炼钢炉渣
炼钢炉渣
• （2）碱性渣中，CaO超过40-50%后，随CaO增加，黏度也随之增加。 • （3）SiO2在一定范围内增加，能降低碱性渣的黏度，但SiO2含量超
过一定值，则使熔渣变黏。
• （4）增加FeO含量，渣黏度显著降低。 • （5）MgO 在碱性渣中对黏度影响很大，当MgO浓度超过9%-10%时，
• 1、炉渣的组成 • 以金属氧化物为主,并含有少量的硫化物和氟化物。 • 氧化物可归纳为以下三类: • 1)碱性氧化物，主要是RO型氧化物,如CaO、MgO、
MnO、FeO等。 • 2)酸性氧化物，主要是SiO2和P2O5,其他还有TiO2、
V2O5等。 • 3)中性氧化物，R2O3型氧化物,如Al2O3、Fe2O3、
二、炉渣的化学性质
• 1、炉渣的碱度 • 熔渣的碱度即熔渣中碱性氧化物浓度总和与酸性氧化
物浓度总和之比称之为熔渣碱度，常用符号B表示。 • 炉渣去除硫、磷的能力、炉渣对钢液的氧化和还原能
力以及防止钢液吸收气体等都与炉渣的碱度有关。 • 碱度的常见表示方法： • 1) 炉料中含磷较低时(铁水[P]<0.3%),用碱性最强的
会破坏渣的均匀性，使熔渣变黏。
• （6）Al2O3具有稀释碱性渣的作用。 • （7）CaF2能降低熔渣的黏度。 • （8）炉渣中颗粒物增加，会使熔渣黏度增加。 • （9）温度升高，熔渣的黏度降低。
• 3、炉渣的表面张力 • 表面张力就是生成1平方厘米新表面(或界面)
所需要做的功。泡沫渣的形成,炉渣对非金属 夹杂物的吸收以及钢与渣的分离等，都与炉渣 的表面张力有关。
渣具有脱磷、脱硫能力，而碱性还原渣则有很强脱氧 能力。
第二节 炉渣结构
• 在研究炉渣的基本性质和以后分析炉渣—金属反应时, 一律采用分子理论作为依据。
炉渣的分类
炉渣的分类炉渣是指在冶金过程中产生的固体废物，它是由金属熔炼或矿石冶炼过程中所产生的一种残留物。
根据其来源和性质的不同，炉渣可以分为多种类型，下面将对几种常见的炉渣进行分类介绍。
一、高炉炉渣高炉炉渣是指在高炉冶炼中产生的废渣，主要包括炉渣、渣铁和渣钢。
炉渣是炉内金属熔炼过程中的副产物，它主要由氧化物、硅酸盐等组成。
炉渣的主要功能是吸收非金属杂质，提高金属纯度。
渣铁是指炉渣中含有的未完全还原的铁，而渣钢则是指炉渣中含有的未完全还原的钢。
二、转炉炉渣转炉炉渣是指在钢铁冶炼过程中产生的废渣，主要包括转炉炉渣和钢渣。
转炉炉渣是指在转炉炼钢过程中形成的一种残留物，它由氧化物、硅酸盐等组成。
转炉炉渣的主要功能是吸收非金属杂质，提高钢的纯度。
钢渣是指钢水中含有的未完全还原的渣珠，它主要由氧化物、硅酸盐等组成。
三、电炉炉渣电炉炉渣是指在电炉冶炼过程中产生的废渣，主要包括电炉炉渣和钢渣。
电炉炉渣是指在电炉冶炼过程中形成的一种残留物，它由氧化物、硅酸盐等组成。
电炉炉渣的主要功能是吸收非金属杂质，提高钢的纯度。
钢渣是指钢水中含有的未完全还原的渣珠，它主要由氧化物、硅酸盐等组成。
四、冶炼渣冶炼渣是指在金属冶炼过程中产生的废渣，主要包括铝渣、铜渣、锌渣等。
铝渣是指在铝冶炼过程中形成的一种残留物，它由氧化物、硅酸盐等组成。
铜渣是指在铜冶炼过程中形成的一种残留物，它主要由氧化物、硅酸盐等组成。
锌渣是指在锌冶炼过程中形成的一种残留物，它由氧化物、硅酸盐等组成。
五、矿石渣矿石渣是指在矿石冶炼过程中产生的废渣，主要包括矿石渣、尾矿渣等。
矿石渣是指在矿石冶炼过程中形成的一种残留物，它由氧化物、硅酸盐等组成。
尾矿渣是指在选矿过程中产生的一种残留物，它主要由氧化物、硅酸盐等组成。
根据炉渣的来源和性质不同，可以将其分为高炉炉渣、转炉炉渣、电炉炉渣、冶炼渣和矿石渣等几种类型。
每种类型的炉渣都具有各自的特点和用途，在冶金行业中起着重要的作用。
炼钢炉渣的主要成分
炼钢炉渣的主要成分
炼钢过程中，由于炉内反应的存在，导致产生大量的炉渣。
这些炉渣通常被称为高炉渣、转炉渣、电炉渣等。
炼钢炉渣的主要成分包括：
1. 矽酸钙（CaO·SiO2）
矽酸钙是炉渣中占比较大的一种化合物，通常占70%~80%左右。
矽酸钙在炉渣中的作用主要有两个方面：一是矿渣的液相性和流动性受到矽酸钙的控制，扮演着结构胶凝剂的角色；二是矽酸钙对炼钢环境的影响较大，它可与FeO形成液态硅酸盐，稳定钢水中的氧化铁，同时也能稳定氧化钙、氧化镁等杂质。
2. 氧化铁（FeO）
炼钢过程中，钢中的氧化铁会随着炼制的进行被转移到炉渣中，从而形成炉渣中的主要成分之一。
