高温快速煅烧石灰的活性度研究

高温快速煅烧石灰的活性度研究 分类号: 密级: 公揖 : 烈虞科被夫哮 学位论文 高温快速煅烧石灰的活性度研究及炼钢应用的可行性初步分析 超 指导教师姓名: 薛正良教授 武汉科技大学材料与冶金学院 武汉市青山区和平大道号武汉科技大学 申请学位级别: 硕士 论文定稿日期: 年月日 专业名称: 钢铁冶金 学位授予单位: .茎坚型垫奎兰 笙茎笙塑旦塑 三旦生三星主旦 . 学位授予日期: 答辩委员会主席: 评 阅 人:四。// 武汉科技大学 研究生学位论文创新性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导师指导下,独立进行研 究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的 工作外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。 申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关 责任 安全质量包保责任状安全管理目标责任状8安全事故责任追究制幼儿园安全责任状占有损害赔偿请求权 。 论文作者签名:』弛日期:屿 研究生学位论文版权使用授权声明 本论文的研究成果归武汉科技大学所有,其研究内容不得以其它单位 的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定, 同意学校保留并向有关部门按照《武汉科技大学关于研究生学位论文收录 工作的规定》执行送交论文的复印件和电子版本,允许论文被查阅和借阅, 同意学校将本论文的全部或部分内容编入学校认可的国家相关数据库进行 检索和对外服务。 论文作者签名: 指导教师签名: 日 期:第页 武汉科技大学硕士学位论文 摘 要 石灰石炼钢和活性石灰炼钢相比能够节能和低碳,由于转炉温度高转炉出钢 后炉 底温度一般为旺?,石灰窑活性石灰的煅烧温度一般为?,炼钢 温度下在线煅烧出的石灰是否具有足够高的活性参与造渣,这是关系到转炉 用石灰石代 替活性石灰炼钢方法能否推广的关键。研究转炉出钢后的高温和短时间条件下在线煅烧 的石灰活性度变化规律,以及石灰石炼钢转炉内放热与投入料吸热的满足关系,分析石 灰石炼钢的可行性,可以为石灰石代替活性石灰转炉炼钢工艺的推广奠定基础。 本文首先研究了石灰石转炉出钢后的高温旺?和短时间 条件下煅烧石灰的活性度变化规律,煅烧温度选为:?、?、?、?, 煅烧时间选为、、,煅烧石灰石的粒度选为舢‰肛加., 并且还研究了食盐添加剂对.试样煅烧石灰活性度的影响,研究结果表明: 石灰石颗粒在?煅烧,石灰活性度大于,且石灰活 性度随煅烧温度升高而升高;当煅烧时间超过后,煅烧的石灰开始 过烧,活性度明显下降。增大石灰石试样颗粒尺寸,将使煅烧的石灰的活性度降低。在 ?煅烧时,用石灰石粉压制的试样比颗粒试样更容易发生过烧。 转炉炼钢时炉内氧气吹炼铁水放出的热量必须满足投入造渣料吸收的热量,这对于 热源为纯氧吹炼的转炉炼钢生产是必要的。本文分别计算了石灰石炼钢法与活性石灰炼 钢法石灰造渣料的吸热比、石灰石炼钢法与活性石灰炼钢法炉内金属料对石灰造渣料放 热比,经比较,放热比低于吸热比,既然活性石灰炼钢法早已用于实践、炼钢时炉内金 属料对活性石灰的放热量与活性石灰在炉内的吸热量在数量上可以满足,那么可以认 为,采用石灰石炼钢法炉内金属料对石灰造渣料放出的热量满足石灰造渣料吸收的热 量。 关键词:石灰石;活性石灰;转炉炼钢;石灰活性度武汉科技大学硕士学位论文 第里页? . 曲 , , .,, ..,, . ? ? ,, . 四. 一四.. 肛? 一 ? . .. ,. ’ .. /...; :; ;武汉科技大学硕士学位论文 第页 目 录 第一章文献综述.活性石灰概况和作用. ..活性石灰概况.. ..活性石灰在炼钢中的作用?.. .活性石灰的生产.. 生产原理 .. 生产设备.. 生产燃料??. .活性石灰炼钢法和石灰石炼钢法? .石灰石炼钢法效果?. ..节能和减排效果??.. ..经济和社会效益??. ..操作上的优越性??. .工业应用石灰石炼钢法历程??。 .高温快速煅烧石灰活性度值的不确定性? .煅烧石灰石的实验室研究? 第二章研究高温快速煅烧石灰活性度的意义?.. .石灰石炼钢法的好处??。 ..石灰石炼钢法能够节能减排 .. 节能减排的具体形式??.. .应用石灰石炼钢法需要解决高温煅烧石灰活性度的问题??。 .研究的意义? 第三章研究方法?.. .研究目标及目标?。 ..研究内容..研究目标.实验研究基础??.. ..实验原料??。 ..实验装置. 实验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 和流程..石灰石试样的制备? ..石灰的煅烧?。 ..煅烧石灰活性度的 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 ??. 第四章研究结果及分析...?.第竖页 武汉科技大学硕士学位论文 .煅烧温度和煅烧时间对煅烧石灰活性度的影响? ..煅烧温度对煅烧石灰活性度的影响. ..高温煅烧时间对煅烧石灰活性度的影响?. .圆柱状试样高温分解规律。 .添加剂对圆柱状试样煅烧石灰活性度的影响?.. 第五章转炉用石灰石炼钢的可行性分析? . 