石灰是轉(zhuǎn)爐煉鋼最重要的造渣材料之一。煉鋼過程中石灰參與造渣反應的能力通常用石灰的“活性度”來表示,一般將用酸堿滴定法測定的活性度在300mL(4N-HCl)以上的石灰稱為活性石灰。目前,轉(zhuǎn)爐煉鋼使用的活性石灰主要由回轉(zhuǎn)窯或豎窯將石灰石在700~900℃充分預熱,然后在1050~1200℃煅燒而成,石灰冷卻到室溫后送到煉鋼廠做造渣材料。該流程一方面損失了高溫石灰的物理熱,另一方面煅燒石灰消耗的煤氣排放溫室氣體CO2。
科研人員研究了不同性質(zhì)的石灰石在遠高于活性石灰最佳煅燒溫度條件下快速煅燒時,得到的石灰的活性度與石灰石原料物理化學特性之間的關系。用鹽酸滴定法測定石灰的活性度,用XRD測定石灰石和石灰的物相組成,在掃描電鏡下觀察石灰石中CaCO3的晶粒形貌和石灰中CaO晶粒的微觀結構變化。
試驗結果表明:石灰石中的CaCO3晶粒度越小,高溫快速煅燒所得石灰中CaO晶粒燒結致密化程度越輕,石灰活性度越高;在1450℃下將高溫煅燒時間延長至15min時,不同CaCO3晶粒度的石灰石煅燒出的石灰中的CaO晶粒均已融合長大,活性度明顯下降;石灰石中的SiO2對煅燒產(chǎn)物的活性度影響很大,SiO2含量高時,高溫快速煅燒后石灰的活性度顯著降低。因此,石灰石中的CaCO3晶粒度越小、SiO2含量越低,越有利于在高溫快速煅燒條件下獲得高活性度的石灰。