MgO含量和碱度对高炉渣的黏度的影响
MgO含量和碱度对高炉渣的黏度的影响
图 2 M gO 含量对炉渣黏度的影响 F ig12 Effe c t o f M gO co n te n t o n s la g visco s ity
看出 ,当炉渣中的 M gO 质量分数在 8% ～12%之 间时 ,提高炉渣中的 M gO 含量 ,炉渣的黏度和熔 化性温度均有所下降. 在相同温度下 ,渣样 A0、 A4和 A5的黏度明显低于其它渣样. 各试样炉渣 熔化性温度较低. 能正常冶炼的炉渣黏度为 1 Pa ·s, 1 350 ℃以上的高温区黏度在 014 Pa · s到 017 Pa·s之间 ,变化范围小 ,炉渣的流动性好 ,炉 渣低黏度区域增大 ,高炉生产可操作性和安全性 有所提高.
21312 A l2O3 质量分数为 1410%时 ,M gO 质量分 数为 10% 时 , 碱 度 变 化 对 炉 渣 黏 度 的 影响
R2
1110
1110 1110 1110 1110 1110 1110 1115 1120 1125 1105 1110 1115 1120 1125
2 实验结果及讨论
211 化学渣与现场渣对比实验 化学渣与现场渣对比实验结果如图 1所示.
由图 1可以看出 ,相同成分的现场渣与化学 渣 ,在高温下的流动性相差不多 ,只是化学渣的熔 化性温度较高. 这主要是由于现场渣中含有某些 微量成分所致 ,同时也说明这些微量成分对炉渣 的流动性没有明显作用 ,但对炉渣的熔化温度及 熔化性温度有较大的影响. 根据该组实验也可以 说明现场渣样与化学渣样之间有良好的相似性. 212 A l2 O 3 质量分数为 1410 %时 , M gO 含量变
为 8%时 ,碱度变化对炉渣黏度的影响 以唐钢第二炼铁厂现场高炉渣为基础 ,实验 结果如图 3 所示. 该组实验固定 A l2 O3 质量分数 为 1415% ,M gO 质量分数为 810% , 碱度拟定为 1115, 1120, 1125.
铬矿中MgOAl2O3值对冶炼性能的影响及应对措施
铬矿中MgO/Al2O3值对冶炼性能的影响及应对措施增产降耗是铁合金生产永恒的话题，碳素铬铁生产亦是如此，尤其是近来铬矿资源馈乏，生产使用的铬矿往往品种杂乱，配矿单一，给工艺控制造成较大难度，稍有不慎则炉况恶化，生产不能顺行，技术经济指标难以控制。
重庆铁合金（集团）有限责任公司近年来使用过十余中铬矿，在应对上述不利因素方面作了较多的探索。
我们发现铬矿石中MgO 与Al2O3的含量能直接反映铬矿的冶炼性能，针对不同的MgO/Al2O3值采取应对措施，效果明显，是碳素铬铁生产取得良好指标的关键。
1 铬矿特性大致分类1.1 铬矿中的MgO/Al2O3值传统上将铬矿石按粒度分为块矿和粉矿，按理化性能分为难熔矿和易熔矿。
在生产实践中，我们发现铬矿的冶炼性能主要与其中MgO及Al2O3含量紧密相关。
众所周知，矿石的粒度过小会影响炉料透气性，但可以通过一定的措施进行改善（如增大焦炭粒度、多加回炉渣铁等），矿石的熔化性能也可以通过改变其入炉粒度在一定程度上得到改善。
而铬矿中如果MgO及Al2O3含量严重失调，则会使炉况不顺，生态平衡产业指标下滑。
在生产实践中我们以铬矿的MgO/Al2O3值作为衡量铬矿冶炼性能的一个重要指标。
一般我们将MgO/Al2O3〈1称为低镁铝比矿，MgO/Al2O3〉1.5称为高镁铝比矿，MgO/Al2O3=1~1.5为中度镁铝比矿。
1.2 MgO/Al2O3值与铬矿冶炼性能MgO属碱性氧化物，在溶液中可电离成为Mg2+及O2-,具有较强的导电能力,因此,如果炉料中MgO含量过高,将会使炉料及所形成的炉渣比电阻减小,导电能力增强,电流急剧增大,电极上抬,刺火严重,反应区缩小,炉渣流动性差,产量下降,电耗上升；Al2O3属高熔点氧化物,当其含量过高时,炉料及炉渣比电阻增大,容易使符合使用不足,电极深埋,料面死火,炉温低,产量下降,回收率低,炉渣粘稠,炉衬易损坏.当炉料中MgO与Al2O3的含量达到一定的比例时,形成一种平衡,此时炉料的导电性能\熔化性能以及炉渣的熔点\黏度等都能达到一种良好的状态。
碱金属对高炉生产的危害分析及控制
碱金属对原燃料的影响1恶化焦炭冶金性能。
碱金属首先吸附在焦炭的气孔，而后逐渐向焦炭内部的基质扩散，随着焦炭在碱蒸汽内暴露时间的延长，碱金属的吸附量逐渐增多。
向焦炭基质部分扩散的碱金属会侵蚀到石墨晶体内部，破坏了原有的层状结构，产生层间化合物。
当生成层间化合物时，会产生比较大的体积膨胀，导致焦炭强度下降，块度减小，产生较多碎焦和粉末。
不同碱量条件下测定的焦炭反应性及反应后强度结果表明，加入钾、钠浓度增加后，焦炭的反应性增加，而且钾、钠浓度越高，反应性越大。
这说明钾、钠对焦炭的碳溶反应起正催化作用，而且钾的催化作用高于钠。
有关资料测定表明焦炭含K2O量每增加1％，反应性增加8％，焦炭反应后强度降低9.2％。
同时，高炉冶炼统计表明，碱负荷每增加1kg/t,焦比平均上升18.75kg/t。
2碱金属对烧结矿的影响2.1碱金属对还原性的影响烧结矿的还原度均随烧结矿含碱量（K2O）的增高而提高，但随着含碱量的进一步增加，烧结矿的还原度提高幅度较小。
碱金属能促进烧结矿还原的原因：一是碱金属对还原反应的催化作用，二是碱金属能增加烧结矿的气孔率。
.2.2碱金属对还原粉化率的影响碱金属使烧结矿中温还原粉化率倍增的原因是：一是在还原过程中，碱金属会进入氧化铁的晶格。
当还原到FeO时，碱金属大量进入FeO晶格，由于碱金属对还原反应的催化作用，使该区域的金属铁晶体生长较快，在相界面上产生应力，当应力积累到一定程度，便产生大量的裂纹，导致粉化率升高；二是在还原过程中会发生含钾矿物中钾元素的迁出与再集中，迁出的钾（或游离的钾）与硅铝等元素结合，生成钾铝硅酸盐，由于析晶困难，往往形成一些超显微的结晶，晶化愈强，结构也会更加疏松。
2.3碱金属对烧结矿软熔性能的影响烧结矿少量碱金属可以提高烧结矿的软熔温度，使软熔带下移，但是碱金属含量过多时，会使软熔带温度区间变宽而不利于高炉冶炼。
3碱金属对球团矿的影响碱金属是球团矿产生异常膨胀的重要原因。
MgO含量对龙钢高炉渣黏度影响的实验研究
高 炉渣 黏度 的 因素 有 很 多 ， 中主 要 的是 炉 渣 温 度 其