石灰石炼钢法炉内金属料放热量足够石灰造渣料吸热量的分析??一 .. 分析的意义.. ..分析过程??. ..分析结果??. .转炉炼钢应用石灰石炼钢法的可行性?.. 第六章 全文 企业安全文化建设方案企业安全文化建设导则安全文明施工及保证措施创建安全文明校园实施方案创建安全文明工地监理工作情况 总结参考文献.. 致谢..?.:..?.?.??.?..?.?.?.??..?....??.?.??..?....武汉科技大学硕士学位论文 第页 第一章文献综述 .活性石灰概况和作用 ..活性石灰概况 所谓活性石灰,就是一种优质的轻烧石灰,它具有晶粒细小、气孔率高、体积密 度小、比表面积大、反应性强、杂质低、粒度均匀,同时还具有一定强度等优点【。活 性石灰活性度高,活性石灰的活性度水平见表.【。转炉炼钢时使用的活性石灰活性度 越高越越好,活性石灰活性度越高,脱硫脱磷效果越好,转炉炼钢使用活性石灰时选择 的是活性度高的石灰,现在钢厂炼钢时选择的冶金石灰一般是一级以上。小颗粒活性石 灰气孔率大,比表面积大,钢渣向石灰的扩散速度快,特别是转炉炼钢冶炼时间短, 必须高活性才能在短时间内约化成渣【】。活性石灰用于转炉炼钢造渣化 渣快,冶炼时间短,脱硫、脱磷效果好。因为炼钢脱硫、脱磷的共同特点是高碱度,活 性石灰因化渣快,可快速提高炉渣碱度,且石灰本身硫、磷含量低一般在.%以下, 因此,冶炼中具有很好的脱硫、脱磷效果,前期去磷率可达%以上,比普通石灰高 %;可减少石灰加入量;可减少钢渣生成量,从而提高钢水收得率;热量损失小,废 钢比增加;减少喷溅,降低吹损率%;钢水质量提高;炉衬侵蚀减轻,可提高炉 龄。因此,世界上发达国家己%采用活性石灰炼钢,我国也早在年冶金部召开 第一次全国转炉炼钢会议时就明确的规定,转炉炼钢使用活性石灰是一项基本的技术政 策【。 表.活性石灰的活性度水平 类别 品级 ,% 活性度,/?, 卜,% ,% 特级 ?. ? 一级 芝. . 普通冶金石灰 二级 之. 芝 三级 ?. 芝. 特级 之 一级 猡. 之 镁质冶金石灰 芝. 二级 兰. 三级 ?. 之 ..活性石灰在炼钢中的作用第三页 武汉科技大学硕士学位论文 石灰在炼钢中,主要用来做“造渣剂”,去除钢水中的有害元素硫、磷,优化 钢水质 量【。石灰脱硫、脱磷的机理为: 渣中石灰脱磷的反应式: . 【尸】? 脱反应方程式中的?为“放热”。实现脱磷必备的条件如下: 渣中碱度高:/的比值约在左右; 必须加入:通常约为孓%; 溶池在低温下:因是放热反应,所以温度在以下; 渣量大,必须不断扒渣因是可逆反应。 渣中石灰脱硫的反应式: . 【】矗【】一 脱反应方程式中的?为“吸热”。实现脱硫必备的条件如下: 高碱度、高温下反应因是吸热反应; 钢中脱氧良好,熔池搅拌充分。 在炼钢造渣中产生的渣,其主要成分为?和,在扒渣过程中不断从 钢水中除去,达到去除硫、磷的目的。 石灰中的不能以固态参与上述反应【,必须进入渣中成为才能参与造渣 反应,即只有熔化的才是有效,未熔化的直接进入钢渣,不能起到造渣 作用。 .活性石灰的生产 ..生产原理 活性石灰的生产就是把为主要成份的石灰石,加热分解为和的过 程【”。生产冶金石灰所用的原料是石灰石【,其矿物组成以方解石为主,偶 有白 云石共生【。活性石灰是体积密度在. 以下【】,气孔率在%以上,比表面积在 . ?一,反应能力强的石灰。石灰石分解的化学反应式如下: . 煅烧开始温度为?。煅烧过程是由石灰石菱形晶格向石灰立方晶格转化过程, 晶格常数将由.降到.。石灰石分解后,将由细小的、歪扭的晶格或彼此间小 的裂缝分割结晶群所组成,这些晶格存在点状缺陷和错位,故表面能与晶格 能都很高,特别是由于晶格比晶格体积小,但晶格群并不比 晶格体积小多少,故晶格间孔隙增大,石灰的体积密度低,气孔率高,比表面积武汉科技大学硕士学位论文 第页 大,反应能力强。一般认为石灰石从?开始分解,在?时分解加快,此 时晶体为岬,这时石灰的反应能力最强,这是由于煅烧石灰石从表面开始, 所形成的小晶体石灰固溶在未转化的石灰石内核上,再去煅烧时,小晶体就开始合并, 使它们之间的孔隙变大,但料块体积尺寸没有多大收缩;当温度在 ?以上时, 晶体开始长大,体积收缩加快,活性开始降低;若温度达到?时,晶体增长异常迅 速,其活性显著下降。所以严格控制焙烧工艺条件,对煅烧活性石灰至关重要。石灰石 原始矿的选择、煅烧条件和颗粒大小是极为重要的【。 ..生产设备 国内外冶金企业主要采用“卧式”和“立式”两种窑型煅烧石灰【】。 “立式”窑种类 较多,无论过去“传统竖窑”及“机械化立窑”,还是改进后的“废气调控式 竖窑”、“斜膛 竖窑”,均无法达到理想化石灰煅烧温度场,生烧或过烧现象无法最大限度地克服,尽 管投资少,建设期短,但石灰质量无法保证活性度均在之间,故选择 此类窑型并无技术优势。以下介绍几种较好的生产窑型,它不但能生产出高质量的活性 石灰,且具有各自独特的生产特点【】。 回转窑 ?回转窑的种类 回转窑可分为长回转窑和短回转窑两种。长回转窑的长度一般为卜,不带 单独的预热器。最大能力为/。煅烧用的石灰石块度为。长回转窑的热 耗比较高,一般为 /石灰,这种长回转窑正在逐渐被短回转窑取代。短 回转窑一般长为。短回转窑采用的预热器一般分为篦式预热器、竖式预热器和 旋流预热器。回转窑装有预热器可以降低热耗。其煅烧石灰石的块度一般为 , 热耗一般为/石灰带旋流预热器的短回转窑的热耗为/ 石灰。 ?