高炉炉渣性质及理论1

高炉炉渣(blast furnace slag)高炉炼铁产生的一种副产品，经加工处理，主要用于制作建筑材料。

高炉生产过程中，入炉的各种原、燃料经冶炼后，除获得铁水(炼钢生铁或铸造生铁)和副产品高炉煤气以外，铁矿石中的脉石，燃料中的灰分与熔剂融合就形成液态炉渣，其一般温度为1450～1550℃，定时从渣口、铁口排出。

通常将从渣口排出的熔渣称为“上渣”，从铁口随同铁水排出的称为“下渣”，下渣中往往混有少量铁水(见上渣与下渣)。

高炉炉渣的化学成分取决于原料成分、冶炼铁种、操作方法和冶炼过程中的炉况变化(见表1)。

高炉炉渣中CaO 、MgO 、SiO 2和Al 2O 3为主要组成，占总量的95%以上，这4种成分基本可以决定高炉炉渣的冶金性能。

攀枝花钒钛磁铁矿含有较多的TiO 2，包头白云鄂博矿含有较多的CaF 。

，用这些特殊铁矿石冶炼，炉渣中相应的TiO 2、CaF 2较多。

除此之外，渣中还含有少量FeO 、MnO 和CaS 以及一些微量化合物，其碱度(CaO ／SiO 2)一般为0.9～1.25。

高炉冶炼正常进行时，炉渣成分变化不大，但在生产过程中有时需要调整炉料配比，此时炉渣成分相应变化；炉况变化炉渣成分也会改变，例如炉冷时渣中FeO 、SiO 2含量会稍有增多。

冶炼每吨生铁一般产生炉渣300～600kg ，其多少主要由入炉铁矿石的含铁量而定。

铁矿石含铁量越少，脉石含量就越多，相应地加入的熔剂和燃料也越多，所以渣量就越大，中国一些地方小高炉利用当地资源炼铁，渣量会超过600kg ／t ，而欧洲的一些高炉使用含Fe 量65%左右的炉料，渣量降到185～250kg ／t 。

大量的高炉渣原作为废物由渣罐车运至弃渣展，而今高炉渣多经水淬制成水渣，成为制作矿渣水泥场倒掉。

这种处理方法日积月累，占地甚大且污染环或渣砖等建筑材料的原料。

也可用来制造渣棉、铸石和境，经营管理费用很高，而且往往因渣罐调拨不及时而膨球等。

高炉炼铁基本理论知识（判断题）1．由动力学角度分析，标准生成自由能越大的氧化物越稳定，在氧势图上曲线位置越低。

( )答案：×2．当温度高于810℃时，CO+H2O=CO2+H2向右进行，只有此温度区域H2的利用率高于CO的利用率。

( )答案：×3．高炉内直接还原反应是借助碳素溶解损失反应与间接还原反应叠加而实现的。

( ) 答案：√4．高炉内锰的各级氧化物的还原都要比铁的级氧化物的还原困难，特别是MnO比FeO更难还原。

( )答案：×5．煤气流经固体散料层时，单位高度上的压降与煤气流速平方成正比，这在炉内形成了强化和顺行的矛盾。

( )答案：×6．高炉操作线图中，0＜X＜1的区间，用来描述还原性气体的利用。

( )答案：×7．采用高风温操作后，中温区扩大，间接还原发展，是导致焦比降低的根本原因。

( ) 答案：×8．炉内煤气的水当量变化不大，炉料的水当量变化很大，随温度的升高而逐渐加大。

( )答案：×9．据炉内动力学分析，当煤气流的压降梯度升高至与炉料的堆积密度相等时，悬料故障。

( )答案：√10．高炉内间接还原的发展，主要取决于还原的动力学条件：矿石的空隙度、还原性和煤气流的合理分布等。

( )答案：√11．直接还原和熔融还原炼铁工艺的特点是：用块煤或气体还原剂代替高炉炼铁工艺所必需的焦炭来还原天然块矿(烧结矿或球团矿)，具有相当大的适应性，特别适用于某些资源匮乏、环保要求特别严格的地区和国家。

