高爐造渣過程課件

4.3高爐內(nèi)造渣過程14.3高爐內(nèi)造渣過程14.3.1高爐內(nèi)爐渣形成過程

一、基本概念1.爐渣的主要來源礦石中的脈石；焦炭灰分；熔劑；侵蝕的爐襯24.3.1高爐內(nèi)爐渣形成過程

一、基本概念22.爐渣的基本成分CaO,MgO,SiO2,Al2O3高爐渣中還含有少量FeO和硫化物32.爐渣的基本成分3二、造渣目的及作用(1)性能良好的爐渣，可以實(shí)現(xiàn)金屬與氧化物脈石的有效分離;(2)渣鐵間熱量及質(zhì)量的交換是決定金屬成品最終成分及溫度的關(guān)鍵;(3)爐渣對爐襯起保護(hù)作用。(渣皮的作用)

在控制和調(diào)整爐渣成分和性質(zhì)時，必須兼顧以上幾方面的作用4二、造渣目的及作用在控制和調(diào)整爐渣成分和性質(zhì)三、對爐渣性能的要求（1）有良好的流動性，保證渣鐵順利分離，操作易進(jìn)行；（2）保證生鐵質(zhì)量。有充分參與所希望化學(xué)反應(yīng)的能力，如[Si]、[Mn]或其它有益元素的還原；吸收S與堿金屬等；（3）能滿足允許煤氣順利通過及渣－鐵、渣－氣良好分離的動力學(xué)條件條件；（4）穩(wěn)定性好，抵抗冶煉條件變化使?fàn)t渣性能急劇變化。5三、對爐渣性能的要求（1）有良好的流動性，保證渣鐵順利分舉例（1）包鋼礦中含CaF2,強(qiáng)烈腐蝕爐襯，造渣時保證足夠的CaO，以免粘度過低，限制或削弱其侵蝕能力。（2）鈦渣護(hù)爐：高爐料含TiO2,使渣中TiO2達(dá)到2%-3%，鐵液中含有一定的[Ti]，Ti和C、N生成熔點(diǎn)2000℃以上的TiC及Ti(C，N)，其在鐵液中的溶解度是有限的，由鐵液中析出并沉積在爐缸、爐底磚襯侵蝕處，起到自動補(bǔ)爐的作用。（3）在高爐成渣以后的中下部，爐墻結(jié)厚或結(jié)瘤或爐缸堆積，可在爐料中配加MnO、CaF（螢石）或FeO（均熱爐渣）等洗爐料，沖刷掉粘結(jié)或堆積物。6舉例6四、爐渣形成過程1．初渣形成

初渣的生成包括：（1）固相反應(yīng)；（2）軟化；（3）熔融；（4）滴落。

7四、爐渣形成過程7固相反應(yīng)：在高爐上部塊狀帶發(fā)生蒸發(fā)、分解、還原，同時在脈石與熔劑之間、脈石與鐵氧化物之間進(jìn)行固相反應(yīng)形成FeO-SiO2、CaO-SiO2、CaO-Fe2O3等低熔點(diǎn)化合物。8固相反應(yīng)：8礦石的軟化

