高炉炼铁原理第四章造渣和脱硫过程.doc

《高炉炼铁原理第四章造渣和脱硫过程.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第四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，使之具有保证生铁质量所需的性能。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：

2、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]2、矿石软化随着炉料下降，炉温升高，矿块内部或表面出现微小的局部熔化，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

3、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。3、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）。11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

4、，其组成、数量不断变化。FeO含量在减少，而Al2O3、SiO2含量上升。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。高炉料柱结构及软熔带分布图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：

5、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；11R2<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）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

6、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2．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。11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

7、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。炉渣粘度—温度图3．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，不利渣铁分离和脱硫反应，也不易从炉内排出。炉渣粘度过小，易冲刷炉衬，并影响炉缸温度升高。高炉适宜的粘度范围：0.2～2.5Pa.S（0.2～0.8Pa.S）。影响炉渣粘度因素：炉渣温度和炉渣成分。①炉渣温度升高，炉渣粘度降低；②当温度一定时，炉渣粘度取决于炉渣成分。Al2O3含量为15%的四元渣系粘度图4．稳定性指

8、炉渣性质（熔化性温度、粘度）随炉渣成分或温度发生变化而波动的幅度大小。当炉渣成分或温度波动时，