炉渣中的氧化铁含量不仅对炼钢质量和生产效率有着显著的影响，而且还是脱硫和炉渣还原的重要原料。
当炉渣中氧化铁的含量较低时，可以通过添加铁矿石、废钢等方法来提高氧化铁的含量。
氧化钙在炉渣中的主要作用是增强矿渣的碱性，从而有利于稳定炉渣并提高其脱硫效率。
此外，氧化钙还可与氧化铁等杂质发生化学反应，减少其影响。
磷酸钙通常是由添加的磷矿石和氧化钙反应而成的一种化合物。
磷酸钙在炼钢中有着重要的作用，它能够稳定炉渣和钢水中的磷含量，从而保证炼钢的质量。
同时，磷酸钙也是炉渣脱硫的主要原料之一。
综上所述，炼钢炉渣的主要成分包括矽酸钙、氧化铁、氧化钙、磷酸钙和氧化镁等化合物。
这些化合物不仅可以稳定炼钢环境和脱硫效率，还能够提高炼钢的质量和生产效率。
炉渣的作用
第一节炼钢炉渣一、炉渣的来源、组成和作用1．炉渣的来源炉渣又叫熔渣，是炼钢过程中产生的。
炉渣的主要来源有：1) 由造渣材料或炉料带入的物质。
如加入石灰、白云石、萤石等，金属材料中的泥沙或铁锈，也将使炉渣中含有（FeO）、（SiO2）等。
这是炉渣的主要来源。
2) 元素的氧化产物。
含铁原料中的部分元素如Si、Mn、P、Fe等氧化后生成的氧化物，如Si02、Mn0、Fe0、P205等。
3) 炉衬的侵蚀和剥落材料。
由于高温、化学侵蚀、机械冲刷等方面原因使炉衬剥落，则耐火材料进入渣中。
4）合金元素脱氧产物及炉渣脱硫产物。
如用Al脱氧化生成的（Al2O3），用Si脱氧生成的（SiO2），以及脱硫产物（CaS）等。
2．炉渣的组成化学分析表明，炼钢炉渣的主要成分是：Ca0、Si02、Fe203、Fe0、Mg0、P205、Mn0、CaS 等，这些物质在炉渣中能以多种形式存在，除了上面所说的简单分子化合物以外，还能形成复杂的复合化合物，如2Fe0·Si02、2Ca0·Si02、4Ca0·P205等。
3．炉渣的作用炼钢过程中熔渣的主要作用可归纳成如下几点：1)通过调整炉渣的成分、性质和数量，来控制钢液中各元素的氧化还原反应过程，如脱碳、脱磷、脱氧、脱硫等；2)吸收金属液中的非金属夹杂物；3)覆盖在钢液上面，可减少热损失，防止钢液吸收气体；4)能吸收铁的蒸发物，能吸收转炉氧流下的反射铁粒，可稳定电弧炉的电弧；5)冲刷和侵蚀炉衬，好的炉渣能减轻这种不良影响，延长炉衬寿命。
由此可以看出：造好渣是实现炼钢生产优质、高产、低消耗的重要保证。
因此实际生产中常讲：炼钢就是炼渣。
二、炉渣的化学性质和物理性质熔渣的化学性质主要是指熔渣的碱度、氧化性和还原性。
熔渣的物理性质主要是指炉渣的熔点和黏度。
为了准确描述反应物和产物所处的环境，规定用“[ ]”表示其中的物质在金属液中，“( )”表示在渣液中，“{ }”表示在气相中。
钢铁厂炼钢渣处理管理制度
钢铁厂炼钢渣处理管理制度1. 概述钢铁生产过程中产生的渣（包括钢渣、炉渣、废渣等）对环境和资源造成严重影响。
为了合理、安全地处理和利用这些渣，提高炼钢产业的可持续发展水平，本文制定了钢铁厂炼钢渣处理管理制度。
2. 渣的分类和处理2.1 钢渣的分类钢渣主要包括氧化物、金属和非金属等成分。
根据成分的不同，可将钢渣分为氧化物渣、金属渣和废渣等几个主要类别。
2.2 渣的处理原则渣的处理应遵循“减量化、资源化、无害化”原则。
通过减少产生量、提高资源利用率和改善处理方式，实现对渣的最佳管理和利用。
3. 渣的处理流程3.1 渣的收集和分类钢铁厂应设置专门的渣料堆场，统一收集钢炉渣、炉渣和废渣等渣料，并进行分类，便于后续处理和利用。
3.2 渣的处理方法渣的处理方法包括物理方法、化学方法、热处理和微生物处理等。
根据渣的性质和处理要求，灵活选择合适的处理方法。
3.3 渣的资源化利用渣可通过回收利用、固化处理、矿山填埋等方式实现资源化利用。
在资源化利用过程中，需要严格控制渣料中有害物质的排放。
4. 渣的处置与监测4.1 渣的处置处置无法资源化利用的渣时，应按照环保法律法规规定，选择安全合规的处置方式，减少对环境和人体健康的影响。
4.2 渣的监测定期对钢铁厂的炼钢渣处理过程进行监测，包括渣的生成量、处理效果等指标。
并对排放的废气、废水等进行监测，确保排放符合环保标准。
5. 渣处理管理责任钢铁厂应设立炼钢渣处理管理责任人，负责制定和执行渣处理管理制度，确保渣的合规处理和资源化利用工作落实到位。
6. 培训和宣传钢铁厂应定期组织渣处理管理培训，提高员工的渣处理意识和技能。