鐵礦石不是純物質(zhì)晶體，沒有一定的熔點(diǎn)。它具有一定溫度范圍的軟熔區(qū)間。礦石被加熱到900－1100℃后，礦石的氣孔降低，氣孔壁粘結(jié)，產(chǎn)生變形而軟化。隨溫度的進(jìn)一步升高，由于被還原的礦石表面的熔化渣膜粘結(jié)、金屬鐵熔解，形成熔融層。9礦石的軟化9礦石在下降過程中溫度逐漸升高，當(dāng)接近和達(dá)到其熔化溫度等溫線水平時，即在軟熔區(qū)間，固體礦石在這個溫度區(qū)間內(nèi)，經(jīng)過一個半熔的塑性過程變?yōu)橐簯B(tài)。由于軟熔及上部爐料的荷重作用，塊礦之間的孔隙度大大降低，透氣性變差，即形成了高爐內(nèi)的軟熔帶。軟熔帶的溫度范圍大致在1000℃~1200℃之間1010開始軟化溫度：通常將礦石荷重還原條件下收縮率達(dá)到3－4％時的溫度稱為~軟化終了溫度：將礦石荷重還原條件下收縮率達(dá)到30－40％的溫度稱為~軟化溫度區(qū)間：軟化開始溫度到軟化終了溫度之間的溫度區(qū)間稱為~將礦石開始軟化到最終變成流動狀態(tài)向下滴落的溫度區(qū)間稱為軟融區(qū)間。11開始軟化溫度：通常將礦石荷重還原條件下收縮率達(dá)到3－4％時的初渣生成從礦石軟化到熔融滴落，就形成初渣。12初渣生成從礦石軟化到熔融滴落，就形成初渣。12初渣成分特點(diǎn)：FeO含量較高，（2~20%）原因：礦石還原得到的FeO易與SiO2結(jié)合成硅酸鐵，因此初渣含較高的FeO；礦石越難還原，初渣FeO就越高）堿度為自然堿度各處成分不均勻13初渣成分特點(diǎn)：FeO含量較高，（2~20%）132.中間渣風(fēng)口水平以上，軟熔帶以下，正在滴落的爐渣。初渣與終渣之間的渣。中間渣在滴落下降過程中，隨溫度的升高，成分不斷變化。142.中間渣14中間渣成分變化特點(diǎn)：（1）固體碳的還原作用使FeO含量不斷降低；SiO2和MnO含量也降低；（2〕CaO不斷溶入渣中使堿度不斷升高；（3）爐渣流動性隨爐溫升高而增加；（4）吸收焦炭灰分及煤氣中攜帶物質(zhì)，如SiO、SiS、K、Na等蒸氣。15中間渣成分變化特點(diǎn)：（1）固體碳的還原作用使FeO含量不斷降3.終渣中間渣經(jīng)過風(fēng)口區(qū)域后，其成分與性能再次變化（堿度與粘度降低）后趨于穩(wěn)定。在風(fēng)口區(qū)，焦炭和煤粉的灰分參與造渣，除了焦炭灰分中部分SiO2還原為Si外，其余的SiO2和Al2O3等全部進(jìn)入渣中，SiO2和Al2O3明顯升高，而CaO和MgO相對降低，爐渣堿度降低。流入爐缸形成終渣。經(jīng)風(fēng)口區(qū)再氧化的鐵及其他元素在爐缸可能又還原到鐵水中，使渣中FeO含量降低。鐵水穿過渣層和渣鐵界面發(fā)生脫硫反應(yīng)使渣中CaS增加。終渣溫度1400～1550℃，一般比生鐵溫度高50℃±。163.終渣16造渣過程（即軟熔帶）對高爐冶煉的影響造渣過程對高爐冶煉影響較大的兩個因素是成渣帶（即軟熔帶）的高度和厚度成渣帶厚，對下降爐料的阻力大，不利于高爐順行；成渣帶高，礦石還原不足，導(dǎo)致爐缸熱量不足。17造渣過程（即軟熔帶）對高爐冶煉的影響造渣過程對高爐冶煉影響較礦石焦炭塊狀帶焦炭天窗軟熔帶滴落帶風(fēng)口帶渣鐵貯存區(qū)爐身爐喉爐腰爐腹?fàn)t缸圖4.2高爐內(nèi)各區(qū)域分布示意圖焦炭疏松區(qū)死料柱18礦石焦炭塊狀帶焦炭天窗軟熔帶滴落帶風(fēng)口帶渣鐵貯存區(qū)爐身爐喉爐4.3.2對爐渣性質(zhì)的要求1.初渣

（1）開始軟化溫度。開始軟化溫度愈高，初渣出現(xiàn)愈晚，軟熔帶位愈低。軟熔帶位置降低，固態(tài)爐料加熱和還原時間延長，煤氣利用改善，有利于提高爐缸溫度。

（2）軟熔溫度區(qū)間。開始軟化溫度與滴落溫度之差為軟熔溫度區(qū)間。軟熔溫度區(qū)間愈小，表示在高爐內(nèi)軟熔帶厚度愈薄。1919

由于礦石的軟化和熔融及上部爐料的荷重作用，礦塊之間的空隙度大大降低，透氣性變差，上升煤氣流受到的阻力顯著增大。因此要求礦石的軟熔溫度區(qū)間要窄，對高爐順行有利。20202.中間渣要求中間渣隨溫度的升高，粘度下降，流動性提高，保證爐渣能夠順利沿焦炭空隙滴落至爐缸，防止因成分和溫度的波動使其粘度增加或再凝固造成的高爐不順，甚至懸料和結(jié)瘤。中間渣能否順利滴落取決于原料成分和爐溫穩(wěn)定性。212.中間渣213終渣

在爐缸中，當(dāng)鐵滴穿過鐵液上的渣層時，以及在渣鐵界面上發(fā)生諸多反應(yīng)，要求終渣應(yīng)具有良好的脫硫能力、適宜的流動性.以調(diào)節(jié)渣鐵的成分，控制生鐵質(zhì)量和順利排出爐外。223終渣22二、爐渣的性質(zhì)1爐渣的化學(xué)成分CaO+MgO+SiO2+Al2O3>95%成分SiO2Al2O3CaOMgOMnOFeOCaSK2O+Na2O%30~408~1835~50<10<3<1<2.5<1~1.5圖高爐爐渣成分范圍23二、爐渣的性質(zhì)1爐渣的化學(xué)成分成分SiO2Al2O3C2堿度：用來表示爐渣酸堿性的指數(shù)四元堿度（全堿度）R=(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)三元堿度R=(CaO+MgO)/SiO2二元堿度R=CaO/SiO2242堿度：用來表示爐渣酸堿性的指數(shù)24我國鋼鐵廠的高爐渣堿度

CaO/SiO2＝0.95~1.2;（CaO＋MgO）/（SiO2＋Al2O3）＝1.10~1.40，MgO＝7～10％。25我國鋼鐵廠的高爐渣堿度

CaO/SiO2＝0.95~1.2;3.熔化性表示爐渣熔化難易的程度。表示方法有:(1)熔化溫度（熔點(diǎn)）:（2）熔化性溫度：263.熔化性26(1)熔化溫度（渣的熔點(diǎn)）

爐渣固相完全消失，開始熔化為液相的溫度。即相圖上液相線溫度。要求熔渣熔化溫度小于1400℃。27(1)熔化溫度（渣的熔點(diǎn)）27熔化溫度過高（t>1450~1500℃）的渣過分難熔，在爐缸溫度下不能完全熔化，呈半熔融半流動狀態(tài)，引起黏度升高而不能采用。熔化溫度較低，在較低溫度下能完全熔化的爐渣，其流動性不一定好。

高爐要求爐渣在熔化后必須具有良好的流動性。結(jié)論：對高爐更具有實(shí)際意義的是熔化性溫度。28熔化溫度過高（t>1450~1500℃）的(2)熔化性溫度：

定義：爐渣從不能流動轉(zhuǎn)變?yōu)槟茏杂闪鲃訒r的溫度。（表示流動性的好壞）

熔化性過高，則爐渣不能充分熔化和從爐內(nèi)順利排出；熔化性過低則爐渣過早熔化，很快流入爐缸，加熱時間短，增加爐缸熱量消耗。29(2)熔化性溫度：熔化性過高，則爐渣不能充分熔化圖4.4爐渣的熔化性溫度的確定其大小用粘度-溫度曲線中明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)或曲線與45°切線的切點(diǎn)溫度來表示。30圖4.4爐渣的熔化性溫度的確定其大小用粘度-高爐冶煉要求爐渣的熔化性溫度有一個適宜的范圍，為1250～1350℃，熔化性溫度高，有力于降低軟熔帶位置，提高爐缸溫度。31高爐冶煉要求爐渣的熔化性溫度有一個適宜的范圍，4粘度（單位：Pa·s）（1Pa·s=10泊）定義：速度不同的兩層液體之間的內(nèi)摩擦系數(shù)。F=η

