高Al2O3炉渣对高炉生产的影响

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:653

    1 引 言
  随着我国钢产业的迅速发展,对炼铁原料的需求日益扩大,进口矿粉已占相当数量。目前国内进口的矿粉主要是澳矿与印矿,这两种矿粉中Al2O3含量普遍偏高。山东泰山钢铁集团(简称泰钢)高炉炉渣中Al2O3含量平均在18.2%左右,最高时可达到22%。炉渣Al2O3含量高时炉渣的流动性和稳定性都将变差,易引起炉墙粘结与炉缸堆积,破坏高炉冶炼的正常进程,给高炉操作带来一系列的问题。如不制定科学的操作方针与方法,将引起炉况不顺,影响产量与质量。因此,Al2O3含量高的炉渣严重制约了高炉的正常生产。
    2 Al2O3含量对炉渣性能的影响
  Al2O3属于中性,但在高炉冶炼中可认为是酸性物质,其熔点是2050℃,在高炉冶炼中与SiO2混合后仍产生高熔点(1545℃)的物质,使渣铁流动性差,分离困难。当加入碱性物质如CaO或MgO后,尽管CaO的熔点是2570℃,MgO熔点是2800℃,但与SiO2和 Al2O3结合后生成低熔点(低于1400℃)的物质,在高炉内熔化,形成流动性良好的炉渣,使渣铁分离,保证高炉正常生产。
    2.1 Al2O3小于15%时能够改善炉渣的稳定性
  当Al2O3含量在5%~20%、MgO含量小于20%时,在CaO/SiO2约为1.0的区域里熔化温度较低;当Al2O3含量低时,随着碱度的增加,炉渣熔化温度增加较快;当Al2O3含量大于10%后,随碱度增加,熔化温度增高减缓,熔化温度区域扩大,炉渣粘度随碱度变化也减缓,炉渣稳定性增加。可以认为Al2O3的存在削弱了CaO/SiO2变化的影响。
    2.2 高Al2O3炉渣对高炉冶炼的不利影响
  Al2O3小于15%时能够改善炉渣的稳定性,有利于高炉操作,但炉渣中Al2O3含量一般在15%~18%,原因是高Al2O3炉渣难以熔化,并且粘度增大,流动性变差,会产生以下负面影响:
  (1)高Al2O3炉渣的初渣堵塞炉料间的空隙,使料柱透气性变差,增加气通过时的阻力。同时,该炉渣在高炉内易在炉腹部位的炉墙结成炉瘤,引起炉料下降不顺,形成崩料、悬料,破坏冶炼进程。[next]
  (2)由于高Al2O3炉渣过于粘稠,其终渣流动性差,不利于脱硫反应的扩散作用,脱硫效果变差。一般当Al2O3大于18%时,炉渣的脱硫能力大大降低。
  (3)高Al2O3炉渣终渣流动性差,容易堵塞炉缸,不宜从炉缸中流出,使炉缸壁结厚,缩小炉缸的体积,造成高炉操作上的困难。严重时还会引起风口和渣口的大量烧坏。
  (4)高炉炉渣中Al2O3含量在10%~15%时,有利于提高炉渣的稳定性,但当Al2O3含量继续升高时,炉渣的稳定性变差。炉温不足,其流动性急剧变差,不仅顺行不好,有时放渣出铁也会困难。因此当炉温不足时,极易引起炉缸炉温不足的渣铁堆积。
    3 对 策
  高炉炉渣中Al2O3含量高时,其流动性和稳定性变差,将严重制约高炉的正常冶炼,影响高炉顺行和产量的提高。但目前高炉炼铁原料供应紧张,短时间内无法得到根本的改善。因此,只有改善高炉操作,分析原燃料的各项性能对高炉的影响,综合探讨各种冶炼制度的适应性,制定合理科学的操作方针,使炉况稳定顺行,才能取得最佳的冶炼指标。
