A、稀盐酸除水壶中的水垢，是利用了稀盐酸能和水垢中的物质反应的性质，需要通过化学变化才表现出来，是利用了其化学性质，故选项错误．

B、木炭烤肉串，是利用了木炭的可燃性，需要通过化学变化才表现出来，是利用了其化学性质，故选项错误．

C、用熟石灰改良酸性土壤，是利用了熟石灰的碱性，需要通过化学变化才表现出来，是利用了其化学性质，故选项错误．

D、干冰用作人工降雨，是利用了干冰升华时吸热的性质，不需要发生化学变化就能表现出来，是利用了其物理性质，故选项正确．

故选D．