高炉高铝炉渣性能研究

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1、第28卷第1期山东冶金Vol.28,No.12006年2月ShandongMetallurgyFebruary2006·试验研究·高炉高铝炉渣性能研究秦学武,宋灿阳,阎媛媛(马鞍山钢铁股份有限公司,安徽马鞍山243000)摘要:通过高炉现场取样和实验室配制渣样,研究了炉渣中Al2O3、MgO、R(2CaO/SiO2)、R(4(CaO+MgO)(/SiO2+Al2O3))等对炉渣性能的综合影响。结果表明,随着高炉终渣Al2O3含量的提高,炉渣的熔化性温度上升、高温粘度增大、热稳定性变差、脱硫能力下降。较高的MgO含量与高的四元碱度R4

2、可降低炉渣高温粘度、降低熔化性温度、拓宽高温低粘度区,提高炉渣脱硫能力。根据原料情况,马钢高炉炉渣Al2O3可达到17%左右,为马钢高配比使用外购高铝矿提供了依据。关键词:高炉;高铝炉渣;Al2O3;碱度;高铝矿中图分类号:TF534.2文献标识码:A文章编号:1004-4620(2006)01-0029-04超过2Pa.s时,测定完毕。1前言2.3炉渣脱硫试验马鞍山钢铁股份有限公司(简称马钢)大型高本试验采用的实验设备是硅钼棒(MoSi2)电阻炉由于精料的要求以及考虑到炉渣中Al2O3含量,炉,炉温最高可达1600℃,双铂铑热电偶

3、测温。采用通常需配用大量进口矿,这些矿因品位高、Al2O3含程序自动控温,控温精度为±3℃。量低而价格昂贵。但随着近年来我国炼铁生产能力3试验结果与讨论大幅度提高,世界范围内矿石(特别是粉矿)资源日益紧张,对像马钢这样以使用进口矿石为主的钢铁3.1对炉渣粘度及熔化性温度的影响企业,能否增加部分或全部使用廉价的高铝矿资源3.1.1渣样中Al2O3含量对炉渣粘度的影响图1令人关注,特别是炉渣中Al2O3含量能否超越15%(A、B)为不同碱度、不同MgO含量条件下,炉渣中是个亟待研究的课题。解决该问题的关键是寻求适Al2O3含量对粘度η影

4、响的关系曲线。图2为1500℃宜的终渣组成,以及逐步合理地提高终渣中Al2O3含温度下炉渣Al2O3含量与粘度的散点关系。由图1、量的成渣路线,在保证稳定、高产、低耗的前提下,最图2可以看出,随着炉渣中Al2O3含量增加,炉渣粘大限度地提高高铝矿的使用配比,以达到降低生铁度值增加,流动性变差。本次试验所选择的渣系粘度成本的目的。值在1500℃时大部分小于0.3Pa.s,说明高温区域炉渣能保持正常的流动性,但随着Al2O3含量的提高,2研究方案与试验方法炉渣粘度对温度的敏感性提高,尤其在Al2O3含量大2.1合理终渣成分计算机预报于1

5、7%时随着温度降低炉渣的粘度值增加较快。预报过程综合考虑的因素:粘度、熔化性温度、脱硫能力、热稳定性、化学稳定性,并以马钢第二炼铁总厂1#炉2004年3月份正常冶炼时炉渣组成为参照基准。终渣体系的变化范围:Al2O3:14.5%~20%;MgO:8%~12%;二元碱度R(2CaO/SiO2):1.1~1.20;四元碱度R(4CaO+MgO)(/SiO2+Al2O3):0.87～1.02。2.2粘度试验炉渣粘度测定采用RTW-08型熔体物性综合测定仪测定,其可以完成熔体降温过程粘度的连续测定、恒温条件下粘度的定点测定以及改变粘度计测试

6、头转速的粘度测定。试验过程由计算机按控温参数自动升温,当温度达到1530℃时恒温30min,然后开始以2℃/min降温并测定炉渣粘度,在测定值收稿日期:2005-11-03作者简介:秦学武(1970-),男,安徽无为县人,1995年毕业于东北大学钢铁冶金专业。现为马钢技术中心工程师,从事炼铁工艺技术工作。图1Al2O3含量对炉渣粘度和熔化性温度Tm的影响292006年2月山东冶金第28卷的粘度,提高炉渣的稳定性。然而,对于确定的四元碱度与Al2O3含量,MgO含量的增加,也就意味着CaO含量减少和二元碱度降低,炉渣脱硫能力也可能受到

7、影响。所以,当原料条件或其它因素限制炉渣四元碱度进一步提高时,增加MgO含量的同时还必须兼顾炉渣的脱硫性能。图2Al2O3含量与炉渣粘度的散点图3.1.2MgO含量对炉渣粘度的影响不同MgO含量对炉渣粘度的影响见图3。可以看出,在渣中Al2O3含量和二元碱度确定时,随着渣中MgO含量增加,粘度下降,流动性得到明显改善。可以认为随着渣中MgO含量的增加,MgO与Al2O3生成一系列低熔点物质,并有效扩大渣相中黄长石区,降低炉渣的熔化温度,从而改善炉渣的流动性。图4四元碱度R4与炉渣粘度的关系3.1.4炉渣成分对熔化性温度的影响(1)炉

8、渣Al2O3含量对熔化性温度Tm的影响。炉渣Al2O3含量与熔化性温度Tm的关系见图5。从图5可以看出,随着炉渣Al2O3含量的增加,Tm明显提高,炉渣Al2O3含量每增加1%,Tm提高10℃左右,即炉渣可操作温度范围被压缩10℃左右