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用于煉鋼的石灰通常含有矽、硫、鎂等雜質。石灰質量直接關系到煉鋼的成渣速度、能源消耗,并影響鋼水脫硫效果等指标。高質量的石灰具有縮短冶煉時間、提高鋼水純淨度及收得率、降低石灰及螢石消耗、提高爐襯壽命等優點。

一、有效氧化鈣和二氧化矽含量的影響

有效CaO是指石灰中CaO含量減去石灰自身SiO2在特定渣堿度條件下消耗的CaO量所得的餘量。成分一定的鐵水所需的石灰量由終渣堿度(CaO/SiO2)确定,而SiO2含量又是決定爐渣堿度的關鍵因素,SiO2含量越高,所需石灰量就越大。對石灰中所含的雜質SiO2,若按渣堿度為3.2計算,則石灰中每含1mol的SiO2,就需要3.2mol的活性CaO與之中和,大大降低了石灰中有效CaO的含量,從而增加了煉鋼用石灰量,也增加了渣量。據報道,有效CaO質量分數減小1%時,按煉鋼渣堿度3.2計算,煉鋼石灰消耗量将增加0.432kg/t。廣鋼集團年産鋼四百多萬噸,若煉鋼石灰有效CaO含量減小1%,則每年煉鋼石灰消耗将增加一千七百多噸,約合人民币75萬元。

二、硫含量的影響

石灰中硫含量增加會降低有效CaO含量,增加噸鋼消耗,同時加速爐襯損毀,更重要的是會降低對鋼水的脫硫能力,影響鋼水質量。降低有效CaO含量,增加消耗，硫含量的增加,将降低石灰中的有效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,每年将增加有效CaO消耗130多噸;按純度90%計算,每年将增加石灰消耗約145t,約合人民币6.5萬元。石灰中硫含量增加造成鋼水硫含量增加,加劇了熔渣與爐襯的反應,加速爐襯損毀。降低對鋼水的脫硫能力,惡化鋼水質量。石灰作為造渣劑的目的之一是去除鋼水中的硫。若石灰本身含硫量較高,顯然對鋼水中硫的去除不利。據報道,當石灰中增加0.01%的硫時,将使鋼水增加0.001%的硫,其結果将增加石灰消耗,延長吹煉時間,降低脫硫、脫磷率,惡化鋼水質量。

因此,降低石灰中的硫含量是降低石灰消耗,提高爐襯壽命,提高鋼水質量,保證冶煉順利進行的重要措施。

三、灼減

一般石灰的灼減量為2.5%～3.0%,相當于石灰中殘餘CO2量為2%左右。石灰中殘餘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。據報導,當灼燒減量減少0.20%時,有效CaO含量可提高0.17%,将降低噸鋼石灰消耗。

四、活性度

石灰的活性是指在熔渣中與其它物質的反應能力,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。據統計,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。

五、雜質

石灰中的雜質一般是指石灰石中的SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O和K2O等。這些雜質在較低溫度下(900℃)就與石灰開始反應,促使CaO微粒間的融合,導緻微粒結晶粗大化,降低活性。鐵的化合物和鋁的化合物是強的助熔劑,能促使生成易熔的矽酸鈣、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,形成中心某些部位的生燒石灰。更主要的是,這些熔融化合物和石灰發生反應,粘結在一起形成渣塊,使石灰窯窯況失調,嚴重降低石灰的活性,使煉鋼石灰用量增加。

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