炉渣的性质
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第四章造渣和脱硫过程造渣与脱硫是高炉内重要物理化学过程。
一方面影响高炉顺行和生铁质量,同时对高炉产量和焦比也有重大影响。
第一节造渣目的与作用高炉冶炼的目的是要生产出合格生铁,由于炉渣与生铁是高炉内同时形成的一对孪生产品,因此,要炼好铁,必须要造好渣。
造渣就是加入熔剂同脉石和灰分作用,使炉渣具有良好的流动性,保证渣铁良好分离,并将不进入生铁的物质溶解、汇集成渣的过程。
加熔剂造渣还有调节炉渣成分,使之具有保证生铁质量所需的性能。
第二节造渣过程及其对高炉冶炼影响根据高炉造渣的不同阶段,可分为初渣、中间渣和终渣。
初渣:开始熔融出现的液相渣(软熔带内);中间渣:处于滴落过程中其成分、温度在不断变化的炉渣;终渣:到达炉缸并待放出的炉渣,其成分相对稳定。
一、初渣的形成初渣形成包括固相反应、软化、熔融、滴落等几个阶段。
1、固相反应:是初渣生成的孕育阶段。
主要发生在脉石与熔剂、脉石与铁氧化物之间,并生成一系列低熔点化合物。
[对使用熔剂性烧结矿、球团矿而不加熔剂的高炉,固相反应在烧结或球团焙烧过程已经完成]2、矿石软化随着炉料下降,炉温升高,矿块内部或表面出现微小的局部熔化,即矿石软化开始。
矿石从软化开始到熔融滴落需要一定的时间和空间,这一过程是对高炉顺行影响很大的一个环节。
由于负荷的作用,软化的矿石产生粘合、融着,使气孔度大大降低,形成软熔带内软熔层。
因此,矿石开始软化温度越低,初渣出现就越早,软熔带位置就越高,而软化温度区间越大,软熔层越宽,对高炉顺行越不利。
所以,一般要求矿石的开始软化温度要高,软化区间要窄。
3、初渣形成从矿石软化到熔融滴落就形成初渣。
初渣特点:FeO含量较高(矿石越难还原,初渣FeO越高)。
高炉内初渣生成的区域称为软熔带。
根据高炉解体研究,在矿石完全熔化滴落以前,在软熔带内仍基本维持矿、焦分层状态,只是固态的矿石层变成了软熔层。
(见图)二、中间渣即处于软熔带以下、风口水平以上正在滴落过程的液相渣。
钢铁炉渣的化学分析及重金属迁移行为研究钢铁工业是世界各国经济与工业发展的重要支柱。
在钢铁生产过程中,废渣产生量极大,其中钢铁炉渣是产生量最大的一种。
钢铁炉渣经过处理可以变废为宝,氧化铁和氧化钙成分使得炉渣有着很高的重复利用价值。
但是钢铁炉渣中存在着大量的重金属,可能对环境和人类健康造成潜在风险。
必须对钢铁炉渣的重金属含量以及重金属的迁移行为进行深入的研究与探究。
一、钢铁炉渣化学分析1.1 炉渣的成分和性质钢铁炉渣主要由氧化铁、氧化钙和氧化硅等氧化物组成,其成分与工艺条件有很大关系。
炉渣的碱性主要体现在氧化物的碱性离子上,炉渣的碱性直接影响到其对于重金属的迁移和固化的能力。
1.2 炉渣中重金属的含量钢铁炉渣中存在着大量的重金属,比如铅、锌、镉、铬、铜等,这些重金属的含量会随着不同地点和钢铁企业的不同而有所差异。
重金属的含量是影响炉渣安全无害利用的核心指标。
二、重金属迁移行为2.1 重金属在饱和试验条件下的淋滤实验饱和试验条件下的淋滤实验是钢铁炉渣研究中的常用方法,这种方法可以模拟出污染物在炉渣中的迁移情况,从而对钢铁炉渣进行评价。
研究发现,炉渣中的重金属主要以可溶性形式存在,这意味着这些重金属可以在一定程度上影响周围环境的水体质量。
2.2 重金属与炉渣结构和成分的关系研究表明,炉渣中的钙镁铝等元素可以有效地促进重金属在炉渣中的稳定化,减少其在环境中的迁移。
因此,研究如何调节炉渣结构和成分,使其更有利于吸附和稳定化重金属,可以有效防止炉渣对环境和人类健康造成的损害。
三、炉渣的重复利用3.1 炉渣用于水泥生产中的应用炉渣可以作为水泥原料和掺合料,提高水泥的强度和耐久性。
同时,通过引入活性成分,将其转变为有利于环境的水泥熟料,这可以有效减少钢铁工业对环境的影响。