并通过内部和外部渠道宣传渣的合理处理和利用的重要性，促进企业和社会的环境保护意识。
7. 监督和检查监管部门应加强对钢铁厂炼钢渣处理工作的监督和检查，确保渣处理工作符合法律法规和标准要求。
8. 总结钢铁厂炼钢渣处理管理制度是促进炼钢渣资源化利用、减少环境污染的重要措施。
转炉炼钢造渣制度
转炉炼钢造渣制度转炉炼钢是一种常见的炼钢工艺，其主要特点是能够利用废钢资源，减少环境污染，提高钢铁生产效率。
然而，在转炉炼钢过程中，会产生大量的渣，如果不进行合理的处理，不仅会浪费资源，而且还会对环境造成污染。
为了解决这个问题，炼钢企业引入了造渣制度。
造渣制度是指在转炉炼钢过程中，对产生的渣进行统一集中处理的一套规范化管理措施。
根据该制度的要求，炼钢企业必须设立渣料收集区域，并配备相应的设备和人员，对渣进行分类、贮存和运输。
首先，根据不同的渣种，炼钢企业需要将渣进行分类。
常见的渣种包括钢渣、炉渣和渣滓等。
钢渣是指在转炉炼钢过程中产生的含有铁元素的固体废物，它通常可以作为原料再利用。
炉渣是指在炼钢过程中，产生的富含硅、锰、钙等元素的残渣。
而渣滓则是其他废渣，如烧结矿结垢、清扫灰尘等。
对这几种不同的渣料，炼钢企业需要进行打包、标记，并存放在指定的区域。
其次，炼钢企业需要配备专门的储存设施。
根据渣料的不同特点，储存设施可以有不同的形式，如罐式、仓储式、临时储料区等。
高温炉渣需要用水进行冷却，以避免热量释放，另外，对含铁的钢渣也需要进行湿法处理，以降低重金属的溶解度，防止对环境造成污染。
对于危险废渣，炼钢企业还要按照相关规定进行专门的处理。
最后，炼钢企业需要制定规范的运输管理制度。
渣料是通过专门的运输车辆进行运输，所以炼钢企业需要制定运输路线，避免对周边环境和居民产生不良影响。
运输车辆应保证车厢内渣料不泄漏，以确保道路清洁。
另外，对于长期储存的渣料，企业还需定期进行检测和检修，确保其安全性。
转炉炼钢造渣制度的实施有助于提高钢铁生产效率、减少环境污染和资源浪费。
通过分类、贮存和运输管理，可以减少对造渣过程中的污染物排放，保护环境；并且还可以实现废钢资源的最大化利用，节约原材料，降低生产成本。
因此，炼钢企业应积极引入造渣制度，加强对渣料的管理和处理，推动转炉炼钢工艺的可持续发展。
转炉炼钢是一种高效、环保的钢铁生产工艺，利用其炼钢原理，可以将废钢重新回收利用，有助于降低原材料成本、减少能源消耗，并且减少环境污染。
炼钢渣CaO-SiO2-FeO三元系相图
CaO-SiO2-FeO相图
碱性炼钢炉渣的基本相图，同时 也是大多数有色冶金炉渣（如炼 铜炉渣、炼锡炉渣）的相图。 稳定化合物：CS C2S F2S CFS 不稳定化合物：C3S2 C3S；SiO2 CS C2S “―•―”表示晶型转变线
CaO-SiO2-FeO相图
√冶金炉渣的组成范围：图中CS与F2S联结线上靠近铁橄榄石的 一个斜长带状区域是该三元系熔化温度比较低的区域。如图示 熔化温度最低点位于45％FeO、20％CaO、35％SiO2附近， 约为1093℃。以此点为核心向周围扩展的低熔点区域，都是可供 选用的三元冶金炉渣的组成范围。如图示
利用炼钢炉渣提取稀土的工艺流程与经济效益评估
利用炼钢炉渣提取稀土的工艺流程与经济效益评估随着工业化的快速发展，稀土元素在现代社会中的应用越来越广泛。
稀土作为重要的战略资源，对于国家的发展至关重要。
而炼钢炉渣作为一种常见的工业废料，其含有大量的稀土元素，因此对其进行稀土提取具有重要的意义。
本文将介绍利用炼钢炉渣提取稀土的工艺流程，并对其经济效益进行评估。
一、工艺流程1. 炉渣预处理炉渣预处理是提取稀土的关键步骤之一。
首先，将炉渣进行破碎和粉碎，以增加反应表面积。
然后，采用酸浸法或碱浸法进行溶解，将稀土元素溶解出来，形成稀土溶液。
2. 溶液净化稀土溶液中通常含有一定量的杂质，如铁、铝等。
为了提高稀土的纯度，需要对溶液进行净化。
常用的净化方法包括溶液中加入络合剂和溶剂萃取等。
3. 稀土沉淀通过添加适量的沉淀剂，将稀土元素从溶液中沉淀出来。
然后，通过离心或过滤等操作，将沉淀物从溶液中分离出来。
4. 沉淀物处理沉淀物中含有大量的稀土元素，需要进行进一步处理。
常见的处理方法包括干燥、煅烧、浸渍等，以得到稀土氧化物或稀土盐等。
5. 稀土产品制备通过进一步的加工工艺，将稀土氧化物或稀土盐制备成所需的稀土产品，如稀土磁体、稀土催化剂等。
