1 前 言
石灰的活性是指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表示。由于直接测定石灰在熔渣中的熔化速度（热活性）比较困难，通常用石灰与水的反应速度，即石灰水活性表示。研究表明，石灰与水的反应速度反映了石灰在熔渣中的熔化速度，因此，石灰的水活性已作为检查石灰质量的指标之一。
2 生成活性石灰的机理
石灰组成中有游离氧化钙和结合氧化钙，游离氧化钙中又分活性氧化钙和非活性氧化钙。非活性氧化钙在普通消解条件下，不能同水发生反应，但有可能转化为活性氧化钙（如磨细后）。活性氧化钙则是在普通消解条件下，能同水发生反应的那部分游离氧化钙，结合氧化钙是不可回复的，故不能称为非活性氧化钙。氧化钙在石灰中存在形式可以用图 1 表示。石灰的反应能力实际上可以看成是游离氧化钙总量中活性氧化钙的数量。石灰石的锻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。其变化所得晶体结构与形成新相晶核的速度和它的生长速度有关。当前者大于后者时，所得到的为细粒晶体，其活性氧化钙分子数量多，具有高的表面能；反之，所得为低表面能的粗粒晶体，其活性氧化钙分子数量少。在石灰石快速加热锻烧下，所得到的为细粒晶体结构的石灰，活性度就高；缓慢加热锻烧时，所得为粗晶体结构的石灰，活性就低。
图片
3 影响石灰活性的因素分析
由於锻烧设备与锻烧条件及石灰石、燃料的各类不同，生成的石灰可分为轻烧石灰，中烧石灰和硬烧石灰；也可分为活性石灰与非活性石灰，一般轻烧石灰即为活性石灰。各种石灰的物化性见表 1 。
图片
3.1 锻烧设备对石灰活性的影响
石灰的活性大小很大程度上取决于锻烧石灰石所用的锻烧设备。根据窑炉结构形式，石灰窑大致分为普通竖窑、并流蓄热式竖窑、套筒式竖窑、回转窑、沸腾窑等。各种窑型生产的石灰的活性见表2 。
图片
（1 ）普通竖窑锻烧不出高活性石灰，其原因有：A 竖窑截面气流分配不均，物料下移快慢不一，同一断面上温差大，形成局部高温区和低温区，致使石灰焙烧度不均匀，石灰的活性差；B 石灰石在窑内停留时间长，一般为20-45h 左右，生成的石灰晶格重新排列，晶粒增大，结果生成反应能力低的非活性石灰；C 我国石灰竖窑一般用焦炭和煤作燃料，因焦炭和煤粉生成的灰分残留在石灰中，造成石灰杂质增多。在锻烧过程中固体燃料 中 的 灰 分 和 石 灰 易 生 成CaO.Fe2O3、CaO.Al2O3、2CaO.SiO2等盐类，包敷于石灰颗粒表面，形成一层矿渣薄膜，使石灰分解速度减慢，结果生成非活性石灰。但如果改善操作条件和原料、燃料条件，可以使石灰活性达到300左右。
（2 ）并流蓄热式竖窑能锻烧出活性石灰，其原因有：并流蓄热式竖窑有二个窑身或三个窑身，在二个或三个窑身下部之间设有连通管。燃料在窑身上部供给，气流与物料并流向下，经过连通管，进入另一窑身。因此窑身上部安装有换向系统，一个窑身被加热，另一个或二个窑身被预热。大约间隔12min变换一次室身功能。
并流加热和逆流加热相比较，并流加热方式，热气流由窑顶部进入；而逆流加热方式，气流由窑底部进入锻烧带，由於高温物料和冷气流温差大，致使处于锻烧带下部的石灰过烧和烧结，所以不能生成活性石灰；并流蓄式竖窑的加热能够适应石灰锻烧开始阶段温差大，锻烧结尾阶段温差小的要求，故能烧出活性石灰。
（3 ）回转窑能锻烧出高活性石灰，其原因有：A 回转窑内传热主要为辐射传热，而在石灰层内部主要依靠传导传热。通过窑体不断旋转，物料得到不断混均，在物料滚动过程中，大颗粒在物料上层，小颗粒在料层下部，不同粒度石灰石都得到均匀加热，生成石灰的质量均匀而活性高；B 石灰石的锻烧是从表面向里进行的，窑内空间温度随锻烧温度升高而升高，但窑内料层温度维持一定，当石灰石烧成石灰时，温度会急剧上升，致产生过烧，因此要求石灰必须迅速从窑内推出，回转窑物料在窑内停留时间短，能够满足生成活性石灰的工艺要求。
