1、1项目八项目八 -高炉炉渣与脱硫高炉炉渣与脱硫高炉炼铁技术 任务8.2炉渣的性能2 学习任务学习任务 1.1.掌握高炉炉渣熔化性的概念，掌握高炉炉渣熔化性的概念，2.2.熔化性的表示；熔化性的表示；3.3.掌握炉渣熔化温度；掌握炉渣熔化温度；4.4.熔化性温度；熔化性温度；5.5.炉渣粘度；炉渣粘度；6.6.炉渣稳定性的概念、表示方法以及对高炉冶炼的影响；炉渣稳定性的概念、表示方法以及对高炉冶炼的影响；7.7.掌握长渣和短渣的概念、判断方法以及对冶炼的影响。掌握长渣和短渣的概念、判断方法以及对冶炼的影响。3 溶化性溶化性表示炉渣熔化的难易程度。若炉渣需要较高表示炉渣熔化的难易程度。若炉渣需要较
2、高温度才能熔化，称为难熔炉渣；相反则叫易熔炉渣。温度才能熔化，称为难熔炉渣；相反则叫易熔炉渣。炉渣溶化性常用熔化温度和溶化性温度来表示。炉渣溶化性常用熔化温度和溶化性温度来表示。1.1.熔化温度熔化温度 炉渣的熔化温度是指过热的液体炉渣开始结晶的炉渣的熔化温度是指过热的液体炉渣开始结晶的温度或固体炉渣加热时晶体完全消失的温度，它就温度或固体炉渣加热时晶体完全消失的温度，它就是状态图上液相线温度。是状态图上液相线温度。一、炉渣的熔化性一、炉渣的熔化性42.熔化性温度熔化性温度 炉渣融化后能自由流动的温度叫熔化性温度。也可以说：熔化性炉渣融化后能自由流动的温度叫熔化性温度。也可以说：熔化性温度是炉
3、渣粘度一温度曲线的转折点温度。它能较确切地表明炉温度是炉渣粘度一温度曲线的转折点温度。它能较确切地表明炉渣由自由流动变为不能自由流动时的温度值。图渣由自由流动变为不能自由流动时的温度值。图8-18-1是炉渣粘度一是炉渣粘度一温度曲线。图中温度曲线。图中A A为短渣，其特点是在熔化性温度外，固液相突变，为短渣，其特点是在熔化性温度外，固液相突变，粘度也急变，由自由流动变为不能流动，所以在冷却时炉渣能在粘度也急变，由自由流动变为不能流动，所以在冷却时炉渣能在很窄的温度范围内，由自由流动而变为凝固，故称短渣，用棍蘸很窄的温度范围内，由自由流动而变为凝固，故称短渣，用棍蘸液体炉渣，不能拉长丝，成滴状下
4、落，或凝固在棍上。液体炉渣，不能拉长丝，成滴状下落，或凝固在棍上。B B为长渣，为长渣，其粘度随温度缓慢变化，无明显转折点。确定熔化性温度的方法其粘度随温度缓慢变化，无明显转折点。确定熔化性温度的方法是依横坐标作是依横坐标作4545切线，其切点即熔化性温度。一般要求其切点切线，其切点即熔化性温度。一般要求其切点的粘度均小于的粘度均小于20202525泊，允许从炉内自由流出。酸性渣属长渣用泊，允许从炉内自由流出。酸性渣属长渣用棍蘸液体炉渣，连续下流，最后拉长丝。棍蘸液体炉渣，连续下流，最后拉长丝。56。3.3.炉渣熔化性对高炉冶炼的影响炉渣熔化性对高炉冶炼的影响(1)(1)对软熔带位置高低的影响
5、。难熔炉渣开始软熔温度较高，对软熔带位置高低的影响。难熔炉渣开始软熔温度较高，从软熔到熔化的范围较小，则在高炉内软熔带的位置低，从软熔到熔化的范围较小，则在高炉内软熔带的位置低，软熔层薄，有利于高炉顺行。当难熔炉渣在炉内温度不足软熔层薄，有利于高炉顺行。当难熔炉渣在炉内温度不足的情况下可能黏度升高，影响料柱透气性，这不利顺行。的情况下可能黏度升高，影响料柱透气性，这不利顺行。易熔炉渣在高炉内软熔带位置较高，软熔层厚，料柱透气易熔炉渣在高炉内软熔带位置较高，软熔层厚，料柱透气性差。另一方面易熔炉渣流动性能好，有利于高炉顺行。性差。另一方面易熔炉渣流动性能好，有利于高炉顺行。7(2)2)对高炉炉缸
