哪些因素影响炉渣黏度?
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影响炉渣黏度的因素为:
(1)温度是影响炉渣黏度的主要因素,一般规律是黏度随温度升高而降低。碱性渣(短渣)在温度超过熔化性温度的拐点以后,黏度低但随温度的变化不大,而酸性渣(长渣)的黏度始终是随温度升高而缓慢降低,且在相同温度下其黏度高于碱性渣。
(2)碱度。在不同碱度时炉渣黏度与温度的关系图中,当碱度小于1.2时,炉渣的熔化性温度较低,相应其黏度也较低;随着碱度的提高,熔化性温度上升,黏度也升高。造成这种现象的原因是随着碱性氧化物数量的增加,熔点升高,使一定温度下渣的过热度减小而使黏度增高,另外过多的碱性氧化物以质点悬浮在炉渣中使黏度增高。在生产中如遇这些情况,加入少量CaF2可明显降低炉渣黏度,例如包头含氟矿冶炼时就是这样。
(3)MgO含量对黏度有相当大的影响,尤其在酸性渣中更为明显。在含量不超过20%,含量的增加使黏度下降,但在三元碱度不变,用MgO代替CaO时,这种作用就不明显。但MgO含量在8-12%时有利于改善炉渣的稳定性和难熔性。
(4)Al2O3对黏度的影响是:当Al2O3含量不大时它可使碱性渣的黏度降低,但是高于一定数值后,对于不同碱度的炉渣,黏度开始增加,目前为提高入炉品位,使用高品位的东半球富矿,其Al2O3含量偏高,造成炉渣中的Al2O3含量达到15%,有的甚至达到16%以上,这时炉渣黏度上升。为此应适当提高炉渣的碱度,例如宝钢的二元碱度值在1.22—1.24,三元碱度值在1.45—1.50;或适当提高渣中MgO含量,例如武钢炉渣中MgO的含量在11—11.5%。
(5)FeO能显著降低炉渣黏度。一般终渣含FeO很少,约0.5%,影响不大。但初渣中它的含量却很大,最多可达35%,平均在2--14%之间波动。含FeO(0--30%)的炉渣,其熔化温度不高于1150℃,因此,FeO能大大降低炉渣熔化温度和黏度,起着稀释炉渣的作用,对冶炼有一定好处。但过多的FeO会造成初渣和中间渣的不稳定性,FeO因为在下降过程中不断被还原,使初渣和中间渣的熔化温度和黏度发生很大变化,引起炉况不顺。
(6)MnO对炉渣黏度的影响和FeO相似。不过,目前我国炼钢生铁不要求含Mn,因此,高炉渣中MnO含量很少,影响不大。
(7)CaF2能显著降低炉渣的熔化性温度和黏度。含氟炉渣的熔化性温度低,流动性好,炉渣碱度很高的情况下(1.5—3.0),仍能保持良好的流动性,因此,高炉生产中常用萤石作洗炉剂。
(8)TiO2对炉渣黏度的影响:碱度为0.8—1.4和TiO2含量为10--20%的范围内,钛渣的熔化性温度在1300--1400℃之间。碱度相同时,随着TiO2含量的增加熔化性温度升高,黏度降低。从TiO2对炉渣的熔化性温度和黏度的影响来看,钛渣对高炉生产不会有多大影响。但实际上钒钛铁矿的冶炼由于炉渣过于黏稠而感到困难。这主要是由钛渣性质的不稳定造成的。高炉还原气氛中,一部分TiO2很容易还原成低价氧化物(Ti2O3、TiO)和金属钛,生成的金属钛一部分进入生铁,还有一部分与炉内的C、N2作用生成熔点很高的TiC和TiN,呈固体颗粒掺入渣中,渣中钛的低价氧化物和碳氮化合物使炉渣黏稠起来,以致影响正常的出渣出铁。因此,冶炼钒钛铁矿时必须防止TiO2的还原。目前采取的办法是炉缸渣层中喷射空气或矿粉,造成氧化气氛,以防止或减少TiO2的还原。
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