回转窑的特点 回转窑煅烧出的石灰质量好、纯度高活性度一般可达到。该窑可以 煅烧粒度较小的石灰石以上,提高了原料的利用率。短回转窑煅烧活性石灰 的 单位热耗比一般机械化竖窑低,但比并流蓄热式竖窑高%。机械化程度高,易于 控制,劳动条件好,产量大,适宜于冶金工业。回转窑煅烧系统设备多,重量大,投资 高,占地面积大,它比并流蓄热式竖窑单位产品耗钢材量大?倍,投资高出俨%, 占地面积多出一倍。回转窑对煅烧的石灰石强度有一定的要求,在煅烧过程中强度变低、 易爆裂的石灰石不适合在回转窑中煅烧。回转窑煅烧使用燃料范围较为广泛,可采用天 然气、高炉煤气、焦炉煤气或混合煤气、重油和煤粉等。 ?回转窑的煅烧工艺过程 适当粒度的石灰石首先进入窑的预热器。在预热器中石灰石被来自回转窑窑尾的又建一台同样规格的回转窑。四台窑均以生产活性石灰和轻烧白云石为主。以鞍钢为例, 年初日产吨活性石灰回转窑投产,所生产的活性石灰在鞍钢三炼钢厂吨 转炉试用,显示出明显的优越性。除了从国外引进大型回转窑外,我国也自主设计并建 成了完全采用国产设备的小型回转窑,如新疆屯河股份有限公司活性石灰厂与八钢联合 于年底建成一座以煤粉为燃料的小型回转窑【】。 回转窑的生产具有原料适应性强、规模大、易于操作、技术成熟等优点【】。 环形套筒竖窑 ?环形套筒竖窑的基本情况 这种窑是德国杜塞尔多夫土石热源公司的卡尔?贝肯巴赫于年发明的,现在世 界各国已建成这种石灰窑数百座,如我国的梅山、马钢等企业均建有环形套筒竖窑。该 窑具有许多优点,诸如产品质量好、生产率高、占地面积小、热耗低/石灰、 生产灵活度大有卜窑型、燃料适应性强可燃气体、液体和固体燃料等。 上海宝钢集团上钢一公司为配合新上不锈钢工程,于年从特鲁兹?弗卡斯公司引进 一座日产吨贝肯巴赫环形套筒窑,这是全世界第一座全自动化控制的套筒窑。该窑 以转炉煤气为燃料,运行状况良好。之后为满足新增炼钢能力对高活性石灰的需要,上 钢一公司又从此公司引进第二座日产吨的全自动控制贝肯巴赫环形套筒窑。该窑将 以天然气作燃料,是我国首座烧天然气的石灰窑。 ?环形套筒竖窑的结构 此种窑为两个同心筒体构成环状炉腔的煅烧设备。窑内设有上下两个内套筒。内套 筒的外部与外套筒的内部均砌有耐火材料,内套筒两层铜板之间的夹套送入 冷却用的空 气。设置上下两筒的目的即可减少料层的厚度,又便于引导气体,有效地利用热能。在 套筒式竖炉的外壳上有上下两排错开排列及等距离配置的燃烧室,其具体数量视窑的容 积而定。每个燃烧室出口的上方在外壳与简体之间设有耐火砖砌筑拱桥,以便在下面的 石灰料柱中构成一个空间,使热气体能均匀地进入石灰料柱内。耐火桥的设置旨在稳定 窑的结构,以及避免火焰与石灰石直接接触,力求使燃烧气体均匀扩散。由于设置两排 燃烧室及对气体的导流,将窑的煅烧带分成两部分,上部煅烧带内气体与石灰石形成对流,而下部煅烧带则是顺流。武汉科技大学硕士学位论文 第页 ?环形套筒竖窑的操作 石灰石入窑后在预热带以对流的方式预热,然后移至煅烧带的上部煅烧区。上排烧 嘴未完全燃烧的热气体进入石灰石料柱内完全燃烧,然后石灰石进入两排烧嘴之间的煅 烧带内,并得到由下部煅烧带分流出的热气体使之继续分解,并在下部煅烧带以顺流方 式继续煅烧直至石灰石完全锻烧好为止。煅烧好的石灰继续下移至冷却带,被来自下面 的逆流冷风冷却,然后由液压驱动的出料机构将石灰从卸料台卸在窑下部的石灰斗中。 振动溜槽可随时将石灰斗中的石灰卸出。该窑的核心为下部燃烧带,它保证了能够煅烧 出优质活性石灰。整个窑体为负压操作,对窑体密封要求不高,可以在线观察到窑内的 煅烧过程、在线取样及维修设备。因此,在所有竖窑中套筒窑的作业率是最高的【。 并流蓄热式竖窑 ?并流蓄热式竖窑的发展 并流蓄热式竖窑的操作原理是由奥地利的与提出来的, 故亦称为斯米特一霍弗尔?窑。这种窑有双膛和三膛竖窑两种结构。世界 上第一座并流蓄热式竖窑于世纪年代在奥地利建成。由于煅烧出的石灰质量好, 位于瑞士苏黎世的窑炉公司于年获得了设计和建造该窑的许可证。在奥地 利境外的第一座并流蓄热式竖窑建于年。通过不断的技术改造,采用该窑煅烧活 性石灰的技术目前在许多工业发达国家得到了广泛应用。目前己建成投产的达数百座。 我国包括台湾省在内已建有十多座,如太钢、包钢、唐钢等。 ?并流蓄热式竖窑的优点 采用并流蓄热式竖窑锻烧出的石灰质量好,活性度高可达到,残余 含量一般不超过%,硫含量亦低当然与石灰石的质量有关,完全可以满足炼钢 的要求。此外,节能效果显著,单位产品热耗量为/石灰,是所有石灰 煅烧窑中热耗最低的。其生产率比国内以焦炭为燃料的竖窑高叫%。并流蓄热式竖 窑的建设投资费用比回转窑少,占用的建设场地也小,因此,在我国建这种窑比较符合 国情。 ?并流蓄热式竖窑的操作原理与结构 并流蓄热式竖窑的窑膛分圆形和方形两种。在窑膛煅烧带下部设有彼此连通的通 道。燃料经设在石灰石中的喷枪向燃烧带供热。燃烧用的空气采用鼓风机从窑的顶部送 入窑内,压力最大可达,空气与燃料混合后在喷枪的喷口处燃烧。石灰石在其中 一个窑膛内以并流方式即燃烧产物的流向与石灰石流料的移动为同一方向加热煅烧, 所产生的烟气最高温度可达?经通道沿另一窑膛的预热带流向窑顶,作为废气 排出。烟气通过预热带的料柱时,将大部分热量传递给石灰石,使之加热到分解温度, 石灰石料本身形成了“蓄热室”进行充分的热交换。根据操作条件,窑每隔? 换向操作一次。窑的预热带、煅烧带是以并流与逆流的方式交替操作的。 整个窑为密封正压操作。