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前言

石灰是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要造渣劑，它是由石灰石在一定條件下燒制而成。而石灰石（CaCO₃）既是石灰(CaO)的提供者，也是CO₂氣體的直接攜帶者，在煉鋼領(lǐng)域應(yīng)用價(jià)值不言而喻。

近年來(lái)，為降低轉(zhuǎn)爐煉鋼成本，減少活性石灰斷供對(duì)生產(chǎn)的影響，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排等目的，鞍鋼、邯鋼、寶鋼湛江等各大鋼廠均試驗(yàn)過(guò)石灰石造渣工藝。據(jù)研究成果來(lái)看，石灰石部分代替石灰煉鋼的效果和節(jié)能減排所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值是十分值得肯定的。

1石灰石煉鋼工藝

石灰石煉鋼工藝是從石灰造渣煉鋼工藝升級(jí)而來(lái)。石灰石煉鋼工藝，是指直接將石灰石投入轉(zhuǎn)爐內(nèi)集中反應(yīng)，利用石灰石表層碳酸鈣分解作用吸收轉(zhuǎn)爐內(nèi)溫度并對(duì)轉(zhuǎn)爐內(nèi)外進(jìn)行降溫，輔助煉鋼生產(chǎn)的過(guò)程。據(jù)季德靜研究表明，石灰石替代部分石灰冶煉可滿足脫磷的要求，可降低氧氣消耗量，可提高噸鋼煤氣回收量，縮短冶煉周期。

2石灰石在煉鋼工業(yè)中的應(yīng)用

2.1在鐵水預(yù)處理中的應(yīng)用

煉鋼過(guò)程中需要通過(guò)攪拌來(lái)加速渣鋼的反應(yīng)，也改善夾雜物上浮問(wèn)題。采用石灰石替代石灰作為溶劑煉鋼，石灰石表層的碳酸鈣在分解過(guò)程中強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w能夠形成氣體攪拌作用。而且，二氧化碳代替價(jià)格較高的氬氣攪拌鐵水，直接降低了煉鋼成本。另外，CaCO₃密度比CaO大，向鋼水噴吹過(guò)程中CaCO₃粒子容易穿入鋼液，混合更加均勻。

2.2在頂?shù)讖?fù)合吹煉中的應(yīng)用

與采用石灰冶煉相比，加入石灰石渣量減少，生產(chǎn)成本明顯降低。秦登平研究顯示，在保證脫磷率的前提下，石灰石造渣工藝總體入爐CaO量減少28.6%，噸鋼造渣物料加入量減少，直接減少噸鋼轉(zhuǎn)爐渣量，有利于降低成本和節(jié)能減排。

從原理上看，是對(duì)氧化鈣進(jìn)行精煉。在煉鋼過(guò)程中將煅燒石灰石的溫度升高到高于石灰石分解的溫度，以此保持或提升氧化鈣的活性。新產(chǎn)生的氧化鈣暴露在反應(yīng)最前端，能在較短的時(shí)間內(nèi)快速地完成石灰溶解造渣，實(shí)現(xiàn)鋼鐵精煉和脫硫的作用。這就是石灰石在煉鋼中能夠減少?gòu)U渣的排量的重要因素之一。

我國(guó)目前已開展相關(guān)技術(shù)的開發(fā)，并已發(fā)現(xiàn)加入石灰石不僅造渣快、提高脫磷反應(yīng)效率，而且局部吸熱會(huì)抑制金屬熔體的揮發(fā)，減少揮發(fā)產(chǎn)生的煙塵量。

2.3在電爐煉鋼中的應(yīng)用

譙明成等提出了電弧爐煉鋼全過(guò)程石灰石煉鋼工藝，通過(guò)控制墊爐底石灰石主成分、塊度、數(shù)量和著爐位置等條件，可以使熔氧期墊爐底石灰石加熱分解與廢鋼鐵加熱熔化兩過(guò)程基本同步。墊爐底石灰石的分解貫穿于熔池形成的全過(guò)程，其核心是墊底石灰石在爐料熔化過(guò)程中逐漸放出CO₂氣體及生成活性石灰共同參與鋼液的物理化學(xué)反應(yīng)。

該工藝有利于加速鋼業(yè)物理化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間，縮短精煉時(shí)間，同時(shí)還能降低煉鋼過(guò)程中的能耗，而且精煉也能從一定程度上減少煉鋼過(guò)程中污染物的排放。

3石灰石煉鋼應(yīng)用案例

謝基表介紹了日照鋼鐵有限公司采用石灰石替代石灰直接造渣煉鋼工藝研究的情況。對(duì)比分析了廢鋼比20%以上條件下，不同石灰石加入量對(duì)終點(diǎn)磷含量、煤氣回收量、終渣堿、終渣MgO含量、爐況、石灰石溫降以及干法除塵的影響。

研究結(jié)果表明:在特定條件下，完全可以采用石灰石替代石灰直接造渣煉鋼。但考慮實(shí)際情況，在廢鋼比達(dá)23%情況下，石灰石平均加入量10～12kg/t，能保證熱平衡穩(wěn)定、爐況穩(wěn)定、脫磷率由86.6%提高至87.7%、煤氣回收量由137.9m³/t提高156.8m³/t、綜合成本噸鋼降低3元以上。

結(jié)語(yǔ)

石灰石煉鋼的應(yīng)用價(jià)值，主要體現(xiàn)在節(jié)省原料和減少?gòu)U渣、增強(qiáng)造渣效果、節(jié)能環(huán)保3個(gè)方面。原料方面，石灰石應(yīng)用于煉鋼后減少了轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中活性石灰、鐵礦石的使用。從造渣效果來(lái)看，加入一定量的鐵礦石降溫，在石灰石降溫作用下，有效保證了終渣的黏度，綜合造渣效果較好。環(huán)保價(jià)值，石灰石在煉鋼中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了資源最大化利用及節(jié)能減排的雙重價(jià)值，在石灰石轉(zhuǎn)爐降溫、循環(huán)利用二氧化碳環(huán)節(jié)都有所體現(xiàn)。

參考來(lái)源

郭慧，等：對(duì)石灰石在煉鋼中應(yīng)用的幾點(diǎn)思考，山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司

趙俊學(xué)，等：對(duì)石灰石在煉鋼中應(yīng)用的幾點(diǎn)思考，西安建筑科技大學(xué)

李尚兵，等：石灰石在永鋼50t轉(zhuǎn)爐煉鋼中的應(yīng)用，江蘇永鋼集團(tuán)有限公司煉鋼一廠

季德靜，等：轉(zhuǎn)爐石灰石替代部分石灰冶煉實(shí)踐研究，吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院

謝基表，等：轉(zhuǎn)爐石灰石直接造渣煉鋼工藝研究，日照鋼鐵控股集團(tuán)有限公司