第五章造渣和脱硫过程课件

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1、第五章造渣和脱硫过程第一节造渣目的与作用第二节造渣过程及其对高炉冶炼影响第三节炉渣性质及其对冶炼影响第四节高炉内的脱硫过程第五节炉外脱硫第六节碱金属及Pb、Zn在高炉内行为7/19/20211第五章造渣和脱硫过程造渣与脱硫是高炉内重要物理化学过程。一方面影响高炉顺行和生铁质量，同时对高炉产量和焦比也有重大影响。第一节造渣目的与作用高炉冶炼的目的是要生产出合格生铁，由于炉渣与生铁是高炉内同时形成的一对孪生产品，因此，要炼好铁，必须要造好渣。造渣就是加入熔剂同脉石和灰分作用，使炉渣具有良好的流动性，保证渣铁良好分离，并将不进入生铁的物质溶解、汇集成渣的过程。加熔剂造渣还有调节炉渣成分，使之具

2、有保证生铁质量所需的性能。7/19/20212第二节造渣过程及其对高炉冶炼影响根据高炉造渣的不同阶段，可分为初渣、中间渣和终渣。初渣：开始熔融出现的液相渣（软熔带内）；中间渣：处于滴落过程中其成分、温度在不断变化的炉渣；终渣：到达炉缸并待放出的炉渣，其成分相对稳定。一、初渣的形成初渣形成包括固相反应、软化、熔融、滴落等几个阶段。1、固相反应：是初渣生成的孕育阶段。主要发生在脉石与熔剂、脉石与铁氧化物之间，并生成一系列低熔点化合物。[对使用熔剂性烧结矿、球团矿而不加熔剂的高炉，固相反应在烧结或球团焙烧过程已经完成]7/19/202132、矿石软化随着炉料下降，炉温升高，矿块内部或表面出现微

3、小的局部熔化，即矿石软化开始。矿石从软化开始到熔融滴落需要一定的时间和空间，这一过程是对高炉顺行影响很大的一个环节。由于负荷的作用，软化的矿石产生粘合、融着，使气孔度大大降低，形成软熔带内软熔层。因此，矿石开始软化温度越低，初渣出现就越早，软熔带位置就越高，而软化温度区间越大，软熔层越宽，对高炉顺行越不利。所以，一般要求矿石的开始软化温度要高，软化区间要窄。7/19/202143、初渣形成从矿石软化到熔融滴落就形成初渣。初渣特点：FeO含量较高（矿石越难还原，初渣FeO越高）。高炉内初渣生成的区域称为软熔带。根据高炉解体研究，在矿石完全熔化滴落以前，在软熔带内仍基本维持矿、焦分层状态，只

4、是固态的矿石层变成了软熔层。（见图）二、中间渣即处于软熔带以下、风口水平以上正在滴落过程的液相渣。中间渣在滴落下降过程中，继续被加热、还原等，其组成、数量不断变化。FeO含量在减少，而Al2O3、SiO2含量上升。7/19/20215中间渣能否胜利滴落，取决于原料成分和炉温的稳定。当采用天然矿冶炼且大量加入石灰石，往往造成炉温和中间渣成分的激烈波动，导致炉渣流动性剧烈变化，使高炉不顺，甚至悬料和结瘤.三、终渣终渣的成分和性质基本稳定。终渣对控制生铁成分，保证生铁质量有重要影响。适宜的终渣成分是由原料条件、冶炼品种和实践经验确定，通过配料计算来调整。7/19/20216高炉料柱结构及软熔带

5、分布图7/19/20217第三节炉渣性质及其对冶炼影响一、炉渣碱度二元碱度R2：R2=CaO/SiO2三元碱度R3：R3=（CaO+MgO）/SiO2四元碱度R4：R4=（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）炉渣中的MgO、Al2O3含量相对稳定，所以炉渣碱度一般是指二元碱度R2。R2>1.0的炉渣，称为碱性炉渣；R2<1.0的炉渣，称为酸性炉渣。高炉渣R2：0.9~1.2（通常为1.05~1.2）7/19/20218二、炉渣性质炉渣性质主要有熔化温度、熔化性温度、粘度（流动性）、稳定性和脱硫能力。一般要求炉渣有适宜的熔化性温度、良好的流动性和稳定性以及较高的脱硫能力。1、熔化温度

6、指炉渣完全熔化时的温度。由相图可知，当Al2O3含量为15%，MgO不大于20%，R2=1.0上下的区域，熔化温度都较低。当R2小于1.0时虽然熔化温度也不高，但由于脱硫能力不能满足要求，所以一般不用。当R2大于1.2时，使炉渣处于高熔化温度区也是不合适的，因为这样炉渣在炉缸温度下不能完全熔化且极不稳定。由于熔化温度高低无法表示炉渣的流动性，因此局限性大7/19/202197/19/2021102、熔化性温度指炉渣从不能流动到自由流动的温度。熔化性温度可通过测定炉渣在不同温度下的粘度，然后画出粘度-温度曲线来确定。曲线上的转折点所对应的温度就是炉渣的熔化性温度。如图所示，一般碱性渣具有A

7、渣的特点，称为‘短渣’。而酸性渣具有B渣特点，称为长渣或玻璃渣。熔化性温度高的炉渣，其较难熔，但若冶炼温度（炉渣温度）能高于这个温度，渣就具有良好流动性，这种渣形成较晚，有利获得位置较低的软熔带，同时本身吸收热量多，故有利于提高炉缸温度。但若过高，而超过正常炉温，则会引起粘度大幅度升高流动性差而造成难行。7/19/202111炉渣粘度—温度图7/19/2021123、炉渣粘度表示炉渣在熔融状态下流动的难易程度。若炉渣粘度过大，不利渣