Adv/drη粘度（內(nèi)摩擦阻力系數(shù)）；F流體流動時所克服的內(nèi)摩擦力；A兩液層接觸面積；dv兩液層間速度差；dr兩液層間距離。爐渣粘度是爐渣流動性的倒數(shù)。粘度愈低，流動性愈好。324粘度（單位：Pa·s）（1Pa·s=10泊）3爐渣粘度對高爐過程的影響

（1)粘度過大的爐渣，破壞料柱透氣性，并容易在爐墻上結(jié)瘤；（2)粘度過大的終渣，造成爐缸堆積、渣鐵難分、難排、粘溝、粘罐；（3）爐渣的脫S能力與爐渣流動性有關(guān)。粘度小，流動性高的爐渣利于脫S；（4）粘度過低的爐渣，不利于提高爐缸溫度；流動性太好，易沖刷爐襯，爐襯破損加劇，高爐壽命降低。33爐渣粘度對高爐過程的影響33一般，適宜的高爐渣粘度5～20泊。(0.5~2Pa·s)1Pa·s=10泊3434爐渣粘度取決于溫度和爐渣成分。（1）粘度隨溫度變化的規(guī)律：Eη：粘流活化能B0：系數(shù)R：氣體常數(shù)T：溫度（K）液體粘度與其組成質(zhì)點(diǎn)的粘流活化能及溫度有關(guān)。大的質(zhì)點(diǎn)移動需要的粘流活化能大，所以粘度就大；反之，則相反。爐渣粘度隨溫度的增加而減小。35爐渣粘度取決于溫度和爐渣成分。液體粘度與其組成質(zhì)點(diǎn)的粘流活化圖4.5爐渣粘度與溫度的關(guān)系堿性渣：具有急劇轉(zhuǎn)折點(diǎn)，俗稱短渣或石頭渣。酸性渣：無明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)，俗稱長渣或玻璃渣。36圖4.5爐渣粘度與溫度的關(guān)系堿性渣：具有急劇轉(zhuǎn)折點(diǎn)，俗稱短（1)短渣（曲線A）――溫度降低到一定值后，粘度急劇上升（斜率大）。此時渣的堿度大于1.0，稱為堿性渣。正常操作的高爐渣一般為堿性渣，以堿性氧化物為主。（2）長渣（曲線B）――隨溫度下降粘度上升緩慢。此時爐渣的堿度小于1.0,稱為酸性渣，以酸性氧化物為主。37（1)短渣（曲線A）――溫度降低到一定值后，粘度急劇上（2）爐渣成分對爐渣粘度的影響SiO2：含量為35%左右時，爐渣粘度最低，此后，隨SiO2含量增加，粘度不斷升高；CaO：低CaO時，CaO含量增加，粘度逐漸降低，當(dāng)CaO/SiO2=0.8~1.2時，粘度最低，之后繼續(xù)增加CaO，粘度急劇上升；Al2O3:﹤5~10%，↑Al2O3，粘度降低，﹥15~20%，↑Al2O3，粘度上升MgO：與CaO的影響基本相同F(xiàn)eO和MnO:能顯著降低爐渣粘度。FeO對酸性渣影響大，MnO對堿性渣影響大38（2）爐渣成分對爐渣粘度的影響SiO2：含量為35%左右時，5.爐渣的表面性質(zhì)（б）

（1）表面張力：生成單位面積液相與氣相的新的交界面所消耗的能量。表面張力小的爐渣，流動性好，有利于爐渣脫硫。表面張力越小，越易形成泡沫渣，在高爐內(nèi)易形成液泛現(xiàn)象。

395.爐渣的表面性質(zhì)（б）39泡沫渣

當(dāng)有大量氣體進(jìn)入熔渣并以氣泡的形式分散于熔渣時，形成具有相界面很大的分散體系，即形成泡沫渣。б/η低是形成穩(wěn)定泡沫渣的充分且必要的條件。當(dāng)渣中SiO2、TiO2、FeO、P2O5及CaF2等表面活性物質(zhì)含量高時，表面張力降低，易形成泡沫渣。40泡沫渣40形成穩(wěn)定氣泡的泡沫渣危害（1）爐內(nèi)：產(chǎn)生液泛現(xiàn)象，不利于煤氣流暢，不利于爐料下降；（2）爐外：渣罐、渣溝的溢流，發(fā)生噴渣事故。41形成穩(wěn)定氣泡的泡沫渣危害41（2）界面張力（б界）定義：兩凝聚相接觸的界面上，質(zhì)點(diǎn)間出現(xiàn)的張力。

