烧结返矿与复合造渣剂详解

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烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用
一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用
（三）、烧结（返）矿在转炉冶炼过程中的基本反应原理
烧结返矿在转炉内的分解反应为强吸热反应，周围熔池温度会骤然降 低，会导致周围熔渣粘度升高，甚至产生暂时“结坨”现象，限制反应生成 的(FeO)向外扩散传质，进而影响成渣速率。因此成渣反应(3)的(FeO)向外
1、转炉冶炼前期 随着石灰的熔化，熔渣碱度进一步升高，同时也 会发生如下反应: 2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(3CaO.P2O5)+5[Fe]+Q………(6) (3FeO.P2O5)+3(CaO)=(3CaO.P2O5)+3(FeO)+Q ………(7) 磷的氧化产物 3CaO.P2O5 在炉渣中是不稳定的，当熔池温度高于 1500℃
活性石灰熔化。推进“铁质”渣系的形成。根 据脱磷理论，脱磷反应是在钢 -- 渣界面反应， 是强放热反应，其反应式为：
2[P]+8(FeO)=(3FeO.P2O5)+5(Fe)+ Q ……… (5)
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烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用
一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用
（四）、烧结（返）矿炼钢使用技巧
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烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用
一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用
（三）、烧结（返）矿在转炉冶炼过程中的基本反应原理
Fe2O3从分解反应⑴产生(FeO)，与返矿中带入而且包围在其周围的(CaO)、
(SiO2)反应，具体反应方程式为： 2(SiO2)+(FeO)+(CaO)=(2CaO.FeO.SiO2) ……… (3) 根据烧结返矿的成分分析，分解反应结束后，返矿内部产物的比例为: FeO:CaO:SiO2=58.72:14.06:7.84。
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烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用
一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用
（四）、烧结（返）矿炼钢使用技巧 1、转炉冶炼前期 转炉吹炼前期是硅锰氧化期，熔池温度一般在 1200～1400℃，吹炼前期完成 Si 、Mn 以 及P的氧化，形成初期渣的熔化，转炉冶炼前期形成的渣系主要 是“铁质”渣系及Fe0-Si02-
扩散传质为该反应的限制性环节，只有加大返矿外部动力学条件，才能加
快成渣反应(3)进行。
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一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用
（三）、烧结（返）矿在转炉冶炼过程中的基本反应原理
成渣反应 (3) 为可逆反应，产生的 (FeO) 会作为携氧载体参与脱碳反应。
其反应方程式为： (FeO)+[C]={CO}+[Fe] ……… (4) △Gm =-135270 J.mol 不稳定化合物(FeO)解离出的[O]，溶入钢水中，进行钢水内部脱碳， 脱碳反应产生的CO气体增加熔 池搅拌，提高反应的动力学条件。
含量，%
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烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用
一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用
（一）、烧结返矿的成份及矿物组成
由上可知，烧结（返）矿主要是由含铁矿物及脉石两大类组成 的液相
粘接在一起的多种矿物的复合体，其中含铁矿 物有磁铁矿(Fe3O4)、方铁矿 (FexO)和赤铁矿(Fe203)， 粘结相主要是铁橄榄石(熔点为1205℃)、钙铁橄 榄石(熔点为1093℃)、硅灰石(熔点为1540℃ )、硅酸二钙、铁酸钙(熔点为 1449℃)等，此外 还有少量反应不完全的游离石英（SiO2)和游离氧化钙 (CaO)等。
烧结返矿与复合造渣剂
对炼钢造渣过程的作用
陈守俊
2015.12
烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用
一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用
（一）、烧结返矿的成份及矿物组成
烧结返矿即烧结矿筛下料，其成份与矿物组成与烧结矿一致。现以某厂高碱度烧结矿为 例，其成分见 表1。
表1 成 份 TFe CaO 10.55 某厂烧结矿化学成份成份 SiO2 5.83 FeO 7.31 MgO 0.26 Al2O3 2.67 碱 度 1.81
时，反应就会逆向进行，磷就重新回到钢中。
含 量， 55.50 %
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烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用
一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用
（一）、烧结返矿的成份及矿物组成
上述成份的烧结矿的矿物组成见表2
表2 某厂烧结矿矿物组成 熔剂、脉 石、蛇纹 石残余 3
组Hale Waihona Puke Baidu份
赤铁矿 Fe2O3 30
磁铁矿 Fe3O4 25
铁酸钙 SFCA 35
硅酸二钙 玻璃相 C2S 3 1 ～3
Ca0渣系。该渣系的主要 特点是 FeO含量相对较高，二元碱度R在2 左右的渣 系,钢渣之间
的界面张力较大,熔渣粘度较低,熔渣极 易泡沫化，容易引起喷溅，但对脱P效果明显，对 炉衬侵蚀较为严重，因此在转炉二批料中要补加一定量的氧化镁材料，以增加一定量的
MgO，起到保护炉衬的作用。
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烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用
烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用
一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用
（三）、烧结（返）矿在转炉冶炼过程中的基本反应原理
烧结返矿是一种反应性良好且具有一定碱度的低熔点含铁熟料，其硫、
磷含量较低，物理化学成分稳定，粒度均匀，而且熔点较低。 在转炉炼钢温度（1300～1500℃）条件下，返矿入炉后熔化效果较好并 发生分解反应(1)和(2)： (Fe2O3)=2(FeO)+(O) ………(1) (Fe3O4)=3(FeO)+(O) ………(2)
一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用
（四）、烧结（返）矿炼钢使用技巧 1、转炉冶炼前期 为了能够尽快形成该渣系，同时尽可能长时间保 持该渣系，以达到前期脱P的目的， 在首批料中配加一定数量的返矿，返矿在转炉冶炼前期加入主要 发生分解反应（1)和(2)，
以及反应分解产物(FeO)成 渣反应⑶,,反应⑴和(2)能够产生(FeO)，同时反应 (3)能促进
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烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用
一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用
（二）、烧结返矿的冷却效应
1、查阅相关热力学数据计算单位废钢吸热量为：1475.5KJ。
2、查阅相关热力学数据计算得出单位烧结返矿吸热量为：3665.5KJ。 以废钢吸热量为参照单位，则烧结返矿的冷却效应是废钢的2.5倍。
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