3.2 炉渣用于土壤改良中的应用炉渣可以被用于土壤改良,主要作用是调节土壤的神经、pH值和有效态磷酸盐等指标,这对于提高土壤的肥力和抗旱能力具有重要意义。
1)掌握熔渣的以下化学特性将炉渣中的氧化物分为三类:(1)酸性氧化物:2SiO 、25P O 、25V O 、23Fe O 等;(2)碱性氧化物:CaO 、MgO 、FeO 、MnO 、23V O 等;(3)两性氧化物:23Al O 、2TiO 、23Cr O 等。
碱度的三种定义(1)过剩碱 根据分子理论,假设炉渣中有22RO SiO ⋅,254RO P O ⋅,23RO Fe O ⋅,233RO Al O ⋅等复杂化合物存在。
炉渣中碱性氧化物的浓度就要降低。
实际的碱性氧化物数B n 叫超额碱或过剩碱,其中CaO CaO MgO FeO MnO n n n n n =++++∑(2)碱度223%%%CaO SiO Al O +,223%%%%CaO MgO SiO Al O ++,225%%%CaO SiO P O +(3)光学碱度i N -氧化物i 中阳离子的当量分数。
具体计算i i i i i m x N m x =∑ ,其中 i m -氧化物i 中的氧原子数;i x -氧化物i 在熔渣中的摩尔分数。
熔渣的氧化还原能力 定义%FeO ∑表示渣的氧化性。
认为渣中只有FeO 提供的氧才能进入钢液,对钢液中的元素进行氧化。
渣中23Fe O 和FeO 的量是不断变化的,所以讨论渣的氧化性,有必要将23Fe O 也折算成FeO ,就有两种算法:(1)全氧法23%% 1.35%FeO FeO Fe O =+∑(2)全铁法 23%%0.9%FeO FeO Fe O =+∑ 注:决定炉渣向钢液传氧的反应是[]%FeOO K a ∅=或[]0%FeOO L a = 实验测得:6320lg 2.734KT ∅=-+ T =1873K ,K ∅或00.23L =。
令[]0%FeOO L a '=-代表实际熔渣中的值。
当00L L '>时,0000ln ln ln 0L G RT L RT L RT L ''∆=-+=>,反应逆向进行,钢液中的氧向熔渣传递;当00L L '<时,00ln 0L G RT L '∆=<,反应正向进行,熔渣中的氧向钢液传递。
1、生活垃圾焚烧炉渣性质(1)炉渣的物理性能生活垃圾焚烧炉渣是生活垃圾焚烧的副产物,包括炉排上残留的焚烧残渣和从炉排间掉落的颗粒物,呈黑褐色,原炉渣有刺激性气味,经过处理后气味减弱。
未经处理的焚烧炉渣主要由灰渣、碎玻璃和砖块、陶瓷碎片、木屑,以及少量碎布条、塑料、金属制品等物质组成。
碎玻璃、陶瓷碎片等主要来自于工程中的建筑垃圾,但只要其粒径大小不超过5mm,就不会影响炉渣多孔砖的整体性能。
金属制品主要来自于人们的生活用品,如易拉罐、钉子、铁罐等,并且其中的单质铁会氧化,产生锈蚀,影响砖的性能。
布条、塑料等物质是由于生活垃圾在焚烧过程中燃烧不够充分而未能去除。
炉渣中还含有极少量的有色金属,在公路基层应用过程中可能会由于和碱反应产生H2而破坏路面,大颗粒金属可能会损坏施工设备,对施工的危害较大,应尽可能地除去;炉渣中的可燃物含量较低,5mm以上颗粒中的可燃物含量在0.06~1.34%。
可燃物的存在不利于资源化利用,如影响应用时路面的长期稳定性,影响无机结合料与炉渣的结合,而降低材料强度。
因此,该将这些物质尽量去除。
经过预处理的炉渣只含有少量的碎玻璃、砖块和陶瓷碎片,布条、塑料等有机物几乎全部去除。
由于炉渣主要物理组分质地坚硬,因而作为集料使用时能保证一定的强度。
(2)炉渣的含水率、热灼减率、堆积密度、吸水率由于水淬降温排渣作用,炉渣的含水率约为12.0%~18.9%,随着堆积时间、天气等因素上下波动;炉渣热灼减率反映垃圾的焚烧效果,一般较低,为1.57%~3.16%;炉渣堆积密度在1150kg/m3~1350kg/m3之间,吸水率为37%左右。
说明炉渣是一种多孔的轻质材料,强度不高。
