浅谈活性石灰对炼钢影响
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《一重技术》
率高， 反应面积大， 能迅速与渗入石灰孔隙的 ＦｅＯ、ＭｎＯ、ＣａＦ２ 等 形 成 熔 点 较 低 的 熔 体 而 熔 化 成渣。在相同的操作条件下， 加入活性石灰 ２￣３ ｓ 后就基本渣化， 缩短了熔化时间。而普通石灰加 入 ４ ｓ 后才能渣化。因此使用活性石灰能有效地 缩短冶炼时间， 适应快速炼钢的需要。活性石灰 入炉化渣快， 可减少喷溅事故， 提高作业率。 １．２ 提高炼钢热效率
当石灰中硫含量高时， 造成渣液流动性差， 也影响脱硫效果。炼钢过程中去硫的途径有炉渣 去 硫 和 气 化 去 硫 。 硫 在 钢 液 中 主 要 以 ＦｅＳ 存 在 ， ＦｅＳ 既熔于钢液， 又熔于渣液， 服从分配定律：
［ ＦｅＳ］ ＝（ ＦｅＳ） － Ｑ （ ＦｅＳ） ／［ ＦｅＳ］ ＝Ｌｓ 在一定温度下 Ｌｓ 为一常数， 称为硫在渣液和 钢液中的分配系数， 又叫脱硫指数。因此在碱性 渣中才能去硫。炉渣去硫的反应式如下： （ ＣａＳ） ＋（ ＣａＯ） ＝（ ＣａＳ） ＋（ ＦｅＯ） － Ｑ ［ ＦｅＳ］ ＝（ ＦｅＳ） － Ｑ 去硫的基本条件是： 炉渣碱度要高， 且流动 性要好， 炉温要高， 炉渣还原性要强。适当增加 渣 量 ， 稀 释 （ ＣａＳ） 的 浓 度 ， 可 促 进 去 硫 反 应 的 进行， 脱 Ｓ 率约提高 １０％左右， 这在吹炼前期明 显。 １．５ 炉衬侵蚀减轻， 炉龄提高 钢水中的 Ｓｉ、Ｓ、Ｐ 在强氧化环境中， 生成酸 性氧化物进入炉渣， 而转炉、电炉炉衬一般为碱 性材料， 酸碱两种性质的物质在高温条件下发生 化学反应， 生成物中低熔点的物质进入炉渣而导 致侵蚀炉衬。加入活性石灰， 快速熔化进入炉渣 的有效 ＣａＯ 可快速中和炉渣的酸性， 同时缩短了 冶炼时间， 相应提高了炉龄， 故对保护炉衬提高 炉龄创造了条件， 一般可提高炉龄 ２０％。据东北 大学与鞍钢三炼钢厂试验测定， 炉衬侵蚀速度减 少０．４３９ ｍｍ／炉。
Ｂｒ ｉｅｆ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ａｂｏｕｔ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ａｃｔｉｖｅ Ｌｉｍｅ ｏｎ Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ Ｌｉｕ Ｑｉｎｇｃｈｕａｎ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｔｉｖｅ ｌｉｍｅ ｉｎ ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ａｓｈｅｓ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓｌａｇｇｉｎｇ ｓｐｅｅｄ， ｓｈｏｒｔｅｎ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ ｔｉｍｅ， ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ， ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｍａｔｅｒｉａｌ， ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｅｐｈｏｓｐｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｓｕｌｐｈｉｔａｔｉｏｎ， ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｅｒｏｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｌｉｎｅｒ ｏｆ ｆｕｒｎａｃｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｌｏｎｇ ｔｈｅ ｌｉｆｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｆｕｒｎａｃｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ａｃｔｉｖｅ ｌｉｍｅ； ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ； ｓｌａｇ－ ｆｏｒｍｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ； ｓｌａｇｇｉｎｇ； ｔｈｅｒｍａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
由于活性石灰晶粒细小， 晶格不稳定， 气孔
３ 结语
以上对火焰离焰判别法进行了初步的探索，
提出了火焰根部取样分析法。此法根据烟气中一 氧化碳含量随一次空气系数变化规律的最低点， 来判别火焰是否处于离焰临界状态以取代目测 法， 可以提高实验结果的准确性、重复性。
收稿日期： ２００５－ １２－ １９； 修回日期： ２００６－ ０１－ １１ － ２６ －
２ 结论
炼钢就是炼渣， 要炼好钢就要炼好渣， 应全 面推广采用高活性石灰， 杜绝土灰炼钢， 在抓好 炼钢改造的同时应考虑活性石灰的配套。
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－ ２７ －
由于活性石 灰 有 效 ＣａＯ 含 量 高 ， 气 孔 率 高 ， 比表面积大， ＣａＯ 分子性能活泼， 因此冶炼中具 有较好的脱硫、脱磷效果 （ 去磷率比普通石灰高 １０％） 。同时由于活性石灰本身所含杂质少， 硫磷 含量低， 成份稳定， 便于炼钢操作， 因此对提高 和改进钢质量大有好处。在钢液中， 磷以 Ｐ 或 Ｆｅ２Ｐ 形式存在。在氧化渣下， 渣液与钢液界面上 磷 被 ＦｅＯ 氧 化 ， 生 成 不 稳 定 的 氧 化 物 Ｐ２Ｏ５ 和 ３Ｆｅ·Ｐ２Ｏ５ 与碱性渣中碱性氧化物 ＣａＯ 相结合， 则 可形成稳定的磷酸钙 ４ＣａＯ·Ｐ２Ｏ５。去磷反应式为： ２ ［ Ｐ］ ＋５ （ ＦｅＯ） ＋４ （ ＣａＯ） ＝４ （ ＣａＯ·Ｐ２Ｏ５） ＋５ ［ Ｆｅ］ ＋Ｑ。 由此可见， 去磷的基本条件和方法是： 炉渣碱度 要高， 即 （ ＣａＯ） 要高， 而 且 流 动 性 要 好 ， 炉 渣 氧化性要强即∑（ ＦｅＯ） 要高。去磷反应是放热反
由于采用活性石灰， 石灰用量减少， 可使钢 渣的生成量也相应减少 １２￣１８ ｋｇ／ｔ 钢。成渣量 减 少， 喷渣量少， 钢渣中带走的铁减少。由于一般 炼钢吹炼的气相和炉渣均是强氧化性的， 渣中
∑ "ＦｅＯ #＝１０％￣１５％， 有 的 甚 至 高 达 ２０％。 渣 的
减少使铁损降低， 其综合效果是钢水收得率提 高， 钢水收得率能提高 ０．５％￣１％， 钢铁料消耗降 低。 １．４ 提高脱硫、脱磷效果， 改进钢质量
２００６ 年第 １ 期（ 总 １０９ 期）
浅谈活性石灰对炼钢影响
刘青川 １
（ １． 北满特钢物资供应部助理工程师， 黑龙江 富拉尔基 １６１０４１）
摘要： 在炼钢过程中采用活性石灰比土灰效果好得多。采用活性石灰炼钢可以提高化渣速度， 缩短冶 炼时间， 提高热效率， 提高钢水收得率， 降低钢铁料消耗， 提高脱磷、脱硫效果， 及减少对炉衬的侵 蚀， 提高炉体寿命。 关键词： 活性石灰； 炼钢； 造渣剂； 化渣； 热效率 中图分类号： ＴＦ７１３．３ 文献标识码： Ｂ 文章编号： １６７３－ ３３５５ （ ２００６） ０１－ ００２６－ ０２
