目錄1、緒論.....................................................12、石灰定義及功能............................................22.1活性石灰的定義........................................22.2石灰的功能............................................23.1石灰的應用............................................43.2石灰具體作用..........................................5 7 74.2去S..................................6、形成符合規(guī)定的爐渣.......................................12結(jié)論 致謝........................................................171緒論石灰由,石灰石煅燒而成,是煉鋼最重要的熔劑。煅燒石灰必須用優(yōu)質(zhì)的石灰石原料，合適的煅燒設備，控制得當?shù)撵褵^程和使用低硫低灰分燃料。采用緩慢加熱高溫煅燒所得的粗晶粒石灰(稱為硬燒或死燒石灰)，在煉鋼爐中熔化慢，不易成渣。采用快速加熱迅速通過高溫區(qū)所得的晶粒細、活度大的石灰（稱為活性石灰或軟燒活性石灰,在煉鋼爐中可防止鋼液表面散熱過多,熔化快，容易成渣，從而提高了脫硫、脫磷效率。石灰還用于鐵水的爐外脫硫。在冶煉過程中，有很多輔助原材料發(fā)揮著巨大的作用。而本次著重，來研究石灰在冶煉中的作用。隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，活性石灰已經(jīng)逐漸取代普通石灰在煉鋼過程中。而其有著巨大的優(yōu)點，以及在煉鋼過程中更寬在冶煉過程中，石灰自身質(zhì)量對冶煉的影響也不能忽視。其實石灰最重要的作用，無疑就是對高爐和轉(zhuǎn)爐造渣制度的影響。因為好的渣，直接關系到出鋼（鐵）的質(zhì)量。下面就讓我們具體的研究討論石灰在冶煉過程的作用。2石灰定義及功能轉(zhuǎn)窯、豎式冷卻器三大主機和廢氣處理系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)組成。破碎合格的石灰石存放在料倉，經(jīng)輸送系統(tǒng)將物料運入預熱器頂部料石灰石均勻分布到預熱器各室。被鼓入的冷空氣冷卻后排出。經(jīng)預熱的二次空氣處理排放。2.1活性石灰的定義活性石灰是一種化學性質(zhì)活潑、反應能力強，在煉鋼造渣過程中溶解速度快，含S、P等有好元素少的優(yōu)質(zhì)軟燒石灰。它的質(zhì)量優(yōu)劣主要采用“活性度”這一指標衡量。石灰的活性度的定義：石灰的組織結(jié)構(gòu)與煅燒溫度和煅燒時間密切相關。影響石灰活性度的組織結(jié)構(gòu)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?；钚远润w現(xiàn)了石灰在熔渣中與其他物質(zhì)的反應能力，表現(xiàn)現(xiàn)象為石灰在熔渣中的熔化速度。活性度越高石灰的質(zhì)量就越好。