6、温度的影响对高炉炉缸温度的影响。难熔炉渣在熔化前吸收的热量多，进入。难熔炉渣在熔化前吸收的热量多，进入炉缸时携带的热量多，有利于提高炉缸的温度。相反，易熔渣对炉缸时携带的热量多，有利于提高炉缸的温度。相反，易熔渣对提高炉缸温度不利。对冶炼不同的铁种时应控制不同的炉缸温度。提高炉缸温度不利。对冶炼不同的铁种时应控制不同的炉缸温度。(3)(3)影响高炉内的热消耗和热量损失影响高炉内的热消耗和热量损失。难熔渣要消耗更多的热量，流。难熔渣要消耗更多的热量，流出炉外时炉渣带出热量较多，热损失增加，使焦比增高。反之，出炉外时炉渣带出热量较多，热损失增加，使焦比增高。反之，易熔炉渣有利于焦比降低。易熔炉渣有
7、利于焦比降低。(4)(4)对炉衬寿命的影响对炉衬寿命的影响。当炉渣的熔化性温度高于高炉某处的炉墙温。当炉渣的熔化性温度高于高炉某处的炉墙温度时，在此炉墙处炉渣容易凝结而形成渣皮，对炉衬起到保护作度时，在此炉墙处炉渣容易凝结而形成渣皮，对炉衬起到保护作用。易熔炉渣的熔化性温度低，则在此处炉墙不能形成保护炉衬用。易熔炉渣的熔化性温度低，则在此处炉墙不能形成保护炉衬的渣皮，相反由于其流动性过大会冲刷炉衬。的渣皮，相反由于其流动性过大会冲刷炉衬。8二、炉渣粘炉渣粘度度 1.1.炉渣粘度的概念炉渣粘度的概念炉渣粘度是流动性倒数。粘度是指流动速度不同的两炉渣粘度是流动性倒数。粘度是指流动速度不同的两层液体
8、之间的内摩擦系数。粘度越大，流动性越差。层液体之间的内摩擦系数。粘度越大，流动性越差。炉渣黏度单位在高炉上用炉渣黏度单位在高炉上用Pa.SPa.S（帕（帕.秒）表示，过去用秒）表示，过去用“泊泊”（P P）为单位。）为单位。1P=0.1Pa.S1P=0.1Pa.S92.2.炉渣粘度对高炉冶炼的影响炉渣粘度对高炉冶炼的影响(1)(1)粘度大小影响成渣带以下料柱的透气性粘度大小影响成渣带以下料柱的透气性。炉渣粘度过高，在滴落带。炉渣粘度过高，在滴落带不能顺利流动，降低焦炭骨架的空隙度，增加煤气阻力，影响高炉顺行。不能顺利流动，降低焦炭骨架的空隙度，增加煤气阻力，影响高炉顺行。(2)(2)粘度影响炉
9、渣的脱硫能力粘度影响炉渣的脱硫能力。粘度流动性好的炉渣有利于脱硫，粘度。粘度流动性好的炉渣有利于脱硫，粘度高流动性差的炉渣不利于脱硫。这是因为粘度低的炉渣有利于硫离子的高流动性差的炉渣不利于脱硫。这是因为粘度低的炉渣有利于硫离子的扩散，促进脱硫反应。扩散，促进脱硫反应。(3)(3)炉渣粘度影响炉前放渣操作炉渣粘度影响炉前放渣操作。粘度高的炉渣发生粘沟、渣口凝渣等。粘度高的炉渣发生粘沟、渣口凝渣等现象，造成放渣困难。现象，造成放渣困难。(4)(4)炉渣粘度影响高炉寿命炉渣粘度影响高炉寿命。粘度高的炉渣在炉内容易形成渣皮，起保。粘度高的炉渣在炉内容易形成渣皮，起保护炉衬的作用，而粘度过低，流动性好
10、的炉渣容易冲刷炉衬，缩短高炉护炉衬的作用，而粘度过低，流动性好的炉渣容易冲刷炉衬，缩短高炉寿命。寿命。10 3.3.影响炉渣粘度的因素影响炉渣粘度的因素 影响炉渣粘度的主要因素是影响炉渣粘度的主要因素是温度温度。炉渣的粘度随温度的升。炉渣的粘度随温度的升 高而降低。不过长渣（酸性渣）和短渣（碱性渣）的粘度随高而降低。不过长渣（酸性渣）和短渣（碱性渣）的粘度随温度变化的规律有所不同，一般短渣在温度超过熔化温度以温度变化的规律有所不同，一般短渣在温度超过熔化温度以后，粘度比较低，随温度的变化也不大；而长渣超过熔化温后，粘度比较低，随温度的变化也不大；而长渣超过熔化温度后，粘度继续随温度升高而降低，
11、粘度也高于短渣。除了度后，粘度继续随温度升高而降低，粘度也高于短渣。除了温度以外，炉渣的粘度还受化学成分的影响：温度以外，炉渣的粘度还受化学成分的影响：11(1)(1)炉渣的碱度（炉渣的碱度（CaO/SiO2CaO/SiO2）CaOCaO与与SiO2SiO2是炉渣中的主要成分，二者之和常高达是炉渣中的主要成分，二者之和常高达70%70%80%80%以上，原料条件不变时，碱度（以上，原料条件不变时，碱度（CaO/SiO2CaO/SiO2）在一定程度）在一定程度上决定了炉渣的熔化性，粘度和脱硫能力。上决定了炉渣的熔化性，粘度和脱硫能力。(2)MgO(2)MgO MgO MgO对炉渣粘度的影响，在一