界面張力越小，越容易形成新的渣鐵間的相界面，兩相潤濕的程度越大，兩相越不易分離。結(jié)論：б界/η↓時，容易形成鐵珠懸浮于渣中的乳狀液。42（2）界面張力（б界）426.爐渣穩(wěn)定性定義：爐渣性質(zhì)（主要是熔化性溫度和粘度）隨其成分和溫度變化而波動的幅度大小。

穩(wěn)定渣：當(dāng)爐渣成分和溫度波動時，其性質(zhì)變化不大或保持在允許范圍內(nèi)。不穩(wěn)定渣：熱穩(wěn)定性：爐渣在溫度波動的情況下，保持性能穩(wěn)定的能力.化學(xué)穩(wěn)定性：爐渣在成分波動的情況下，保持性能穩(wěn)定的能力.436.爐渣穩(wěn)定性穩(wěn)定渣：當(dāng)爐渣成分和溫度波動時，其性質(zhì)變化不通常堿度在1.0~1.2的爐渣都是比較穩(wěn)定的，堿度低于0.9的爐渣，雖然穩(wěn)定性也好，但是脫硫能力差，不宜選用。穩(wěn)定性差的爐渣當(dāng)爐渣或原料成分波動時，軟熔帶產(chǎn)生波動，造成爐況失常，如難行、懸料、崩料、結(jié)瘤或磚襯脫落等。44通常堿度在1.0~1.2的爐渣都是比較穩(wěn)定的，4.3高爐內(nèi)造渣過程454.3高爐內(nèi)造渣過程14.3.1高爐內(nèi)爐渣形成過程

一、基本概念1.爐渣的主要來源礦石中的脈石；焦炭灰分；熔劑；侵蝕的爐襯464.3.1高爐內(nèi)爐渣形成過程

一、基本概念22.爐渣的基本成分CaO,MgO,SiO2,Al2O3高爐渣中還含有少量FeO和硫化物472.爐渣的基本成分3二、造渣目的及作用(1)性能良好的爐渣，可以實(shí)現(xiàn)金屬與氧化物脈石的有效分離;(2)渣鐵間熱量及質(zhì)量的交換是決定金屬成品最終成分及溫度的關(guān)鍵;(3)爐渣對爐襯起保護(hù)作用。(渣皮的作用)

在控制和調(diào)整爐渣成分和性質(zhì)時，必須兼顧以上幾方面的作用48二、造渣目的及作用在控制和調(diào)整爐渣成分和性質(zhì)三、對爐渣性能的要求（1）有良好的流動性，保證渣鐵順利分離，操作易進(jìn)行；（2）保證生鐵質(zhì)量。有充分參與所希望化學(xué)反應(yīng)的能力，如[Si]、[Mn]或其它有益元素的還原；吸收S與堿金屬等；（3）能滿足允許煤氣順利通過及渣－鐵、渣－氣良好分離的動力學(xué)條件條件；（4）穩(wěn)定性好，抵抗冶煉條件變化使?fàn)t渣性能急劇變化。49三、對爐渣性能的要求（1）有良好的流動性，保證渣鐵順利分舉例（1）包鋼礦中含CaF2,強(qiáng)烈腐蝕爐襯，造渣時保證足夠的CaO，以免粘度過低，限制或削弱其侵蝕能力。（2）鈦渣護(hù)爐：高爐料含TiO2,使渣中TiO2達(dá)到2%-3%，鐵液中含有一定的[Ti]，Ti和C、N生成熔點(diǎn)2000℃以上的TiC及Ti(C，N)，其在鐵液中的溶解度是有限的，由鐵液中析出并沉積在爐缸、爐底磚襯侵蝕處，起到自動補(bǔ)爐的作用。（3）在高爐成渣以后的中下部，爐墻結(jié)厚或結(jié)瘤或爐缸堆積，可在爐料中配加MnO、CaF（螢石）或FeO（均熱爐渣）等洗爐料，沖刷掉粘結(jié)或堆積物。50舉例6四、爐渣形成過程1．初渣形成

