高炉造渣过程课件PPT课件

.1，4.3高炉矿渣的形成过程，2，4.3.1高炉矿渣的形成过程，1，基本概念1。矿渣的主要来源矿石中的矸石；焦炭灰分；通量侵蚀内衬，3，2。矿渣的基本成分Cao、MgO、SiO2、Al2O3高炉渣中少量FeO和硫化物，4，2，含有矿渣的目的和作用(1)，能实现金属和氧化物石的有效分离。(2)渣铁之间的热质量交换是决定金属成品最终成分和温度的关键。(3)炉渣保护衬里。(渣皮的作用)，控制和调整渣成分和特性时应考虑上述作用。5，3，对渣性能的要求，(1)流动性好，操作方便，确保渣的顺利分离；(2)保证生铁的质量。能够充分参与所需的化学反应，例如还原Si、Mn或其他有益因素；s和碱金属吸收；(3)能满足允许气体顺利通过和渣-铁、渣-气良好分离的运动条件；(4)稳定性好，抗冶炼条件变化，矿渣性能急剧变化。6，例(1)包头钢矿中含CaF2，强腐蚀衬里在制造炉渣时保证足够的Cao，防止粘度过低，限制或削弱侵蚀能力。(2)钛渣保护：高炉，特定Ti，Ti和C，n产生熔点2000以上的TiC和Ti(C，n)，使TiO2在铁液中析出，达到2%-3%，炉缸，炉缸(3)炉渣后，在中下部，炉壁结厚度或结节或炉缸堆积，炉库可以附着MnO、CaF(萤石)或FeO(加热炉渣)等清洁填料，并冲洗邦德或积累物。7，4，渣形成过程1。初始渣形成初始渣生成包括：(1)固相反应；(2)软化；(3)熔化；(4)下落。8，固相反应：在高炉上区块带中蒸发、分解、还原的同时，在矸石和通量之间，在矸石和铁氧化物的固体反应下，形成FeO-SiO2、Cao-SiO 2、Cao-fe2o 3等低熔点化合物。9，矿石的软化，铁矿石不是纯材料结晶，没有一定的熔点。有一定温度范围的熔体段。矿石加热到900-1100 后，矿石的气孔降低，气孔壁粘合变形软化。温度进一步升高，还原的矿石表面的熔渣膜结合，金属铁熔化形成熔层。10，矿石在下降过程中温度逐渐上升，接近熔化温度等温线水平，即在熔化段中，固体矿石在此温度范围内经过反熔化煅烧过程变成液体。由于熔体和上部充填材料的负载作用，砌块矿山的孔隙率大幅下降，透气性差，形成了高炉内的常用背带。融化皮带的温度范围大约在1000 1200之间。11，软化温度开始：一般来说，在矿石充填减少条件下，收缩率达到3-4%时的温度称为软化结束温度：在矿石载荷恢复条件下，收缩率达到30-40%时的温度称为软化温度间隔。软化开始温度和软化结束温度之间的温度区间矿石开始软化后下降到最终流动状态的温度区间称为软化间隔。12，产生初始渣，下降到矿石熔化阶段，形成初始渣。13，初始渣成分特性：FeO含量高，(220%)原因：矿石还原后的FeO与SiO2结合为硅铁，因此初始渣中含有较高的FeO；还原矿石越困难，初期矿渣的FeO越高)碱度也随着天然碱到处的成分不均匀。14，2。中等渣风口水平以上，熔化带以下，正在下坠的渣。初始渣和最终渣之间的渣。中间渣在下降过程中温度升高，成分继续变化。15，中间渣成分变化特征：(1)固体碳的还原持续降低FeO含量。SiO2和MnO含量也减少。(2)Cao(Cao)溶解在渣中，以持续提高碱度。(3)渣流动性随炉温的增加而增加。(4)从焦炭灰分和气体中吸收SiO、SiS、k、Na等蒸汽。