( )答案：√12．水煤气置换反应(CO+H2O＝CO2+H2)的存在，使H2有促进CO还原的作用，相当于是CO 还原反应的催化剂。

( )答案：×13．实际的直接还原反应无需借助碳素溶损反应(C+CO2＝2CO)，只须借助于水煤气置换反应与间接还原反应即可实现。

( )答案：×14．根据Si在高炉的还原行为，选用有利于高温区下移的技术措施和操作制度，使炉缸有稳定的充足热量，使铁水的物理热维持在较高水平。

高炉炉渣性质及理论（判断题）1．提高炉渣碱度，较低炉温及适当增加渣量有利于排碱。

( )答案：×2．FeO能降低炉渣粘度。

( )答案：√3．炉渣理论分为分子理论和电子理论。

( )答案：×4．熔化温度高于熔化性温度。

( )答案：×5．提高碱度可提高渣中（SiO2）的活度。

( )答案：×6．炉渣组分中属于酸性氧化物的有SiO2、Al2O3、P2O5。

（）答案：√7．炉渣Al2O3/CaO大于1时，随着Al2O3含量的增加，粘度也随之增大。

（）答案：×8．炉渣的熔化性温度是炉渣的液相线温度。

( )答案：×9．利用萤石矿洗炉时应提高渣碱度，保证生铁质量。

( )答案：×10．减少渣中带铁的主要条件是物理热充足。

( )答案：√11．渣中MgO主要作用是降低炉渣黏度，改善脱硫效果，改善流动性。

( )答案：×12．炉渣的稳定性是指炉渣的性质不随其成分改变而变化的性质。

( )答案：×13．炉渣表面张力小、粘度高容易泡沫化。

( )答案：√14．降低炉温和炉渣碱度有利于排碱。

( )答案：√15．由于炉腰部位有炉渣形成粘稠的初生炉渣使这里的炉料透气性恶化。

( )答案：√16．炉渣氧势越高，对炉渣脱硫反应越有利。

( )答案：×17．表面张力的物理意义可以理解为生成单位面积的液相与气相的新的交界面所消耗的能量。

( )答案：√18．MnO对炉渣流动性的影响和FeO完全不一样。

( )答案：×19．成渣带的高低厚薄与沿高炉高度上的温度分布无关。

( )答案：×20．初渣偏流是恶化焦炭透气性的重要因素。

( )答案：√21．从渣的用途来看，可用作绝热材料的是干渣。

( )答案：×22．从渣口和铁口出渣的情况看，渣液的流动不是三维的非稳定态流。

( )答案：×23．高炉生产的产品是生铁，副产品是炉渣、煤气和炉尘。

三、判断题（1）原燃料部分1.炉料结构合理化不属精料内容。

( )答案：×2.烧结粘结相最好的为铁酸钙粘结相。

( )答案：√3.烧结矿的孔隙度大于球团矿。

( )答案：×4.为改善料柱透气性，除了筛去粉末和小块外，最好采用分级入炉，达到粒度均匀。

( ) 答案：√5.焦炭的粒度相对矿石可略大些，根据不同高炉，可将焦炭分为40~60mm，25~40mm,15~25mm三级，分别分炉使用。

( )答案：√6.入炉料中所含水分对冶炼过程及燃料比不产生明显影响，仅对炉顶温度有降低作用。

（）答案：×7.球团矿还原过程中出现体积膨胀，主要是随着温度升高，出现热胀冷缩现象大造的。

（）答案：×8.洗煤的目的是除去原煤中的煤矸石。

（）答案：×9.高炉所用燃料中，其中 H：C越高的燃料，在同等质量条件下其产生的煤气量也越多。

（）答案：×10.通常将矿石在荷重还原条件下收缩率3～4%时的温度定为软化开始温度，收缩率30～40%时的温度定为软化终了温度。

( )答案：√11.熔化温度低，还原性好的矿石有利于高炉的冶炼。

( )答案：×12.影响矿石软熔性能的因素很多，主要是矿石的渣相数量和它的熔点。

( )答案：√13.焦碳的挥发分主要由碳的氧化物、氢组成，有少量的CH4和O2。

( )答案：×14.焦碳比热容即为单位质量的焦碳温度升高10度所需的热量数值。

( )答案：×15.焦碳化学活性越高，其着火温度越高，采用富氧空气可以提升焦碳着火度。

( ) 答案：×16.一般烧矿中的含铁矿物有：磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿(Fe2O3)浮氏体(Fe x O)。