通常所说的石灰是指石灰石在高温煅烧下放 出 ＣＯ２ 以后得到的以 ＣａＯ 为主要成份的产物。而 活性石灰有别于普通石灰， 它的特性是 ＣａＯ 矿物 结晶细小， 一般为 １￣３ μｍ； 气孔率高， 达 ５０％； 体积密度小， 一般为 １．５￣１．７ ｇ／ｃｍ３； 比表面积大， 一般为 １．５￣２ ｍ２／ｇ， 活性度通常大于 ３００ ｍｌ （ ４Ｎ－ ＨＣＬ、４０±１ ℃、１０ ｍｉｎ 的 滴 定 值 ） ， ＣａＯ 含 量 大 于 ９０％ ， ＳｉＯ２＋Ｆｅ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３ 含 量 小 于 ２％ ， 残 余 ＣＯ２ 含量一般不超过 ２％。一般把性能活泼、反应 能力强， 在炼钢造渣过程中熔解速度快、含硫量 低的优质软烧石灰称为活性石灰。活性石灰是铁 水预处理、钢水炉外脱硫以及转炉、电炉炼钢的 造渣剂。它对强化冶炼过程， 降低炉料消耗和改 进质量都有重要作用。
因活性石灰中有效 ＣａＯ 含量高， 在冶炼反应 中能被充分利用， 从而使炼钢的石灰消耗量比普 通石灰下降 ２０％￣３０％， 活性石灰用量少。另外， 活性石灰生烧率低， 石灰吸收热量少 （ 石灰石分 解 是 吸 热 反 应 ， ２５ ℃时 ， Ｑ＝１ ７８０ ｋＪ／ｋｇＣａＣＯ３） 。 因此使用活性石灰可有效降低热损失， 提高热效 率。 １．３ 提高钢水收得率， 降低钢铁料消耗
应， 所以熔炼初期炉温较低时， 最有利去磷。特 别是特种钢要求磷严格时， 这就要求石灰活性度 高， 反应速度快， 硫含量低， 提高渣的流动性， 在短时间内快速去磷 （ 活性石灰冶炼 ５ ｍｉｎ 碱 度 就达到 １．７ 以上） 。如果石灰的活性度低， 去磷速 度慢， 当炉温上升后， 去磷效果就受到限制。
１ 活性石灰在炼钢过程中的优势
因活性石灰具有高的化学纯度、活泼的化学 性能， 因而在炼钢化渣中效果显著。发达国家已 普遍使用了活性石灰。国外一些专家认为， 今后 氧气炼钢工艺的最大改进主要是靠改进化渣操作 和提高石灰质量来实现。所以采用高效活性石灰 是改进炼钢工艺中的很重要的一个方面。转炉炼 钢周期仅为 ３０ ｍｉｎ （ 超高功率电 炉 炼 钢 周 期 为 １ ｈ） 左右， 故化渣速度和用灰量对它都非常敏感， 效益自然显著。活性石灰代替普通石灰在炼钢中 具有很好的技术经济效果。 １．１ 化渣速度加快， 冶炼时间缩短
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《一重技术》
率高， 反应面积大， 能迅速与渗入石灰孔隙的 ＦｅＯ、ＭｎＯ、ＣａＦ２ 等 形 成 熔 点 较 低 的 熔 体 而 熔 化 成渣。在相同的操作条件下， 加入活性石灰 ２￣３ ｓ 后就基本渣化， 缩短了熔化时间。而普通石灰加 入 ４ ｓ 后才能渣化。因此使用活性石灰能有效地 缩短冶炼时间， 适应快速炼钢的需要。活性石灰 入炉化渣快， 可减少喷溅事故， 提高作业率。 １．２ 提高炼钢热效率
当石灰中硫含量高时， 造成渣液流动性差， 也影响脱硫效果。炼钢过程中去硫的途径有炉渣 去 硫 和 气 化 去 硫 。 硫 在 钢 液 中 主 要 以 ＦｅＳ 存 在 ， ＦｅＳ 既熔于钢液， 又熔于渣液， 服从分配定律：
［ ＦｅＳ］ ＝（ ＦｅＳ） － Ｑ （ ＦｅＳ） ／［ ＦｅＳ］ ＝Ｌｓ 在一定温度下 Ｌｓ 为一常数， 称为硫在渣液和 钢液中的分配系数， 又叫脱硫指数。因此在碱性 渣中才能去硫。炉渣去硫的反应式如下： （ ＣａＳ） ＋（ ＣａＯ） ＝（ ＣａＳ） ＋（ ＦｅＯ） － Ｑ ［ ＦｅＳ］ ＝（ ＦｅＳ） － Ｑ 去硫的基本条件是： 炉渣碱度要高， 且流动 性要好， 炉温要高， 炉渣还原性要强。适当增加 渣 量 ， 稀 释 （ ＣａＳ） 的 浓 度 ， 可 促 进 去 硫 反 应 的 进行， 脱 Ｓ 率约提高 １０％左右， 这在吹炼前期明 显。 １．５ 炉衬侵蚀减轻， 炉龄提高 钢水中的 Ｓｉ、Ｓ、Ｐ 在强氧化环境中， 生成酸 性氧化物进入炉渣， 而转炉、电炉炉衬一般为碱 性材料， 酸碱两种性质的物质在高温条件下发生 化学反应， 生成物中低熔点的物质进入炉渣而导 致侵蚀炉衬。加入活性石灰， 快速熔化进入炉渣 的有效 ＣａＯ 可快速中和炉渣的酸性， 同时缩短了 冶炼时间， 相应提高了炉龄， 故对保护炉衬提高 炉龄创造了条件， 一般可提高炉龄 ２０％。据东北 大学与鞍钢三炼钢厂试验测定， 炉衬侵蚀速度减 少０．４３９ ｍｍ／炉。
