高炉炼铁石灰石的主要作用

石灰是转炉炼钢的主要造渣剂，它是由石灰石在一定条件下烧制而成。而石灰石(CaCO3)既是石灰(CaO)的提供者，也是CO2气体的直接携带者，在炼钢领域应用价值不言而喻。

近年来，为降低转炉炼钢成本，减少活性石灰断供对生产的影响，实现二氧化碳减排等目的，鞍钢、邯钢、宝钢湛江等各大钢厂均试验过石灰石造渣工艺。据研究成果来看，石灰石部分代替石灰炼钢的效果和节能减排所产生的经济价值是十分值得肯定的。

01、石灰石炼钢工艺

石灰石炼钢工艺是从石灰造渣炼钢工艺升级而来。石灰石炼钢工艺，是指直接将石灰石投入转炉内集中反应，利用石灰石表层碳酸钙分解作用吸收转炉内温度并对转炉内外进行降温，辅助炼钢生产的过程。据季德静研究表明，石灰石替代部分石灰冶炼可满足脱磷的要求，可降低氧气消耗量，可提高吨钢煤气回收量，缩短冶炼周期。

02、石灰石在炼钢工业中的应用

2.1在铁水预处理中的应用

炼钢过程中需要通过搅拌来加速渣钢的反应，也改善夹杂物上浮问题。采用石灰石替代石灰作为溶剂炼钢，石灰石表层的碳酸钙在分解过程中强烈的化学反应产生的二氧化碳气体能够形成气体搅拌作用。而且，二氧化碳代替价格较高的氩气搅拌铁水，直接降低了炼钢成本。另外，CaCO3密度比CaO大，向钢水喷吹过程中CaCO3粒子容易穿入钢液，混合更加均匀。

2.2在顶底复合吹炼中的应用

与采用石灰冶炼相比，加入石灰石渣量减少，生产成本明显降低。秦登平研究显示，在保证脱磷率的前提下，石灰石造渣工艺总体入炉CaO量减少28.6%，吨钢造渣物料加入量减少，直接减少吨钢转炉渣量，有利于降低成本和节能减排。

从原理上看，是对氧化钙进行精炼。在炼钢过程中将煅烧石灰石的温度升高到高于石灰石分解的温度，以此保持或提升氧化钙的活性。新产生的氧化钙暴露在反应最前端，能在较短的时间内快速地完成石灰溶解造渣，实现钢铁精炼和脱硫的作用。这就是石灰石在炼钢中能够减少废渣的排量的重要因素之一。

我国目前已开展相关技术的开发，并已发现加入石灰石不仅造渣快、提高脱磷反应效率，而且局部吸热会抑制金属熔体的挥发，减少挥发产生的烟尘量。

2.3在电炉炼钢中的应用

谯明成等提出了电弧炉炼钢全过程石灰石炼钢工艺，通过控制垫炉底石灰石主成分、块度、数量和着炉位置等条件，可以使熔氧期垫炉底石灰石加热分解与废钢铁加热熔化两过程基本同步。垫炉底石灰石的分解贯穿于熔池形成的全过程，其核心是垫底石灰石在炉料熔化过程中逐渐放出CO2气体及生成活性石灰共同参与钢液的物理化学反应。

该工艺有利于加速钢业物理化学反应的时间，缩短精炼时间，同时还能降低炼钢过程中的能耗，而且精炼也能从一定程度上减少炼钢过程中污染物的排放。

03、石灰石炼钢应用案例

对比分析了废钢比20%以上条件下，不同石灰石加入量对终点磷含量、煤气回收量、终渣碱、终渣MgO含量、炉况、石灰石温降以及干法除尘的影响。

研究结果表明:在特定条件下，完全可以采用石灰石替代石灰直接造渣炼钢。但考虑实际情况，在废钢比达23%情况下，石灰石平均加入量10～12kg/t，能保证热平衡稳定、炉况稳定、脱磷率由86.6%提高至87.7%、煤气回收量由137.9m3/t提高156.8m3/t、综合成本吨钢降低3元以上。

石灰石炼钢的应用价值，主要体现在节省原料和减少废渣、增强造渣效果、节能环保3个方面。原料方面，石灰石应用于炼钢后减少了转炉炼钢过程中活性石灰、铁矿石的使用。从造渣效果来看，加入一定量的铁矿石降温，在石灰石降温作用下，有效保证了终渣的黏度，综合造渣效果较好。环保价值，石灰石在炼钢中的应用实现了资源最大化利用及节能减排的双重价值，在石灰石转炉降温、循环利用二氧化碳环节都有所体现。