，16，3。最终矿渣中间渣通过风口区域后，其组成和性能再次变化(碱度和粘度降低)后趋于稳定。在风口，焦炭和煤粉的灰分参与制渣，除了焦炭灰分的部分SiO2还原为Si外，其馀SiO2和Al2O3等均进入炉渣，SiO2和Al2O3显着提高，而CaO和MgO相对降低，炉渣碱度降低。流入高炉缸，形成踪迹。风口氧化铁及其他元素可在高炉中还原回铁水，降低残渣的FeO含量。铁水通过渣层和渣铁界面引起脱硫反应，在渣中增加CaS。最终渣温度1400 1550，一般比生铁温度高50。17、渣形成过程(即熔带)对高炉冶炼的影响，对高炉冶炼影响很大的两个因素是渣带(即软熔带)的高度和厚度，以渣带厚度为单位，对沿高炉移动没有很大的阻力作用；渣带高，矿石未还原，高炉缸内热量不足。18、矿石、焦炭、砌块带、焦炭天窗、软融化带、滴带、风口、矿渣铁储层、图4.2高炉区域分布图、焦炭松散区、死柱、死柱、19，4.3.2炉渣特性要求1。初始渣(1)软化温度。软化温度越高，初始熔渣出现的时间越晚，熔带位置越低。热熔带位置减少，固态燃烧器的加热和还原时间延长，煤气利用改善，有助于提高高炉筒体温度。(2)熔体温度区间。软化起始温度和下降温度之间的差异是熔体温度间隔。熔体温度间距越小，熔炉内的熔体带厚度就越薄。20，由于矿石的软化及熔化和上部路基的载荷作用，矿块之间的间隙大大减少，透气性恶化，对上升气体流动的阻力显着增加。因此，要求矿石的软熔温度区间较小，对高炉顺行也有利。21，2。中间渣随着温度的升高，粘度下降，流动性提高，保证渣沿焦炭缝隙无缝下降到高炉中，防止因成分和温度的波动而粘度增加或再结晶引起的高炉流动不畅，材料和结节卡住。中间渣能否顺利下落取决于原料成分及炉温稳定性。22，3最终渣在高炉中通过铁液的渣层时，以及渣铁界面发生很多反应时，最终渣必须具有良好的脱硫能力，适当的流动性。调节炉渣铁的成分，控制生铁的质量和纯利排华炉。23，2，渣的特性，1渣的化学成分Cao MgO SiO 2 al2o 395%，高炉炉渣成分范围。24，2碱度：矿渣酸碱表达的指数4次碱度(总碱度)r=(Cao MgO)/(SiO 2 al2o 3)三元碱度r=(Cao MgO)/SiO 2二元碱度r=Cao/SSO，25，中国钢铁厂高炉矿渣碱度，Cao/SiO 2=0.95 1.2；(Cao MgO)/(SiO 2 Al2O3)=1.10至1.40，MgO=7至10%。26，3。熔性表示渣容易熔化的程度。此方法为：(1)熔体温度(熔点):(2)熔体温度：27，(1)熔化温度(熔渣的熔点)表明熔渣是固体完全消失，开始熔成液的温度。相图的液相线温度。渣熔解温度必须低于1400 。28、熔胶温度过高(t14501500)的炉渣，熔胶太难，不能在炉缸温度下完全熔化，半熔半流动状态，粘性增加，不能采用。熔胶温度低、温度低时完全熔渣的流动性不一定好。高炉要求炉渣熔化后流动性好。结论：高炉更实用的是熔体温度。29，(2)熔体温度：定义：渣从不能流动到可以自由流动时的温度。(表示流动性的好坏)，熔性太高，炉渣完全熔化，不能从高炉中顺利排出；熔化性太低，炉渣熔化得太早，很快流入高炉缸内，加热时间短，提高了高炉缸热消耗。