和 炉渣 成分 。在高 炉 生产 中 ， 温一 般 比较 稳 定 ， 炉 炉
渣 黏度 主要 受 其 成 分 的影 响 。在 龙 钢 高 炉 生 产 中 ， 渣 中 的 Ａ 含 量 较高 （ ６ 左 右 ） Ｍｇ １Ｏ １％ ， Ｏ含 量 较 低 （ ％ 左 右 ） 炉 渣 黏 度 大 ， 动 性 差 。 鉴 于 此 种 情 ６ ， 流
炉渣 黏 度是 炉 渣 中 流动速 度 不 同 的相邻 液 层 间 产 生的 内摩 擦力 系数 ， 在 单 位 面 积 上 相 距 单 位 距 即 离 的两个 相 邻 液 层 间 产 生 单 位 流 速 差 时 的 内摩 擦
力， 用 表 示 ， 位 Ｐ Ｓ 单 ａ・ 。高 炉 生 产 的顺 利 进行 与 炉渣 的黏度 密 切相 关 ， 炉渣 要 有适 宜 的黏 度 ， 以保证 冶炼 的顺 利 进行 … 。在 高 炉 正 常 生产 条 件 下 ， 炉 高
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第 ３期
总 第 １５期 ７
６ 月
冶 金
丛 刊
Ｓｕ ． ７５ ｍ １
Ｎｏ． ３
２００８ 年
Ｍ ＥＴＡＬＬＵＲＧＩ ＣＡＬ ＣＯＬＬ ＥＣＴＩ ＯＮＳ
Ｊ ｎ ２ ００８ ｕ ｅ
Ｍｇ Ｏ含 量 对 龙 钢 高 炉 渣 黏 度 影 响 的 实验 研 究
渣 的适 宜黏 度 范 围在 ０ ５—２ ０ Ｐ ． ． ａ・Ｓ 间 。 影 响 之
实验 以龙 钢 集 团 １高 炉 （ ０ ６年 １ ２０ ２月 １ １日） 的现 场渣 为母 渣 。在 １ 渣 其 它 成 分 基 本 不 变 的 炉
情况 下选 用 纯化 学 试剂 来 变动 Ｍｇ Ｏ的 含量 ， 制 出 配 Ｍｇ Ｏ含 量不 同 的三 个 实 验 渣 样 。增 加 Ｍｇ Ｏ含 量 约 １５ （ ． ％ 编号 １—１ 、％ （ 号 １—２ 、 ． ％ （ ）３ 编 ）４ ５ 编号 １
MgO含量对高炉炉渣粘度的影响
保持高炉炉渣合适的流动性 ,适当控制炉渣的 粘度与高炉生产的顺行密切相关 。影响炉渣粘度的 因素很多 ,其中两个重要的因素是炉渣温度和成分 。 在高炉生产过程中 ,当炉温相对稳定时 ,炉渣粘度主 要受其成分的影响 。随着对生铁质量要求的进一步 提高 ,特别是随着低硅生铁冶炼技术的推广 ,在高炉 生产中 ,出现不断提高炉渣二元碱度和 Al2 O3 含量 的发展趋势 。但是 ,随着炉渣二元碱度的提高 ,渣中 高熔点的 2CaO ·SiO2 大量增加 ,使炉渣粘度大幅 度提高 , 炉 渣 的 流 动 性 变 差 。并 且 , 随 着 炉 渣 中 Al2 O3 含量的升高 ,渣中容易出现高熔点矿物尖晶 石 (其熔化温度可达 2 135 ℃) [2] ,这种矿物尖晶石 的结晶能力很强 ,在炉渣中极易结晶形成固体 ,造成 炉渣粘度大 ,流动性差 。 在低硅生铁冶炼技术的研究过程中 ,国内外冶 金研究者发现 ,适当提高炉渣中的 MgO 含量 ,不仅 可抑制硅的还原 ,还可改善炉渣的流动性 ,使炉渣具 有较好的冶金性能 。但是 ,目前有关 MgO 是如何改
式中 ,η———熔渣粘度 , ×01 1 Pa ·s ; K ———仪器常数 ( K = 81 549) ;τ———电机转动周期 ,τ= 31 7 s ;Ω——— 电机转速 (Ω= 60/τ) ,r/ min ;Δt ———时频数显仪显示 的时间差 ,s ;Φ———实验设备在熔渣中转动时吊丝的 扭角 , (°) ;Φ0 ———吊丝扭转初始角 (°) ,实验中为设 备在空气中转动时的扭角 ,为保证实验结果精确 ,每 个渣样测试前均重新测定该值 。 实验中 , K、Φ0 、τ均为固定值 。因此 ,通过测定 Δt 即可计算得到熔渣的粘度 。实验所用的吊丝长 度为 120 mm ,直径为 01 3 mm ,材质为铍铜 ,石墨测 头尺寸为 <18 mm ×230 mm ,用硅钼棒炉对炉渣进 行加热 。 11 2 渣样配制 实验配制了两组共 6 个渣样 ,第一组 (编号为 1 、 2 、3) 炉渣的二元碱度 R = 1 ,MgO 含量 (质量分数 , 下同) 分别为 9 %、11 %和 13 % ,Al2 O3 含量为 12 % ; 第二组 (编号为 4 、5 、6) 炉渣的二元碱度 R = 11 2 ,其 它条件与第一组相同 ,渣样成分组成见表 1 。 采用降温定点测定法测试渣样的粘度 。具体测 试过程为 :首先在硅钼棒炉内将渣样的温度升至指 定温度 ,恒温 30 min ,待熔渣的温度和成分均匀后 , 通过粘度计测定不同温度下熔渣的粘度 ,直至熔渣 粘度过大无法继续测定为止 。
电炉炼钢过程渣线镁碳砖侵蚀机理
电炉炼钢过程渣线镁碳砖侵蚀机理
电炉炼钢过程中渣线镁碳砖侵蚀机理如下：
1.碱度的影响。
炉渣的碱度越低，对镁碳砖的侵蚀越有利。
若炉渣
碱度升高，使渣中SiO2的活度降低，可以降低对碳的氧化，同时随着碱度的升高，炉渣中的FeO的活度下降，相对减缓了熔渣对镁碳砖的侵蚀行为。
2.MgO的影响。
挂渣层中MgO的含量越高，镁碳砖侵蚀越慢。
3.Al2O3的影响。
炉渣中的Al2O3会降低炉渣的熔点和粘度，增大
炉渣与耐火材料的润湿性，使炉渣更容易从镁砂晶界处渗透，使方镁石脱离镁碳砖基体。
4.FeO的影响。
渣中FeO在高温下很容易与镁碳砖中石墨发生氧化
反应，并且产生亮白色铁珠，形成脱碳层。
MgO含量对高炉渣性能的影响研究
Ｋｅ ｒ ｓ ＢＦ ｓ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ： ｌ ；Ｍｇ ｏ ｔ ｎ ；ｆ ｉ ｉ ；ｓａ ｉ ｔ ａ Ｏ ｃ ｎｅ ｔ ｌ ｄｔ ｕ ｙ ｔ ｂｌ ｙ ｉ
低硅 生铁 冶 炼 适 宜 的 炉 渣 组 成 应 在 黄 长 石
随着二元碱度和 Ａ Ｏ 含量 的提高 ， １ 炉渣 的熔化
性 温度 不断升 高 ， 渣 的稳定 性 ， 别 是热稳 定性 炉 特
变差 ， 使高炉生产容易出现炉凉的问题 。因而 ， 在 低硅生铁冶炼过程 中， 高炉生产对炉渣的性能 ， 特 别是其流动性和稳定性提出了更高的要求。
Ｖｏ ． ９． ． １ ２ Ｎｏ １ Ｆｅ ２ ０ ｂ． ０ ６
Ｍｇ Ｏ含 量 对 高 炉渣 性 能 的 影 响研 究