初渣的生成包括：（1）固相反應(yīng)；（2）軟化；（3）熔融；（4）滴落。

51四、爐渣形成過程7固相反應(yīng)：在高爐上部塊狀帶發(fā)生蒸發(fā)、分解、還原，同時在脈石與熔劑之間、脈石與鐵氧化物之間進(jìn)行固相反應(yīng)形成FeO-SiO2、CaO-SiO2、CaO-Fe2O3等低熔點(diǎn)化合物。52固相反應(yīng)：8礦石的軟化

鐵礦石不是純物質(zhì)晶體，沒有一定的熔點(diǎn)。它具有一定溫度范圍的軟熔區(qū)間。礦石被加熱到900－1100℃后，礦石的氣孔降低，氣孔壁粘結(jié)，產(chǎn)生變形而軟化。隨溫度的進(jìn)一步升高，由于被還原的礦石表面的熔化渣膜粘結(jié)、金屬鐵熔解，形成熔融層。53礦石的軟化9礦石在下降過程中溫度逐漸升高，當(dāng)接近和達(dá)到其熔化溫度等溫線水平時，即在軟熔區(qū)間，固體礦石在這個溫度區(qū)間內(nèi)，經(jīng)過一個半熔的塑性過程變?yōu)橐簯B(tài)。由于軟熔及上部爐料的荷重作用，塊礦之間的孔隙度大大降低，透氣性變差，即形成了高爐內(nèi)的軟熔帶。軟熔帶的溫度范圍大致在1000℃~1200℃之間5410開始軟化溫度：通常將礦石荷重還原條件下收縮率達(dá)到3－4％時的溫度稱為~軟化終了溫度：將礦石荷重還原條件下收縮率達(dá)到30－40％的溫度稱為~軟化溫度區(qū)間：軟化開始溫度到軟化終了溫度之間的溫度區(qū)間稱為~將礦石開始軟化到最終變成流動狀態(tài)向下滴落的溫度區(qū)間稱為軟融區(qū)間。55開始軟化溫度：通常將礦石荷重還原條件下收縮率達(dá)到3－4％時的初渣生成從礦石軟化到熔融滴落，就形成初渣。56初渣生成從礦石軟化到熔融滴落，就形成初渣。12初渣成分特點(diǎn)：FeO含量較高，（2~20%）原因：礦石還原得到的FeO易與SiO2結(jié)合成硅酸鐵，因此初渣含較高的FeO；礦石越難還原，初渣FeO就越高）堿度為自然堿度各處成分不均勻57初渣成分特點(diǎn)：FeO含量較高，（2~20%）132.中間渣風(fēng)口水平以上，軟熔帶以下，正在滴落的爐渣。初渣與終渣之間的渣。中間渣在滴落下降過程中，隨溫度的升高，成分不斷變化。582.中間渣14中間渣成分變化特點(diǎn)：（1）固體碳的還原作用使FeO含量不斷降低；SiO2和MnO含量也降低；（2〕CaO不斷溶入渣中使堿度不斷升高；（3）爐渣流動性隨爐溫升高而增加；（4）吸收焦炭灰分及煤氣中攜帶物質(zhì)，如SiO、SiS、K、Na等蒸氣。59中間渣成分變化特點(diǎn)：（1）固體碳的還原作用使FeO含量不斷降3.終渣中間渣經(jīng)過風(fēng)口區(qū)域后，其成分與性能再次變化（堿度與粘度降低）后趨于穩(wěn)定。在風(fēng)口區(qū)，焦炭和煤粉的灰分參與造渣，除了焦炭灰分中部分SiO2還原為Si外，其余的SiO2和Al2O3等全部進(jìn)入渣中，SiO2和Al2O3明顯升高，而CaO和MgO相對降低，爐渣堿度降低。流入爐缸形成終渣。經(jīng)風(fēng)口區(qū)再氧化的鐵及其他元素在爐缸可能又還原到鐵水中，使渣中FeO含量降低。鐵水穿過渣層和渣鐵界面發(fā)生脫硫反應(yīng)使渣中CaS增加。終渣溫度1400～1550℃，一般比生鐵溫度高50℃±。603.終渣16造渣過程（即軟熔帶）對高爐冶煉的影響造渣過程對高爐冶煉影響較大的兩個因素是成渣帶（即軟熔帶）的高度和厚度成渣帶厚，對下降爐料的阻力大，不利于高爐順行；成渣帶高，礦石還原不足，導(dǎo)致爐缸熱量不足。61造渣過程（即軟熔帶）對高爐冶煉的影響造渣過程對高爐冶煉影響較礦石焦炭塊狀帶焦炭天窗軟熔帶滴落帶風(fēng)口帶渣鐵貯存區(qū)爐身爐喉爐腰爐腹?fàn)t缸圖4.2高爐內(nèi)各區(qū)域分布示意圖焦炭疏松區(qū)死料柱62礦石焦炭塊狀帶焦炭天窗軟熔帶滴落帶風(fēng)口帶渣鐵貯存區(qū)爐身爐喉爐4.3.2對爐渣性質(zhì)的要求1.初渣