Ｂｒ ｉｅｆ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ａｂｏｕｔ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ａｃｔｉｖｅ Ｌｉｍｅ ｏｎ Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ Ｌｉｕ Ｑｉｎｇｃｈｕａｎ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｔｉｖｅ ｌｉｍｅ ｉｎ ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ａｓｈｅｓ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓｌａｇｇｉｎｇ ｓｐｅｅｄ， ｓｈｏｒｔｅｎ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ ｔｉｍｅ， ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ， ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｍａｔｅｒｉａｌ， ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｅｐｈｏｓｐｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｓｕｌｐｈｉｔａｔｉｏｎ， ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｅｒｏｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｌｉｎｅｒ ｏｆ ｆｕｒｎａｃｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｌｏｎｇ ｔｈｅ ｌｉｆｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｆｕｒｎａｃｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ａｃｔｉｖｅ ｌｉｍｅ； ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ； ｓｌａｇ－ ｆｏｒｍｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ； ｓｌａｇｇｉｎｇ； ｔｈｅｒｍａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
由于活性石灰晶粒细小， 晶格不稳定， 气孔
３ 结语
以上对火焰离焰判别法进行了初步的探索，
提出了火焰根部取样分析法。此法根据烟气中一 氧化碳含量随一次空气系数变化规律的最低点， 来判别火焰是否处于离焰临界状态以取代目测 法， 可以提高实验结果的准确性、重复性。
收稿日期： ２００５－ １２－ １９； 修回日期： ２００６－ ０１－ １１ － ２６ －
２ 结论
炼钢就是炼渣， 要炼好钢就要炼好渣， 应全 面推广采用高活性石灰， 杜绝土灰炼钢， 在抓好 炼钢改造的同时应考虑活性石灰的配套。
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由于活性石 灰 有 效 ＣａＯ 含 量 高 ， 气 孔 率 高 ， 比表面积大， ＣａＯ 分子性能活泼， 因此冶炼中具 有较好的脱硫、脱磷效果 （ 去磷率比普通石灰高 １０％） 。同时由于活性石灰本身所含杂质少， 硫磷 含量低， 成份稳定， 便于炼钢操作， 因此对提高 和改进钢质量大有好处。在钢液中， 磷以 Ｐ 或 Ｆｅ２Ｐ 形式存在。在氧化渣下， 渣液与钢液界面上 磷 被 ＦｅＯ 氧 化 ， 生 成 不 稳 定 的 氧 化 物 Ｐ２Ｏ５ 和 ３Ｆｅ·Ｐ２Ｏ５ 与碱性渣中碱性氧化物 ＣａＯ 相结合， 则 可形成稳定的磷酸钙 ４ＣａＯ·Ｐ２Ｏ５。去磷反应式为： ２ ［ Ｐ］ ＋５ （ ＦｅＯ） ＋４ （ ＣａＯ） ＝４ （ ＣａＯ·Ｐ２Ｏ５） ＋５ ［ Ｆｅ］ ＋Ｑ。 由此可见， 去磷的基本条件和方法是： 炉渣碱度 要高， 即 （ ＣａＯ） 要高， 而 且 流 动 性 要 好 ， 炉 渣 氧化性要强即∑（ ＦｅＯ） 要高。去磷反应是放热反