( )答案：√17.随着SiO2含量的降低，为满足铁酸钙生成的需要，应不断提高碱度，确保烧结矿冶金性能不断改善。

( )答案：×18.降低RDI的措施是提高FeO含量和添加卤化物。

炼铁高炉水渣的主要成分及含量炼铁高炉水渣是指在炼铁过程中产生的固体废弃物，其主要成分和含量对于炼铁工艺和环境保护具有重要意义。

本文将从炼铁高炉水渣的主要成分和含量、对炼铁工艺和环境的影响等方面进行探讨。

一、炼铁高炉水渣的主要成分炼铁高炉水渣主要由矿石、焦炭和石灰石等原料组成，在炼铁过程中形成。

具体来说，炼铁高炉水渣的主要成分包括氧化铁、氧化钙、氧化硅、氧化镁等。

其中，氧化铁是炼铁高炉水渣的主要成分，其含量一般在40%~60%之间。

此外，炼铁高炉水渣中还含有少量的氧化铝、氧化锰、氧化钠等杂质。

二、炼铁高炉水渣的含量炼铁高炉水渣的含量主要取决于炼铁过程中使用的原料和工艺参数等因素。

一般来说，炼铁高炉水渣的含量可以分为两个方面进行考虑：元素含量和物理性质。

1. 元素含量：根据炼铁高炉水渣的主要成分来看，其元素含量主要以氧化铁为主。

除此之外，炼铁高炉水渣中还含有少量的氧化钠、氧化钙、氧化硅等元素。

这些元素的含量对于炼铁工艺和环境保护具有一定的影响。

2. 物理性质：炼铁高炉水渣的物理性质包括颗粒度、密度、熔点等。

一般来说，炼铁高炉水渣的颗粒度较粗，密度较大，熔点较高。

这些物理性质决定了炼铁高炉水渣的处理方法和利用价值。

三、炼铁高炉水渣对炼铁工艺和环境的影响1. 对炼铁工艺的影响：炼铁高炉水渣在炼铁过程中起到了重要的作用。

首先，炼铁高炉水渣可以吸附和脱除炉渣中的杂质，提高炼铁产品的纯度。

其次，炼铁高炉水渣可以作为炼铁矿石的还原剂，促进还原反应的进行。

此外，炼铁高炉水渣还可以作为炼铁炉底的保护层，防止铁液与炉壁的直接接触，减少炉壁的磨损。

2. 对环境的影响：炼铁高炉水渣在炼铁过程中产生大量的固体废弃物，对环境造成一定的污染。

首先，炼铁高炉水渣中含有一定的重金属元素，如铅、锌等，对土壤和水体造成一定的污染。

其次，炼铁高炉水渣中的高温物质和有机物质可能会对大气环境产生一定的影响。

为了减少对环境的污染，炼铁高炉水渣的处理和利用变得尤为重要。

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。

高炉炉渣性质及理论(填空题)1．炼铁就是把铁从氧化物中分离出来，实质是( )的失氧过程。

答案：铁矿石2．钛渣稠化的主要原因一是( )，二是炉渣在炉缸内停留的时间太长。

答案：炉温过高3．炉外脱硫常用的脱硫剂有( )、( )、( )、( )及以它们为主要成分的复合脱硫剂。

答案：电石CaC2；苏打Na2CO3；石灰CaO；金属镁4．炉渣中含有一定数量的MgO，能提高炉渣( )和( )。

答案：流动性；脱硫能力5．造渣制度应根据( )和( )确定。

答案：原燃料条件；生铁品种6．对均相的液态炉渣来说，决定其粘度的主要因素是其( )及( ) 答案：成分；温度7．炉渣含S量与铁含S量的比值称( )。

答案：硫分配系数8．炉渣中Al2O3对粘度的影响为:当Al2O3/CaO＜1时,粘度( )；当Al2O3/CaO＞1时,粘度( )。