（1）開始軟化溫度。開始軟化溫度愈高，初渣出現(xiàn)愈晚，軟熔帶位愈低。軟熔帶位置降低，固態(tài)爐料加熱和還原時間延長，煤氣利用改善，有利于提高爐缸溫度。

（2）軟熔溫度區(qū)間。開始軟化溫度與滴落溫度之差為軟熔溫度區(qū)間。軟熔溫度區(qū)間愈小，表示在高爐內(nèi)軟熔帶厚度愈薄。6319

由于礦石的軟化和熔融及上部爐料的荷重作用，礦塊之間的空隙度大大降低，透氣性變差，上升煤氣流受到的阻力顯著增大。因此要求礦石的軟熔溫度區(qū)間要窄，對高爐順行有利。64202.中間渣要求中間渣隨溫度的升高，粘度下降，流動性提高，保證爐渣能夠順利沿焦炭空隙滴落至爐缸，防止因成分和溫度的波動使其粘度增加或再凝固造成的高爐不順，甚至懸料和結(jié)瘤。中間渣能否順利滴落取決于原料成分和爐溫穩(wěn)定性。652.中間渣213終渣

在爐缸中，當(dāng)鐵滴穿過鐵液上的渣層時，以及在渣鐵界面上發(fā)生諸多反應(yīng)，要求終渣應(yīng)具有良好的脫硫能力、適宜的流動性.以調(diào)節(jié)渣鐵的成分，控制生鐵質(zhì)量和順利排出爐外。663終渣22二、爐渣的性質(zhì)1爐渣的化學(xué)成分CaO+MgO+SiO2+Al2O3>95%成分SiO2Al2O3CaOMgOMnOFeOCaSK2O+Na2O%30~408~1835~50<10<3<1<2.5<1~1.5圖高爐爐渣成分范圍67二、爐渣的性質(zhì)1爐渣的化學(xué)成分成分SiO2Al2O3C2堿度：用來表示爐渣酸堿性的指數(shù)四元堿度（全堿度）R=(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)三元堿度R=(CaO+MgO)/SiO2二元堿度R=CaO/SiO2682堿度：用來表示爐渣酸堿性的指數(shù)24我國鋼鐵廠的高爐渣堿度

CaO/SiO2＝0.95~1.2;（CaO＋MgO）/（SiO2＋Al2O3）＝1.10~1.40，MgO＝7～10％。69我國鋼鐵廠的高爐渣堿度

CaO/SiO2＝0.95~1.2;3.熔化性表示爐渣熔化難易的程度。表示方法有:(1)熔化溫度（熔點(diǎn)）:（2）熔化性溫度：703.熔化性26(1)熔化溫度（渣的熔點(diǎn)）

