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）3100 %，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

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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CaO2SiO（偏硅酸钙），3CaO22 SiO2（硅钙石） ，2CaO2SiO2 2（硅酸二钙）和3 CaO2SiO2 （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 m 0.79÷1.97 = 0.4 Nm/ kg

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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）Nm。

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第二章 煅烧活性石灰的原料

一、原料选择要求

利用回转窑煅烧活性石灰的首要条件，是对原料的选择和使用。而根据选用的原料——石灰石的特性来确定煅烧设备和煅烧方式，是获得合格产品的重要保证。

用于生产活性石灰的原料，主要是碳酸盐类岩石，元素成份以CaCO3为主，也就是我们通常所说的石灰石。

石灰石的种类很多，一般常见的有：粒状结晶石灰石、致密石灰石、多孔石灰石、土状石灰石、泥灰质石灰石、白垩、白云石、贝壳——石灰质河卵石等。

由于在活性石灰的主要化学成分中，对CaO（氧化钙）的含量有较高的要求，一般应达到90 %以上。同时，对S（硫） 、P（磷）等杂质的含量又有愈低愈好的要求。因此，对生产活性石灰的原料——石灰石的质量是有明确要求的。

在对石灰原料的选用或使用上，在众多品位的石灰石（CaCO3 碳酸钙）中，常以CaO（氧化钙）含量大于54 ％，SiO2 （二氧化硅）、S (硫)、P (磷)、MgO (氧化镁)，Fe2O3 (三氧化二铁)、Al2O3 (三氧化二铝) 等杂质含量低值的石灰石作为煅烧活性石灰的原料。因为它是实现活性石灰产品所应具有的理化性质的首要保证，这一点是非常重要的。为了满足石灰产品的性质需要，长期以来，对生产冶金石灰或活性石灰主要原料的选择，多以致密石灰石为主，即普通石灰石。因为，致密石灰石的最大特点是表现在它所具有的致密细粒的结晶结构和质地硬度较小的特点，是煅烧活性石灰较为理想的原材料。

1、 石灰石的粒度

对石灰石的粒度要求，从煅烧的角度看，对CaCO3（碳酸钙）加热的目的，是除去颗粒中所含的CO2（二氧化碳）。

由于CO2的分离是从石灰石的表面向其内部缓慢地进行的，这时，如果石灰石的颗粒过大，则传热分解过程便会很慢，CO2的分离就会需要过高的温度来产生较高的分离压力。同时，也会延长CO2的分离时间。

由于天然生成的石灰石层内具有多孔性和传热性能差等特点的存在，当温度达到1250～1350℃时，石灰石的表面会产生过烧，收缩并产生裂纹，使CO2不能充分地分离。同时，高温亦能够使杂质渣化率增大。因此，对石灰石的粒度选择，对石灰煅烧的影响是非常大的。

从煅烧设备的角度看，根据选用的石灰石粒度，确定回转窑的煅烧系统结构，特别是竖式预热器。其基本内容包括：物料堆积状态、移动速度、冷热膨胀效果等对透气程度、传热、受热效率、分解率、产能及石

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灰最终煅烧结果的影响。

从产品使用的角度看，将石灰用于转炉炼钢的造渣剂时，钢的冶炼是在一定的温度范围内有时间上的要求的。这也就决定了石灰在与钢水进行反应并完成造渣时，也应具有时间上的要求。

总之，对石灰石粒度要求的首要条件是：应以满足用户对石灰产品粒度的需要为原则，结合考虑石灰石开采过程的成型率和可利用率，并能保持可长期的使用性为基础而进行的。

2、 石灰石的杂质

用于煅烧活性石灰的原料是石灰石CaCO3（碳酸钙）。它是一种天然矿物质，纯CaCO3的熔点为1339℃。

它是以CaO（氧化钙）为主要成分和其它物质组成的，纯CaO的熔点为2550℃。但是，石灰石并非是纯净的物质，在它们的内部组织中，会含有各种各样的杂质成份。

石灰石中最常见的杂质有：（二氧化硅）SiO2、（三氧化二铝）Al2O3、（氧化铁）Fe2O3、（碳酸镁）MgCO3、（硫）S、（磷 ）P和（氧化钠）Na2O、（氧化钾）K2O。

石灰在用于炼钢时，对杂质成分要求注重的是S、P杂质的低值含量。而在制碱工业中，对石灰的杂质要求则在于Mn（锰）、Cr（铬）、Ba（钡）、As（砷）等和其他重金属指标。

任何一个种类的石灰石中都会含有不同种类和不同程度的杂质。这些杂质的来源按其分类有： a、 石灰石本身存在的。

b、 物质形态粘附在石灰石表面的。

在石灰石中，对煅烧过程能够造成影响的有害杂质主要是：SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O等。它们在较低的温度（900℃左右）时，就能与CaO发生反应，造成CaO颗粒间的融合。使颗粒收缩，晶粒粗大，渣化率增大。它们是造成石灰在煅烧过程中，产生结圈结瘤的重要因素之一。

3、 石灰石的检验

石灰石质量的好坏，在很大程度上影响着活性石灰的最终烧成质量。因此，对选用的石灰石质量进行检验和分析是非常重要的。

其中，主要的检验方法是：化学分析试验法，即全分析法。

全分析法的主要检验内容包括：CaO、Mgo、灼碱、S、P、SiO2、Al2O3、Fe2O3和Na2O、K2O等指标的含量。 另外，对石灰石进行质量检验的其他方式还有，磨损试验、结晶组织观察试验、煅烧试验等。与此同时，对石灰石粒度的比例选择，矿物结构，硬度，耐磨度等物理性能也是原料选择的重要因素。

从石灰石的外观上看，石灰石的颜色也比较多。常见的有：灰色、灰黑色、灰白色、诸红色等。而在一般的认识当中，理化性能优良的石灰石，其外观颜色通常被视为以灰黑色为主。但是，在本质上，石灰石中钙含量的高低，与其外观的颜色是没有根本联系的。

原料开采后或入窑煅烧前，通常要经过水洗处理，目的是为了保证原料表面的清洁，减少杂质的存在。包裹在石灰石表面的泥土中，常存在着SiO2、钾、钠的氧化物和其他多种杂质。SiO2无论是对煅烧过程的石

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