二、经济效益评估稀土提取工艺的经济效益评估主要包括投资成本、生产成本和市场收益等方面的考虑。
1. 投资成本稀土提取工艺需要建立相应的生产设备和设施。
投资成本主要包括设备采购、厂房建设、人工及杂费等。
此外，还需要考虑技术改造和环境治理等方面的成本。
2. 生产成本生产成本包括原材料成本、能源消耗、生产工艺费用等。
稀土提取过程中，对于原材料的选择和使用，以及能源的合理利用都会对生产成本产生重要影响。
同时，生产工艺的改进和优化也可以降低生产成本。
3. 市场收益稀土作为一种重要的资源，在国内外市场上有着广泛的需求。
稀土产品的市场价格波动较大，与供需关系、国际形势等因素密切相关。
因此，进行稀土提取时需要关注市场需求和供应情况，以保证稀土产品的市场收益。
钢铁工业钢渣的利用情况及存在的问题
钢铁工业钢渣的利用情况及存在的问题0 前言炼钢炉渣约占钢产量的11%～15%，是钢铁工业的主要固体废物之一。
合理利用这些钢渣将关系到我国钢铁工业的健康发展，也是冶金专家和社会关心的重点之一。
钢渣的合理利用和有效回收是现代钢铁工业技术进步的重要标志之一，是钢铁企业解决废钢短缺问题，降低生产成本，提高经济效益的一项重要措施，也是保护环境，减少污染、化害为利、变废为宝、利国利民的良策。
但我国钢渣综合利用与工业发达国家存在明显的差距，这将严重阻碍我国钢铁工业的进一步发展，也与国家加强环境保护和资源有效利用等可持续发展战略极不相适应。
因此，发展钢渣综合利用技术已成当务之急。
1 钢渣的来源及性质钢渣主要来源于金属炉料中各元素氧化后形成的氧化物，如硅、铝、锰的氧化物等；金属料带入的泥砂等杂质；加入的造渣材料，如石灰、萤石、白云石等；作氧化剂或冷却剂使用的铁矿石、烧结矿、氧化铁皮等；被侵蚀的炉衬材料和补炉材料；脱氧用合金的脱氧产物和熔渣的脱硫产物等。
钢渣的性质与钢渣的化学成分相关，钢渣的主要化学成分有：CaO、SiO2、Al2O3、FeO、MgO等，同类钢渣成分组成基本稳定，不同类钢渣成分组成有较大的波动。
表1为典型的钢渣化学组成。
钢渣的主要性质如下。
1）外观：碱度较低的钢渣呈黑灰色，碱度较高的钢渣呈褐灰色、灰白色。
渣块松散不粘结，质地坚硬密实，孔隙较少。
2）密度：由于钢渣含有大量密度大的化合物（FeO、MnO，···），因此钢渣密较高，一般在3.1×103～3.6×103kg/m3。
3）强度：钢渣抗压强度为169～306Mpa，冲击强度为15次，莫氏硬度为5～7。
钢渣强度较高，质地坚硬，难以破碎。
4）易磨性：由于钢渣铁质多、硬度大、结构致密，因此较难磨碎。
5）活性：高碱性钢渣中ω（C3S+C2S）=65%～75%，C3S、C2S 等为活性矿物，具有水硬胶凝性。
炼钢炉渣的处理及资源化利用
综述
三、钢渣的用途： 1、作冶金原料（烧结熔剂 、高炉或化 铁炉熔剂 、炼钢返回渣 、回收废钢铁 ） 2、作钢渣水泥，用钢渣水泥和钢渣粉 制成混凝土制品 3、钢渣用于道路工程：钢渣用于沥青 混凝土路面、水泥混凝土路面、二灰钢渣 道路基层，甚至钢渣桩基，港湾工程用材 料（压实砂桩材料）。
日本环保专家介绍的钢渣处 理新技术
热泼法
盘泼法 水淬法
快速冷却、占地少、处理量大、粉尘少、 钢渣活性较高 排渣快、流程简单、占地少、投资少，处 理后钢渣粒度小(5ｍｍ左右)，性能稳定
新日铁、宝钢 济钢、齐齐哈尔车辆 厂、美国伯利恒钢铁 公司
滚筒法
排渣快、占地面积较小，污染小，渣粒性 能稳定
钢渣粒度大，不均匀( >9.5ｍ ｍ达18%)，活性差，设备较 复杂，且故障率高，投资大。 只能处理液态渣
钢渣的特性分析
铁水预处理渣（约占3％） ：
渣中S、Fe含量高，流动状态差，粉尘高；
转炉冶炼过程渣（约占总渣量的90％）：
fCaO含量高； 全铁含量高达20%～25%之间， 金属铁达3%～5%之间； 钢渣流动性差异较大：
60％左右的钢渣流动状态好； 23％左右钢渣流动性差； 2％左右钢渣为高温固态渣； 3％左右喷溅落地渣；
有限资源循环利用
炼钢炉渣的处理及其 资源化再利用
炉渣的作用
第一节炼钢炉渣一、炉渣的来源、组成和作用1．炉渣的来源炉渣又叫熔渣，是炼钢过程中产生的。
炉渣的主要来源有：1) 由造渣材料或炉料带入的物质。
如加入石灰、白云石、萤石等，金属材料中的泥沙或铁锈，也将使炉渣中含有（FeO）、（SiO2）等。
这是炉渣的主要来源。
2) 元素的氧化产物。
含铁原料中的部分元素如Si、Mn、P、Fe等氧化后生成的氧化物，如Si02、Mn0、Fe0、P205等。