石灰活性度availabilityoflime表征生石灰水化反應速度的一個指標，即在足時間，以中和生石灰消化時產(chǎn)生的Ca（OH）2所消耗的4mol／L鹽酸的毫升數(shù)表示。石灰的活性度取決于它的組織結(jié)構(gòu)，石灰的組織結(jié)構(gòu)與煅燒溫度和煅燒時間密切相關。影響石灰活性度的組織結(jié)構(gòu)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。目前石灰活性度平均值一般可以超過300ml/4N-HCl，可以顯著縮短煉鋼轉(zhuǎn)爐初期渣化時間，降低噸鋼石灰消耗，并對前期脫P極為有利活性度在300ml以上）成為活性石灰，對粒度也有一定要求。2.2石灰的功能在生活中，石灰具有較強的堿性，在常溫下，能與玻璃態(tài)的活性氧建筑材料工業(yè)中重要的原材料。石灰在煉鋼中，尤其是在堿性電弧爐中，主要用來作”造渣劑”,去除鋼水中的有害元素S、P等雜質(zhì)，優(yōu)化鋼水質(zhì)量。石灰在造渣中產(chǎn)生的渣，在扒渣過程中不斷從鋼水中除去，達到去除硫、磷的目的。短冶煉時間，在3-5min之可以完全與鋼水中酸性物質(zhì)反應完畢，而一般石灰的方應時間至少要6-10min。此外提高爐齡40%以上，爐料的消耗也著3冶煉過程中活性石灰的應用3.1石灰的應用灰活性度以中和生石灰消化時產(chǎn)生的Ca（OH）2所消煉鋼轉(zhuǎn)爐初期渣化時間，降低噸鋼石灰消耗，并對前期脫P極為有利，被稱為活性石灰。SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO等，這些雜質(zhì)在較低溫度下會與燒成的石灰氧石灰反應能力下降，同時會阻塞CO2氣體的排出，造成石灰生燒。茲石灰窯。這是因為土窯生產(chǎn)的石灰，活性度不高，生燒率較大，且生產(chǎn)前就加熱到燃燒的溫度，使窯得到非常高的熱力效率。表面積大，反應能力強，石灰活性度在350ml/4N-HCl左右。的化學性能，因而在煉鋼化渣中效果顯著。發(fā)達國家已普遍使用了活性石灰。國外一些專家認為，在今后氧氣煉鋼工藝的最大改進主要是靠改進化渣操作和提高石灰質(zhì)量來實現(xiàn)所。以采用高效活性石灰是改進煉鋼工藝中的很重要的一個方面。轉(zhuǎn)爐煉鋼周期僅為30min（超高功率電爐煉鋼周期為1h）左右，故化渣速度和用灰量對他都非常敏感，效益自然顯著?；钚允掖嫫胀ㄊ以跓掍撝芯哂泻芎玫募夹g經(jīng)濟效果。短冶煉時間，在3-5min之可以完全與鋼水中酸性物質(zhì)反應完畢，而一般石灰的方應時間至少要6-10min。此外提高爐齡40%以上，爐料的消耗也著除此之外，石灰的應用也很多簡單提及一下：建筑：三合土、石灰漿（Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O）改變土壤的酸堿性將適量的熟石灰加入土壤，可以中和酸性，改變土壤的酸堿性工業(yè)：制氫氧化鈉（亦稱火堿、燒堿、苛性鈉）（Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH）、配制價格低廉的漂白粉（Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O）3.2石灰具體作用提高熱效率，因為活性石灰中CaO含量高，在冶煉反應中能被充分利用，從而使煉鋼的石灰消耗量比普通石灰下降20%—30%，活性石灰用量少。另外，活性石灰生燒率低，石灰吸收25℃時，Q=1780KJ/kgCaCO3)。