何 环宇 王庆祥 韩秋影 ， ，
（．湖北省钢铁冶金重点实验室 （ 汉科技大学） 湖北 武汉 ，３ ０ １ １ 武 ， ４０８ ；
２ 邯郸钢铁集 团有 限责任公 司 ， ． 河北 邯郸 ，５０ ５ ０６１ ） 摘 要： 结舍理论分析 ， 就高炉渣 中 Ｍ Ｏ含量对炉渣流动性 和稳定性 的影响进 行 了 实验 分析 果表 明， 当 ｇ ，结 适 提 高高炉渣 中 Ｍ Ｏ含量 ， ｇ 炉渣粘度 下降， 流动性 改善 ， 定性提 高。 稳
ＨＥ ｕ — ｕ。 Ｗ Ｎ ｉ —ｉ ｇ ，Ａ ｉ ｙ ｇ Ｈ ａｎ ｙ Ａ Ｇ Ｑｎ ｘ ｎ Ｈ Ｎ Ｑ ｕ ｉ ｇ ａ —ｎ
，
（ ．Ｈ ｂｉｒｎ ｋ ｇａｄＳ ｅ ｋｎ ｅ ａｏ ｔｒ， ｈｎＵ ｉｅｓｙｏ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｅｈｏｏｙ １ ｕ ｅ Ｉ ｍａｉ ｎ ｔ ｌ ｉｇＫ ｙＬｂ ｒ ｏｙ Ｗｕ ａ ｎｖｒｉ ｆ ｃ ｎｅａ ｄＴ ｃｎ ｌ ， ｏ ｎ ｅ ｍａ ａ ｔ ｅ ｇ
高炉炼铁 氧化铝和氧化镁含量对炉渣的影响
氧化铝应该三氧化二铝。
在高炉炼铁产生的炉渣中分2种氧化物，一类是碱性氧化物（比如说氧化钙和氧化镁），还有一类就是酸性氧化物（比如说二氧化硅和三氧化二铝），它们之间有个比值，称为炉渣碱度。
如果碱性氧化物含量高，那么炉渣的流动性不好，凝固后的固态炉渣呈石头装，一般称为石头渣或者短渣，这样的炉渣脱硫效果好，但是流动性差，不易排出炉外，从而影响高炉顺行。
相反，如果酸性氧化物含量高，炉渣的流动性好，凝固后的固态炉渣呈现玻璃状，一般称为玻璃渣或者长渣，这样的炉渣脱硫效果很差，但是流动性好。
所以高炉操作者要调整炉渣的成分，也就是炉渣的碱度，既保持优良的流动性，也能有很好的脱硫效果，使生铁达到一类要求。
不知道这么回答，楼主是否满意，如果有不明白的，我可以更加详细的解释。
楼下的可能是新工长，我想说的是，一个炉子要吃锰矿了，那么这个炉子已经进入了失常状态，或者更为严重的长期失常，炉缸已经不够活跃，或者堆积严重。
用锰矿就是使炉渣里锰的氧化物含量增高，使炉渣在温度相对较低的情况下有很好的流动性，排出炉外，以利炉况的恢复。
还有就是刚刚开炉生产的高炉，也要提高渣铁的流动性，道理和上述基本一致。
还有楼主提出的补充问题，这个可以用3元和4元碱度计算出来，这些数据在各个炉子有不同，要根据原燃料的条件进行调整，计算后的碱度也绝对不是一层不变的，要根据原料的变化随时改变。
比如烧结的全铁含量高，就适当的提高碱度，反之则降低碱度，焦炭含S 高要提高碱度，反之降低碱度。
要说具体数值，在我们高炉，2元碱度（CaO含量除以SiO 的含量）的范围在1.03~1.09，3元碱度（CaO含量+MgO含量除以SiO的含量）在1.25~1.30左右呵呵，几位朋友应该都是同行，在这里探讨下，我觉得对大家都很有帮助。
不过我听楼主说的好像是烧结方面的工艺了啊，不像是高炉操作方面的，你可以再解释下你所要问的吗？楼下希望麦田稻草人你好，你是哪个钢铁企业的？我可以介绍下我自己，我是本溪钢铁集团炼铁厂的技术人员，我所在的高炉为2600立降低焦比是所有高炉的攻关目标。
炉渣离子结构理论是如何解释炉渣碱度与粘度之间的关系的？
炉渣离子结构理论是如何解释炉渣碱度与粘度之间的关系的？
炉渣离子结构理论认为，炉渣粘度取决于构成炉渣的硅氧复合负离子的结构形态，炉渣粘度随碱度而变，是由于随着炉渣碱度的变化，硅氧复合负离子的结构形态发生了变化。
由于碱性氧化物能提供氧离子而酸性氧化物吸收氧离子，所以，熔渣碱度不同，熔渣中的O/Si比值不同，从而形成结构形态不同的硅氧复合负离子，形成的负离子群体越庞大越复杂，炉渣粘度也越大。
反之，炉渣中增加碱性氧化物CaO、MgO、FeO、MnO等，增加氧离子浓度，从而提高O/Si比值，则复杂结构开始裂解结构变简单，熔渣粘度降低。
不过，碱度过高时，粘度又会上升。
原因是碱度过高时形成熔化温度很高的渣相，熔渣中开始出现不能熔化的固相悬浮物所致。
6_高炉炉渣适宜氧化镁含量分析_赫戈森
6#高炉 1 － 5 月炉渣 MgO 含量统计的直方图如 图 1 所示。
图 1 高炉炉渣镁含量直方图
26
甘肃冶金
第 35 卷
从图 1 看，6#高炉炉渣 MgO 含量总体控制水平 是低于 8． 9% ，而且大多在 8． 5% 左右。
6#高炉 1 － 5 月炉渣 MgO 含量统计图如图 2 所 示。
7 结语
通过对 2013 年 1 － 5 月 6 #高炉炉渣中的 MgO 含量的分析得出：
⑴6#高炉炉渣中的 MgO 主要来自自产精矿，只 要稳定了烧结矿中自产精矿的配比量就稳定了炉渣 中的 MgO 含量。
⑵从炉渣 MgO、Al2 O3 含量对炉渣脱硫能力的影 响分析结果得出，炉渣的 MgO / Al2 O3 比在 0． 75 左 右时脱硫效果明显。要实现该镁铝比，一方面炉渣 中适宜的镁含量在 8． 5% 左右，另一方面生产上要 稳定烧结配加黑鹰山、进口精矿配矿比例，稳定炼铁 配加进口球比例。
从图 5 看，焦比从 1 月至 4 月初是基本稳定的 （ 休减风及 4 月中旬后除外） ，那么入高炉的总含 S 量基本上也是稳定的。这样，影响铁水 S 含量的主 要因素就包括炉渣 CaO / SiO2 、炉渣 MnO 含量、炉渣 MgO 含量、炉渣 Al2 O3 含量等。
从统计结果看，由于炉渣的碱度基本稳定（ 1． 06 左右） ，所以对生铁硫含量影响较小。炉渣 MnO 含量主要由铁料带入，总体含量水平较低，所以对生 铁 S 含量的影响也较小。那么炉渣中的 MgO、Al2 O3 对铁水的 S 含量影响如图 6、图 7 所示。
另外，影响铁水中硫含量的因素还有焦碳中的 硫含量大小、块矿带入的硫量大小、烧结矿碱度等， 但目 前 这 些 因 素 影 响 幅 度 都 较 小。这 里 就 不 再 说述。
MgO知识简介
• 此外，要获得高炉氧化镁渣的最佳条件, 必须综合考虑炉渣的各种性质和经济效 益。如对脱硫，对热制度，对路况顺行
的影响
• MgO含量在11-12%为好, 过低对脱硫效果会 有所影响。 • 适当提高炉渣中MgO含量后, 能改善炉缸工 作和提高炉缸温度及热制度稳定性。 • 适当提高炉渣中MgO含量能改善高炉料柱 的透气性, 提高高炉的顺行程度。