并流蓄热式竖窑可以采用煤气、天然气、重油以及煤粉等 ?为燃料。入窑石灰石的块度范围较大,卜蚰的原料均可使用【。第页 武汉科技大学硕士学位论文 双梁石灰竖窑 ?双梁石灰竖窑的基本情况 双梁窑是意大利弗卡斯公司多年来不断开发和改进的窑型,目前世界各 地已建成这种窑百余座,在我国如石钢等。该窑的主要优点有:生产率高;投资费用低 与回转窑相比,同样生产能力的双梁石灰咯密投资费用较低;占地面积小;热耗 /石灰、电耗/石灰低;生产灵活度大;燃料适应性强;自动化 水平高。 我国马钢第三炼钢厂引进意大利弗卡斯公司的日产吨的弗卡斯石灰窑于 年月日一次点火投产成功。该窑是目前国内控制水平最高的弗卡斯石灰窑。此窑最 大的特点是:工艺合理,它采用三路压力系统,在传统的结构上又增加了一个后置煅烧 带近似并流区,使石灰活性度得以进一步提高;在控制方面,采用意大利软件后, 所有系统均能实现连锁自动控制,同时,还能在现场及电脑画面上单个进行人工调整, 这给窑况的稳定运行提供了有力的保障;点火及停窑非常迅速,一般的气烧窑在热态下 点火开窑至少要,而该窑由于采用半自动点火方式,最多就能点火成功。 该窑自投产至今,石灰活性度基本维持在左右,生过烧率%,生产稳定,窑况 顺行,质量稳步上升【】。 ?双梁石灰竖密结构及操作原理 该窑主要由储备带、预热带、煅烧带和冷却带四个带构成。储备带处于窑的顶部, 能储备约的石灰石用量。当石灰石处理和装料系统有故障需要时间修理时,此储 备量能保证窑连续操作。石灰石下移至废气管下面时进入预热带,石灰石在此吸收了来 自上升废气的热量。这种有效的热交换使石灰石得到充分的预热,从此开始煅烧。煅烧 带设有两层烧嘴梁,这也是双梁窑的核心部分。石灰石在该带中完成最终煅烧。此带的 高度可根据所要求石灰石的质量与性能加以调整。烧嘴梁设在两个不同高度上,向其中 供给燃料和一次助燃空气。石灰经过下烧嘴梁之后完成了煅烧过程并进入冷却带,来自 窑底部的冷空气将石灰冷却。之后,由窑底部的卸灰设备卸出。当空气上升到煅烧带时 与石灰再进行充分的热交换,提高了窑的热效率。 烧嘴梁基本上是一个细长的以导热油冷却的钢组件,导热油带出的热量用于预热一 次助燃空气,使窑的热耗有所降低。燃料通过横跨窑截面的烧嘴梁均匀地喷入料层中. 并且与从烧嘴梁端抽入的一次助燃空气以及从窑底抽上来的二次助燃空气混合。由于准 确控制了燃料空气混合比.为有效而均衡的燃烧创造了条件。安装在窑上部、并跨越窑 横断面的管道,使热烟气均匀地上升穿过料层,以保证煅烧所需热量能均衡地通过位于 窑整个断面的石灰石。这样就能避免热流集中,不致形成不均匀地煅烧,也不会使耐火 窑衬毁损。 双梁窑采用了双向压力系统,燃烧带以下为正压,燃烧带以上为负压。燃烧所需的 二次空气由鼓风机通过分布梁进人冷却带,使窑内煅烧带保持正压;窑上部的废气通过 废气引风机抽出,使窑内锻烧带以上保持负压。除了以上两种竖炉外,直流和逆流竖炉武汉科技大学硕士学位论文 第一页 在生产活性石灰中也有大的应用【】。 目前,活性石灰主要是由上述种窑炉生产的。回转窑的生产方式具有原料适应性 强、规模大、易于操作、技术成熟等优点,尤其适用于大型钢厂。其余种竖窑生产方 式则具有燃耗低,投资省,占地面积小等优点,亦很有发展前途。任何窑型均有其优点 及缺点,选用何种窑型则应根据企业的具体情况而定【。 .. 生产燃料 燃料类型有固体燃料、液体燃料和气体燃料【。 固体燃料 固体燃料一般采用焦炭、无烟煤、型煤或煤粉等。 ?固体燃料应用在立窑中已有悠久的历史,随着普通立窑逐步被机械化立窑所取 代,生石灰质量也更加稳定可靠,机械化立窑所用燃料多为焦炭,这是因为焦炭热值高, 挥发分低,含硫量低,并具有较好的机械强度,是较理想的固体燃料。 ?无烟煤又称白煤,发热值比焦炭高,一般用于混料式立窑,但由于产地不同,其 挥发分、含硫量、灰分等各异,与焦炭相比,机械强度较差,易碎裂成小块甚至粉末, 但成本较低,目前也是我国立窑生产较普遍使用的燃料。由于国内富煤、少 油、缺气, 因此,煤炭等固体燃料是国内石灰生产的主要燃料。立窑煅烧石灰石用白煤和焦炭应符 合的要求见表.。 表. 白煤和焦炭的性能要求 种类 同定炭,% 灰分,% 挥发份,% 含硫,% 水分,% 块度,锄 发热值,/ 白煤 之 翌 ?. . . 焦碳 芝 翌 . . . 液体燃料 液体燃料有重油、渣油、柴油及近年来兴起的生化燃油等,称之为直接燃料,其窑 型也称为直燃式立窑、直燃式回转窑。在一定的压力下燃油经喷嘴雾化后,与适量的空 气混合,燃烧过程与气体燃烧过程完全相同。由于液体燃料的稳定性、连续性和可流动 性,通过流量控制可严格控制各项工艺指标,从而可连续稳定地生产出活性良好、且含 杂质量很少的生石灰,可有效地避免过烧或轻烧现象。 气体燃料 气体燃料包括煤气、天然气、焦炉煤气、合成氨弛放气等,也是直接燃料,其窑型 也称为直燃式立窑、直燃式回转窑。气体燃料应该是生产优质石灰的理想燃料,具有液 体燃料的所有优点。虽然国内缺少天然气资源,但可采用钢铁厂副产的焦炉煤气作为气 体燃料,也可建设煤气发生炉用煤炭制煤气,这将成为国内未来活性石灰生产的重要燃 料来源。 从以上分类可知,固体燃料虽因杂质含量高,对石灰活性有一定影响,但从燃料多第墨页 石灰的活性, 随着变化【】。 . 而石灰石炼钢法,是在转炉出钢至兑入下一炉铁水的高温和短时 间卜条件下内往炉内投石灰石,利用炉内的高温在线煅烧活性石灰炼钢。用 石灰石代替活性石灰炼钢,如图.