因此使用活性石灰有效降低熱損失，提高熱效率。提高脫硫、脫磷效果，改進鋼質(zhì)量。由于活性石灰有效CaO含量高，硫磷含量低，成分穩(wěn)定，便于煉鋼操作，因此對提高和改進鋼質(zhì)量大有好處。減輕侵蝕爐襯，提高了爐齡。鋼水中的Si、S、P在強氧化環(huán)境中，而導致侵蝕爐襯。加入活性石灰，快速融化進入爐渣的有效CaO可快速少，可使鋼渣的生成量也相應減少12—18kg/t鋼。成渣量減少，噴渣量少，鋼渣中帶走的鐵減少。由于一般煉鋼吹煉的氣相和爐渣均是強氧化性的，扎中Σ(FeO)失降低，其綜合效果是鋼水收得率提高，鋼水收得率能提高0.5%—1%，鋼鐵料消耗降低?；俣燃涌?。由于活性石灰晶粒細小，晶格不穩(wěn)定，氣孔率高，反應面積大，能迅速與滲入石灰孔隙的FeO、MnO、CaF2等形成熔點較低的熔體而融化成渣。在相同的操作條件下，加入活性石灰2-3s后就基本化渣，縮短了融化時間。而普通石灰加入4s后才能渣化，因此使用渣快，可減少噴濺事故，提高作業(yè)率。4冶煉過程中石灰脫磷脫硫作用磷第與人體所有細胞中,是維持骨骼和牙齒的必要物質(zhì),幾乎參與所有生理上的化學反應。在煉鋼過程中，鋼種磷含量較多時，在室溫或更低的溫度下使用時,容易脆裂，稱為“冷脆”。過0.優(yōu)質(zhì)鋼要求含磷更少生鐵中的磷，主要來自鐵礦石中的磷酸鹽。 合金鋼耐大氣和海水的腐蝕能力；能提高電工用硅鋼的導磁率。鋼液中的磷[kg2][P][kg2]和氧[kg2][O][kg2]結(jié)合成氣態(tài)PO的反應：2[P]+5[O]─→PO[145-1]值得一提的是，堿性渣的脫磷作用脫磷反應是在爐渣與含磷鐵水的界面上進行的。(1)1600時的平衡常數(shù)非常小(=4.4×10),[kg2]要靠生成PO氣體逸出而使鋼液脫磷，顯然是不行的。但如果鋼液和堿性渣接觸,PO就會與渣中的氧化鈣(CaO)結(jié)合成穩(wěn)定的3CaOPO或4CaOPO，總反應是： 2[P]+5[O]+3(CaO)─→(3CaOPO)(2)1600時，=1.7×10或2[P]+5[O]+4(CaO)─→(4CaOPO)(3)1600時，=3.5×10平衡常數(shù)如此大，說明堿性渣的脫磷能力是很強的。熔渣離子理論認為：堿性渣中含有自由的氧離子O，它能與PO結(jié)合成穩(wěn)定的PO離子，脫磷反應是：2[P]+5[O]+3(O)─→2(PO)(4)不管是分子理論或離子理論，但是有一個重要的事實是：3CaOPO4CaOPO和PO都有很高的熱力學穩(wěn)定性。根據(jù)熔渣陰離子聚合模型(見馬松模型)，PO還能與渣中的硅-氧鏈結(jié)構(gòu)形成SiPO等穩(wěn)定的復合陰離子。脫磷的條件是低溫，高堿度，高氧化鐵，大渣量。這幾個條件在一般的鐵水條件下，正常加料前期都能滿足。有磷高的廢品出現(xiàn)。這個問題的主要原因是后期的溫度高等原因造成脫磷的條件變壞，同時因為磷在渣中以氧化物的形態(tài)存在，不穩(wěn)定，一旦條件變化就會朝相反的方向進行也就是回磷。具體的預防措施是：一、保證終那么可以采用雙渣操作，就是在正常開吹后初渣化好，就把前期渣倒掉，之后開吹時繼續(xù)加料。采用這個方式操作時脫磷一般不是問題，應該注意粘槍的問題。還有一個情況是鐵水的磷并不高，但是終點的磷高，這個時候看一下是不是鐵水的硅太低了，如果鐵是硅低到0.20%甚至是0.10時%會造成前期渣根本就不化，無法脫磷。這時可以采取高槍開吹，第一批渣料加氧化鐵皮或者是燒結(jié)礦的方式，促使前期渣盡量早化，可以提高脫磷的效率。