石灰窑燃烧器厂家：石灰活性度主要影响因素

一、概述

石灰是炼钢用量最大的造渣材料，其活性是衡量石灰质量的主要指标。活性度的定义是石灰水化的反应速度或是反应能力，一般采用粗颗粒盐酸滴定法进行测定。其方法原理是将一定数量（50g)的石灰试样水化（水量2000ml），水温40±1℃，用一定浓度的盐酸（40mol/L),将石灰水化过程中产生的Ca(OH)2中和。从加入石灰试样开始至实验结束，始终要再一定的搅拌速度下进行，并随时保持水化中和过程中的等量点，准确记录10分钟时4mol/L盐酸的消耗量，以10分钟内消耗的盐酸毫升数表示石灰的活性度。石灰的活性度与石灰的比表面积有关。有效表面积在很大程度上取决于石灰的晶体大小，气孔率和晶体结构，或是说活性度是一项反应煅烧石灰所用原料石灰石的质量（包括矿石品味、粒度、均匀性），所用燃料的技术条件，煅烧石灰的环境处所，煅烧温度、煅烧时间等工艺参数的综合指标。

一、影响活性度的主要因素

1、石灰石中大都含有一定数量的杂质，主要有呈碱性的氧化镁和呈酸性的氧化硅、氧化铝及氧化铁等。纯净的碳酸钙在一个标准大气压（二氧化碳分压），分解温度为898℃，碳酸镁的分解温度约为650℃，但是在900℃温度下，碳酸钙分解速度低，为了提高分解速度，就要提高温度，一般达到1100~1250℃时，分解速度加快，在这种气氛中，粒度较小的石灰石中的碳酸钙基本分解完毕，但是粒度较大的石灰石，只是表面及一定深度内的碳酸钙、碳酸镁、分解出氧化钙、氧化镁。温度达到1150℃以上时，氧化钙的活性降低，而氧化镁则以方镁石晶体存在，“石灰”成过烧状态。

尽管温度虽达到1100~1250℃，但对于粒度大的石灰石的内核，因其表面及一定深度已煅烧成孔状疏松层，热阻明显加大，阻碍了热量向内核的传递，热量反而过分集中的表面层，形成过烧层，随时间的变化，通过煅烧而进入进入下一段，造成部分石灰石内核的碳酸钙难于分解或未分解，形成了仍是以石灰石矿物存在的生烧内核。

2、前面已述石灰石中的氧化镁在煅烧石灰的温度下，即1100~1250℃，氧化镁形成方镁晶体，因为碳酸镁的分解温度比碳酸钙低很多。碳酸镁在600~650℃时，分解速度很快，此状态下生产的氧化镁具有良好的水化活性，而在保证碳酸钙分解的温度下，使氧化镁的结构由疏松变得密实了，又因氧化镁对氧化钙有着非常紧密的矿物亲合性，很难与氧化物结合，成为存在于石灰中的方镁石晶体，因此，当石灰石中的碳酸镁含量增高时，适当降低煅烧温度，既可以保证碳酸钙的正常分解，更要保证活性高的氧化镁不转变或少转变成方镁石晶体。

3、石灰石中的粘土杂质指的主要是二氧化硅（SiO2），三氧化二铝（Al2O3）,三氧化二铁（Fe2O3），在石灰的煅烧温度下，可能与石灰石分解出的氧化钙进行固相反应，生产新的化合物，如氧化硅与氧化钙化合生成硅酸二钙（2CaO.SiO2）,氧化铝与氧化钙化合生成铝酸钙（CaO.Al2O3）,氧化铁与氧化钙化合生成铁酸二钙（2CaO.Fe2O3），若石灰石内粘土质杂质的含量增加或是使用的固体燃料的灰份高，则生成上述化合物的数量相应提高。由于这些新的化合物的生成，必然要消耗掉石灰的部分有效成份，降低了石灰的水化活性。

在形成上述化合物中，一份氧化硅消耗1.87份的氧化钙，一份氧化铝消耗0.55份的氧化钙，一份氧化铁消耗0.77份的氧化钙。硅酸盐等粘土质杂质不仅使氧化钙的有效成份降低，而更为严重的是，有的化合物如硅酸二钙层造成石灰晶体的收缩，从而影响水化速度。