【。 由 铁水少量冷铁料 图.石灰石炼钢法 图活性石灰炼钢法 冷铁料作用:降低炉内炼钢温度, 冷却剂有:废钢、铁块、矿石、 白云石、石灰石、石灰等。 .石灰石炼钢法效果 ..节能和减排效果 节省煅烧石灰一转炉炼钢工业链在能量上的浪费 转炉炼钢用石灰石代替石灰造渣,会产生一系列的节能减排效果【。 ?消除石灰出煅烧炉后到送往转炉过程中的能量浪费 为计算节省的能量浪费和减少的排放,假设:石灰的生产过程没有任何的热 能武汉科技大学硕士学位论文 第页 回收,煅烧好的石灰出煅烧窑的温度为?,石灰的成分完全是,运往转炉前 的温度为,石灰煅烧后降温放散热能回收率低于%,炼每吨钢加入的活性石灰 量为;我国粗钢产量为亿仇,其中有%为转炉钢;而世界上石灰煅烧后降温 放散热能回收率为%,全世界的产钢量约为亿,其中转炉钢占%;消费标 准煤的排放量为. 碳. 】。计算数据取自文献【,估算方法如 下【】. ? 每吨石灰从出煅烧窑到运往转炉的热量损失为: 口算吗删等×肛...矽 ..标煤 冶炼每吨钢热量损失为??/我国每年石灰窑法煅烧石灰的热量损失为: ?钢.//%%./ ,转炉炼钢使用石 相当于.标煤/,折合排放量为./ 灰石造渣的方法我国每年可以节省.的能量,减少排放量.。 同理全世界石灰窑法煅烧石灰每年热量损失为: ?钢.//%%./ /。 相当于.标煤危,折合排放量为. 转炉炼钢使用石灰石造渣的方法全世界每年可以节省.的能量。 ?节省石灰在炉内煅烧二次烧成消耗的能量,提高造渣石灰的利用率 石灰具有强烈的吸收空气中的水和的能力,从出煅烧窑到运往转炉的过程中石 灰会吸附空气中的水生成氢氧化钙和碳酸钙,而且石灰活性越大,吸附能力越强,炼钢 造渣需要投入活性度值高的石灰,因此石灰中会含有水和,石灰在炉内会吸热以分 解氢氧化钙和碳酸钙等物质,相当于二次煅烧石灰。这一过程消耗的热能随天气、季节 和石灰原料的不同情况而不同,但可以肯定的是,能量的消耗是很大的。另外石灰的结 构疏松,从煅烧窑到转炉的转运中因碰撞会产生很多粉末,这些粉末在石灰投入转炉前 需要筛分出来,浪费掉了,煅烧的石灰在投入转炉中时,轻的小颗粒会被上升的炉气带 出,分散于炉口或进入除尘系统加重其负担。如果把投石灰造渣的方法改用 投石灰石造 渣法,就可以改变这些。 ?减少石灰石在转炉内煅烧成石灰之后的放热,减排和。排放 石灰在转炉内煅烧时会迅速分解成为石灰,由于炉内的高温,石灰化渣中速度非常 快,往往几分钟甚至几秒钟分解的石灰便溶入渣中迅速参与造渣,时间非常段石灰的散 热很少,和几十分种甚至两三个小时的石灰在石灰窑中的煅烧过程散热量相比,热量的 损失减少了;石灰在石灰窑中煅烧会产生粉尘排放和和等气体排放,如果把煅第卫页 武汉科技大学硕士学位论文 烧石灰石的过程放在转炉内完成,由于是在铁水炉渣等环境中,就不会排放粉尘,同时 在转炉中煅烧不需要含硫和氮的燃料,转炉纯氧吹炼很少不会生成,就不会产 生污染性的。和,,可以减少粉尘和有害气体的排放。 减少传统石灰石煅烧产生的排放 在铁水面上分解出的,要参与铁水中杂质元素的氧化反应。根据热力学 数据计算,在间 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 状态下可以自发进行的反应如下【】:。一?.~一. . 兰二/ 。 。 。 。 ?. . . 【】 因此强化了吹炼初期供氧,增加了的生成量,而可以增收转炉煤气。 煅烧石灰石回转窑的热耗为/石灰,换算成排放量为./ 灰;按照石灰石中含量为%计算,煅烧过程分解逸出的量为. / 石灰。如果把石灰石直接加入转炉,假设分解逸出的有%可以参与铁 水反应生成,且转炉煤气能够回收,按照吨钢消耗 石灰、全国年产亿吨转 炉钢计算,则可以因此减排量为万吨/年;分解逸出的转变生成 量为万吨绰,可以作为转炉煤气进行回收,用做燃料和化工原料,提高经济效 益。 ..经济和社会效益 如果按照新方法实施全石灰石造渣法炼钢,回收煤气的炼钢厂会大幅度地增 加煤气 的回收量,平均吨钢的成本将节约元以上。假如全国的炼钢厂都采用这种生 产模式 并且回收煤气,假设转炉钢产量为亿吨年,那么可以减少冶金石灰的生产约 万 吨犀,而且可以消除其带来的大量污染;转炉炼钢成本可以节约亿元以上绰,还 降低市场钢的价格;如果增加煤气的回收算成万吨以上库,在产量上就等于几 个大天然气田的产量:如果算成减少排放万吨以上绰,就等于从炼铁到炼钢 过程排放总量的%左右【。 由于许多钢铁企业设计之初就考虑使用一部分冷铁原料,因而如果现在使用全石灰 石造渣方法炼钢,如果铁水量不足,就可以用部分石灰石代替石灰造渣,也可以收到非 常好的经济效益和环境减排的效果。若实行钢产量限制,最好是采用这一方法来维持生 产。这种方法的实施,对钢铁业界的清洁生产会产生非常大的带动,可以提高业界的生 产效率以及生产技术水平,可以改变对钢铁厂的规划和设计思路,对建设资源循环型钢 铁企业是有利的【】。 ..