（4）沸腾窑可锻烧出高活性石灰，其原因有：A 这种窑能烧极细颗粒石灰石，并在悬浮状态下锻烧，物料受热均匀，B 锻烧温度较低，锻烧时间短，因此生成的石灰反应能力十分强烈。
3.2 原料、燃料特性对石灰活性的影响
3.2.1 石灰石种类
表 3 列出了相同条件下不同石灰石在回转窑内锻烧出的石灰质量，用东至石灰石为原料，生产的石灰活性度较好，而用荻港石灰石为原料的石灰活性度较差。从岩相观察，两者主晶相都呈不规则状，但东至石灰石的主晶相为方解体，发育程度较好；而荻港石灰石发育程度较差，并含有少量游离石英，所以说石灰的活性，与石灰石的化学成分及岩相组成有关。
3.2.2 石灰石中杂质
石 灰 石 中 有 害 杂 质 有：SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O、P、S等。 这 些 杂 质 在 较 低 温 度 下就与烧成石灰（开始反应，促使微粒间的融合，导致微粒结晶粗大化。铁的化合物和铝的化合物是强的助熔剂，能促使生成易熔的硅酸钙、铝酸钙和铁酸钙。这些熔融的化合物会堵塞石灰表面细孔，使石灰反应性能力下降；还会阻塞CO2气体的排出，形成中心某些部位的生烧石灰，更主要是它又和石灰发生反应，粘结在一起形成渣块，使石灰窑窑况失调，严重降低石灰活性。
图片
3.2.3燃料
石灰窑所用燃料有固体、液体和气体燃料。这些燃料各具特点，都能烧出活性石灰。固体燃料虽因杂质含量高，对石灰活性有一定影响，但从燃料多样化看，固体燃料是不可缺少的，我国大部分普通竖窑仍采用固体燃料；液体燃料由於短缺，很少采用，选择气体燃料是既方便又可提高石灰的活性，因此是极为有利的。根据窑型和燃料市场价格的变化，石灰窑所用燃料也随着变化。有的窑可烧两种燃料，可以烧一种燃料；也可以同时烧二种燃料。
3.3 烧成温度对石灰活性的影响
石灰石在电炉内进行焙烧所得数据如表4 所示。表4 表示了不同烧成温度对石灰活性的影响，从表4 看出，以烧成温度在1100-1200℃为理想的烧成温度范围，石灰的活性较高。
图片
3.4 活性石灰贮存时间和运输方式对石灰活性的影响
活性石灰贮存试验方法如下：
把出窑的石灰堆放成长方体，每天在堆上取样做石灰活性度，试验结果如图 2 所示。图2 表明，随着存放时间延长，石灰的活性下降。炼钢所用石灰，采用天蓬汽车运输时，在运输过程中，石灰的活性也有所下降，见表 5。雨中运输更为严重。其原因在石灰吸收空气中水分自行消化，生成 Ca（ OH）2，后又与空气中CO2作用变成不溶解，因而使石灰活性降低。由此可见，活性石灰在贮存和运输过程中应采用密封装置。
图片
4 结 语
石灰石加热分解生成石灰，由于窑型和原、燃料种类及锻烧条件的不同，生成的石灰活性度有很大的差异，故要得到优质活性石灰，须满足如下条件。
（ 1 ）选择合适的窑型，近年来国内生产实践证明，回转窑、并流蓄热式竖窑、套筒窑等都能生产出优质活性石灰，满足了大型钢厂的要求，是今后发展的方向。因这种窑型能适应生成活性石灰的条件：A 加热均匀，温度易控制在1100-1200℃范围内，不易产生过烧或生烧；B 回转窑采用小粒级石灰石在窑内停留时间短，满足了快速加热条件，所得为细粒晶体结构活性石灰；C 并流蓄热式竖窑的加热能够适应石灰石锻烧开始炉料温度与高温气体的温度差大，锻烧终了的温差小，故能烧出活性石灰，而目前国内大量普通竖窑，应进行技术改造，尽量使其适应生成活性石灰的条件，以生产中等活性度的石灰（活性度为300ml左右），沸腾窑有待进一步研究，满足特殊工业的要求。
（ 2 ）要重视原料质量，对石灰石要进行预处理，尽可能采用分级、水洗设施，使石灰石杂质少，粒度均匀；燃料根据条件可选择不同种类，选择气体燃料生产活性石灰更为有利。而我国大部分普通竖窑仍需采用固体燃料，有一部分普通竖窑可以改用气体燃料，以提高石灰的活性度，满足炼钢要求。
图片
本站仅提供存储服务，所有内容均由用户发布，如发现有害或侵权内容，请点击举报。