煉鋼專用石灰的質量管理與控制

李延明

河鋼邯鋼礦業分公司 河北邯鄲 056300

煉鋼專用石灰是主要的造渣劑，優良的石灰能夠改善煉鋼生產條件，加快造渣速度，提高脫磷脫硫效率，縮短鋼鐵冶煉時間，提高鋼鐵生產質量和效率。本文主要分析煉鋼專用石灰生產過程中的影響參數，重點探討煉鋼專用石灰的質量管控措施，較好地提高煉鋼專用石灰的質量和效率。

1 石灰石在煉鋼中應用技術的開發展望

1.1 對石灰石在噴射冶金中應用的再認識

噴射冶金技術由于其反應動力學條件好、反應效率高而廣泛應用于鋼鐵冶金的鐵水預處理、爐外精煉中。理論和實踐表明，在實際噴射冶金過程中，大量的粉劑顆粒停留在氣泡和金屬界面，或形成團聚，所以只有小部分的粉劑顆粒界面和金屬溶液形成了實質性的接觸，也就是說粉劑很大的比表面積這一優勢并未得到充分的發揮。根據對石灰粉粒的測算，在其平均粒度為0.2mm時，進入的金屬粉粒數僅占總粉粒數的3.94%。分析粉劑顆粒在氣液界面聚集的原因有如下方面：

（1）金屬溶液的表面張力很大，克服這一表面張力的影響進入金屬溶液要求粉劑顆粒必須有足夠大的動能。

（2）在氣泡和金屬溶液界面附近有氣流邊界層存在，阻礙著氣體和粉劑混合流的穿透。

（3）顆粒越小，其與氣體間的粘滯力及拖曳力作用越大，其與氣流的分離越困難。

（4）流股前沿的氣流反向作用。

（5）金屬溶液對粉劑的浮力。中已結合石灰的反應特征對其在噴射冶金中的促進作用進行了討論。從理論上講，具有一定動能的大顆粒更容易穿透氣液界面而進入金屬溶液中。但大顆粒比表面積明顯降低，完全反應時間長，且不易實現流態化和氣流攜帶，更無法實現濃相輸送。同時，要想讓大顆粒進入金屬溶液一定的深度又必須有足夠高的動能。如何在兩者之間尋求平衡點是技術開發的關鍵。石灰顆粒密度大，不粘結，更容易穿過界面進入金屬熔池。

1.2 石灰加入技術

（1）石灰粉底吹或浸入式噴吹從石灰效能的有效發揮方面著手，應該盡可能將其加入渣子和金屬溶液深處。為此，在轉爐或電弧爐冶煉中，應該開發從爐底加入、并能實現有效調控的技術。采用浸入式噴吹也可以將石灰石粉劑或顆粒噴入金屬熔池深處，從而有效發揮其反應特性。采用5.1所介紹的混合噴吹技術，可以將石灰顆粒的反應特性和其它渣料粉劑結合，更好地發揮噴射冶金反應效率。

（2）石灰直接加入技術采用壓入裝置將石灰壓入鋼液中，簡便易行，也可以取得同樣的效果。作者曾采用將其它渣料和CaCO3粉包覆在芯棒上壓入鋼水進行精煉，通過調整插入深度、改變渣料中CaCO3的配入比例等方式調整攪拌強度。如能有效解決爐底壽命和安全問題，采用螺旋給料強力從爐底給料通道給入也是一種選擇[1]。

2 煉鋼專用石灰生產影響參數剖析

邯鋼的煉鋼專用石灰窯為MAERZ雙膛窯，生產過程主要分為上料、燒制、預熱、出灰等流程，其工作原理為：對原料石灰石進行稱重，由卷揚機將其運至布料器之中，進入煅燒流程，出料后進入到篩分、存儲過程。其中，底部送風系統主要進行成品石灰的冷卻，提供排煙壓力；頂部送風系統同燃料同步進入窯體煅燒，廢氣則從另一個窯膛出，同時對頂部石料進行預熱，做到熱量的最大利用。兩個窯膛反復循環煅燒。對煉鋼專用石灰生產的工藝參數影響內容為：

（1）煅燒溫度的影響。石灰的致密程度越高，煅燒溫度也越高，最高可以達到1300℃。同時，煅燒溫度還會影響石灰的分解速率，當溫度偏低時，會導致石灰的活性度較低，出現“生燒”現象；而當溫度過高時，會導致石灰的活性度下降，并有可能出現結瘤現象。一般來說，理想的煅燒溫度應當為950-1150℃，考慮到安全及設備損耗問題，將1100℃作為溫度上限臨界點。

（2）煅燒時間的影響。煅燒時間過長，會降低石灰的活性度，通常來說，要將純煅燒時間控制在40min左右，并提前采取放灰的措施。

（3）石灰石粒度的影響。要采用一定粒度范圍的石灰原料，使之粒度均勻，較好地提高煅燒過程中石灰的透氣性。邯鋼目前使用40-80mm粒度的石灰石。

3 煉鋼專用石灰的質量管理與控制

3.1 作業環境及測量控制

要對現場溫度、照明、光線、噪音等環境進行控制，將作業環境噪音控制在107.9dB以內，對于生產作業環境中存在的問題進行及時整改，如：針對生產作業環境溫度較高的問題，要將加料工位設置于工作隔離區，避免熱源直接影響作業過程；針對石灰石掉落的現象，要穩定傳送系統，隔離料斗，并佩戴好安全帽。針對生產作業過程噪音較大的現象，要進行提升機的降噪或隔離處理，將噪聲控制在70dB以內。對于生產作業現場擺放無序的現象，可以采用6S管理方法和流程，進行定期檢查和整改。

3.2 加強人員及設備控制

煉鋼專用石灰生產過程要加強人員及設備控制，做好煉鋼專用石灰生產交接班，明晰上班次監測內容、未完成工作任務、特殊事件追蹤信息等，使工作人員進行交替輪流休息，并定期召開例會，進行相應的獎懲。還要完善對工人的勞保用品的發放，如：配發工作服裝、風帽、口罩、風鏡、耳塞、帆布手套等，隨時檢查生產作業人員的勞保用品佩戴情況，確保生產人員的作業安全。同時，還要定期進行大檢查、大維修工作，完善日常巡檢制度，重點檢查和巡視煉鋼專用石灰的風機系統、進出料系統、窯主體、出灰器、皮帶、卷揚機等。

4 結語

綜上所述，針對成品石灰中CaO含量不達標、生過燒率偏高、活性度低等問題，要重點關注煉鋼專用石灰生產過程的質量管理與控制，要明晰煉鋼專用石灰的影響參數，進行煉鋼專用石灰生產流程及參數的合理設置，獲悉最佳的石灰窯煅燒工藝參數，將CaO含量提升到90%以上，灼減降低到3%，活性度提升到400ml，較好地提升煉鋼專用石灰的質量。