    3.1 适当降低炉渣碱度,提高炉温水平
  高炉炉渣中Al2O3含量在15%~18%时,炉渣的熔化温度明显上升,粘度增大,流动性变差,此时,若盲目降低炉温水平,追求低硅冶炼,极易造成炉缸堆积。当炉渣二元碱度CaO/SiO2约为1.0时,炉渣的流动性是最好的。炉渣的碱度降低不利于脱硫,为此应适当将炉温提高,使炉渣具有充足的物理热,满足炉渣的脱硫能力。这是高Al2O3炉渣冶炼实现高炉稳定顺行重要的手段。韶关钢铁集团公司根据其炉渣中Al2O3含量高的情况,实行中硅中硫操作,适当降低炉渣碱度至0.95~1.03,保证了炉渣具有良好的物理和化学性能,同时适当控制生铁中含硅在0.45%~0.65%,以保证炉渣物理热和脱硫能力,取得了较为理想的冶炼指标。
    3.2 适当提高鼓风动能,改善炉缸的工作状态
  下部调剂应保证合理的鼓风动能,使炉缸充分活跃,消除死区,减小高Al2O3炉渣因流动性变差引起炉缸堆积的可能性。泰钢450m3高炉因渣中Al2O3含量高炉况不稳,将¢110mm风口小套全部更换为¢105mm风口小套后,炉况逐步转顺,高炉利用系数由2.9t/m3.d提高到3.5t/m3.d。此外,应努力提高风温水平,泰钢450m3高炉月平均风温水平目前已达到1000℃。高风温能使炉缸热量充沛,因此在操作中应保证高风温利用水平。[next]
    3.3 提高入炉品位,降低渣量
  渣量的高低直接影响高炉软熔带的透气和透液性。渣量低时高炉的透气性得到改善,即使高炉的炉渣粘度较高,对料柱透气和透液性的影响也较小。
    3.4 适当提高渣中MgO的含量
  MgO高时会降低炉渣的粘度,改善炉渣的流动性,同时能提高炉渣的脱硫能力。当高炉炉渣中Al2O3含量高时,MgO的作用显得格外重要。一般渣中Al2O3含量大于15%时,将MgO的含量提至11%左右,炉渣的物理和化学性能会得到改善。
    3.5 提高入炉焦炭的强度和高温冶金性能
  焦炭是高炉内最重要的透气和透液物。随着冶炼强度的日益增强,高炉内软熔带焦层的作用越来越明显,是保持高炉内部透气性的关键。同时,在高炉的炉腹下部,焦炭粉化是造成高炉炉内下部透气性和透液性恶化的根源。因此,必须提高焦炭的强度和高温冶性能。
  焦炭在块状带以后要经历碳的熔损反应及越来越高的热作用,焦炭的表面结构遭到破坏,M40与M10等指标已失去作用,入炉焦炭在高炉下部具有好的反应强度(CSR)与低的反应性(CRI)是关键。入炉焦炭质量的改善在一定程度上减缓了炉渣中Al2O3含量高对高炉下部透气性的负面影响。
    3.6 加强入炉原燃料管理,减少入炉粉末量
  制定合理的筛分制度,严格落实,保证烧结矿、焦炭、球团、生矿的筛分质量。一是严格入炉料的槽位管理,严格控制小于5mm的低槽位现象;二是严格控制筛分速度;三是严格落实清筛网制度。
    4 结 论
  高炉炉渣中Al2O3含量高时,炉渣的流动性与稳定性都降低,脱硫能力下降,使高炉的透气性变差,易引起炉况不顺,且极易引起炉墙结厚与炉缸堆积等炉况失常现象。针对这种在短时间内无法根本改善原料的现状,只有制定科学、合理的操作制度,才能减小高Al2O3炉渣对高炉冶炼带来的不利影响,使高炉稳定顺行,取得优良的冶炼指标。

标签: 炉渣
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