(3)炉渣的粒径分布炉渣粒径分布较均匀,主要集中在2~50mm的范围内(占60.8%~7.68%),小于0.074mm的颗粒含量在0.06%~1.36%。
基本符合道路建材中集料的级配要求。
(4)炉渣化学成分预处理后的炉渣主要化学成分及含量为:硅35%~50%、钙7%~15%、铝3.5%~7.0%、铁3.0%~6.0%、钠2.5%~8.0%、钾1.3%~3.0%、磷0.7%~3.0%,不同地点、不同批次的炉渣主要化学组成接近,由此可认为预处理后的炉渣的化学成分相对比较稳定。
在文学家的语言里,钢和渣是完全对立的,钢表示人的坚强,渣代表坏人坏事、无可救药。
但在冶金家的眼里,钢和渣是统一的:没有好渣,就没有好钢;把渣炼好,好钢自然就产生了。
所以,炼钢就是炼渣。
渣由熔化的氧化物形成。
炼钢反应产生的二氧化硅、氧化锰、五氧化二磷和氧化铁都进入到渣中。
为了造渣儿加入熔剂,其中含有氧化钙、氧化锰、氧化镁、三氧化二铝、氧化钙等。
钢中的硫也会成为硫化物转入渣中。
特殊情况下还会有其他氧化物,例如炼不锈钢时有氧化铬,炼高速工具钢时有氧化钨等。
所以,熔渣是以多种氧化物为主的复杂溶液。
酸性渣的主体是CaO – SiO2 – MnO – FeO 三种氧化物。
碱性氧化渣则以CaO – SiO2 –FeO 三组原为代表,其他物质按其性质归入某一类,如P2O5 呈酸性归入SiO2类,MnO带氧化性归入FeO 类。
碱性还原渣以CaO – SiO2 – Al2O3 三组元为代表。
炼钢实际上就是对生铁的一种精炼过程。
转炉炼钢:转炉的炉体可以转动,用钢板做外壳,里面用耐火材料做内衬。
转炉炼钢时不需要再额外加热,因为铁水本来就是高温的,它内部还在继续着发热的氧化反应。
这种反应来自铁水中硅、碳以及吹入氧气。
因为不需要再用燃料加热,故而降低了能源消耗,所以被普遍应用于炼钢。
吹入炉内的氧气与铁水中的碳发生反应后,铁水中的碳含量就会减少而变成钢了。
这种反应本身就会发出热量来,因而铁水不但会继续保持着熔化状态,而且可能会越来越热。
因此,为调整铁水的适合温度,人们还会再加入一些废钢及少量的冷生铁块和矿石等。
同时也要加入一些石灰、石英、萤石等,这些物质可以与铁水在变成钢水时产生的废物形成渣子。
因此,它们被称为造渣料。
转炉炼钢工艺流程:高炉铁水→铁水预处理→复吹转炉炼钢→炉外精炼→连铸→热轧电炉炼钢:电弧炉炼钢的热源是电能记电弧炉内有石墨做成的电极,电极的端头与炉料之间可以发出强烈的电弧,类似我们看到的闪电,具有极高的热能。
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。
铁合金冶炼过程中的炉渣分离与处理技术在铁合金的冶炼过程中,炉渣的分离与处理是至关重要的环节。
炉渣,作为冶炼过程中的一种副产品,其主要成分为氧化物和硅酸盐。
炉渣的处理不仅关系到铁合金的纯度和质量,而且对环境保护和资源利用也具有重要意义。
炉渣的生成与性质在铁合金冶炼过程中,炉渣主要是在高温条件下,由于熔融铁合金与炉料中的氧化物和硅酸盐发生化学反应而形成的。
炉渣的性质,包括其化学成分、熔点、粘度等,对炉渣的分离和处理有着直接的影响。
一般来说,炉渣的熔点越低,粘度越小,越容易进行分离和处理。
炉渣分离的技术炉渣分离是铁合金冶炼过程中的重要环节,其目的是将炉渣与铁合金有效地分离,以保证铁合金的纯度和质量。
炉渣分离的主要技术有:1.机械分离:通过机械设备,如振动筛、滚筒筛等,将炉渣与铁合金进行物理分离。
这种方法简单易行,但分离效果受到炉渣粒度和粘度的影响。
2.浮选分离:利用炉渣中的不同矿物成分的表面性质差异,通过添加浮选剂,使炉渣中的某些矿物成分发生表面改性,从而实现炉渣与铁合金的分离。
浮选分离的效果较好,但需要严格的浮选条件控制。
3.熔池熔炼:通过高温熔炼,使炉渣中的某些成分发生熔化,从而实现炉渣与铁合金的分离。
这种方法可以有效地减少炉渣的量,提高铁合金的纯度,但需要高温设备和技术。
