高炉造渣过程课件.ppt

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1、4.3高炉内造渣过程4.3.1高炉内炉渣形成过程一、基本概念1.炉渣的主要来源矿石中的脉石；焦炭灰分；熔剂；侵蚀的炉衬2.炉渣的基本成分CaO,MgO,SiO2,Al2O3高炉渣中还含有少量FeO和硫化物二、造渣目的及作用(1)性能良好的炉渣，可以实现金属与氧化物脉石的有效分离;(2)渣铁间热量及质量的交换是决定金属成品最终成分及温度的关键;(3)炉渣对炉衬起保护作用。(渣皮的作用)在控制和调整炉渣成分和性质时，必须兼顾以上几方面的作用三、对炉渣性能的要求（1）有良好的流动性，保证渣铁顺利分离，操作易进行；（2）保证生铁质量。有充分参与所

2、希望化学反应的能力，如[Si]、[Mn]或其它有益元素的还原；吸收S与碱金属等；（3）能满足允许煤气顺利通过及渣－铁、渣－气良好分离的动力学条件条件；（4）稳定性好，抵抗冶炼条件变化使炉渣性能急剧变化。举例（1）包钢矿中含CaF2,强烈腐蚀炉衬，造渣时保证足够的CaO，以免粘度过低，限制或削弱其侵蚀能力。（2）钛渣护炉：高炉料含TiO2,使渣中TiO2达到2%-3%，铁液中含有一定的[Ti]，Ti和C、N生成熔点2000℃以上的TiC及Ti(C，N)，其在铁液中的溶解度是有限的，由铁液中析出并沉积在炉缸、炉底砖衬侵蚀处，起到自动补炉的作用

3、。（3）在高炉成渣以后的中下部，炉墙结厚或结瘤或炉缸堆积，可在炉料中配加MnO、CaF（萤石）或FeO（均热炉渣）等洗炉料，冲刷掉粘结或堆积物。四、炉渣形成过程1．初渣形成初渣的生成包括：（1）固相反应；（2）软化；（3）熔融；（4）滴落。固相反应：在高炉上部块状带发生蒸发、分解、还原，同时在脉石与熔剂之间、脉石与铁氧化物之间进行固相反应形成FeO-SiO2、CaO-SiO2、CaO-Fe2O3等低熔点化合物。矿石的软化铁矿石不是纯物质晶体，没有一定的熔点。它具有一定温度范围的软熔区间。矿石被加热到900－1100℃后，矿石的气孔降低，气

4、孔壁粘结，产生变形而软化。随温度的进一步升高，由于被还原的矿石表面的熔化渣膜粘结、金属铁熔解，形成熔融层。矿石在下降过程中温度逐渐升高，当接近和达到其熔化温度等温线水平时，即在软熔区间，固体矿石在这个温度区间内，经过一个半熔的塑性过程变为液态。由于软熔及上部炉料的荷重作用，块矿之间的孔隙度大大降低，透气性变差，即形成了高炉内的软熔带。软熔带的温度范围大致在1000℃~1200℃之间开始软化温度：通常将矿石荷重还原条件下收缩率达到3－4％时的温度称为~软化终了温度：将矿石荷重还原条件下收缩率达到30－40％的温度称为~软化温度区间：软化开始

5、温度到软化终了温度之间的温度区间称为~将矿石开始软化到最终变成流动状态向下滴落的温度区间称为软融区间。初渣生成从矿石软化到熔融滴落，就形成初渣。初渣成分特点：FeO含量较高，（2~20%）原因：矿石还原得到的FeO易与SiO2结合成硅酸铁，因此初渣含较高的FeO；矿石越难还原，初渣FeO就越高）碱度为自然碱度各处成分不均匀2.中间渣风口水平以上，软熔带以下，正在滴落的炉渣。初渣与终渣之间的渣。中间渣在滴落下降过程中，随温度的升高，成分不断变化。中间渣成分变化特点：（1）固体碳的还原作用使FeO含量不断降低；SiO2和MnO含量也降低；（2

6、〕CaO不断溶入渣中使碱度不断升高；（3）炉渣流动性随炉温升高而增加；（4）吸收焦炭灰分及煤气中携带物质，如SiO、SiS、K、Na等蒸气。3.终渣中间渣经过风口区域后，其成分与性能再次变化（碱度与粘度降低）后趋于稳定。在风口区，焦炭和煤粉的灰分参与造渣，除了焦炭灰分中部分SiO2还原为Si外，其余的SiO2和Al2O3等全部进入渣中，SiO2和Al2O3明显升高，而CaO和MgO相对降低，炉渣碱度降低。流入炉缸形成终渣。经风口区再氧化的铁及其他元素在炉缸可能又还原到铁水中，使渣中FeO含量降低。铁水穿过渣层和渣铁界面发生脱硫反应使渣中C

7、aS增加。终渣温度1400～1550℃，一般比生铁温度高50℃±。造渣过程（即软熔带）对高炉冶炼的影响造渣过程对高炉冶炼影响较大的两个因素是成渣带（即软熔带）的高度和厚度成渣带厚，对下降炉料的阻力大，不利于高炉顺行；成渣带高，矿石还原不足，导致炉缸热量不足。矿石焦炭块状带焦炭天窗软熔带滴落带风口带渣铁贮存区炉身炉喉炉腰炉腹炉缸图4.2高炉内各区域分布示意图焦炭疏松区死料柱4.3.2对炉渣性质的要求1.初渣（1）开始软化温度。开始软化温度愈高，初渣出现愈晚，软熔带位愈低。软熔带位置降低，固态炉料加热和还原时间延长，煤气利用改善，有利于提高炉

8、缸温度。（2）软熔温度区间。开始软化温度与滴落温度之差为软熔温度区间。软熔温度区间愈小，表示在高炉内软熔带厚度愈薄。由于矿石的软化和熔融及上部炉料的荷重作用，矿块之间的空隙度大大降低，透气性变