高炉氧化镁渣的选择
班级：冶金1001班 学号：20101356—20101360 任课老师：姜鑫
MgO含量对炉渣的作用：
• 在炉渣一定的碱度(CaO/SiO2=1.00～1.25)内，增加MgO 可以改善其流动性，并在高Al2O3(>13%)时，粘度降低
幅度更大。这种影响在MgO为8～12%时尤甚。
上又改善。
高Al2O3，低MgO
当渣中Al2O3>13%，碱度较高时（CaO/SiO2=1.2~1.4）， 可将MgO控制在4~7%的较低水平。
这种炉渣在1500℃时，粘度是降低的。熔化性温度
不超过1340 ℃，高炉可完全正常操作，而由于渣碱度较 高，炉渣具有较强的脱硫能力。这对高炉使用品味高， 含Al2O3较高，冶金性能好的原、燃料，更具有其优越性。 日本高炉基本上是走这条道路的。
• MgO对熔化性温度的影响由Al2O3决定。在Al2O3小或大于 13%时，随MgO的增加，熔化性温度风别升高和降低。
MgO含量对炉渣的作用：
• 碱度和MgO量的增加，使熔化性温度升高，并且这往往
是碱度和MgO增量的限制环节。因此，在CaO/SiO2一定
时，对一定的Al2O3相应有一最大允许MgO量，随碱度减 低，允许MgO量增大。 • 碱度和MgO的增加对脱硫是有利的。CaO和MgO对脱硫效 果的置换关系由SiO2量来决定。当SiO2>41.1%，用MgO
酒钢高炉炉渣黏度的试验研究
13
项目 变化因素 序号 1 2
1 CaO / SiO2 3 4 5
6
7
2
M gO
8
9
10
3
B aO
11
12
13
4CaF2Fra bibliotek1415
FeO 0. 64 0. 65 0. 66 0. 65 0. 64
0. 66 0. 65 0. 65 0. 64
0. 66 0. 65 0. 66
0. 66 0. 65 0. 65
高炉炉渣成分对炉料粘度的影响研究
高炉炉渣成分对炉料粘度的影响研究解巍;宿成;董方【摘要】通过对高炉炉渣成分整理,利用方差分析方法,得出不同温度下MgO,Al2 O3,碱度与炉渣粘度的线性关系.试验结果表明:在高温条件下温度对黏度的影响最大,远超化学成分的影响.但随着温度的降低,化学成分的影响逐渐显现,数据为高炉生产提供了理论参考.【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》【年(卷),期】2016(035)002【总页数】4页(P148-151)【关键词】高炉炉渣;成分;粘度【作者】解巍;宿成;董方【作者单位】内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010;内蒙古包钢(集团)公司生产部,内蒙古包头014010;内蒙古包钢(集团)公司生产部,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010【正文语种】中文【中图分类】TF534.1随着包钢自产烧结矿、球团矿品位的提高和进口铁矿石数量的增加、高炉喷煤比的不断增大及自产焦炭中灰分的增加, 这些因素必然会使炉渣成分和性能发生改变，保持高炉炉渣合适的流动性, 适当控制炉渣的粘度与高炉生产的顺行密切相关.影响炉渣粘度的因素很多, 其中两个重要的因素是炉渣温度和成分.高炉炉渣性能对高炉操作、配矿成分和生铁成本产生重要影响.因此，系统研究目前炉渣粘度性能对高炉顺产意义重大.试验研究方案采用三因素四水平的正交试验设计，研究碱度，MgO，Al2O3含量对炉渣的粘度的影响.试验所用炉渣以包钢某高炉炉渣为基础，配加纯化学试剂来调整炉渣中的碱度，MgO，Al2O3含量.探寻不同碱度，MgO，Al2O3含量对高炉炉渣黏度的影响.测试采用东北大学研发的 RTW-10熔体物性测定仪(旋转法)进行[1]，利用降温定点测定方法.首先，将炉渣试样的温度升至指定温度1 500 ℃下恒温 30 min，待熔渣的温度和化学成份均匀后测定该温度下的熔渣粘度；而后，开始降逐次测定各温度点下熔渣的粘度.采用某高炉炉渣成分，利用RTW-10熔体物性测定仪测定不同成分和不同试验温度条件下炉渣的粘度，试验结果见表1.从表1极差数据中可以看出，极差越大的因素，对炉渣黏度的影响越大.在1 480 ℃条件下，虽然MgO极差相比其它两者略高，但相差较小.而1 450 ℃时，Al2O3与碱度的极差增加，碱度增加的幅度较大，MgO极差略有下降.1 420 ℃到1360 ℃条件下，Al2O3的极差大大提高，远远大于其余二者.碱度极差在1 420 ℃几乎没有变化，而在1 360 ℃下降幅度较大.由此可见，在高温条件下温度对黏度的影响最大，远超化学成分的影响.随着温度的降低，化学成分的影响逐渐显现，尤其是Al2O3其对黏度的影响随温度的下降越来越大，成为主要影响因素，远超碱度和MgO对粘度的影响.利用Origin 7.5软件对数据进行方差分析，得到不同温度下，MgO，Al2O3碱度对粘度影响的线性关系.其中Y1 480，Y1 450，Y1 420，Y1 380，Y1 360为温度1 480 ℃，1 450 ℃，1 420 ℃，1 380 ℃，1 360 ℃时的黏度，X1，X2，X3分别为MgO，Al2O3含量和自由碱度.Y1 480=0.365 8-0.007 X1+0.01 X2-0.223 X3Y1 450=0.536 3-0.009 X1+0.015 X2-0.389 X3 (2)Y1 420=0.497 2-0.007 X1+0.024 X2-0.427 X3 (3)Y1 380=0.181 6-0.002 X1+0.046 X2-0.365 X3 (4)Y1 360=0.045 3-0.002 X1+0.059 X2-0.369 X3 (5)从回归方程可见，在实验室研究的高炉渣成分配比下，提高碱度，MgO含量，可以降低炉渣黏度；提高Al2O3含量则提高炉渣黏度.渣中MgO[2,3]含量可避免渣中出现高熔点的正硅酸钙(2CaO·SiO2)，还可带入较多的O2-离子，减少Si-O，Al-O阴离子团的聚合度，破坏它们的网状结构，形成简单的单、双四面体结构，该结构的炉渣熔化温度较低，炉渣粘度低，流动性较好. 提高炉渣的二元碱度(CaO/SiO2)，能使熔渣中 O2-活度增大，使硅氧复合阴离子解体，从而使熔渣粘度下降，流动性改善.