活性石灰生产办法

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

以要紧成份为碳酸钙CaCO3石灰石为要紧原料，通过适当温度的煅烧所得到的一种气硬性胶凝材料，其要紧成份为氧化钙（CaO），此种材料就叫做生石灰。

1、生石灰的要紧性质

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，要紧是铁元素专门等着的色。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，伴有刺激性感受。

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，煅烧温度和时刻等不同而在宽达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：分不为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。氧气转炉关于石灰有如下要求：

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

不同的炼钢方法关于石灰的活性度要求也是不一样的。平炉、电炉冶炼时刻较长，有充分的时刻造渣，因此关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刻缩短到十几分钟，要求专门快溶解成渣，因此要求石灰具有较高的化学纯度，爽朗的化学反应性能，加入炼钢炉能快速反应化

渣，脱去钢水中的杂质，因此采纳高效活性石灰是改进炼钢工艺中的专门重要的一个面。活性石灰代替一般石灰在炼钢中具有如下的技术经济效果：

1）加快化渣速度，缩短冶炼时刻（吹氧时刻可缩短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（脱硫脱磷可比一般石灰提高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，热量的来源要紧是燃料，另外，那个反应是可逆的。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，但反应专门慢，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，因此分解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被酷热的碳部分地还原为CO：

C＋CO2 2CO－42.0×4.1868KJ

在煅烧较高的地点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量是白白白费掉的，因此，

窑气中每增1%的一氧化碳，相当于白费料6～7%。因此，当一公斤碳完全燃烧时能

释放出7900×4.1868KJ的热量，而不完全燃烧时仅能释放出23×4.1868KJ左右

的热量，所损失的热量相当于总和的710.1%（一氧化碳在窑气

中的含量一般不应

超过1.2%）石灰石各要紧成份是碳酸钙，同样还存在着各种有

害物质，因此，在

高温的燃烧过程中进行着下述反应：

CaCO3＝CaO＋CO2 碳酸

钙的分解

MgCO3＝MgO+CO2 碳酸

镁的分解

C+O=CO2 碳的完全燃烧

CO2+C=2CO2

二氧化碳的还原

CO2+C=2CO 一氧化碳的燃烧

2H2+O2=2H2O

氢的燃烧

S+O2=SO2 硫的燃烧

从上面列举的还专门不完全的反应中能够看得出，在石灰窑中

不仅进行着氧化过程

，也进行着还原过程。困此，烧制出的石灰是有各种颜色。

三、石灰石的分解温度

生石灰（简称石灰、白灰）是由石灰石（要紧成分CaCO3）

在高温（一般大于900℃）下发生分解反应而生成的，CaCO3

分解温度是指其CO2分解压的温度，因此在气相中PCO2不同

时，CaCO3分解温度是不同的，在一标准大气压下，纯CO2气

相中，CaCO3的分解温度为898～910℃。

工业窑炉内气氛中还有其它的气体，因此PCO2小于标

准大气压，因此，在煅烧过程中，石灰石料块表面部分实际上