12、定范围内随着对炉渣粘度的影响，在一定范围内随着MgOMgO的增加粘的增加粘度下降。碱度不变而度下降。碱度不变而MgOMgO增加时，这种作用更明显，三元碱增加时，这种作用更明显，三元碱度不变而用度不变而用MgOMgO代替代替CaOCaO时，这种作用不明显时，这种作用不明显。12(3)Al2O3(3)Al2O3 Al2O3 Al2O3对粘度的影响是，对粘度的影响是，CaO/SiO2=1CaO/SiO2=1和和MgOMgO含量不变时，随含量不变时，随渣中渣中Al2O3Al2O3的增加粘度增加。当碱度高时，少量的增加粘度增加。当碱度高时，少量Al2O3Al2O3可使渣可使渣粘度降低。因此，渣中粘度降低
13、。因此，渣中Al2O3Al2O3含量较多时，炉渣碱度或三元碱含量较多时，炉渣碱度或三元碱度应当稍高些。渣中度应当稍高些。渣中Al2O3Al2O3能改善炉渣的稳定性。能改善炉渣的稳定性。(4)FeO(4)FeO FeO FeO能显著降低炉渣粘度。一般终渣含能显著降低炉渣粘度。一般终渣含FeOFeO很少，约很少，约0.5%0.5%右，右，影响不大。影响不大。(5)MnO(5)MnO MnO MnO对炉渣粘度的影响和对炉渣粘度的影响和FeOFeO相似。所不同的是相似。所不同的是FeOFeO对酸性影对酸性影响较强烈，而响较强烈，而MnOMnO对碱性影响较大。对碱性影响较大。13(6)CaS(6)CaS
14、 CaS CaS在渣中小于在渣中小于7%7%时能降低炉渣的粘度。这是由于时能降低炉渣的粘度。这是由于CaSCaS在高炉中都是在高炉中都是由由CaOCaO与与S S作用的结果。生成了作用的结果。生成了CaSCaS实际上就是降低了炉渣中实际上就是降低了炉渣中CaOCaO的成分，的成分，所以所以CaSCaS降低炉渣粘度可看成是炉渣中降低炉渣粘度可看成是炉渣中CaOCaO减少的结果。减少的结果。(7)CaF2(7)CaF2 CaF2 CaF2能显著的降低炉渣的熔化温度和粘度，对炉渣有强烈的稀释作能显著的降低炉渣的熔化温度和粘度，对炉渣有强烈的稀释作用。用。(8)TiO2(8)TiO2 TiO2 TiO
15、2对炉渣粘度的影响，在粘度为对炉渣粘度的影响，在粘度为0.80.81.41.4和和TiO2TiO2含量为含量为10%10%20%20%的范围内，钛渣的熔化温度在的范围内，钛渣的熔化温度在1300130014001400之间，之间，15001500的温度下的的温度下的年度为年度为5P5P以下。碱度相同时，炉渣的熔化温度随以下。碱度相同时，炉渣的熔化温度随TiO2TiO2含量的增加而升含量的增加而升高，但粘度随高，但粘度随TiO2TiO2含量的增加而降低。含量的增加而降低。14三、炉渣的稳定性三、炉渣的稳定性 炉渣的稳定性是指炉渣的化学成分和温度变化时，炉渣的粘度和熔化性温度变化不大的性能。即对炉
16、渣物理性能影响的程度。炉渣的稳定性又分为热稳定性和化学稳定性。若炉渣的温度变化时对炉渣的物理性能影响不大，此渣具有良好的热稳定性；若炉渣的化学成分变化时对炉渣的物理性能影响不大，此渣具有良好的化学稳定性。151.简述高炉造渣过程。2.分析说明成渣带薄厚、位置的高低、形状等对高炉冶炼过程的影响。课堂练习161 1能否正确介绍熔化温度和熔化性温度的概念。能否正确介绍熔化温度和熔化性温度的概念。2 2能否正确介绍长渣和短渣如何鉴别及特点。能否正确介绍长渣和短渣如何鉴别及特点。3 3能否正确介绍炉渣黏度的概念及其单位物理意义。能否正确介绍炉渣黏度的概念及其单位物理意义。4 4能否正确介绍炉渣黏度对高炉冶炼有何影响。能否正确介绍炉渣黏度对高炉冶炼有何影响。5 5能否正确介绍炉渣稳定性的概念、分类以及热稳定能否正确介绍炉渣稳定性的概念、分类以及热稳定性和化学稳定性的概念性和化学稳定性的概念。评价观测点评价观测点
