炼钢炉渣
炼钢炉渣
• （2）碱性渣中，CaO超过40-50%后，随CaO增加，黏度也随之增加。 • （3）SiO2在一定范围内增加，能降低碱性渣的黏度，但SiO2含量超
过一定值，则使熔渣变黏。
• （4）增加FeO含量，渣黏度显著降低。 • （5）MgO 在碱性渣中对黏度影响很大，当MgO浓度超过9%-10%时，
• 1、炉渣的组成 • 以金属氧化物为主,并含有少量的硫化物和氟化物。 • 氧化物可归纳为以下三类: • 1)碱性氧化物，主要是RO型氧化物,如CaO、MgO、
MnO、FeO等。 • 2)酸性氧化物，主要是SiO2和P2O5,其他还有TiO2、
V2O5等。 • 3)中性氧化物，R2O3型氧化物,如Al2O3、Fe2O3、
二、炉渣的化学性质
• 1、炉渣的碱度 • 熔渣的碱度即熔渣中碱性氧化物浓度总和与酸性氧化
物浓度总和之比称之为熔渣碱度，常用符号B表示。 • 炉渣去除硫、磷的能力、炉渣对钢液的氧化和还原能
力以及防止钢液吸收气体等都与炉渣的碱度有关。 • 碱度的常见表示方法： • 1) 炉料中含磷较低时(铁水[P]<0.3%),用碱性最强的
会破坏渣的均匀性，使熔渣变黏。
• （6）Al2O3具有稀释碱性渣的作用。 • （7）CaF2能降低熔渣的黏度。 • （8）炉渣中颗粒物增加，会使熔渣黏度增加。 • （9）温度升高，熔渣的黏度降低。
• 3、炉渣的表面张力 • 表面张力就是生成1平方厘米新表面(或界面)
所需要做的功。泡沫渣的形成,炉渣对非金属 夹杂物的吸收以及钢与渣的分离等，都与炉渣 的表面张力有关。
渣具有脱磷、脱硫能力，而碱性还原渣则有很强脱氧 能力。
第二节 炉渣结构
• 在研究炉渣的基本性质和以后分析炉渣—金属反应时, 一律采用分子理论作为依据。
炉渣的分类
炉渣的分类炉渣是指在冶金过程中产生的固体废物，它是由金属熔炼或矿石冶炼过程中所产生的一种残留物。
根据其来源和性质的不同，炉渣可以分为多种类型，下面将对几种常见的炉渣进行分类介绍。
一、高炉炉渣高炉炉渣是指在高炉冶炼中产生的废渣，主要包括炉渣、渣铁和渣钢。
炉渣是炉内金属熔炼过程中的副产物，它主要由氧化物、硅酸盐等组成。
炉渣的主要功能是吸收非金属杂质，提高金属纯度。
渣铁是指炉渣中含有的未完全还原的铁，而渣钢则是指炉渣中含有的未完全还原的钢。
二、转炉炉渣转炉炉渣是指在钢铁冶炼过程中产生的废渣，主要包括转炉炉渣和钢渣。
转炉炉渣是指在转炉炼钢过程中形成的一种残留物，它由氧化物、硅酸盐等组成。
转炉炉渣的主要功能是吸收非金属杂质，提高钢的纯度。
钢渣是指钢水中含有的未完全还原的渣珠，它主要由氧化物、硅酸盐等组成。
三、电炉炉渣电炉炉渣是指在电炉冶炼过程中产生的废渣，主要包括电炉炉渣和钢渣。
电炉炉渣是指在电炉冶炼过程中形成的一种残留物，它由氧化物、硅酸盐等组成。
电炉炉渣的主要功能是吸收非金属杂质，提高钢的纯度。
钢渣是指钢水中含有的未完全还原的渣珠，它主要由氧化物、硅酸盐等组成。
四、冶炼渣冶炼渣是指在金属冶炼过程中产生的废渣，主要包括铝渣、铜渣、锌渣等。
铝渣是指在铝冶炼过程中形成的一种残留物，它由氧化物、硅酸盐等组成。
铜渣是指在铜冶炼过程中形成的一种残留物，它主要由氧化物、硅酸盐等组成。
锌渣是指在锌冶炼过程中形成的一种残留物，它由氧化物、硅酸盐等组成。
五、矿石渣矿石渣是指在矿石冶炼过程中产生的废渣，主要包括矿石渣、尾矿渣等。
矿石渣是指在矿石冶炼过程中形成的一种残留物，它由氧化物、硅酸盐等组成。
尾矿渣是指在选矿过程中产生的一种残留物，它主要由氧化物、硅酸盐等组成。
根据炉渣的来源和性质不同，可以将其分为高炉炉渣、转炉炉渣、电炉炉渣、冶炼渣和矿石渣等几种类型。
每种类型的炉渣都具有各自的特点和用途，在冶金行业中起着重要的作用。
炼钢炉渣的主要成分
炼钢炉渣的主要成分
炼钢过程中，由于炉内反应的存在，导致产生大量的炉渣。
这些炉渣通常被称为高炉渣、转炉渣、电炉渣等。
炼钢炉渣的主要成分包括：
1. 矽酸钙（CaO·SiO2）