但当碱度>1.20时[4]，炉渣的粘度上升，炉渣的矿物结构发生了变化，炉渣中正硅酸钙(2CaO·SiO2)的数量增加，这部分高熔点矿物容易在炉渣中产生非均匀相，使炉渣熔化性温度急剧升高，流动性变差，短渣的性能逐渐增强，炉渣的稳定性也变差.随着Al2O3含量的增加，炉渣中Al2O3吸收氧离子构成 (AlO4)5-复合阴离子团的数量也随之增加，容易形成结晶能力很强的高熔点复杂化合物，如尖晶石(MgO·Al2O3，熔点为2 135 ℃)，铝酸一钙(CaO·Al2O3，熔点为1 600 ℃)等；形成大量的非均匀相，很容易结晶出固体存在于炉渣熔体中, 造成炉渣的粘度越来越大, 流动性变差.(1)高温条件下温度对黏度的影响最大，远超化学成分的影响.随着温度的降低，化学成分的影响逐渐显现；(2)在实验炉渣成分配比内，MgO对炉渣粘度影响随炉温波动甚微；(3)在炉温较低的情况下，Al2O3与碱度的变化将对炉渣产生较大影响.【相关文献】[1] 邹祥宇，张伟，王再义，等. 碱度和Al2O3含量对高炉炉渣性能的影响[J]. 鞍钢技术，2008，(4)：20-23.[2] 何环宇，王庆祥，曾小宁. MgO含量对高炉炉渣粘度的影响[J]. 钢铁研究学报，2006，(6)：11-14.[3] 茅沈栋，杜屏. 降低MgO含量对高炉渣粘度和熔化性温度的影响[J]. 钢铁研究学报，2015，27(9)：33-36.[4] 杨建炜. 高Al2O3高炉渣冶金性能的研究[D].保定：河北理工大学，2005.。
MgO含量对中钛高炉渣粘度及熔化性温度影响研究_徐恒旭
2． 2． 2 MgO 含量变化对炉渣熔化性温度的影响 利用 45° 切 通过实验测试得到的粘度 － 温度曲线图， 线法， 得到实验渣样熔化性温度， 其随 MgO 含量变化如图 2 所示。
设备温度负荷， 选取 1 500℃ 和 1 420℃ 两个温度点对炉渣 粘度随渣中 MgO 含量变化规律进行分析， 图 2 （ a ） 和图 2 （ b） 分别为 1 500℃ 和 1 420℃ 时炉渣粘度随 MgO 含量变 化关系图。 根据图 3（ a） 所 示， 实验条件 下，1 500℃ 时 MgO 含量变化对 炉渣粘度影响规 律： 当 渣 中 MgO 含 量 10% 时， 炉 渣粘度达到实验 最高点 0． 33 Pa·s， 随着渣中 MgO 含
［ 4 ］ 2－ 理论 ， 因碱性氧化物 MgO 含量增加， 熔渣中的 O 离子 2－ 增加， 而炉渣中的 TiO2 属酸性氧化物， 当其吸附 O 离子
形成大的含钛离子团时， 与熔渣中的金属钙阳离子结合率 增加， 易形成高熔点矿物钙钛矿（ 1 970℃ ） ， 另外， 随渣中 MgO 含量的增加， 炉渣组分平衡状态改变， 成渣过程中如 镁 橄 榄 石 （ 1 890℃ ） 、 镁蔷辉石 方 镁 石 （ 2 800℃ ） 、 （ 1 598℃ ） 、 镁铝尖晶石（ 2 135℃ ） 等高熔点矿物生成量明 显增加， 直接导致炉渣熔化性温度急剧上升。 3） MgO 含量由 12% 增至 14% ， 因 MgO 含量增加至 12% 左右以后， 炉渣中各矿相趋于稳定， 渣中高熔点矿物 如方镁石 （ 2 800℃ ） 、 镁橄榄石 （ 1 890℃ ） 、 镁铝尖晶石 （ 2 135℃ ） 等高熔点矿物随 MgO 含量增加而增加， 其增量 与 MgO 增量成线性关系， 此阶段测试结果呈现为炉渣熔 化性温度持续小幅增加。 2． 2． 3 MgO 含量变化对炉渣粘度的影响
Factsage计算MgO含量对高炉渣粘度的影响
１ 计 算 原 理
在 Ｗｉ ｎ ｄ ｏ ｗｓ系统下 的操 作 方便 的 Ｆ ａ ｃ ｔ Ｓ ａ ｇ ｅ软 件包 含 的数据 库 的 内容 丰 富 ， 且 拥有 强大 的计 算功 能 ］ 。 Ｆ ａ ｃ ｔ ｓ ａ ｇ ｅ ６ ． ４为其最 新 版本 ， 数据 库 为计 算 与 模 拟复 杂 的工业 生 产 过 程 提供 了有 利 的 理 论 支撑 。其 在 冶金 反应 过程 的优 化 ， 冶金 原燃 料 、 炉渣 物理 化学 性 能 的预测 ， 材料 设计 等 领域 得到 了广 泛 的应用 。 本文 应用 Ｆ ａ ｃ ｔ ｓ ａ ｇ ｅ 热 力学 软件 的 Ｅ ｑ ｕ ｉ ｌ ｂ 、 ｖ ｉ ｓ ｃ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙ和 Ｐ ｈ ａ ｓ ｅ Ｄ ｉ ｇ ａ ｍ 三个 处 理 模块 ， Ｅ ｑ ｕ ｉ ｌ ｂ模 块 是 Ｆ ａ ｃ ｔ －
２ Ｍｇ Ｏ 含量对 Ｃ ａ Ｏ—Ｓ ｉ Ｏ 一Ａｌ ｚ Ｏ。 一Ｍｇ Ｏ 四元 渣 系 粘度 的影 响
本 次计 算 中配 制 了 ７个 渣样 ，计算 Ｍｇ Ｏ含量在 ６ ～１ ２ 区间， １ 为 一 梯度 递 加进 行 。考 虑 到 高 炉 出渣温 度 在 １ ４ ５ ０ ℃左右 ， 因此拟定实验温度 Ｔ拟定 在 １ ２ ０ ０ ～１ ５ ０ ０ ℃之 间， 渣系碱度 Ｒ—１ ． Ｏ ５ ，Ａｌ 。 Ｏ。 一
近 年来 ， 随着进 口矿 比例 的增加 ， 大量 配加 外矿 后炉 渣 中成分 不稳 定 ， 对炉 渣 的粘度 提 出了更 高 的要求 。 炉 渣粘 度受 诸 多 因素 的影 响 ， 主要是 炉 渣温 度 和炉 渣成 分 Ｌ １ ］ 。在高 炉 生 产 中 ， 炉温 相 对稳 定 ； 炉渣 成 分 对 炉 渣 粘度 影 响很大 ， Ｍｇ Ｏ含 量对 高 炉渣 粘度 的影响很 明显 。通过 对 Ｍｇ Ｏ 含量 和 碱度 对 炉渣 冶 金性 能 的 实验 研究 ， 寻求 合理 的 炉渣成 分 及其 控制 区间 ， 并 通 过对 检测 结果 的分 析 ， 找 出影 响高炉 渣流 动性 的主要 原 因 ， 为 高 炉生 产 提供 指导 ｌ ５ ］ 。
MgO含量对高炉渣SiO2-CaO-MgO-Al2O3渣系的影响
１ 实 验
１ ． １ 试 验 原 料
高 炉渣 的化 学 成 分如 表 １所 列． 利 用 化 学 纯
试 剂 改变 高 炉渣 成 分 ， 调 制 不 同 Ｍｇ Ｏ 含 量 的 高
炉渣 ， 其 主要 成分 含量 如表 ２所 列．
１ ． ２ 实 验 方 法
