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冶金石灰作为炼钢用的"造渣剂"原理

编辑:保温砖 时间:2020-12-11 浏览:742
   石灰,又称生石灰,主要成分是氧化钙,化学式CaO,相对分子质量56.08;白色块状或粉状,立方晶系 ,工业品 中常因含有氧化镁,氧化铝和三氧化二铁等杂质而呈暗灰色、淡黄色或褐色;相对密度3.25 - 3.38岁cm', 真密度3.34 g/cm3,体积密度1.6 - 2.8g/cm3.熔点2614℃, 沸点2850℃; 溶于酸;轻质保温砖在空气中放置可吸收空气中的水分和二氧化 碳,生成氢氧化钙和碳酸钙,与水作用(称消化)生成氢氧化钙, 同时并放出热置(生成物呈强球性)。

   山东耐火砖冶金行业还经常用到消石灰或称熟石灰,其主要成分是氢氧化钙, 化学式为Ca(OH)2. 相对分子质量74.08;亚白 色粉状,六方晶系,板状或棱柱体状,真密度2.24g/cm3 , 体积密度0.4-0.55g/cm3,消石灰是由生石灰与水反应 (消化或熟化)的产物。

   将主要成分为碳酸钙(CaCO3)的天然岩石,在适当温度下煅烧,排除分解出的二氧化碳后、所得的以氧化钙(Ca O)为主要成分的产品即为石灰。通常将这种含CaCO3不小千40%的天然岩石称为石灰石,它是生产石灰的主要原料。

   碳酸钙分解过程是吸热反应:

   CaCO3 (固体)→CaO(固体) + CO2 (气体) - 176.68 kJ

   碳酸钙的分解与水的沸腾很相似,当其加热至分解压等于外界总压时,碳酸钙就强烈分解,此时的温度 称为化学沸腾温度。不同温度下碳酸钙的分解压如表1-1所示。


   分解压不只决定于温度, 还与反忘物的分散度有关。由于分离是由石灰石表面向内部慢慢进行的,大粒径石灰 石比小粒径的煅烧要困难,需要的时间也长。小粒度的石灰石在882-895℃温度下分解,中间状态的石灰石,按地质 成因不同.在890-916℃之间,而大粒度的石灰石则需在较高的温度(911 -921℃)下才分解,而粒径超过150mm的石 灰石缎烧就十分困难了。

   很多工业部门都需要石灰,对石灰的质量要求各不相同。为了指导各个工业部门的石灰生产,我国相继制定了建 筑用、化二用、电石用、有色冶金用、黑色冶金用石灰的行业标准。黑色冶金行业用的新烧石灰.也就是我们通常所称的冶金石灰。冶金石灰按原料不同分为普通冶金右灰和镁质冶金石灰,晋通冶金石灰是由普通石灰石煅烧而成,而镁质冶金石灰则由镁质石灰石煅烧而成。

   冶金石灰作为炼钢用的"造渣剂",它的重要性已逐步得到人们的重视和认知。它不仅影响钢水的冶炼过程,还直接影响钢水的最终质凉。冶金石灰的质量指标有两部分,是化学成分,有效CaO含量要高,有害杂质成分SIO2、 P、S要低;另一个质量指标是石灰的活性度,即石灰中CaO具有活泼的化学性质,能快速参与造渣反垃的程度。炼钢 加入石灰的目的是脱硫、脱磷、脱硅,主要造渣反应有:

x(CaO)+(Si)+(O2)=(xCaO·SiO2)

2(P)+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5(Fe)

(FeS)+(CaO)=(CaS)+(FeO)

   石灰中的CaO不能以固念参与上述反位,必须进入渣中成为CaO才能参与造渣反应,即只有熔化的Ca O才是有效的CaO,未熔化的CaO直接进入钢洽,不能起到造渣作用。国际上已广泛采用品质好,反应快,造渣彻底的优质“活性石灰” 取代过去使用的“ 普通冶金石灰” 为冶炼优质钢水奠定了基础。

   所谓活性石灰就是一种优质轻烧石灰,它具有晶粒小、气孔率高休积密度小、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。活性石灰的活性度一般在300mL以上(4mol/ml的HCl, 40±1℃,10min盐酸滴定值), 其用于转炉炼钢造渣化治快,冶炼时间短,脱流,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(一般存0.03%以下),因此冶炼中具有很好的脱 硫、脱磷效果。

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