矽酸钙是炉渣中占比较大的一种化合物，通常占70%~80%左右。
矽酸钙在炉渣中的作用主要有两个方面：一是矿渣的液相性和流动性受到矽酸钙的控制，扮演着结构胶凝剂的角色；二是矽酸钙对炼钢环境的影响较大，它可与FeO形成液态硅酸盐，稳定钢水中的氧化铁，同时也能稳定氧化钙、氧化镁等杂质。
2. 氧化铁（FeO）
炼钢过程中，钢中的氧化铁会随着炼制的进行被转移到炉渣中，从而形成炉渣中的主要成分之一。
炉渣中的氧化铁含量不仅对炼钢质量和生产效率有着显著的影响，而且还是脱硫和炉渣还原的重要原料。
当炉渣中氧化铁的含量较低时，可以通过添加铁矿石、废钢等方法来提高氧化铁的含量。
氧化钙在炉渣中的主要作用是增强矿渣的碱性，从而有利于稳定炉渣并提高其脱硫效率。
此外，氧化钙还可与氧化铁等杂质发生化学反应，减少其影响。
磷酸钙通常是由添加的磷矿石和氧化钙反应而成的一种化合物。
磷酸钙在炼钢中有着重要的作用，它能够稳定炉渣和钢水中的磷含量，从而保证炼钢的质量。
同时，磷酸钙也是炉渣脱硫的主要原料之一。
综上所述，炼钢炉渣的主要成分包括矽酸钙、氧化铁、氧化钙、磷酸钙和氧化镁等化合物。
这些化合物不仅可以稳定炼钢环境和脱硫效率，还能够提高炼钢的质量和生产效率。
炉渣的作用
第一节炼钢炉渣一、炉渣的来源、组成和作用1．炉渣的来源炉渣又叫熔渣，是炼钢过程中产生的。
炉渣的主要来源有：1) 由造渣材料或炉料带入的物质。
如加入石灰、白云石、萤石等，金属材料中的泥沙或铁锈，也将使炉渣中含有（FeO）、（SiO2）等。
这是炉渣的主要来源。
2) 元素的氧化产物。
含铁原料中的部分元素如Si、Mn、P、Fe等氧化后生成的氧化物，如Si02、Mn0、Fe0、P205等。
3) 炉衬的侵蚀和剥落材料。
由于高温、化学侵蚀、机械冲刷等方面原因使炉衬剥落，则耐火材料进入渣中。
4）合金元素脱氧产物及炉渣脱硫产物。
如用Al脱氧化生成的（Al2O3），用Si脱氧生成的（SiO2），以及脱硫产物（CaS）等。
2．炉渣的组成化学分析表明，炼钢炉渣的主要成分是：Ca0、Si02、Fe203、Fe0、Mg0、P205、Mn0、CaS 等，这些物质在炉渣中能以多种形式存在，除了上面所说的简单分子化合物以外，还能形成复杂的复合化合物，如2Fe0·Si02、2Ca0·Si02、4Ca0·P205等。
3．炉渣的作用炼钢过程中熔渣的主要作用可归纳成如下几点：1)通过调整炉渣的成分、性质和数量，来控制钢液中各元素的氧化还原反应过程，如脱碳、脱磷、脱氧、脱硫等；2)吸收金属液中的非金属夹杂物；3)覆盖在钢液上面，可减少热损失，防止钢液吸收气体；4)能吸收铁的蒸发物，能吸收转炉氧流下的反射铁粒，可稳定电弧炉的电弧；5)冲刷和侵蚀炉衬，好的炉渣能减轻这种不良影响，延长炉衬寿命。
由此可以看出：造好渣是实现炼钢生产优质、高产、低消耗的重要保证。
因此实际生产中常讲：炼钢就是炼渣。
二、炉渣的化学性质和物理性质熔渣的化学性质主要是指熔渣的碱度、氧化性和还原性。
熔渣的物理性质主要是指炉渣的熔点和黏度。
为了准确描述反应物和产物所处的环境，规定用“[ ]”表示其中的物质在金属液中，“( )”表示在渣液中，“{ }”表示在气相中。
钢铁厂炼钢渣处理管理制度
钢铁厂炼钢渣处理管理制度1. 概述钢铁生产过程中产生的渣（包括钢渣、炉渣、废渣等）对环境和资源造成严重影响。
为了合理、安全地处理和利用这些渣，提高炼钢产业的可持续发展水平，本文制定了钢铁厂炼钢渣处理管理制度。
2. 渣的分类和处理2.1 钢渣的分类钢渣主要包括氧化物、金属和非金属等成分。
根据成分的不同，可将钢渣分为氧化物渣、金属渣和废渣等几个主要类别。
2.2 渣的处理原则渣的处理应遵循“减量化、资源化、无害化”原则。
通过减少产生量、提高资源利用率和改善处理方式，实现对渣的最佳管理和利用。
3. 渣的处理流程3.1 渣的收集和分类钢铁厂应设置专门的渣料堆场，统一收集钢炉渣、炉渣和废渣等渣料，并进行分类，便于后续处理和利用。