首先 ， 利 用 热力 学模拟 软件 Ｆ ａ ｃ ｔ Ｓ ａ ｇ ｅ ６ ． ４中
的典 型 ， 也是炼 铁 过程 的主要 冶金 废弃 物． 每 冶炼 １ 吨生 铁 可 产生 ３ ０ ０ ～３ ５ ０ ｋ ｇ高炉 渣 ［ １ ］ ． 目前 ， 绝 大部 分 高炉渣 的利 用方 法仍 滞 留在 低水 平及 产 品 附加值 不 高 的阶段嘲 ． 企业 将其 进行 水淬 ， 作 为添 加料 填充 到水 泥 和 混凝 土 中 ， 其 中产 品 的 附 加值
力 并提 高纤 维化 学 性 能 ， 但 是 含 量过 高 反 而 会 增 大 析 晶倾 向． 本文 以 Ｓ ｉ Ｏ 一 Ｃ ａ Ｏ— Ｍｇ Ｏ — ＡＩ Ｏ。为 依
据， 在 降温 过 程 中 ， 对 不 同 Ｍｇ Ｏ 含量 高 炉渣 矿 物 析 出 的影响规 律 进 行 探究 ， 为 （ 自然 科 学 版 ） 表 ２ 调 制 高 炉 渣 的 主 要 化 学 参 数
序 号 Ｍｇ Ｏ 二 元 碱度 Ｓ ｉ Ｏ２ Ｃ ａ Ｏ
第 ３ １ 卷
Ｆ ａ ｃ ｔ Ｓ ａ ｇ ｅ 软件研究结果基本一致 ． 随 着 Ｍｇ Ｏ含量 的递增 ， 矿 物 析 出先 降 低 后 升 高 ， 非 晶态 玻 璃 体 先 增 加 后 减
少． 当 Ｍｇ Ｏ含量为 ７ ％～９ ％时 ， 矿物析出较少 ， Ｍｇ Ｏ含量为 １ ｌ ～１ ３ 时， 矿 物析 出较 多． 关键词 ： 高炉 渣 ； Ｍｇ Ｏ； Ｓ ｉ Ｏ ２ 一 Ｃ ａ Ｏ — Ｍｇ Ｏ — Ａ １ ２ Ｏ ３ 渣系 ； 相图 ； 矿 相
首钢高炉含钛炉渣黏度的试验研究
摘要本文以首钢高炉现有炉渣成分为基础，针对二元碱度、MgO含量、Al2O3含量、TiO2含量对炉渣性能的影响，进行了炉渣黏度的试验研究，确定了兼顾炉缸维护与炉况稳定的炉渣成分控制原则。
关键词高炉炉渣黏度Experimental study of viscosity about titaniferous slag in BF of Shougang CorporationZhang Heshun Ma Hongbin Chen Jun（Shougang Corporation）Abstract This article studies the viscosity of slag according to the influence of binary basicity, MgO content,Al2O3 content and TiO2content to the slag property in base of the existing slag composition in BF of Shougang Corporation. So the control principle of slag composition that gives consideration to the hearth safeguarding and the furnace condition steadying is confirmed.Keywords blast furnace slag viscosity前言首钢1号、3号高炉容积 2536m3，分别于1994年8月9日、1993年6月2日开炉，两座高炉近年来强化程度不断提高，各项经济技术指标处于开炉之后的最好水平，炉缸维护与强化冶炼的矛盾日益突出，利用含钛炉料进行炉缸维护成为高炉生产的重要内容。
并且伴随钢铁工业的发展，高炉原燃料资源紧张，炉渣Al2O3含量逐步升高，威胁着高炉的稳定生产。
MgO含量对中钛高炉渣粘度及熔化性温度影响研究
相 图 ， 过 分 通 析 ， 原 因 主 要 其
是：
ＭＯ ｇ 含量 ｆ ％１ ｆ） ２ ￣Ｉ Ｍｇ 含量对炉渣粘度影响 ｂ１ ０ＣＩ Ｏ ４ ， Ｊ
度有抑制作用
， 氧化钙 活度 的降低 ， 使炉渣中钙黄长
图３
石（ ５３ 、 １ ９ ￣ 铝酸钙 （ ０％ ）钙钛 矿（ ７℃） Ｃ） １６０ 、 １ ０ 等高熔 ９ 点物质生成量有所减少。同时， Ｍ ｏ的存在， 因 ｇ 此阶段内
２ ２３ Ｍｇ ． ． Ｏ含 量 变化 对 炉渣粘度 的影响
图１ Ｍｇ 含 量 变化 对 炉 渣 粘 度 一 度 的 影 响 Ｏ 温
根据对实验结果的分析， 结合高炉实际生产 及实验 设备温度负荷 ， 选取 １ ０ ℃和 １ ２＇ 两个温度点对炉渣 ０ ５ ０Ｅ ４ ：
粘度 随渣 中 Ｍ Ｏ含量 变 化 规律 进 行 分析 ， ２ ａ 和 图 ２ ｇ 图 （） （ ） 别为 １ ０ ％ 和 １ ２￣ 时 炉渣 粘 度 随 Ｍ Ｏ 含量 变 ｂ分 ０ ５ ０Ｃ ４ ｇ
加致使炉渣粘度有所升高， 测试结果显示 ， Ｍ ０含量为 当 ｇ １％时 ， ０ 粘度出现最高点（．３Ｐ Ｓ 。 ０３ ａ’ ）
出炉渣熔化性温度持续降低 。 ２ Ｍ Ｏ含量由 １％增至 １％ ， ）ｇ １ ２ 炉渣熔化性温度急剧
升高， 测试结果显示温度差为 １￣ ８ Ｃ。根据熔渣离子结构
・
６ ・ ８
～
１％之 间时 ， 渣粘 度 急 剧 恶 化 温 度 随 Ｍ ｏ含 量 增 加 ４ 炉 ｇ
理论 ， 性氧化 物 Ｍ Ｏ含 量增 加 ， 渣 中 的 ０ 因碱 ｇ 熔 离 子 增加 ， 炉渣 中的 ＴＯ 属 酸性 氧化 物 ， 吸 附 Ｏ 一 而 ｉ 当其 离子 形成 大的含钛 离子 团时 ， 与熔渣 中 的金 属钙 阳离子 结合 率
高炉冶炼工艺炉渣碱度
高炉冶炼工艺炉渣碱度是表征和决定炉渣物理化学性能的最重要的特性指数。
碱度用等碱性氧化物与酸性氧化物的重量百分比的比值来表示。
为简便起见通常均用,当Al2O3和MgO的含量高、波动大时，采用后两种表示方法。
渣中(CaO+MgO)＜(SiO2+Al2O3)的渣叫酸性渣。
这种渣粘度大,凝固慢,通称长渣。
(CaO+MgO)＞(SiO2+Al2O3)的渣叫碱性渣。
高碱渣凝固温度高，冷凝快，熔融时流动性好；但温度偏低时，析出固相，就变得粘稠。
这种渣也叫短渣。
(CaO+MgO):(SiO2+Al2O3)≈1.0的炉渣,凝固温度较低，流动性也较好。
在高炉中，为了保证炉况顺行和某些反应的顺利进行，炉渣在炉缸温度范围内的粘度最好不大于5泊，最高不宜超过25泊。
同时,粘度也不宜过低，过低时容易侵蚀炉衬，缩短高炉寿命。
