阻擋二氧化碳?xì)怏w的排出,形成中心某些部位的生燒石灰。更主要的是,這些熔融化合物和石灰發(fā)生反應(yīng),粘結(jié)在一起形成渣塊,使石灰窯窯況失調(diào),嚴(yán)重降低石灰的活性,使煉鋼石灰用量增加。