3) 炉衬的侵蚀和剥落材料。
由于高温、化学侵蚀、机械冲刷等方面原因使炉衬剥落，则耐火材料进入渣中。
4）合金元素脱氧产物及炉渣脱硫产物。
如用Al脱氧化生成的（Al2O3），用Si脱氧生成的（SiO2），以及脱硫产物（CaS）等。
2．炉渣的组成化学分析表明，炼钢炉渣的主要成分是：Ca0、Si02、Fe203、Fe0、Mg0、P205、Mn0、CaS 等，这些物质在炉渣中能以多种形式存在，除了上面所说的简单分子化合物以外，还能形成复杂的复合化合物，如2Fe0·Si02、2Ca0·Si02、4Ca0·P205等。
3．炉渣的作用炼钢过程中熔渣的主要作用可归纳成如下几点：1)通过调整炉渣的成分、性质和数量，来控制钢液中各元素的氧化还原反应过程，如脱碳、脱磷、脱氧、脱硫等；2)吸收金属液中的非金属夹杂物；3)覆盖在钢液上面，可减少热损失，防止钢液吸收气体；4)能吸收铁的蒸发物，能吸收转炉氧流下的反射铁粒，可稳定电弧炉的电弧；5)冲刷和侵蚀炉衬，好的炉渣能减轻这种不良影响，延长炉衬寿命。
由此可以看出：造好渣是实现炼钢生产优质、高产、低消耗的重要保证。
因此实际生产中常讲：炼钢就是炼渣。
二、炉渣的化学性质和物理性质熔渣的化学性质主要是指熔渣的碱度、氧化性和还原性。
熔渣的物理性质主要是指炉渣的熔点和黏度。
为了准确描述反应物和产物所处的环境，规定用“[ ]”表示其中的物质在金属液中，“( )”表示在渣液中，“{ }”表示在气相中。
炼钢厂炉渣安全管理
炼钢厂炉渣的安全管理
1采用抱罐汽车运输液体渣罐时，罐内液渣不应装满，应留0.3m
以上的空间，应在罐车驾驶室的顶部和后部安装保护装置；抱罐汽车
运行路宜设专线，避免与其他车辆混杂运行，并尽可能减少相交道口。
2加强对含液态渣渣罐的检查，其内不应有水、积雪或其他潮湿物料。
3中间渣场吊运液体渣罐，应采用铸造起重机。
中间渣场采用渣池热液灌渣工艺时，应防止热泼区地坪积水。
4采用渣罐倾倒固体渣工艺的中间渣场，砸渣砣作业时人员不应靠近作业区，防止落物伤人。
5采用钢渣水淬工艺时，确保冲渣水量大于最小水结渣量；发现冲渣水量小于规定值时，应停止水淬，以防爆炸。
炼钢炉渣
:炼钢炉渣炼钢炉渣(steelmaking slag)炼钢过程金属料(铁水和废钢等)中的杂质被氧化剂氧化而生成的氧化物再与造渣剂和炉衬发生物理化学反应而形成的产物的总称。
炉渣密度低于钢液，通常覆盖在钢液表面。
在冶炼过程中，由于大量气体的产生，熔池发生强烈搅拌，熔渣和钢液往往又处于相互混合状态，这种混合程度越发展，熔渣对钢液的精炼作用就越快。
由于渣一钢间的连续不断反应，熔渣的组分和性质在熔炼过程中也不断变化，而熔渣的性质直接关系到钢液的最终质量，炼钢行业有句名言：炼钢即炼渣。
可见炉渣对炼钢的重要性。
炼钢的主要任务是最大限度地去除钢水中的有害杂质(硫、磷、气体和夹杂物等)，这主要是依靠炉渣的精炼作用，故在熔炼过程中要不断地控制和调整炉渣的成分和温度。
炼钢过程中炉渣具有下列功能：(1)去除有害杂质元素和非金属夹杂物，达到精炼目的；(2)在氧化期能保证从炉气到钢液有一定的传氧速度；(3)能阻止炉气和大气中的N2、O2和H2向钢液传递；(4)在浇铸时，炉渣对钢包中钢液起隔热保温作用，阻止钢液急剧降温。
成渣过程向炼钢炉内加入金属料的同时加入造渣剂(石灰、石灰石、铁矾土、萤石、铁矿石和砂子等)，当炉料经一段时间加热、逐渐熔化，金属料中的杂质元素(Si、S、P等)和铁元素氧化后生成氧化物，石灰等造渣剂便开始溶解于这些氧化物而生成初期渣，随着金属料中大量杂质元素的氧化，石灰等溶解于氧化物的量也激增，这时熔渣的成分也随之不断改变。
炉内成渣过程的快慢取决于炉料的块度，向炉内供氧、供热的强度和熔池搅拌强度等因素。
为了缩短冶炼时间以提高产量，采取提高温度，改变炉渣成分等措施加速成渣过程，尽早发挥炉渣的冶炼作用。
泡沫渣随着炉温不断升高，钢液的脱碳反应加剧，形成大量CO 气体，这时极易诱发泡沫渣，对冶炼过程有很大影响，需要注意控制。
氧气转炉内的泡沫渣可造成猛烈喷溅，引起氧枪粘钢粘渣，平炉冶炼时的泡沫渣会阻碍钢液的加热和升温，而使炉内的热反射到炉顶和炉壁，造成炉衬过热而加速损坏。
炼钢生产中的炉渣处理技术及其应用
炼钢生产中的炉渣处理技术及其应用概述：炉渣是炼钢生产过程中产生的一种副产品，它是由冶炼废渣和添加剂等杂质构成。