4、水化活性与煅烧温度，煅烧时间的关系

煅烧石灰的温度高低和时间的长短，直接影响石灰的水化活性，因为作用于石灰石的温度和作用时间决定着碳酸钙分解生成的石灰的晶体结构，即石灰（氧化钙）的内表面积和晶格的变形程度。

众所周知，碳酸钙分解，先是形成具有碳酸钙假晶的氧化钙，即亚稳态的氧化钙，其晶体再结晶成为稳定的氧化钙晶体，这时的氧化钙的内比表面积达到最大值，温度增高或煅烧时间延长，再结晶继续烧结，其内比表面积降低。J.伍勒用泥盆纪石灰石研究了煅烧温度和煅烧时间，对生石灰活性度影响，在900~1000℃之间，晶体尺寸约为1微米，随着煅烧温度和时间的增加，晶体尺寸增长到10微米以上，到一定的煅烧时间以后，某种颗粒停止增长，如继续煅烧而变化微小。

煅烧温度和时间对石灰活性度的影响，我国东北大学，冶金专业委员会做了大量研究工作。实验表明，煅烧石灰石的温度，在1050~1250℃较为合适，虽然石灰石在900℃就可以分解，但是分解速度慢，达到1100℃时速度快。这个结论与有关资料的结论是相同的，资料指出，温度在900℃时，石灰石块以每小时3mm的分解速度向内进行，温度在1100℃时，则可达到每小时14mm的速度经行，后者速度为前者的4.67倍，活性还成上升状态。到1250℃，保持高的活性，但略有下降，温度如超过1300℃，则活性大幅度降低。因此，无论是固定煅烧时间，改变煅烧温度或者是固定煅烧温度，改变煅烧时间，都会导致决定水化活性的内比表面积和晶体结构发生变化，从而改变石灰的水化活性。

5、燃料、窑型对石灰活性度的影响

石灰窑有多种类型，如回转窑、并流蓄热式竖窑、套筒式竖窑、双梁式竖窑、废气调控式竖窑、煤气竖窑和旧式竖窑等，所用燃料有固体燃料，如煤炭、无烟煤、煤粉等，气体燃料有天然气、煤气等，窑型和燃料在一定程度上决定着石灰石的粒度。综合起来，就是石灰煅烧的处所（窑型）和燃料燃烧形式所形成的燃烧环境气氛，对石灰活性有很多影响。根据我国及国外冶金石灰现状一文发表的数据证明了这一点。根据经验整体列入下表。

窑型	台数	燃料种类	化学成份			活性度 ml
			CaO	MgO	SiO2
回转窑	6	煤气、天然气	91.17	1.63	1.44	356
并流蓄热式竖窑	8	煤粉	88.94	3.04	1.29	351
废气调控式竖窑	4	焦炭	88.19	2.39	5.16	320
煤气旧式竖窑	17	高炉煤气	89.37	1.62	1.49	325
旧式竖窑	259	焦炭、块煤	84	3	2.35	220

以上的数据表明：

（1）使用气体燃料的回转窑比使用固体燃料的石灰窑生产的石灰的活性度高。

（2）回转窑和并流蓄热式窑石灰活性度水平相当，废气调控窑和煤气旧式竖窑石灰的活性度水平相当，但是后两者比前两者活性度低30ml。

（3）采用焦炭做燃料的废气调控窑与旧式竖窑相比，前者活性度比后者高达100ml。

（4）采用气体燃料的回转窑比煤气旧式竖窑高30ml。

（5）采用气体燃料的旧式竖窑比采用固体燃料的旧式竖窑活性度高100ml。

（6）固体燃料的旧式竖窑活性度最低。

6、石灰石均匀性对石灰水化活性的影响

石灰石的均匀性指化学成份和粒度的均齐稳定，1992第6期水泥、石灰杂质刊登王建国同志的“石灰石预处理均化和分级利用”的文章指出：采用石灰石预均化技术和石灰石配料均化技术后，竖窑的石灰质量合格率达到90.09%，比尚未采用该技术的机械竖窑高4.32%，活性度比普通竖窑提高81.7%。石灰石化学成份和粒度的均齐稳定，式稳定石灰窑热工制度先决条件之一，来料的稳定，才能使燃料用量稳定，继而稳定用风。做到原料、燃料、用风的对口统一，即人们常说的风、煤（燃料的代称）料对口，稳定热工制度，从而提高石灰的质量。

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