高炉冶炼工艺 - 正文━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━冶炼过程高炉中铁的还原高炉中其他元素的还原铁水中的碳高炉炉渣及渣铁反应炉料和煤气的运动高炉中的能量利用能量的来源和消耗高炉操作线图高炉炼铁车间的二次能源利用高炉冶炼的强化及节焦措施高炉强化高炉喷吹燃料高炉操作开炉；停炉大修；高炉休风；封炉；炉况顺行炉况失常和故障炉前操作━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━冶炼过程高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。
铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。
焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。
矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。
鼓风机送出的冷空气在热风炉加热到800～1350℃以后，经风口连续而稳定地进入炉缸，热风使风口前的焦炭燃烧，产生2000℃以上的炽热还原性煤气。
上升的高温煤气流加热铁矿石和熔剂，使成为液态；并使铁矿石完成一系列物理化学变化，煤气流则逐渐冷却。
下降料柱与上升煤气流之间进行剧烈的传热、传质和传动量的过程。
MgO含量对高炉渣性能的影响研究
性 的 变化。两组 渣样在 相 图中的位 置如 图 ２所
刀－ １｝
２吕 ３ Ｃ ．
、／ ，％ 图 １ ａ ＳＯ， ， Ｍｇ １仇 － ０ 四元等温 Ｃ Ｏ－ｉ － Ａ
呈０ Ｃ＂ ｝ Ｄ
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Ｍ Ｏ含量对高炉渣性能的影响研究 ｇ
何环宇’王庆祥’韩秋影“ ， ，
（．湖北省钢铁冶金重点实验室 （ １ 武汉科技大学 ）湖北 武汉 ， ０８ ； ， ４ ０１ ３ ２ 邯郸钢铁集团有限责任公司 ， ． 河北 邯郸 ，５０５ ０６ １） 摘要 ： 结合 理论分析， 就高炉渣 中Ｍｇ ０含量对 炉渣 流动 性和稳定性 的影响进行 了实验分析 。结果表 明， 当 适
（． ｂｉ ｍ ｋ ｇ ｔｅ ｋ ｇ Ｌ ｏ ｏ Ｗｕａ Ｕ ｖｒｔ ｆ ｅ ｅ Ｔ ｈｏｇ ， ｎ Ｓｅｌａｉ Ｋｙ ｂｒｔ ， ｈｎ ｉｅｉ ｏ Ｓｉ ｃ ａｄ ｃｎｌ ｙ １ Ｈ ｅ Ｉｎ ａｉ ａｄ ｍ ｎ ｅ ａ ａ ｒ ｕ ｒ ｏ ｎ ｙ ｎ ｓｙ ｃｎ ｎ ｅ ｏ Ｗｕａ ４０ ８， ｉａ２ Ｈ ｎａ ｒ ａｄ ｌ ｐ ｌｄ Ｈ ｄｎ ０５ Ｃ ｎ Ｉｎ Ｓ ｅＧ ｕ Ｃ ，Ａ ， ｎａ ０６１， ｉ ） ｈｎ ０ １ Ｃ ｎ；． ｄｎ ｎ ｔ ｒ ３ ｈ ａ ｏ ｅ ｏ ｕ ａ ５ ｈａ
的液相线温度较低 ， 等温线分布较稀疏 ， 因而这一
含 渣 并 清样 点 量的 样， 将 成分 放人ＣＯ ＇－２ 组渣样的稳定性较好 ， 中 Ｍ ０含量增加 ａ－０ Ａ Ｓ２ ＇ 渣样 ｇ ０ Ｍ０ 元 相 和 度图 二，二０ 中 ， ｇ 四 系 图 粘 （、。 １ － １ ％） 进 （ 为９ １ 对 性的 响 ０ ｗｇ ％一３ ａ 。 ％） 稳定 影 并不明 显，
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高炉炉渣的化学成分 (质量分数 )
Ta b le 1 C hem ica l com po s itio n o f B F s la g a nd syn the tic
s la g w ith p u re chem ica l a ge n ts
%
渣 样 现场渣 化学渣
SiO2 35178 35178
炉渣中 M gO 含量的增加 ,使得含有氧化镁的 矿物 ,钙镁橄榄石 、镁方柱石和镁蔷薇辉石增加 , 当 A l2 O3 含量为 14%、M gO 含量为 11%左右时 , 从 CaO 2SiO2 2A l2 O3 2M gO 系相图可以看出 ,炉渣成 分处于 黄 长 石 、镁 蔷 薇 辉 石 和 钙 镁 橄 榄 石 区
化对炉渣流动性的影响 A l2 O3 质量分数为 1410%时 M gO 含量变化 对黏度的影响如图 2 所示. 炉渣 M gO 的质量分 数分别为 810%、910%、1010%、1110%、1210%. 当 A l2 O3 = 14% , R2 = 1110 时 ,从图 2 可以
图 1 渣样黏度曲线图 F ig11 V isco s ity cu rve s o f B F s la g a nd syn the tic
21312 A l2O3 质量分数为 1410%时 ,M gO 质量分 数为 10% 时 , 碱 度 变 化 对 炉 渣 黏 度 的 影响
(11河北理工大学 冶金与能源学院 , 河北 唐山 063009; 21唐山钢铁有限责任公司 第二炼铁厂 河北 唐山 063009)
摘 要 : 根据唐山钢铁有限责任公司第二炼铁厂高炉的原料条件和冶炼情况 , 研究了 M gO、二元 碱度 (CaO / SiO2 ) 对高炉渣的流动性黏度以及熔化性温度的影响 , 为唐钢高炉优化造渣制度提供 实验和理论依据 , 结果表明 : 炉渣碱度在 1110～1120之间 , M gO在 10% ～12% , A l2O3 ≯14%时高 炉能达到较好的冶炼效果 , 从理论上分析了炉渣中 R2 及 M gO 的适宜含量范围. 关键词 : M gO; 高炉 ; 黏度 ; 流动性 ; 熔化性温度 中图分类号 : TF 04614 文献标识码 : A 文章编号 : 167126620 (2005) 0420253203
M gO 的加入主要是对炉渣的黏度产生影响 , 所以随着 A l2 O3 达到一定含量时 , M gO 的存在能 与 A l2 O3 , SiO2 生成一系列低熔点化合物 ,并能使 复合阴离子解体 ,使黏度有所下降 [ 1 ]. 特别是渣 中 A l2 O3 含量比较高时适当提高 M gO 含量 ,有利 于改善炉渣流动性 ,随着 A l2O3 进一步增加 , M gO 的影响减弱 [ 2 ] .