正确处理炉渣对保证炼钢质量、提高生产效率以及环境保护具有重要意义。
本文将介绍炼钢生产中常用的炉渣处理技术及其应用。
一、炉渣处理技术1. 炉渣精炼技术：炉渣精炼是一种通过加入特定添加剂对炉渣进行改性的处理技术。
通过在炼钢过程中添加适量的草酸钙、氮化钙等添加剂，可以促使炉渣中的杂质得到更好的吸附和析出，从而提高炼钢质量。
此外，精炼炉渣中还可添加一些能够吸收炉渣中的杂质的物质，如氧化铝、石英等。
精炼技术能够有效地降低炉渣中的杂质含量，提高产品品质。
2. 炉渣固化技术：炉渣固化是指将炉渣通过某种方法进行稳定化处理的技术。
常见的固化方法有水凝胶固化、高温熔融固化和活性粉固化等。
水凝胶固化是一种将炉渣与胶凝材料混合后，通过水合物形成固结体的方法。
高温熔融固化是利用炉渣的高温熔融性质，在高温条件下使炉渣形成坚固的玻璃体。
而活性粉固化则是通过添加活性粉料，促使炉渣在水合过程中迅速硬化，形成固体块体。
这些固化技术不仅可以有效地减少炉渣对环境的污染，还可以将炉渣转化为资源，实现资源的再利用。
3. 炉渣综合利用技术：炉渣综合利用是指将炉渣作为原料用于生产其他产品的技术。
炉渣可以用于制备水泥、渗透砖、路面材料等建筑材料，也可以用于冶金行业的回收利用。
在钢铁行业中，炉渣可以用于制备矿渣水泥，并广泛应用于建筑领域。
此外，还可以将炉渣作为铺盖层在道路铺设中使用，提高道路的耐久性和承载能力。
综合利用技术有助于减少炉渣的排放，促进资源的循环利用。
二、炉渣处理技术的应用1. 提高炼钢质量：炉渣是冶炼过程中的一种重要介质，它对炼钢质量具有重要影响。
通过选用合适的炉渣处理技术，可以减少炉渣中的杂质含量，提高炼钢过程的纯净度。
炉渣精炼技术能够去除炼钢过程中产生的硫、磷等有害元素，从而提高钢铁产品的质量。
2. 提高生产效率：炉渣处理技术能够降低炉渣的黏度，改善炉料流动性，减少结渣现象，从而提高炼钢过程的生产效率。
炉渣的分类
炉渣的分类炉渣是指在冶金行业中，由于金属熔炼或矿石炼制过程中产生的一种固体废弃物。
根据其来源和性质的不同，炉渣可以分为多个分类。
下面将对炉渣的分类进行详细介绍。
第一类：高炉炉渣高炉炉渣是指在高炉冶炼过程中产生的废渣。
高炉炉渣主要由铁矿石中的杂质和燃料中的灰分组成。
高炉炉渣通常具有良好的流动性和耐火性，可以用作建筑材料、水泥原料以及填埋材料等。
高炉炉渣还可以回收其中的铁、钢和其他有价值的金属。
第二类：转炉炉渣转炉炉渣是指在钢铁冶炼中使用转炉进行炼铁时产生的废渣。
转炉炉渣主要由燃料中的灰分、矿石中的杂质以及添加剂产生的反应产物组成。
转炉炉渣通常富含氧化钙、氧化镁和氧化铁等物质，具有较高的碱度和耐火性。
转炉炉渣可以用作建筑材料、水泥原料以及填埋材料等。
第三类：电炉炉渣电炉炉渣是指在电炉冶炼过程中产生的废渣。
电炉炉渣主要由废钢材料、废铁屑以及矿石中的杂质组成。
电炉炉渣通常富含氧化铁、氧化钙和氧化镁等物质，具有较高的碱度和耐火性。
电炉炉渣可以用作建筑材料、水泥原料以及填埋材料等。
第四类：炼钢炉渣炼钢炉渣是指在炼钢过程中产生的废渣。
炼钢炉渣主要由燃料中的灰分、矿石中的杂质以及添加剂产生的反应产物组成。
炼钢炉渣通常富含氧化钙、氧化镁和氧化铁等物质，具有较高的碱度和耐火性。
炼钢炉渣可以用作建筑材料、水泥原料以及填埋材料等。
第五类：铝冶炼炉渣铝冶炼炉渣是指在铝冶炼过程中产生的废渣。
铝冶炼炉渣主要由铝矿石中的杂质和燃料中的灰分组成。
铝冶炼炉渣通常具有良好的流动性和耐火性，可以用作建筑材料、水泥原料以及填埋材料等。
铝冶炼炉渣还可以回收其中的铝和其他有价值的金属。
第六类：铜冶炼炉渣铜冶炼炉渣是指在铜冶炼过程中产生的废渣。
铜冶炼炉渣主要由铜矿石中的杂质和燃料中的灰分组成。
铜冶炼炉渣通常具有良好的流动性和耐火性，可以用作建筑材料、水泥原料以及填埋材料等。
铜冶炼炉渣还可以回收其中的铜和其他有价值的金属。
炉渣的分类主要包括高炉炉渣、转炉炉渣、电炉炉渣、炼钢炉渣、铝冶炼炉渣和铜冶炼炉渣等。
炼钢炉渣
:炼钢炉渣炼钢炉渣(steelmaking slag)炼钢过程金属料(铁水和废钢等)中的杂质被氧化剂氧化而生成的氧化物再与造渣剂和炉衬发生物理化学反应而形成的产物的总称。
炉渣密度低于钢液，通常覆盖在钢液表面。
在冶炼过程中，由于大量气体的产生，熔池发生强烈搅拌，熔渣和钢液往往又处于相互混合状态，这种混合程度越发展，熔渣对钢液的精炼作用就越快。
