6：石灰活性度检测钢铁冶金(铁

石灰活性度的测定
一实验目的和意义
石灰的质量对炼钢过程影响很大，其性能的好坏，直接关系到冶炼时间，冶炼速度、钢的质量、废钢比和热能利用系数等指标。

在冶金工业中，石灰的活性度是指它在熔渣中与其它物质的反应能力。

用石灰在熔渣中的熔化速度来表示。

因而检验生石灰的特性是冶金实验的重要项目之一。

在实验室中对石灰活性度的研究对象是石灰水化的反应速度。

石灰的特性有若干指标，如CaO含量、气孔率、体积密度等，石灰通常可分为轻烧石灰、中烧石灰、硬烧石灰。

本实验的目的就是要检验石灰是轻烧、中烧还是硬烧石灰。

二实验原理及方法
检验石灰的焙烧程度多采用把石灰放入水中，石灰中的CaO与H2O进行反应，根据其反应速度，生成物（或放热量）的多少来化定焙烧程度。

各国测定的标准见表：
补充：还可以采用盐酸滴定法来测定。

即将煅烧好的石灰迅速冷却，制成粒径小于10mm 的样品。

标准大气压下，每次取50g，放入2L 40℃的温水中，以酚酞作为指示剂，用浓度4N（mol/L）的盐酸进行滴定，到10min内红色消失，总的盐酸消耗体积数mL为石灰。

对于活性石灰，活性度大于等于400mL。

石灰石的煅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，是一个比较复杂的物理化学过程，当石灰石加热到分解温度后，会发生如下反映：CaCO3＝CaO+CO2↑+178.16 kJ
反应是吸热反应，首先CaCO3微粒被破坏、分解，同时伴随着CaO的再结晶和晶体生长，当分解反应发生时，由于有CO2气体产生，CaO晶体会形成疏散结构（并保留着多晶结构），此时晶体发育不完全，存在着大量缺陷，使得石灰的活性最大，但是随着煅烧温度的进一步提高或者是保温时间的延长，晶体会慢慢发育完全，使得活性CaO转化为非活性CaO，从而降低其活性。

石灰的组织结构与煅烧温度和煅烧时间密切相关。

影响石灰活性度的组织结构包括体积密度、气孔率、比表面积和CaO矿物的晶粒尺寸。

晶粒越小，比表面积越大，气孔率越高，石灰活性就越高，化学反应能力就越强。

本实验通过测定溶液达到最高温度所需要的时间来区分石灰的活性。

暂定标准如下：
活性石灰达到最高温度的时间小于3分钟，普通石灰为3~10分钟，过烧石灰＞10分钟。

炼钢实践表明，活性石灰可以提高脱磷脱硫效率80%，同时缩短冶炼时间，在3-5min 之内可以完全与钢水中酸性物质反应完毕，而一般石灰的方应时间至少要6-10min。

此外提高炉龄40%以上，炉料的消耗也降低5-8kg/t钢，以1000万t计算，每年节约1500万左右，生产效益显著。

（本段补充内容，可不必写入实验报告）
三实验用料
1.煅烧好的石灰（分析纯AR）
2.辅助用具：锤子、250ml烧杯3个、温度计3个（最大量程100℃，最小分度1℃或
0.1℃）、手表3个，电子天平等
四实验步骤
1.将CaO原料用重锤破碎，粒度控制在三个等级（小粒-小于1mm、中粒（1-3mm）、大
粒-大于3mm）内；取中粒结果判定石灰活性。

2.在250 ml烧杯中放入200 ml水，测出初始水温，不取出温度计；
3.称取40g石灰，放入烧杯中，记录初始时间t1，并观察温度计的数值变化，每隔10
秒记录一次温度，当温度不再上升并保持50-60秒后，记录达到的最高温度T f，记录终止时间t2，（t2- t1）为该组达到最高温度的时间；
4.重复上述步骤，测定另外两组焙烧石灰达到最高温度的时间。

注意事项：在将石灰放入水中时要防止烫伤，观察温度时要注意保护眼睛。

五实验记录及数据处理
1.从石灰加入开始，记录升温过程中的时间、温度原始数据（时间间隔10s）；
2.记录初始时间t1和终止时间t2，计算（t2- t1），即为达到最高温度所需要的时间；
3.取中粒石灰测试结果和规定标准进行对比比较，确定石灰的活性度。

4.以时间为横坐标，以温度为纵坐标，绘制不同粒度石灰的时间-温度图，分析粒度对石
灰反应性的影响。