脫磷是放熱反應，溫度較低有利于反應的進行。有足夠數(shù)量的FeO；在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼中，調(diào)節(jié)氧槍位置高低也可保持渣中含有一定量的FeO,在脫碳的同時也可以脫磷。但在空氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼（托馬斯法）時，脫磷與脫碳不能同步進行。其主要原因是：空氣的FeO,加入的固體石灰也很少溶入渣，渣的脫磷能力很差。只有待吹煉后期，鋼中碳降到很低時，渣中FeO含量增大,使固體石灰迅速溶解渣的辦法以加速石灰的溶解，提早去磷。硫?qū)︿摰男阅軙斐刹涣加绊?，鋼種硫含量高，回事鋼的熱加工性能變壞，即造成鋼的“熱脆”性。硫在鋼以Fes的形式存在對,鋼鐵質(zhì)量有著舉足輕重的影響，使鋼產(chǎn)生熱脆現(xiàn)象。所謂熱脆現(xiàn)象是指鋼坯或鋼錠在高溫條件下(如1100℃)進行軋制時，會產(chǎn)生斷裂的現(xiàn)象。鋼的力學性由于硫?qū)^大多數(shù)鋼種而言是有害的，所以脫硫是煉鋼的主要任務之一。渣期間的脫硫反應根據(jù)熔渣的分子理論，堿性氧化渣與金屬間的脫硫反應為△G=98474-22.82TJ/mol△G=133224-33.49TJ/mol△G=191462-32.70TJ/mol氣化脫硫氣化脫硫是指金屬液中[S]以氣態(tài)二氧化硫的方式被去除，反根據(jù)硫的平衡及爐氣分析得知，氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中鋼液的硫一部分是以氣體狀態(tài)去除的，其去硫量一般占總?cè)チ蛄康?0%~40％。由于硫和氧的親和力比碳、硅和氧的親和力都低，在金屬液中有碳存在時，硫的直接氧化的可能性很小，所以氣化去硫是通過爐渣進行的。氣化去硫的反應式如下圖：從上式也可以看出：硫必須首先從鋼液中進入熔渣，才有可能氣化去除。所以鋼—渣間的去硫反應是氣化去硫的基礎。另外還可以看出：高堿度渣對氣化去硫不利。石灰中硫含量增加會降低有效CaO含量,增加噸鋼消耗,同時加速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25萬噸計算,每年將增加有效CaO消耗130多噸;按純度90%計算,每年將增加石灰消量較高,顯然對鋼水中硫的去除不利。據(jù)報道,當石灰中增加0.01的%硫時,將使鋼水增加0.001的%硫,其結(jié)果將增加石灰消耗,延長吹煉時間降,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,保證冶煉順利進行的重要措施爐渣脫硫爐渣堿度決定爐渣的脫硫能力，堿度高脫硫能力強反之脫硫能力差，一般情況下要求高爐爐渣堿度在1.0——1.2之間。堿度非常重要。爐渣脫硫的基本反應式此反應為吸熱反應。根據(jù)反應條件總結(jié)出脫硫的幾點應式中可以看出，脫硫的基本條件是：高堿度、低氧化性、高溫。從而 3．5之間最好，過高會使黏度增加，不利硫在鋼—渣之間的擴散，過低硫反應式中可以看出，渣中的還原性越強，即Σ(FeO)越低越有利于脫硫反應。但實際生產(chǎn)中氧氣轉(zhuǎn)爐的氧化渣中也能去除一部分硫，其主要原因是：Σ(FeO的)存在改善了渣的流動性，能促進石灰的熔化，有利于高堿度渣的形成，從而部分改善了脫硫條件。盡管氧化渣中也能脫效果還是遠遠低于還原渣的。