操作上的优越性 石灰石的进货和上料管理比石灰造渣法要简单;石灰石在转炉中煅烧产生石 灰的同时会产生,产生的可以增强转炉吹炼前期的供氧;石灰石在炉内煅烧武汉科技大学硕士学位论文 第页 分解会吸收炉内的热量,这样会使铁水面降温,有利于吹炼初期的铁水脱磷: 石灰石 分解的瞬间,产生石灰的活性度值是最大的,这样产生的石灰对炼钢来说是最理想的, 这样产生的高活性石灰与炉渣接触,化渣速度很快;石灰石的比重比石灰大,往炉内 投入石灰石即使块度小也不用担心石灰石会被上升的炉气带走;石灰石入炉之后会迅 速吸热开裂,石灰石与炉渣的接触面积会增大,石灰的烧成和化渣速度很快;如果使 用“石灰废钢”造渣模式,除了要投入石灰外,还需要投入废钢和铁料等,而用“石灰石” 造渣模式代替“石灰废钢”造渣模式,如果铁水的成分是合适的,就可以全铁水操作, 这样就减少了炉前装废钢和铁料的等待时间,提高了操作效率;使用“石灰石”造渣 就不需要使用废钢,减少废钢的使用将减少钢中混入有害元素的机会,对冶炼优质钢有 利;可以实现清结生产;企业不用再将自铸铁供给转炉做冷铁原料,可以减小成 本;石灰石中的成分能被完全利用,在炼钢初期投入转炉后在炉内高 温快速分解生成的将组成固定渣中的酸性组分,产生的将做为氧化剂参与炉 内铁水元素的氧化,和、等元素反应产生的可以做为煤气资源进行回收【】; 采用石灰石造渣,石灰石分解可以吸收转炉氧气吹炼时炉内过量热量,就可以避免活性 石灰造渣使用过多的废钢、铁块冷却,增加成本【】。 .工业应用石灰石炼钢法历程 石灰石炼钢早已在业内适用,最早是在电炉中使用石灰石造渣。早在世纪年 代末、年代初,成都无缝钢管厂【卿和昆明钢铁厂磁就成功开发出用石灰石代替活 性石灰的电炉炼钢工艺。近年来,也有学者申请了在转炉上用石灰石代替活性石灰炼钢 的专利技术【?】,并分别与石家庄钢铁有限责任公司、武安市鑫山钢铁公司合作,成功 地进行了工业试验,证明了这一炼钢方法安全、高效、可行。另外,由于碳酸钙在炉内 分解出的参与初期铁水反应,可以使炉气中浓度提前分钟左右达到可回收程 度,且炉气中浓度明显地增高,因而可以增加转炉煤气和铁水中碳的回收量,减排 ,。 .高温快速煅烧石灰活性度值的不确定性 石灰组成中有游离氧化钙和结合氧化钙,游离氧化钙中又分活性氧化钙和非活性氧 化钙。非活性氧化钙在普通消解条件下,不能同水发生反应,但有可能转化为活性氧化 钙如磨细后。活性氧化钙则是在普通消解条件下,能同水发生反应的那部分游离氧 化钙,结合氧化钙是不可回复的,故不能称为非活性氧化钙。氧化钙在石灰中存在形式 可以用图.表示。石灰的反应能力实际上可以看成是游离氧化钙总量中活性氧化钙的数 量【。 石灰石的锻烧是石灰石菱形晶格重新结晶转化为石灰的立方晶格的变化过程,其变 化所得晶体结构与形成新相晶核的速度和它的生长速度有关。当前者大于后者时,所得第堡页 武汉科技大学硕士学位论文 厂一磁一一 厂游离 扣结合 ,,。 活性 非活性 ‘,‘ ’,‘ 磨细 图.石灰中氧化钙的存在形式 到的为细粒晶体,其活性氧化钙分子数量多,具有高的表面能;反之,所得为低表面能 的粗粒晶体,其活性氧化钙分子数量少。在石灰石快速加热锻烧下,所得到的 为细粒晶 体结构的石灰,活性度就高;缓慢加热锻烧时,所得为粗晶体结构的石灰,活性就低【】。 大量的实验室研究工作表明,石灰石在经过较长时间的预热后,活性石灰的适宜煅 烧温度为一 ,当煅烧温度达到?时,石灰的活性度小于。 因此,实际生产中石灰窑的煅烧区中心的温度一般控制在?。目前生产中使 用的石灰煅烧设备有普通竖窑、并流蓄热式竖窑、套筒式竖窑、回转窑、沸腾窑等【峪】。 由于它们的热工条件和使用的燃料,以及石灰石块度之间的差别,所生产石灰的活性度 差别很大,见表.【。 表.窑型生产石灰的活性度范围 指标 普通竖窑 并流蓄热式竖窑 套筒窑 回转窑 沸腾窑 活性度/ 卜? 伊? 伊?. 州 高温快烧是获得高活性度石灰的基本条件。现有的基础和应用研究工作主要围绕工 业生产煅烧窑的热工和工艺条件而展开。如图.给出了石灰的物理性质与煅烧温度的关 系。 埔 。 钳? ‘ /‘ / 卜 ? 、 ./ ? 童 曲 、 ~ 蚴爵镌? ,, ‘冬 ? 参董 。 曩 ,一救 萄 ’~ / 的 骺 ?答 夕.謦壬 ~ 器 一 /。 . ‘ 簟 , × 入 。 翰褥 ~ ’ /。/ 。’?‘ \ 竹、~~ ? 协。 一 ? ’纛凌曩发.? 图.石灰的物理性质与煅烧温度的关系 一比表面积计算;一体积密度:?平均颗粒;一气孔率计算;?气孔率实测武汉 科技大学硕士学位论文 第页 从图.煅烧温度与石灰体积密度、气孔率、平均晶粒度之间的关系来看,随着 煅 烧温度增加,石灰的活性度应该是下降的【】。但实际上大量的实验研究表明,随着煅烧 温度升高,石灰的活性度先升高,在卜 ?达到最高,然后随着煅烧温度升高再 逐渐下降。这些现象说明仍然有许多问题还不为人们认知。特别是在未经预热直接进入 高温。下快速煅烧的条件下,得到的石灰的物理性质和活性度会发生什么 样的变化,目前还未见相关文献报道。 .煅烧石灰石的实验室研究 郭汉杰,尹志明,王宏伟等在实验室对回转窑烧制活性石灰的工艺进行了模拟, 发现对分解后形成活性石灰影响较大的参数为预热温度、预热时间、锻烧温度和 煅烧时间。活性石灰烧制的最佳参数为:预热温度?,预热时间,与此对应 的锻烧温度?,煅烧时间。 冯小平,张正文,田华峰等以石灰石为研究对象,研究了实验室煅烧活性石灰的 过程中,石灰石粒度、煅烧温度、保温时间及煤中硫质量分数等因素对石灰活性的影响。 通过实验,得到如下结论:?最优化的煅烧工艺条件为:石灰石的煅烧温度为?, 颗粒大小为,保温时间为左右。?通过煅烧石灰石可以得到优良的活性石 灰.其质量可达到二级品质量要求【】。 乐可襄,董元篪,王世俊等在实验室煅烧石灰石的研究中发现在较低温度下,随 着恒温时间的增加,石灰活性度增加,在高温下,在较短的恒温时间里,石灰活性度即 达到最大值,恒温时间继续增加,石灰活性度反而显著降低【。 