第一章 高炉冶炼过程物理化学

1、熔剂作用：熔剂作用：（1）与矿石中的脉石及焦炭灰分作用生成低熔点）与矿石中的脉石及焦炭灰分作用生成低熔点炉渣，达到渣铁分离的目的。炉渣，达到渣铁分离的目的。（2）造成具有一定碱度及流动性良好的炉渣，达）造成具有一定碱度及流动性良好的炉渣，达到脱硫的目的。到脱硫的目的。高炉内发生气化反应的物质有：高炉内发生气化反应的物质有：1）还原产物：）还原产物：P、As、K、Na、Pb 、Zn、S等；等；2）还原中间产物：）还原中间产物：SiO；3）高炉内新生化合物：）高炉内新生化合物：SiS、CS等；等；4）由炉料带入的）由炉料带入的CaF2。FeOFeFeFe3O4Fe2O3还原中的赤铁矿球还原中的赤铁

2、矿球 所以，平衡气相中%CO和%H2也仅是温度的函数，作平衡气相中%CO-T或% H2-T关系图，得“叉子曲叉子曲线线” 。Fe2O3（举例）（举例）FeOFe3O4（ Fe3O4+Fe=4FeO）即由于铁的扩散，造成了铁的高即由于铁的扩散，造成了铁的高级氧化物的还原。级氧化物的还原。+COCO2Fe还原反应在界面上进行在实验分析中，上述理论式中的：u 未反应核半径 ri不易测得；u 改用容易测得的还原度 f 来代替。还原反应还原反应的推动力的推动力 ：任一时刻从矿粒中还原出的氧量占初始矿粒含氧：任一时刻从矿粒中还原出的氧量占初始矿粒含氧量的百分数。量的百分数。若：矿粒内氧的分布均匀，含氧密度

3、为若：矿粒内氧的分布均匀，含氧密度为0，则，则 f 可表示可表示为：为：f30030030301343434rrrrrf（2）压力）压力 界面反应控制时界面反应控制时 P P，还原气体浓度，还原气体浓度，使，使 R R ； 扩散控制时扩散控制时 P P 对对 R R 无影响；无影响； 复合控制时复合控制时 RP RP 0.50.5 不利于间接还原反应的进行。01r201rnr01 气孔率气孔率 化学反应控制时，影响较小；化学反应控制时，影响较小； 内扩散控制时，内扩散控制时，R R （主要指与外部环境连通的开口微气孔的数量）（主要指与外部环境连通的开口微气孔的数量）l 从从MnO2 Mn2O3

4、 Mn3O4 ，比铁氧化物还原容易，用，比铁氧化物还原容易，用CO间接还原，且反应不可逆。但从间接还原，且反应不可逆。但从Mn3O4 MnO 是可逆是可逆的，需要过量的的，需要过量的CO才能保证还原反应的进行。才能保证还原反应的进行。l 在高炉炉身上部即可将在高炉炉身上部即可将Mn氧化物全部还原为氧化物全部还原为MnO，且，且为放热反应，故冶炼为放热反应，故冶炼MnFe合金的高炉炉顶温度高达合金的高炉炉顶温度高达500700。而。而MnO与与FeO 相比，更难还原，在高炉内无法相比，更难还原，在高炉内无法由间接还原完成，而只能为直接还原。由间接还原完成，而只能为直接还原。)(%)(%MnOMn

5、KAMnOMn MnO的还原是强吸热反应，冶炼锰铁的焦比一般为的还原是强吸热反应，冶炼锰铁的焦比一般为14002000kgt-p。LMn = SiO2是较稳定的氧化物，在高炉中只能通过直是较稳定的氧化物，在高炉中只能通过直接还原，且还原率仅为接还原，且还原率仅为5%10%。还原，被铁水吸收还原，被铁水吸收氧化，进氧化，进入炉渣入炉渣LSi =耦合反应平衡常数铁矿石中的脉石和焦炭中的灰分铁矿石中的脉石和焦炭中的灰分（1）熔化性能）熔化性能熔化温度熔化温度及及熔化性温度熔化性温度1600钢水粘度：钢水粘度：0.0020.003PaS 炉渣中其它组分炉渣中其它组分: :当临当当时，产生泡沫渣、液泛现

6、象。时，产生泡沫渣、液泛现象。Q风口前燃烧，风口前燃烧，75%焦炭焦炭直接还原直接还原渗碳渗碳碳气化碳气化 风口喷吹的燃料（煤粉、重油、天然气等）风口喷吹的燃料（煤粉、重油、天然气等）要先吸热分解，然后再燃烧。要先吸热分解，然后再燃烧。（1）鼓风动能）鼓风动能E ：表示鼓风的穿透能力：表示鼓风的穿透能力v（1）以燃烧每千克碳为单位：）以燃烧每千克碳为单位： 2C+O2=2CO（2）以燃烧每）以燃烧每Nm3鼓风为单位鼓风为单位n 21. 与炼钢过程比较，高炉冶炼存在哪些对脱硫反应有利的条件？与炼钢过程比较，高炉冶炼存在哪些对脱硫反应有利的条件？n 22. K、Na循环富集对高炉冶炼有哪些危害？循环富集对高炉冶炼有哪