由于渣一钢间的连续不断反应，熔渣的组分和性质在熔炼过程中也不断变化，而熔渣的性质直接关系到钢液的最终质量，炼钢行业有句名言：炼钢即炼渣。
可见炉渣对炼钢的重要性。
炼钢的主要任务是最大限度地去除钢水中的有害杂质(硫、磷、气体和夹杂物等)，这主要是依靠炉渣的精炼作用，故在熔炼过程中要不断地控制和调整炉渣的成分和温度。
炼钢过程中炉渣具有下列功能：(1)去除有害杂质元素和非金属夹杂物，达到精炼目的；(2)在氧化期能保证从炉气到钢液有一定的传氧速度；(3)能阻止炉气和大气中的N2、O2和H2向钢液传递；(4)在浇铸时，炉渣对钢包中钢液起隔热保温作用，阻止钢液急剧降温。
成渣过程向炼钢炉内加入金属料的同时加入造渣剂(石灰、石灰石、铁矾土、萤石、铁矿石和砂子等)，当炉料经一段时间加热、逐渐熔化，金属料中的杂质元素(Si、S、P等)和铁元素氧化后生成氧化物，石灰等造渣剂便开始溶解于这些氧化物而生成初期渣，随着金属料中大量杂质元素的氧化，石灰等溶解于氧化物的量也激增，这时熔渣的成分也随之不断改变。
炉内成渣过程的快慢取决于炉料的块度，向炉内供氧、供热的强度和熔池搅拌强度等因素。
为了缩短冶炼时间以提高产量，采取提高温度，改变炉渣成分等措施加速成渣过程，尽早发挥炉渣的冶炼作用。
泡沫渣随着炉温不断升高，钢液的脱碳反应加剧，形成大量CO气体，这时极易诱发泡沫渣，对冶炼过程有很大影响，需要注意控制。
氧气转炉内的泡沫渣可造成猛烈喷溅，引起氧枪粘钢粘渣，平炉冶炼时的泡沫渣会阻碍钢液的加热和升温，而使炉内的热反射到炉顶和炉壁，造成炉衬过热而加速损坏。
炉渣的性质
（3）熔渣的界面张力
①界面张力：当两凝聚相（液固、液液）接触时，质点间出现的张力称为 界面张力 。 界面张力随接触物质的不同而改变，其大小取决于界面层分子受两相分子 引力的差异，差异越大，界面张力也越大。表面张力的实质是液体与空气 间的界面张力。 ②接触角是在液滴位于另一相上的接触点对液滴表面所作切线（表面张力 线）与界面张力线之间的夹角。接触角也表征一液相沿另一相铺展的程度， 其值越小，则润湿或铺展的程度就越大，而界面张力也就越小。 ③固体或液体表面对其它液体介质吸着现象叫吸附作用，吸附作用又叫润 湿。 ④影响因素：界面张力受两相中存在的表面活性组分的影响很大，但同一 表面活性物在金属液中存在时比在熔渣中存在时对界面张力的影响更大。 ⑤应用：脱氧和渣洗过程应选择开始反应快而最终钢渣界面张力很大的脱 氧生成物和渣系，使钢中非金属夹杂和夹渣都容易降低。
( FeO )
3熔渣的容量性质
炼钢生产中对钢的性能有害的物质如硫、磷、氮、氢等均能在 熔渣中溶解，并保留于其中。把熔渣具有容纳这些物质的能力 称之为炉渣的容量性。 （1）硫容量 熔渣的硫容量用CS表示。它是熔渣中以重量百分比浓度表示 的硫浓度与一定氧分压和硫分压平衡的关系式。随着碱性氧化 物浓度的增加而增大。硫容量表示了熔渣的脱硫能力 。 熔渣的硫容量越大，硫的分配比越大，其进入熔渣中的硫浓度 就越大。熔渣和金属液的氧化性越强，硫的分配比就越小。 （2）磷容量 磷容量和硫容量一样，它表示熔渣吸收或溶解磷氧化物的能力。 磷容量与温度及碱度有关。
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学习炼钢炉渣的来源、组成和作用，钢中元素氧化的规律及铁、硅、锰的氧化情况，硫对钢性能的影响，炉渣脱硫的基本反应和条件，氧在钢中的危害及脱氧的任务，元素的脱氧能力及各种脱氧方法的的特点，钢中气体、夹杂物对钢性能的影响，减少钢中气体和减少钢中夹杂物的途径。
第一节炼钢炉渣
一、炉渣的来源、组成和作用
1．炉渣的来源
炉渣又叫熔渣，是炼钢过程中产生的。
炉渣的主要来源有：
1)由造渣材料或炉料带入的物质。
如加入石灰、白云石、萤石等，金属材料中的泥沙或铁锈，也将使炉渣中含有（FeO）、（SiO
2
）等。
这是炉渣的主要来源。
2)元素的氧化产物。
含铁原料中的部分元素如Si、Mn、P、Fe等氧化后
生成的氧化物，如Si0
2、Mn0、Fe0、P
2
5
等。
3)炉衬的侵蚀和剥落材料。
由于高温、化学侵蚀、机械冲刷等方面原因使炉衬剥落，则耐火材料进入渣中。
4）合金元素脱氧产物及炉渣脱硫产物。
如用Al脱氧化生成的（Al
2O
3），
用Si脱氧生成的（SiO
2
），以及脱硫产物（CaS）等。
2．炉渣的组成
化学分析表明，炼钢炉渣的主要成分是：Ca0、Si0
2、Fe
2
3
、Fe0、Mg0、P
