MgO含量和碱度对高炉渣的黏度的影响
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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。
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。
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。