答案：增加；降低9．炉渣的脱硫能力用Ls＝(S)／[s]表示，要提高炉渣的脱硫能力，必须提高炉渣中CaO的( )、( )、( )。

答案：活度；炉温；控制好黏度10．根据许多高炉实践证明，要起到护炉的作用，可在炉料中加入( )正常的加入量应维持在( )较好。

；5kg/tFe左右答案：TiO211．渣铁间的脱硫反应式为( )。

发生区域在( )。

答案：［FeS］+(CaO)+C=(CaS)+[Fe]+CO↑；渣铁贮存带中渣铁液的界面上12．锰作为洗炉剂，主要是利用( )以消除炉缸堆积和碱性粘结物比较有利。

答案：MnO对炉渣有较强的稀释作用13．高炉内的MnO是从初渣中以( )形式还原出来的。

答案：直接还原14．炉渣应具有足够的( )，以保证生铁的质量。

答案：脱硫能力15．炉渣的黏度是( )，单位为( )。

答案：炉渣流动速度不同的相邻液层间产生的内摩擦力系数，Pa·s(或泊)16．高炉不会产生典型的液泛，但是会出现部分炉渣被上升煤气托住而滞留在滴落带的焦柱中，这种现象叫( )。

答案：亚液泛现象17．初渣在滴落带以下的焦炭空隙间向下流动，同时煤气也要穿过这些空隙向上流动。

高炉炉渣(blast furnace slag)高炉炼铁产生的一种副产品，经加工处理，主要用于制作建筑材料。

高炉生产过程中，入炉的各种原、燃料经冶炼后，除获得铁水(炼钢生铁或铸造生铁)和副产品高炉煤气以外，铁矿石中的脉石，燃料中的灰分与熔剂融合就形成液态炉渣，其一般温度为1450～1550℃，定时从渣口、铁口排出。

通常将从渣口排出的熔渣称为“上渣”，从铁口随同铁水排出的称为“下渣”，下渣中往往混有少量铁水(见上渣与下渣)。

高炉炉渣的化学成分取决于原料成分、冶炼铁种、操作方法和冶炼过程中的炉况变化(见表1)。

高炉炉渣中CaO、MgO、SiO2和Al2O3为主要组成，占总量的95%以上，这4种成分基本可以决定高炉炉渣的冶金性能。

攀枝花钒钛磁铁矿含有较多的TiO2，包头白云鄂博矿含有较多的CaF2，用这些特殊铁矿石冶炼，炉渣中相应的TiO2、CaF2较多。

除此之外，渣中还含有少量FeO、MnO和CaS以及一些微量化合物，其碱度(CaO／SiO2)一般为0.9～1.25。

高炉冶炼正常进行时，炉渣成分变化不大，但在生产过程中有时需要调整炉料配比，此时炉渣成分相应变化；炉况变化炉渣成分也会改变，例如炉冷时渣中FeO、SiO2含量会稍有增多。

冶炼每吨生铁一般产生炉渣300～600kg，其多少主要由入炉铁矿石的含铁量而定。

铁矿石含铁量越少，脉石含量就越多，相应地加入的熔剂和燃料也越多，所以渣量就越大，中国一些地方小高炉利用当地资源炼铁，渣量会超过600kg／t，而欧洲的一些高炉使用含Fe量65%左右的炉料，渣量降到185～250kg／t。

大量的高炉渣原作为废物由渣罐车运至弃渣展，而今高炉渣多经水淬制成水渣，成为制作矿渣水泥场倒掉。

这种处理方法日积月累，占地甚大且污染环或渣砖等建筑材料的原料。

也可用来制造渣棉、铸石和境，经营管理费用很高，而且往往因渣罐调拨不及时而膨球等。

影响高炉按时出渣、出铁。

由于高炉渣综合利用的发展，而今高炉渣多经水淬制成水渣，成为制成矿渣水泥或渣砖的原材料。