3、溫度,高溫有利于吸熱反應的進行，即有利于去硫反應的順利進行。4、鋼—渣攪拌情況,去硫是鋼—渣界面反應，加強鋼—渣攪拌擴大反應界面積有利于去硫。5、渣量,增加渣量可以減少(CaS的)相對濃度，可促進去硫反應。5活性石灰的性質(zhì)對煉鋼的影響性石灰要求如下：對活性石灰質(zhì)量要求成分CaOMgOSiO2PS活性度百分數(shù)≥92%～1.0%≤1.0%≤0.03%≤0.03%360一般石灰的灼減量為2.5%～3.0%,相當于石灰中殘余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)報導,當灼燒減量減少0.20時%,有效CaO含量可提高0.17%,將降低噸鋼石灰消耗。石灰的活性是指在熔渣中與其它物質(zhì)的反應能力,用石灰在熔渣中的熔化速度表示由。于直接測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速度即,石灰水活性表示。石灰活性度高,其化學性能活潑、反應能力強,有利于冶煉過程的進行。據(jù)統(tǒng)計,采用活性石灰(一級灰,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%,同時提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。這些雜質(zhì)在較低溫度下(900℃就)與石灰開始反應,促使CaO微粒間的融合,導致微粒結(jié)晶粗大化降,低活性。鐵的化合物和鋁劑,能促使生成易熔的硅酸鈣、鋁酸鈣和鐵酸鈣。這些熔融化合物會堵塞石灰表面細孔,使石灰反應能力下降,同時還會阻擋CO2氣體的排出,形成粘結(jié)在一起形成渣塊,使石灰窯窯況失調(diào),嚴重降低石灰的活性,使煉鋼石灰用量增加。6形成符合規(guī)定的爐渣現(xiàn)在煉鋼過程沒有使用石灰石的，而是使用活性石灰?；钚允以跓掍撨^程中有兩個作用：1、形成符合規(guī)定的爐渣。2、脫除鋼液中的硫。脫硫能力，滿足生鐵質(zhì)量要求。轉(zhuǎn)爐低碳造渣劑：白云石3-8鋁凡土8-13石灰65-80%,粗鋁2-4％，成分比例CaO70-75％，SiO22-7％，MgOAl2O310-15％，Al4-6％S＜0.06%;低碳埋弧造渣劑：石灰石25-40白云石10-30石灰20-45鋁凡土8-12粗鋁3-7CaO68-72SiO25-10%,MgO1-3％，Al2O37-14％，Al4-5％，S＜0.01%;中高碳埋弧造渣劑：石灰石10-30白云石10-20石灰30-50鋁凡土8-14電石8-12焦炭2-6CaO65-75%, SiO24-10％，MgO1-3％，Al2O37-14％，C固6-8％，S＜0.08％。高爐的造渣制度的影響：通過造渣可控制爐渣的成分體研究的結(jié)果，高爐的料柱結(jié)構(gòu)由上而下可和性質(zhì)，抑制一些元素的還原，或促進另一些元素的還分為塊狀帶、軟熔帶、滴落帶等。在塊狀帶中，礦石和焦原，高爐造渣對爐襯有很大的影響和作用。在堿度和Mgo含量相同的情況下，爐渣過程中固相完全消失的溫度，或液態(tài)爐渣在冷卻過程豁度隨著渣中Al含量的增加而升高。一般高爐中開始析出固相的溫度。高爐冶煉過程要求適當?shù)娜刍瘻囟?，如果這一影響不大。但在初渣和中間渣中FeO含量較高，且溫度過高，表明爐渣過分難熔，在冶煉所能達到的溫度動圍較大，因而影響很大。