铁矾土做造渣化渣剂

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1、铁矾土做造渣化渣剂炉内加入一定数量的萤石作为化渣造渣剂，这是国内外钢厂常规操作工艺，萤石中主要的成分是CaF2,能够加速炉渣快速熔化。但是，在高温和炉渣的作用下，萤石中的CaF2部分变成挥发物，他不仅对设备，人身有腐蚀作用，同时随着转炉污水外溢对环境和农作物造成严重破坏。清洁生产时21世纪钢铁工业可持续发展的方向，应该研究替代萤石的造渣剂。鞍山钢铁公司第二炼钢厂180t复吹转炉选择了铁矾土造渣剂。虽然铁矾土造渣剂在过去平炉炼钢曾用过，但是转炉炼钢应用它作为造渣剂的报导未曾见过。 1无氟造渣剂———铁矾土化渣造

2、渣1.1铁矾土化学成分考虑到铁矾土中主要成分及其含量对炉渣性质的影响，根据参考文献[1]报导应用效果，选择了化学成分如表1所示的铁矾土造渣剂。 表1 铁矾土理化指标ωB/%——————————————————————————— ————  粒度/AL2O3            SiO2         Fe2O3             CaO             MgO    TiO2        P               S             mm46.25              

3、27           10.74        6.80             1.90          1.60         0.024   0.057  5~30 铁矾土主要是以AL2O3·SiO2形式结合的矿物存在，在950℃左右受热分解成γ-AL2O3和SiO2以及其他物质。其中γ-AL2O3是1种表面疏松，多细孔结构的比表面大的活性氧化铝。SiO2具有一定的化渣作用。铁矾土中另一个主要成分是Fe2O3,具有很强的化渣造渣能力，并且增加了炉渣的氧化特性。 1.2铁矾土对炉渣的熔点和粘度的影

4、响铁矾土的主要成分ω（AL2O3，SiO2,Fe2O3）之和约84%，向炉渣中加入一定数量铁矾土后，炉渣组成(CaO)-(Al2O3)-(SiO2)和（CaO）-（SiO2)-(Fe2O3)2个主要的三元渣系。根据文献[2]介绍，在1500℃时，前一个三元渣系中ω（CaO）约55%，ω（SiO2)约38%（上述成分含量和转炉前期末的基本一致），当ω(Al2O3)在5%~12%范围，炉渣粘度最低，约0.3Pa·s根据文献[3]介绍,此处三元渣系的熔点在1310~1400℃范围。后一个三元渣系，在保证与前者渣系的

5、碱度不变，ω（TFe）在15%~20%左右（与现场炉渣含量基本一致）的炉渣熔点在1300~1400℃范围。该处三元渣系的粘度在0.2~0.25Pa·s程度。1.3比较铁矾土与萤石对炉渣粘度和熔点的影响从文献[3]的炉渣二元相图可知，萤石中的CaF2对炉渣中的（CaO）熔点降低，最低达1360℃；而铁矾土中的(Al2O3)对炉渣中的（CaO）熔点降低，最低达1395℃，不如萤石中CaF2降低温度幅度大。但是，铁矾土中的Fe2O3对炉渣中的（CaO）熔点降低幅度就大多了，最低可降至1155~1205℃的程度。从图

6、1所示可知，萤石中的CaF2对炉渣中2（CaO）·（SiO2)化合物熔点降低要比(Al2O3)降的多。但是从图也可知，Fe2O3也具有降低2（CaO）·（SiO2)熔点作用。尤其F3+离子是炉渣中所有阴阳离子半径最小，其渗透力非常强。不仅对炉渣中（CaO）的渗透融化起作用，对像2（CaO）·（SiO2)的高熔点复合化合物渗透破坏外壳，乃至融化起着更重要作用。对于多元渣系而言，如分别加入5%（质量分数）的萤石后者铁矾土后形成（CaO）-（CaF2）-（SiO2)和（CaO）-(Al2O3)- （SiO2）2组三

7、元渣系从文献[3]可知，二者粘度分别为0.23~0.29Pa·s,0.25~0.30Pa·s,差别不大。1.4铁矾土造渣剂对脱[S],脱[P]的影响如前面所述，铁矾土具有促进炉渣中（CaO），2（CaO），（SiO2)等快速熔化的助熔剂作用，造成具有一定流动性和碱度以及氧化性的炉渣，对脱[S],脱[P]有积极作用。加入铁矾土造渣剂后，炉渣中除了能够形成上述2个三元渣系之外，还可以形成（CaO）-(Al2O3)- （Fe2O3）三元渣系。上述的（CaO）-(Al2O3)- （SiO2）三元渣系具有很强的脱硫能力

8、。根据文献[6]报导（CaO）-(Al2O3)- （Fe2O3）三元渣系脱[P]能力也很强，具有与萤石造渣剂的脱[P]的相同能力。1.5铁矾土和萤石中的主要成分挥发特性比较根据文献[7]报导，转炉内氧气流股冲出区的火焰温度高达2000~2600℃程度，不仅金属中各成分要挥发，金属表面的炉渣各成分也不同程度被挥发。加入萤石造渣剂时，其主要成分CaF2一部分在炉内高温和炉渣作用下，会发生如下反应：（Ca