由于采用活性石灰， 石灰用量减少， 可使钢 渣的生成量也相应减少 １２￣１８ ｋｇ／ｔ 钢。成渣量 减 少， 喷渣量少， 钢渣中带走的铁减少。由于一般 炼钢吹炼的气相和炉渣均是强氧化性的， 渣中
∑ "ＦｅＯ #＝１０％￣１５％， 有 的 甚 至 高 达 ２０％。 渣 的
减少使铁损降低， 其综合效果是钢水收得率提 高， 钢水收得率能提高 ０．５％￣１％， 钢铁料消耗降 低。 １．４ 提高脱硫、脱磷效果， 改进钢质量
２００６ 年第 １ 期（ 总 １０９ 期）
浅谈活性石灰对炼钢影响
刘青川 １
（ １． 北满特钢物资供应部助理工程师， 黑龙江 富拉尔基 １６１０４１）
摘要： 在炼钢过程中采用活性石灰比土灰效果好得多。采用活性石灰炼钢可以提高化渣速度， 缩短冶 炼时间， 提高热效率， 提高钢水收得率， 降低钢铁料消耗， 提高脱磷、脱硫效果， 及减少对炉衬的侵 蚀， 提高炉体寿命。 关键词： 活性石灰； 炼钢； 造渣剂； 化渣； 热效率 中图分类号： ＴＦ７１３．３ 文献标识码： Ｂ 文章编号： １６７３－ ３３５５ （ ２００６） ０１－ ００２６－ ０２
通常所说的石灰是指石灰石在高温煅烧下放 出 ＣＯ２ 以后得到的以 ＣａＯ 为主要成份的产物。而 活性石灰有别于普通石灰， 它的特性是 ＣａＯ 矿物 结晶细小， 一般为 １￣３ μｍ； 气孔率高， 达 ５０％； 体积密度小， 一般为 １．５￣１．７ ｇ／ｃｍ３； 比表面积大， 一般为 １．５￣２ ｍ２／ｇ， 活性度通常大于 ３００ ｍｌ （ ４Ｎ－ ＨＣＬ、４０±１ ℃、１０ ｍｉｎ 的 滴 定 值 ） ， ＣａＯ 含 量 大 于 ９０％ ， ＳｉＯ２＋Ｆｅ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３ 含 量 小 于 ２％ ， 残 余 ＣＯ２ 含量一般不超过 ２％。一般把性能活泼、反应 能力强， 在炼钢造渣过程中熔解速度快、含硫量 低的优质软烧石灰称为活性石灰。活性石灰是铁 水预处理、钢水炉外脱硫以及转炉、电炉炼钢的 造渣剂。它对强化冶炼过程， 降低炉料消耗和改 进质量都有重要作用。
因活性石灰中有效 ＣａＯ 含量高， 在冶炼反应 中能被充分利用， 从而使炼钢的石灰消耗量比普 通石灰下降 ２０％￣３０％， 活性石灰用量少。另外， 活性石灰生烧率低， 石灰吸收热量少 （ 石灰石分 解 是 吸 热 反 应 ， ２５ ℃时 ， Ｑ＝１ ７８０ ｋＪ／ｋｇＣａＣＯ３） 。 因此使用活性石灰可有效降低热损失， 提高热效 率。 １．３ 提高钢水收得率， 降低钢铁料消耗
应， 所以熔炼初期炉温较低时， 最有利去磷。特 别是特种钢要求磷严格时， 这就要求石灰活性度 高， 反应速度快， 硫含量低， 提高渣的流动性， 在短时间内快速去磷 （ 活性石灰冶炼 ５ ｍｉｎ 碱 度 就达到 １．７ 以上） 。如果石灰的活性度低， 去磷速 度慢， 当炉温上升后， 去磷效果就受到限制。
１ 活性石灰在炼钢过程中的优势
因活性石灰具有高的化学纯度、活泼的化学 性能， 因而在炼钢化渣中效果显著。发达国家已 普遍使用了活性石灰。国外一些专家认为， 今后 氧气炼钢工艺的最大改进主要是靠改进化渣操作 和提高石灰质量来实现。所以采用高效活性石灰 是改进炼钢工艺中的很重要的一个方面。转炉炼 钢周期仅为 ３０ ｍｉｎ （ 超高功率电 炉 炼 钢 周 期 为 １ ｈ） 左右， 故化渣速度和用灰量对它都非常敏感， 效益自然显著。活性石灰代替普通石灰在炼钢中 具有很好的技术经济效果。 １．１ 化渣速度加快， 冶炼时间缩短