無論爐渣堿度如何，在只能達到半熔融、半流動的狀態(tài)，爐料粘結(jié)成糊狀，F(xiàn)eo低于25%時增加FeO含量會顯著地降低爐渣的244熔化性和私度。MnO對爐渣豁度的影響與FeO相似。在Mno含量低于15時%增加MnO含量，同樣顯著地降低爐渣的熔化性。初渣和中間渣能堵塞固體焦炭顆粒間的空隙，阻礙高爐的順行，嚴重時引起爐況難行和懸料，影響冶煉過程的強化，且易在爐墻上靴結(jié)，甚至結(jié)瘤。終渣造成爐缸堆積，風口和渣口大量燒壞，出渣時渣流不暢，且渣中帶鐵嚴重影響高爐的正常生產(chǎn)。私度過低，流動性太大的爐渣，尤其是熔化性也過低的爐渣，，則會加劇對高爐下部爐襯的化學侵蝕和機械沖刷作用，加劇爐襯的破壞。爐渣私度適中方能保證料柱良好的透氣性，保護爐襯，活躍爐缸，渣鐵暢流，保證爐況順行和冶煉良好的技術經(jīng)濟指標。穩(wěn)定性指爐渣的化學成分或溫度波動時其物理性質(zhì)(熔化性溫度、粘度等)保持穩(wěn)定的能力?；瘜W穩(wěn)定性好的爐渣當其化學成分波動時物理性質(zhì)變化不大或保持在允許圍;熱穩(wěn)定性好的爐渣當溫度波動時其物理性質(zhì)變化不大或保持在允許圍。采用穩(wěn)定性良好的爐渣冶煉，有利于爐況順行和冶煉的強化，也有利于在爐襯上結(jié)成穩(wěn)定的渣皮，保護爐襯，獲得良好的技術經(jīng)濟指標。穩(wěn)定性差的爐渣在原料成分波動或爐溫波動時，易造成爐況失常。一般，軟熔帶形成的溫度為1 100℃左右，完全熔化高爐上部的還原程度愈低，初渣的Feo含量就愈高。滴落的溫度為1400一1500℃。在軟熔帶中生成的液相這是初渣與終渣在化學成分上的最大差別。轉(zhuǎn)爐造渣制度的原則:保證爐缸溫度穩(wěn)定充沛，爐渣具有良好的流動性，具有足夠的脫硫能力。轉(zhuǎn)爐的造渣制度的影響:造渣是轉(zhuǎn)爐煉鋼的一項重要操作。由于轉(zhuǎn)爐冶煉時間短，必須快速成渣，才能滿足冶煉進程和強化冶煉的要求?？刂瞥稍^程的目的是：快速成渣，使爐渣具有一定的堿度，以便盡快將金屬中硫、磷等雜質(zhì)去除到所煉鋼種規(guī)格要求的圍以。并盡可能避免噴濺，減少金屬損失和提高爐村壽命。適度泡沫化?；钚允揖吞峁┝撕芎玫臈l件！高的氧氣性，以促進石灰熔吹煉中期，爐渣氧化性不得過低(通常含F(xiàn)e0不低于89％)，以避免爐渣返干；吹煉末期，要保證去除P，S所需的爐渣高堿度，同時要控制好終渣氧化性。對冶煉含碳量≥0．10％的鎮(zhèn)靜鋼，終渣(FeO)通常應控制不大于l520在保證去P的前提下，渣中(FeO)盡可能控制在低限；冶煉沸騰鋼，終渣(FeO)通常應不大于l2％，需避免終渣氧化性過弱或過強。爐渣粘度和泡沫化程度亦應滿足冶煉過程需要。前期要防止爐渣過稀，中期渣粘度要適宜，末期渣要化透作粘。爐渣泡沫化不足，將顯著降低金屬脫磷率；爐渣過泡，容易導致劇烈溢渣和噴造渣制度，直接影響了出鋼（鐵）質(zhì)量。造渣是煉鋼煉鐵工藝中必不可少的一環(huán)。煉鋼和煉鐵要使得鋼中的雜質(zhì)降低，這些雜質(zhì)被分離出來后進入熔渣，因為熔渣比重輕，飄浮在鋼水上面，就比較容易除去。另外熔渣還可以保護鋼水不和大氣直接接觸。造渣就是在煉鋼過程中加容稱為造渣劑的煉鋼氟化鈣或氧化鈣等，以便形成爐渣。石灰作為造渣劑的必備成分，對煉鐵、煉鋼都有著巨大的作用。是其他的輔助原材料，不可比擬和代替的。隨著冶金工業(yè)的長足發(fā)展，石灰在冶金工業(yè)中的地位也不斷的加深。因為造渣制度，直接影響高爐轉(zhuǎn)爐中爐渣的形成。而所謂的煉鋼就是在煉渣，想