爐渣固相完全消失，開始熔化為液相的溫度。即相圖上液相線溫度。要求熔渣熔化溫度小于1400℃。71(1)熔化溫度（渣的熔點(diǎn)）27熔化溫度過高（t>1450~1500℃）的渣過分難熔，在爐缸溫度下不能完全熔化，呈半熔融半流動狀態(tài)，引起黏度升高而不能采用。熔化溫度較低，在較低溫度下能完全熔化的爐渣，其流動性不一定好。

高爐要求爐渣在熔化后必須具有良好的流動性。結(jié)論：對高爐更具有實(shí)際意義的是熔化性溫度。72熔化溫度過高（t>1450~1500℃）的(2)熔化性溫度：

定義：爐渣從不能流動轉(zhuǎn)變?yōu)槟茏杂闪鲃訒r的溫度。（表示流動性的好壞）

熔化性過高，則爐渣不能充分熔化和從爐內(nèi)順利排出；熔化性過低則爐渣過早熔化，很快流入爐缸，加熱時間短，增加爐缸熱量消耗。73(2)熔化性溫度：熔化性過高，則爐渣不能充分熔化圖4.4爐渣的熔化性溫度的確定其大小用粘度-溫度曲線中明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)或曲線與45°切線的切點(diǎn)溫度來表示。74圖4.4爐渣的熔化性溫度的確定其大小用粘度-高爐冶煉要求爐渣的熔化性溫度有一個適宜的范圍，為1250～1350℃，熔化性溫度高，有力于降低軟熔帶位置，提高爐缸溫度。75高爐冶煉要求爐渣的熔化性溫度有一個適宜的范圍，4粘度（單位：Pa·s）（1Pa·s=10泊）定義：速度不同的兩層液體之間的內(nèi)摩擦系數(shù)。F=η

Adv/drη粘度（內(nèi)摩擦阻力系數(shù)）；F流體流動時所克服的內(nèi)摩擦力；A兩液層接觸面積；dv兩液層間速度差；dr兩液層間距離。爐渣粘度是爐渣流動性的倒數(shù)。粘度愈低，流動性愈好。764粘度（單位：Pa·s）（1Pa·s=10泊）3爐渣粘度對高爐過程的影響

（1)粘度過大的爐渣，破壞料柱透氣性，并容易在爐墻上結(jié)瘤；（2)粘度過大的終渣，造成爐缸堆積、渣鐵難分、難排、粘溝、粘罐；（3）爐渣的脫S能力與爐渣流動性有關(guān)。粘度小，流動性高的爐渣利于脫S；（4）粘度過低的爐渣，不利于提高爐缸溫度；流動性太好，易沖刷爐襯，爐襯破損加劇，高爐壽命降低。77爐渣粘度對高爐過程的影響33一般，適宜的高爐渣粘度5～20泊。(0.5~2Pa·s)1Pa·s=10泊7834爐渣粘度取決于溫度和爐渣成分。（1）粘度隨溫度變化的規(guī)律：Eη：粘流活化能B0：系數(shù)R：氣體常數(shù)T：溫度（K）液體粘度與其組成質(zhì)點(diǎn)的粘流活化能及溫度有關(guān)。大的質(zhì)點(diǎn)移動需要的粘流活化能大，所以粘度就大；反之，則相反。爐渣粘度隨溫度的增加而減小。79爐渣粘度取決于溫度和爐渣成分。液體粘度與其組成質(zhì)點(diǎn)的粘流活化圖4.5爐渣粘度與溫度的關(guān)系堿性渣：具有急劇轉(zhuǎn)折點(diǎn)，俗稱短渣或石頭渣。酸性渣：無明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)，俗稱長渣或玻璃渣。80圖4.5爐渣粘度與溫度的關(guān)系堿性渣：具有急劇轉(zhuǎn)折點(diǎn)，俗稱短（1)短渣（曲線A）――溫度降低到一定值后，粘度急劇上升（斜率大）。此時渣的堿度大于1.0，稱為堿性渣。正常操作的高爐渣一般為堿性渣，以堿性氧化物為主。（2）長渣（曲線B）――隨溫度下降粘度上升緩慢。此時爐渣的堿度小于1.0,稱為酸性渣，以酸性氧化物為主。81（1)短渣（曲線A）――溫度降