30，图4.4渣熔化温度的确定在粘度-温度曲线上显示为明显的转折点，或曲线和45切点温度。31、高炉冶炼所需炉渣的熔化温度适合于1250 1350 ，具有较高的熔体温度，降低延性熔化带位置，提高炉缸温度的功能。，32，4粘度(单位：Pas)(1Pas=10系泊)定义：具有不同速度的两层液体之间的内部摩擦系数。f=Adv/DRS粘度(内部摩擦阻力)；f流体流动中克服的内部摩擦；a双组分层接触区；Dv两种液体层间速度差异；Dr两个液体层之间的距离。渣粘度是渣流动性的倒数。粘度越低，流动性越好。33、炉渣粘度对高炉过程的影响(1)粘度过大的炉渣，破坏材料柱的透气性，容易在高炉壁上形成肿瘤；(2)炉缸堆积、渣铁分离、疑难排、粘沟、粘罐，因粘滞性高；(3)渣的脱能力与渣流动性相关。粘度小、流动性高的炉渣有助于去除。(4)粘度过低的炉渣不利于提高炉缸温度。流动性太好，洗衬容易，内衬破损严重，降低高炉寿命。34，一般，适当的高炉渣粘度5 20锚。(0.5到2Pas)1Pas=10系泊，35，渣粘度取决于温度和渣成分。(1)粘度与温度相关的定律：es:粘性流激活能量B0:系数r:气体常数t:温度(k)，液体粘度与构成粒子的粘性流激活能量和温度相关。大粒子移动需要粘度大的点流激活能量。相反，相反。渣粘度随温度的增加而降低。36，图4.5渣粘度与温度的关系，碱性渣：存在急剧的转折，一般称为短渣或石渣。酸性渣：没有明显的转折，通常称为长渣或玻璃渣。37，(1)短矿渣(曲线a) -温度下降到一定值时，粘度会急剧增加(倾斜较大)。此时渣的碱度大于1.0，称为碱性渣。正常运转的高炉渣一般是碱性炉渣，以碱性氧化物为主。(2)长渣(曲线b)-随着温度的降低，粘度缓慢增加。此时渣的碱度小于1.0，被称为酸性渣，酸性氧化物占主导地位。38，(2)渣成分对渣粘度的影响，SiO2:含量约为35%时，渣粘度最低，随后随着SiO2含量的增加，粘度继续增加；曹：在低曹的情况下，曹含量增加，粘度逐渐减少，在曹/SiO 2=0.8 1.2中，粘度最低，之后继续增加，粘度急剧增加；al 2o : 5%到10%，-al2o 3，粘度降低， 15 20%，-al2o 3，粘度增加基本上与MgO: CaO的影响相同的FeO和MnO:是矿渣粘度FeO对酸性炉渣有很大影响，MnO对碱性炉渣有很大影响。39，5。渣的表面特性()(1)表面张力：生成单位面积液体和气体的新连接面所消耗的能量。表面张力小的渣流动性好，有利于渣脱硫。表面张力越小，泡沫渣越容易形成，高炉容易发生液体风机现象。40，泡沫渣有大量气体流入渣中，以泡沫的形式分散时，相界面形成大的分散系统，即泡沫渣。/低是稳定泡沫渣的充分必要条件。渣中SiO2、TiO2、FeO、P2O5和CaF2等表面活性物质的含量高，表面张力低，容易形成泡沫渣。41，形成稳定气泡的泡沫渣危险(1)高炉：液泛现象，不利于气体流动，不利于电荷减少；(2)高炉外：渣罐、渣沟溢流、渣事故。42，(2)定义接口张力(边界):两个凝聚体接触的接口中粒子之间发生的张力。界面张力越小，新渣铁之间的相界面越容易形成，两相润湿程度越大，两相分离就越不容易。结论：边界/容易形成铁珠悬浮在渣中的乳状液。43，6。定义渣稳定性：渣特性(主要是熔体温度和