饶发明,伍朝蓬,乐可襄等用竖式电阻炉煅烧武钢乌龙泉矿小颗粒石灰石的实验 也研究出在较低温度下,随着煅烧时间的增加,产品的活性度提高。如煅烧温度为? 时,煅烧时间从增加到,产品的活性度从提高到;煅烧温 度为?时的情况与之基本类似。而在高温下,产品的活性度经较短的煅烧时间即达 到最大值,继续增加煅烧时间,产品的活性度反而显著降低【引。第旦页 武汉科技大学硕士学位论文 第二章研究高温快速煅烧石灰活性度的意义 .石灰石炼钢法的好处 ..石灰石炼钢法能够节能减排 转炉炼钢使用的活性石灰炼钢法是在炼钢生产前的煅烧窑中煅烧活性石灰,再将煅 烧好的活性石灰运往转炉,在吹炼初期投入炉内,活性石灰在炉内迅速造渣脱硫脱磷。 活性石灰炼钢法生产流程如图.【 。 加热 铁水冷铁料 图.活性石灰炼钢法生产流程 如果使用石灰石炼钢法,直接把石灰石煅烧成活性石灰的过程放入转炉,没有历经 煅烧石灰?精炉炼钢这样的链条,就可以避免活性石灰从煅烧石灰到转炉炼钢过程中的 能量浪费和排放,具有节能和减排的意义。 .节能减排的具体形式 转炉炼钢使用石灰石炼钢法能实现节能和减排,其具体行式为: 活性石灰炼钢法中,石灰窑中的石灰煅烧好出窑的温度为?左右,因此石 灰必须放置,等冷却到可接触的温度范围,再运往转炉,石灰投入转炉内煅烧分解需要 先吸热升温到造渣的高温,石灰在转运过程中的敝失的热量浪费了。而石灰石炼钢法中, 活性石灰在转炉内煅烧,煅烧成的具有高温物理热的活性石灰立即参与造渣不用散热浪 费能量,不会出现能量浪费现象; 活性石灰炼钢法中,活性石灰从煅烧窑出窑到运送到转炉的过程中不可避免地要 吸收空气中的水和,部分生成的“和,投入转炉中生成的和 需要吸热才能生成,这需要吸收一部分能量【】。石灰石炼钢法中,炉中煅烧 的石灰没有经过炉外吸水、吸收的过程,不需要吸收更多的热量来分解 和,生成活性石灰; 活性石灰炼钢法中,石灰石在煅烧窑中煅烧会产生排放,污染环境。石灰 石炼钢法中,石灰石煅烧活性石灰的过程在转炉内,生成的大部分做为供氧剂参与 脱硫脱磷,和铁水反应生成做为能源和化工原料回收【】,减少了排放。武汉科技大学硕士学位论文 第笪页 .应用石灰石炼钢法需要解决高温煅烧石灰活性度的问题 转炉应用石灰石炼钢,能够节省能量浪费和减少排放,所以转炉应用石灰石炼 钢成为了业内达成的共识。石灰石炼钢早已在业内适用,最早是在电炉中使用石灰石造 渣。早在世纪年代末、年代初,成都无缝钢管厂呲】和昆明钢铁厂【就成功 开发出用石灰石代替活性石灰的电炉炼钢工艺。近年来,也有学者申请了在转炉上用石 灰石代替活性石灰炼钢的专利技术【?】,并分别与石家庄钢铁有限责任公司、武安市鑫 山钢铁公司合作,成功地进行了工业试验,证明了这一炼钢方法安全、高效、可行。另 外,由于碳酸钙在炉内分解出的参与初期铁水反应,可以使炉气中浓度提前 分钟左右达到可回收程度,且炉气中浓度明显地增高,因而可以增加转炉煤 气和铁 水中碳的回收量,减排。 然而在转炉高温和短时间的条件下转炉出钢后炉底温度为,出钢至 兑入下炉铁水时间为卜,在线煅烧的石灰具有多大的活性参与造渣,关系到 转炉石灰石炼钢法应用的关键,这是应用石灰石炼钢法必须要解决的问题。 .研究的意义 综上所述,使用石灰石炼钢可以减少传统石灰生产过程中的等有害气体的排放 和能量的浪费,能够适应工业生产低碳和节能的要求。但在转炉炼钢初期的炉内高温 。和短时间条件下,在线煅烧的石灰在活度上是否满足造渣的 要求是不确定的,这是关系到转炉用石灰石代替活性石灰炼钢方法能否推广的关键。针 对这一疑问,实验课题组自年月至年月在实验室开展了研究工作,目 的是在模拟转炉溅渣护炉结束后将石灰石从高位料仓加入转炉,利用转炉余热高温快速 煅烧石灰这一条件下,探明煅烧石灰的活性度变化规律,为石灰石代替活性石灰转炉炼 钢工艺的推广奠定基础。第坚页 武汉科技 第三章研究方法 .研究目标及目标 ..研究内容 转炉出钢的温度条件和出钢至兑入下炉铁水的时间条件 试样煅烧石灰的活性度随煅烧温度和煅烧时间的变化规律研究; 同样的条件下,石灰石碎粉压成团块后煅烧的石灰活性 间的变化规律研究; 石灰石碎粉加入添加剂后压成的团块煅烧的石灰活性度 块煅烧石灰的活性度的对比研究; 将高温快速煅烧石灰活性度与按常规活性石灰煅烧方法 性度进行对比,研究高温快速煅烧石灰的活性度水平及转炉在线 工业的可行性。 ..研究目标 探索不同工艺条件下煅烧的石灰的活性度随煅烧条件变化的规律; 探索转炉在线煅烧石灰炼钢工艺的可行性。 .实验研究基础 ..实验原料 含成份较高的石灰石试样 ..实验装置 颚式破碎机;烘箱;磨样机; 立式高温碳管炉;石墨坩埚; 搅拌仪功率不小于,转速/;分样筛和的圆孔 筛;磨口瓶:扁棕刷;天平最大称量大于,感量不大于.; 试样铲长和宽不少于,邦高不低于表面皿直径:干燥器直 径;烧杯;量筒;滴定管;温度计最高温度。, 刻度不大于?;滴瓶;秒表 石灰活性度检测装置如图.示。第页 图.检测石灰活性度装置 一高速搅拌器:一温度计; 一搅拌棒;?烧杯;卜支架 .实验方案和流程 ..石灰石试样的制备 购置石灰石,对石灰石进行破碎筛分,制得粒度、姗、. 的石灰石为、、,用清水冲洗去除和删试样表面灰尘, 放入烘箱中烘干,待烘干后放置在干燥通风处备用。 ..石灰的煅烧 煅烧温度和煅烧时间对煅烧石灰活性度的影响 称取咖粒度石灰石的样品由石灰石煅烧原理和石灰石成分计算得 到石灰石才能煅烧得到足够一次检测用的石灰放入石墨坩埚中,煅烧炉,总 共需要石灰石。