第 4卷第 4期 2005年 12月
材 料 与 冶 金 学 报 Journal of M aterials and M etallurgy
Vol14 No14 D ec12005
M gO 含量和碱度对高炉渣的黏度的影响
张玉柱 1 , 耿明山 1 , 项 利 1 , 尹久超 1 , 陶 文 2
收稿日期 : 2005206222. 作者简介 : 张玉柱 (1956 - ) , 男 , 河北南皮人 , 河北理工大学教授 , 博士生导师 , E2mail: zyz@ heut1edu1cn.
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材 料 与 冶 金 学 报 第 4卷
表 1 唐钢高炉炉渣 、纯化学试剂配制
炉渣性能 实 验 主 要 研 究 炉 渣 黏 度 和 熔 化 性 温度.
实验用炉渣有两种 ,一种为纯化学试剂配制 炉渣 (化学渣 ) ,另一种以现场炉渣为基础配以一 定化学试剂来调整成分. 纯化学试剂配制炉渣实 验的目的是为了与相同成分唐钢现场炉渣的冶金 性能做比较. 现场炉渣配制炉渣实验的目的是找 出炉渣黏度和熔化性温度与唐钢二铁厂高炉炉渣 化学成分之间的关系 ,这部分实验包含了炉渣中 所有微量元素对炉渣黏度和熔化性温度的影响 , 实验结果与现场生产具有可比性.
唐山钢铁有限责任公司第二炼铁厂 (以下简 称唐钢 )高炉渣 A l2O3 含量一直处于较低水平 ,近 年来 ,随着进口矿比例的增加 ,大量配加外矿后炉 渣中 A l2 O3 升高 ,对炉渣的黏度提出了更高的要 求. 炉渣黏度受诸多因素的影响 ,主要是炉渣温度 和炉渣成分. 在高炉生产中 ,炉温相对稳定 ;炉渣 成分对炉渣黏度影响很大 ,在 A l2 O3 含量较高的 前提下 ,M gO 含量和碱度对高炉渣黏度的影响很 明显. 通过 M gO 含量和碱度对炉渣冶金性能影响 的实验研究 ,寻求合理的炉渣成分及其控制区间 , 并通过对检测结果的分析 ,找出影响高炉渣流动 性的主要原因 ,为高炉生产提供指导.
Abstract: Based on the conditions of raw materials and smelting in Tangshan Iron & Steel Group Co1, L td, the influences of M gO and ( CaO / SiO2 ) on the viscosity and melting temperature of BF slag have been studied, aim ing at p rioiding a theoretical guideline for op tim izing the BF slag making in the p lant. It is found that, w ith slag basicity of 1110 ～ 1120, M gO content of 10% ～ 12% and A l2O3 ≯ 14% , better smelting result of BF can be attained. The suitable value of slag basicity and M gO content are also analyzed. Key words: M gO; B last furnace; viscosity; fluidity; melting temperature
为 8%时 ,碱度变化对炉渣黏度的影响 以唐钢第二炼铁厂现场高炉渣为基础 ,实验 结果如图 3 所示. 该组实验固定 A l2 O3 质量分数 为 1415% ,M gO 质量分数为 810% , 碱度拟定为 1115, 1120, 1125.
图 3 C aO / S iO 2 对炉渣黏度的影响 F ig13 Effe c t o f s la g ba s ic ity o n visco s度对高炉渣的黏度的影响
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域 [ 3 ]. 黄长石区域中 ,炉渣的熔化性流动性和稳 定性都比较良好 ,从 CaO 2SiO2 2A l2 O3 2M gO 四元系 相图中看 ,高炉渣成分应尽可能选在黄长石区 域内.
从实验研究结果可知 ,冀东地区条件下 ,从改 善高炉炉渣流动性的角度出发 ,提高渣中 M gO 质 量分数到 10% ～12%水平 ,可较明显地提高炉渣 流动性 ,抵消由于 A l2 O3 升高带来的不利影响. 213 碱度对黏度的影响 21311 A l2O3 质量分数为 1415% ,M gO 质量分数
R2
1110
1110 1110 1110 1110 1110 1110 1115 1120 1125 1105 1110 1115 1120 1125
2 实验结果及讨论
211 化学渣与现场渣对比实验 化学渣与现场渣对比实验结果如图 1所示.
由图 1可以看出 ,相同成分的现场渣与化学 渣 ,在高温下的流动性相差不多 ,只是化学渣的熔 化性温度较高. 这主要是由于现场渣中含有某些 微量成分所致 ,同时也说明这些微量成分对炉渣 的流动性没有明显作用 ,但对炉渣的熔化温度及 熔化性温度有较大的影响. 根据该组实验也可以 说明现场渣样与化学渣样之间有良好的相似性. 212 A l2 O 3 质量分数为 1410 %时 , M gO 含量变
FeO A l2O3
0174 1410
0174 0158 0166 0174 0173 0172 0159 0159 0159 0175 0174 0173 0170 0169
1410 1410 1410 1410 1410 1410 1415 1415 1415 1410 1410 1410 1410 1410
The influence of M gO and ba sic ity on the v iscosity of BF slag
ZHAN G Yu2zhu1 , GEN G M ing2shan1 , X IAN G L i1 , YEN J iu2chao1 , TAO W en2
( 11Hebei polytechnic university, Hebei Tangshan 063009, China; 21Tangshan Iron & Steel Group Co1, L td, Tangshan 063009, China)
1 研究方法
111 研究方法 炉渣黏度采用东北大学生产的 RTW 熔体物
性测定仪 (旋转法 ) ,石墨坩埚的内径为 40 mm ,钼 测头 ,试样重 120 g. 炉渣黏度的测定从 1 450 ℃左 右开始降温 ,降温速率控制为 2 ℃ /m in,由计算机 自动控温 、检测. 112 实验内容
CaO 39148 39148
M gO 10 10
FeO 0174 0174
A l2O3 14 14
R2 1110 1110
本次实验以唐钢二铁厂 9 月炉渣 (A0 号渣 样 )作为实验基础渣样 ,实验选定的变量是炉渣 的 M gO 含 量 和 R2 , 以 纯 化 学 试 剂 调 整 炉 渣 的 A l2O3 ,M gO 含量和 R2 ,配制 12 个试样分别进行 黏度 、熔化性温度的测定 ,具体的实验方案以及各 系列渣样的化学成分 (质量分数 )见表 2.