高温条件下碳还原含SiO_2熔渣的研究[1]

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1、第12卷第4期　　　　钢铁研究学报Vol.12,No.42000年8月JOURNALOFIRONANDSTEELRESEARCHAug.2000高温条件下碳还原含SiO2熔渣的研究12211吴　铿,　刘万山,　刘兴慧,　张宗旺,　冯根生(1.北京科技大学冶金学院,北京100083;2.鞍山钢铁公司技术中心,辽宁鞍山114001)摘　要:研究了高温条件下用碳还原含SiO2合成渣的过程。结果表明:温度是使氧化物(SiO2,MgO和Al2O3)还原的重要因素。在较高的温度和碳过剩条件下,控制适当的熔渣碱度和增加MgO含量,可增加渣中还原SiO2所生成的SiC并减少所形

2、成的SiO,实现在较高温度条件下抑制渣中SiO2被还原的目的。关键词:炼铁;SiO2还原;碳;合成渣;高温中图分类号:TF533.2文献标识码:A文章编号:100120963(2000)0420005205ResearchonReductionofSlagsContainingSiO2withCarbonatHighTemperature12211WUKeng,LIUWan2shan,LIUXing2hui,ZHANGZong2wang,FENGGen2sheng(1.UniversityScience&TechnologyBeijing,Beijing1000

3、83,China;2.AnshanIronandSteelGroupCo,Anshan114001,China)Abstract:ThestudyonreductionofthesyntheticslagscontainingSiO2withcarbonathightemperaturewascarriedout.ThetemperatureplaysanimportantroleinthereductionofsuchoxideslikeSiO2,MgOandAl2O3.Bycontrollingofbasicityofslagsandincreasingof

4、MgO,SiCandSiOformedbyreducingSiO2intheslagcanbeincreasedanddecreasedrespectivelyunderthehighertemperatureandenoughcarbon.TheaimtocontrolthereductionofSiO2intheslagcanbeattainedbytheway.Keywords:ironmaking;SiO2reduction;carbon;syntheticslag;hightemperature　　随着炼铁新工艺的发展,人们对影响SiO2高温区前边缘处

5、产生含较多Al2O3的粘结层,使中心煤[1～3]还原过程的基础研究愈来愈关注。熔融还原时气流减少和边缘煤气流增加,引起炉内煤气流分布在采用熔融气化炉作为终还原器和全富氧高炉冶炼不均匀。由于在不同的流程中采用的生产条件和形条件下,若全部采用氧气,会使理论燃烧温度大大升成的最高理论燃烧温度存在差异,研究SiO2在较高高,导致SiO2过量还原。在高炉进行大喷煤和熔融温度下被碳还原的过程对炼铁的一些新流程具有重气化法煤造气的过程中,提高富氧量会提高风口前要的现实意义。的温度,将灰分中的SiO2还原。在高温条件下炉内　　在高温条件下,SiO2和碳的还原可用下式表[4]Si

6、O2被大量还原,对冶炼过程会产生一些不利的影示:响。对熔渣来讲,CaO和Al2O3的含量会大幅度增SiO2+C=SiO(G)+CO(G)加,使熔渣粘度升高和流动性变差,导致冶炼过程物$G°=597500-397.9T(Jömol)(1)理化学反应条件恶化和熔渣不易从炉内排出。对风　　从热力学角度考虑,影响上述反应的因素有温口前的灰分来讲,使得Al2O3含量增加,在风口循环度T,CO和SiO的分压pCo和pSiO,及SiO2的活度基金项目:国家教委回国留学人员资助项目(952135)作者简介:吴　铿(19512),男,博士,副教授;收稿日期:1999210221;

7、修订日期:2000203206—5—©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.2000年　　　　　　　　　　　　　　　　　钢　铁　研　究　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　第12卷aSiO。采取如下措施可以抑制SiO2的还原,即减少　　综上所述,在高温下抑制SiO2被碳还原的主要2参数是温度T和SiO2的活度aSiO。为此,本实验SiO的生成量:①提高供氧量,使pCO升高;②加入2H2O,利用H2O分解来降低温度;③加入溶剂(如在2123～2273K下,测定了含SiO2合

8、成渣与碳反CaO和MgO