在具有快速升温功能的高温碳管炉内煅烧石灰,炉子在 气氛保护下升温到指定温度后,将一定块度的石灰石放入炉内石墨坩埚中, 恒温煅烧 规定时间后,将石墨坩埚取出,当石灰温度降低至室温后,将石灰放入干燥器 备用。石 灰煅烧温度:、、、、、、、?,煅烧时间:、 。煅烧试样每种煅烧温度时煅烧三种煅烧时间。 石灰石碎粉煅烧石灰活性度的研究 石灰石在破碎时会产生很多碎粉,通常将其弃置,为了充分利用这一废弃资 源,可 以将这种碎粉进一步破碎后制成团块状加以利用,研究石灰石碎粉高温煅烧 石灰的活性 度。把石灰石碎粉过程中产生的碎粉磨成一.,称取其中制成圆柱状:每 加入.%水玻璃压成叫个圆柱状试样。圆柱状试样的煅烧温度和煅第坚页 武 汉科技大学硕士学位论文 烧时问同颗粒状试样。 添加剂对石灰石碎粉煅烧活性度影响的研究 把石灰石碎粉制成卜.,压成组圆柱状试样,其中每组,组添加 食盐食盐中含%,每组添加.;另外组添加%食盐,每组添加. 两组圆柱状试样的煅烧温度为、、、、、、、 煅烧时间为、、。检测煅烧圆柱状试样的活性度。将两组活性度值与颗粒状 煅烧石灰活性度进行对比。 ..煅烧石灰活性度的检测 准确称取粒度为?姗的试样.,放入表面皿或其它不影响检验结果的容 器里,置于干燥器中备用。 量取稍高于?的水于的烧杯中。开动搅拌仪,用温度计测量 水温。 待水温降到士?时,加酚酞指示剂溶液一滴。将试样一次倒入水中消化, 同时开始计算时间。 当消化开始呈红色时,用盐酸滴定,滴定并保持溶液到红色刚刚消失。 待又出现红色时则继续滴入盐酸。整个过程中都要保持溶液滴定至红色刚刚消失。记录 恰好到第时消耗的儿盐酸毫升数。如果需要也可记录任何时间内消耗的盐 酸毫升数【。第页 武汉科技大学硕士学位论文 第四章研究结果及分析 .煅烧温度和煅烧时间对煅烧石灰活性度的影响 ..煅烧温度对煅烧石灰活性度的影响 在大气中于?开始分解,当温度达到?时,分解压达 到.,开始剧烈分解。因此,在实验条件下,当石灰石试样加入到旺? 高温炉内时,石灰石由表及旱开始剧烈分解。图.为石灰石颗粒试样在不同煅烧温度 下煅烧石灰的活性度变化规律,其变化规律为:短时间煅烧时,煅烧石灰活性度随煅烧 温度的提高而增加,煅烧时间增加时,煅烧石灰活性度随煅烧温度的提高而减小,煅烧 时间增长,煅烧石灰活性度减小越厉害。从图.可见,煅烧时间为时,石灰活 性度随煅烧温度升高而增加,当煅烧温度高于?后,石灰活性度大于,达 到厂 .一级普通冶金石灰的活性度【】。煅烧时间为时,?煅烧的 石灰活性度最高;当煅烧温度升高到?时,石灰活性度有所下降,但仍然达到特级 普通冶金石灰的活性度;煅烧温度继续升高到?时,石灰活性度明显下降,表 明存 在过烧现象。 煅烧温度。? 图.石灰石颗粒样在不同温度下 图石灰石颗粒样高温煅烧石灰活性度 煅烧的石灰活性度 随煅烧时间的变化 ..高温煅烧时间对煅烧石灰活性度的影响 图.为石灰石颗粒样在高温下煅烧的石灰活性度随煅烧时间的变化规律,其变化 规律为:随煅烧时间的增加先增加后减小,煅烧温度越高,减小的趋势越大。由图. 可见,在?煅烧,石灰活性度达到最高值,随着煅烧时间延长,石灰活性度 迅速下降:在?和?煅烧时,超过后石灰活性度开始下降;在? 煅烧时,石灰活性度随煅烧时间延长继续增大。 由..,..可知,石灰石分解反应是强吸热反应,在实验条件下,石灰石颗粒 吸收的热量通过扩散传热逐渐向颗粒中心传导,达到石灰石快速分解温度。因此,在整第垫页 煅烧温度和煅烧时间对石灰的活性有很大的影响。选取的煅烧温度越高,虽石灰石 的分解速率越快,但石灰的活性度则变差。因为煅烧温度较低时,烧成的的密度 小,晶粒细再结晶长大的程度较小,孔隙度大,晶粒存在的缺陷未完全消除,因而 化学反应能力较强。所以要获得活性度大的石灰,应选择适合的煅烧温度和在转炉内的 停留时间。 对于颗粒样当煅烧温度为?时,随着煅烧时间的增加,石灰的活性度随着增加; 当煅烧温度大于时,随着煅烧时间的增加,会出现煅烧石灰活性度降低的现象即 石灰“过烧现象,且随着煅烧温度的提高,出现活性度降低的时间延长?一 ,。由图.可知,石灰石颗粒样进行转炉在线煅烧活性石灰,石 灰石颗粒样转炉在线煅烧活性石灰,在?煅烧以上石灰活性度能达 到二级普通冶金石灰的标准仑,在?煅烧一石灰活性度能达到一级普 通冶金石灰的标准仑。即煅烧一石灰活性度能达到二级普通冶金石灰的标 准仑。 .圆柱状试样高温分解规律 石灰石在破碎过程中会产生很多碎粉,通常将其弃置,为了充分利用这一废弃资源, 可以将这种碎粉进一步破碎后压制成块加以利用。为了研究石灰石压块高温煅烧石灰的 活性,将.石灰石碎粉加.%水玻璃后压制成圆柱状试样。圆柱 状试样在。烘干后按上述方法在碳管炉内高温煅烧,并测定石灰的活性度。实验结 果见图.。的石灰的活性度。这可能与试样尺寸有关,因为圆柱试样尺寸较颗 粒试样尺寸大许多; 圆柱试样内部导热时间长,分解相对缓慢。图.比较了两种试样在?和?煅 烧后石灰的活性度变化。可以看出,煅烧温度为?时,两种试样在煅烧时 得到的石灰具有最高活性,活性度达到左右;煅烧时间超过后,石灰活 性缓慢下降;当煅烧温度为?时,煅烧时间超过 后,两种试样的活性度都明 显下降,煅烧时两种试样的活性降到最低。这一现象表明试样在高温煅烧过程中 同时发生的分解反应和新生成的晶粒长大;升高温度能加速的分解, 同时更快加速晶粒的长大,使石灰活性大幅度下降。在?煅烧时,由细粉料