炉渣处理的技术炉渣处理主要包括炉渣的破碎、磁选、湿法处理等步骤。
炉渣的破碎可以减小炉渣的粒度,提高炉渣的处理效率。
磁选主要是利用炉渣中的磁性矿物,通过磁选设备,将磁性矿物从炉渣中分离出来。
湿法处理主要是通过化学反应,将炉渣中的有价金属提取出来,实现资源的回收利用。
炉渣分离与处理技术在铁合金冶炼过程中起着重要的作用,它不仅关系到铁合金的质量和纯度,而且对环境保护和资源利用也有着重要的影响。
因此,深入研究和开发高效、环保的炉渣分离与处理技术,对于我国铁合金冶炼行业的发展具有重要意义。
后续内容将详细介绍每一种炉渣分离与处理技术的原理、特点、应用案例及其优缺点等。
炉渣的综合利用第一章:引言炉渣是在冶金和热能生产过程中产生的一种固体废弃物质。
由于炉渣中含有丰富的铁、钢、铜、铝等金属元素和矿物质,因此进行炉渣的综合利用不仅可以减少环境污染,减少资源浪费,还可以为经济发展做出贡献。
本文将从炉渣的来源、性质、综合利用等方面进行探讨。
第二章:炉渣的来源和性质炉渣是在冶金、热能生产等高温过程中产生的一种固体废弃物。
炉渣的来源包括钢铁冶炼、铜冶炼、铝冶炼、热能发电等行业,每年产生的炉渣数量非常巨大。
炉渣的主要成分是氧化物,包括SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、MgO等。
此外,炉渣中还含有大量的金属元素和矿物质,这使得炉渣的具有可再利用的潜力。
第三章:炉渣的综合利用3.1 炉渣在水泥生产中的应用炉渣是一种优良的水泥原料。
加入适量炉渣可以提高水泥的强度、抗裂性、耐久性等性能,降低生产成本,对于保护环境和节约能源也有积极的作用。
目前,我国大量采用炉渣作为水泥添加剂,炉渣水泥的市场需求量逐年增加。
此外,炉渣粉末也可以用于混凝土、道路等建筑材料中。
3.2 炉渣在铸造行业中的应用炉渣可以作为轻烧镁球铸造的痕量添加剂,提高镁合金中的镁含量和纯度,从而增强材料的强度、延展性和抗腐蚀性。
此外,炉渣可以作为铝合金铸造的保温材料,保证铸造过程中熔融温度的稳定性。
3.3 炉渣回收中的铁、钢等金属元素的再利用炉渣中含有大量的铁、钢等金属元素,通过炉渣处理技术可以进行回收并进行再利用,这对于促进钢铁工业的发展、减少资源浪费、避免环境污染等方面有着积极的意义。
3.4 炉渣在道路工程中的应用炉渣还可以用于公路工程中,炉渣路面的地基、碎石和路面能够有效地防止道路结冰、积水等现象,提高道路的安全性。
此外,炉渣还可以用于路基填充和加固。
第四章:炉渣综合利用的未来展望炉渣的综合利用在保护环境、减少资源浪费、促进经济发展等方面发挥着重要作用,然而炉渣的回收和利用工作还存在一些问题。
首先,炉渣的质量参差不齐,如何通过科学的分选手段提高炉渣的品质,提高回收率,是炉渣处理技术未来的重点研究方向。
: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(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。
炉渣质量标准
炉渣是冶金工业中产生的一种固体残余物,其质量标准通常与其用途相关,包括以下几个方面:
1.化学成分:炉渣主要由氧化物、硅酸盐等成分组成,其化学成分应符合国家有关标准。
其中较为关键的成分包括FeO、CaO、SiO2、MgO等。
2.物理性质:炉渣应具有良好的物理性质。
例如,其密度应大于2.8g/cm³;熔点应高于1250℃;硬度应大于5。
此外,还应根据具体用途要求,合理控制炉渣的颗粒度和含水率等指标。
3.矿物组成:炉渣中不应含有对环境或人体有害的物质,如重金属、放射性元素等。
其中,重金属含量通常需严格限制。
除此之外,炉渣应符合国家有关环保法律法规的相关要求。
综上所述,炉渣质量标准在不同用途下会有不同的要求。
为确保炉渣的质量符合要求,在生产过程中应严格控制炉渣的成分、物理性质、矿物组成等参数。