2
5
、
Mn0、CaS等，这些物质在炉渣中能以多种形式存在，除了上面所说的简单分子化
合物以外，还能形成复杂的复合化合物，如2Fe0·Si0
2、2Ca0·Si0
2
、4Ca0·P
2
5
等。
3．炉渣的作用
炼钢过程中熔渣的主要作用可归纳成如下几点：
1)通过调整炉渣的成分、性质和数量，来控制钢液中各元素的氧化还原反应过程，如脱碳、脱磷、脱氧、脱硫等；
2)吸收金属液中的非金属夹杂物；
3)覆盖在钢液上面，可减少热损失，防止钢液吸收气体；
4)能吸收铁的蒸发物，能吸收转炉氧流下的反射铁粒，可稳定电弧炉的电弧；
5)冲刷和侵蚀炉衬，好的炉渣能减轻这种不良影响，延长炉衬寿命。
由此可以看出：造好渣是实现炼钢生产优质、高产、低消耗的重要保证。
因此实际生产中常讲：炼钢就是炼渣。
二、炉渣的化学性质和物理性质
熔渣的化学性质主要是指熔渣的碱度、氧化性和还原性。
熔渣的物理性质主要是指炉渣的熔点和黏度。
为了准确描述反应物和产物所处的环境，规定用“[ ]”表示其中的物质在金属液中，“( )”表示在渣液中，“{ }”表示在气相中。
1．炉渣的化学性质
(1)熔渣的碱度炉渣中常见的氧化物有酸、碱性之分，其分类如下：
碱度是指炉渣中碱性氧化物与酸性氧化物浓度的比值，用“R”来表示。
碱度是判断熔渣碱性强弱的指标。
去磷、去硫以及防止金属液吸收气体等都和熔渣的碱度有关，因此碱度是影响渣、钢反应的重要因素。
的数量最多，约为渣量的60％以上，所以在熔由于熔渣中Ca0和Si0
2
浓度之比表示熔渣的碱度，即：
渣含磷不高时，常以Ca0与Si0
2
R
若炉渣中含磷量较高，也可以表示为：
R
根据碱度高低，熔渣可分为三类：
1) R<1酸性渣
2) R=1 中性渣
R<1．5低碱度渣
3) R>1碱性渣 R=1．8～2．2 中碱度渣
R>2．5高碱度渣
(2)熔渣的氧化性炉渣的氧化性是指熔渣所具备的氧化能力的大小。
它对炼钢过程中的成渣速度、去磷、去硫、喷溅、金属收得率和终点钢水含氧量等均有重大影响。
根据炉渣的分子理论，Fe0能同时存在于渣—钢之中，并在渣—钢之间建立一种平衡(FeO)/ [FeO]，所以一般认为渣中的氧是通过Fe0传递到钢液中的。
因而熔渣中的FeO含量便可代表熔渣所具备的氧化能力的大小，即熔渣的氧化性通常用渣中氧化亚铁总量乏(Fe0)表示。
渣中氧化铁含量即渣的氧化性，它对熔渣的反应能力及物理性能有重要的影响。
转炉熔渣Fe0过低，造渣困难，炉渣的反应能力低。
熔渣Fe0过高，又会造成喷溅，增加金属损失及炉衬侵蚀。
因此，渣中氧化铁的含量应适当，在转炉冶炼过程中，一般控制在10％～20％为好。
(3)熔渣的还原性熔渣的还原性和氧化性是炉渣的同一种化学性质的两种不同说法。
在碱性电弧炉还原期操作中，要求炉渣具有高碱度、低氧化性、流动性好的特点，以达到钢液脱氧、去硫和减少合金元素烧损的目的。
所以应降低渣中的Fe0，提高渣的还原性。
电弧炉还原期出钢时，一般要求渣中的Fe0质量分数应小于0．5％，以满足出钢时对渣还原性的要求。
2．熔渣的物理性质
(1)熔渣的黏度黏度是表示熔渣内部各部分质点间移动时的内摩擦力的大小。
黏度的单位是泊(P)，1P=0．1Pa·S(帕·秒)。
黏度与流动性正好相反，黏度低则流动性好。
冶炼时，若熔渣的黏度过大，则物质在钢液及熔渣之间的传递缓慢，不利于炼钢反应的迅速进行；但若黏度过小，又会加剧炉衬的侵蚀。
所以在炼钢时，希望获得适当黏度的炉渣。
影响熔渣黏度的主要因素是熔渣成分和温度。
凡是能降低炉渣熔点的成分均可以改善熔渣的流动性，降低渣的黏度；熔池温度越高，渣的黏度越小，流动性越好。
实际操作中，黏度的调节主要是靠控制渣中的Fe0、碱度和加入萤石等来实现的。
(2)熔渣的熔点熔渣是多元组成物，成分复杂，当它由固相转变成液相时，是逐渐进行的，不存在明显的熔点，其熔化过程有一个温度范围。
通常熔渣的熔点是指炉渣完全转变成均匀液体状态时的温度。
不同的氧化物和复合氧化物的熔点是不同的，炉渣中各种氧化物的熔点见表8—1。
表8—1 炉渣中各种氧化物的熔点
炉渣中最常见的氧化物大部分都有很高的熔点。
炼钢温度下，这些氧化物很难熔化。
但实际上，它们相互作用生成了各种复杂化合物，这些化合物的熔点低于原氧化物的熔点，从而降低了熔渣的熔点。
降低炉渣熔点的主要措施
是：加入一定的助熔剂，如矿石(Fe
20
3
)、萤石(CaF
2
)等，以便形成低熔点的多元
系化合物。