3.2 渣的处理方法渣的处理方法包括物理方法、化学方法、热处理和微生物处理等。
根据渣的性质和处理要求，灵活选择合适的处理方法。
3.3 渣的资源化利用渣可通过回收利用、固化处理、矿山填埋等方式实现资源化利用。
在资源化利用过程中，需要严格控制渣料中有害物质的排放。
4. 渣的处置与监测4.1 渣的处置处置无法资源化利用的渣时，应按照环保法律法规规定，选择安全合规的处置方式，减少对环境和人体健康的影响。
4.2 渣的监测定期对钢铁厂的炼钢渣处理过程进行监测，包括渣的生成量、处理效果等指标。
并对排放的废气、废水等进行监测，确保排放符合环保标准。
5. 渣处理管理责任钢铁厂应设立炼钢渣处理管理责任人，负责制定和执行渣处理管理制度，确保渣的合规处理和资源化利用工作落实到位。
6. 培训和宣传钢铁厂应定期组织渣处理管理培训，提高员工的渣处理意识和技能。
并通过内部和外部渠道宣传渣的合理处理和利用的重要性，促进企业和社会的环境保护意识。
7. 监督和检查监管部门应加强对钢铁厂炼钢渣处理工作的监督和检查，确保渣处理工作符合法律法规和标准要求。
8. 总结钢铁厂炼钢渣处理管理制度是促进炼钢渣资源化利用、减少环境污染的重要措施。
转炉炼钢造渣制度
转炉炼钢造渣制度转炉炼钢是一种常见的炼钢工艺，其主要特点是能够利用废钢资源，减少环境污染，提高钢铁生产效率。
然而，在转炉炼钢过程中，会产生大量的渣，如果不进行合理的处理，不仅会浪费资源，而且还会对环境造成污染。
为了解决这个问题，炼钢企业引入了造渣制度。
造渣制度是指在转炉炼钢过程中，对产生的渣进行统一集中处理的一套规范化管理措施。
根据该制度的要求，炼钢企业必须设立渣料收集区域，并配备相应的设备和人员，对渣进行分类、贮存和运输。
首先，根据不同的渣种，炼钢企业需要将渣进行分类。
常见的渣种包括钢渣、炉渣和渣滓等。
钢渣是指在转炉炼钢过程中产生的含有铁元素的固体废物，它通常可以作为原料再利用。
炉渣是指在炼钢过程中，产生的富含硅、锰、钙等元素的残渣。
而渣滓则是其他废渣，如烧结矿结垢、清扫灰尘等。
对这几种不同的渣料，炼钢企业需要进行打包、标记，并存放在指定的区域。
其次，炼钢企业需要配备专门的储存设施。
根据渣料的不同特点，储存设施可以有不同的形式，如罐式、仓储式、临时储料区等。
高温炉渣需要用水进行冷却，以避免热量释放，另外，对含铁的钢渣也需要进行湿法处理，以降低重金属的溶解度，防止对环境造成污染。
对于危险废渣，炼钢企业还要按照相关规定进行专门的处理。
最后，炼钢企业需要制定规范的运输管理制度。
渣料是通过专门的运输车辆进行运输，所以炼钢企业需要制定运输路线，避免对周边环境和居民产生不良影响。
运输车辆应保证车厢内渣料不泄漏，以确保道路清洁。
另外，对于长期储存的渣料，企业还需定期进行检测和检修，确保其安全性。
转炉炼钢造渣制度的实施有助于提高钢铁生产效率、减少环境污染和资源浪费。
通过分类、贮存和运输管理，可以减少对造渣过程中的污染物排放，保护环境；并且还可以实现废钢资源的最大化利用，节约原材料，降低生产成本。
因此，炼钢企业应积极引入造渣制度，加强对渣料的管理和处理，推动转炉炼钢工艺的可持续发展。
转炉炼钢是一种高效、环保的钢铁生产工艺，利用其炼钢原理，可以将废钢重新回收利用，有助于降低原材料成本、减少能源消耗，并且减少环境污染。
炼钢渣CaO-SiO2-FeO三元系相图
CaO-SiO2-FeO相图
碱性炼钢炉渣的基本相图，同时 也是大多数有色冶金炉渣（如炼 铜炉渣、炼锡炉渣）的相图。 稳定化合物：CS C2S F2S CFS 不稳定化合物：C3S2 C3S；SiO2 CS C2S “―•―”表示晶型转变线
CaO-SiO2-FeO相图
√冶金炉渣的组成范围：图中CS与F2S联结线上靠近铁橄榄石的 一个斜长带状区域是该三元系熔化温度比较低的区域。如图示 熔化温度最低点位于45％FeO、20％CaO、35％SiO2附近， 约为1093℃。以此点为核心向周围扩展的低熔点区域，都是可供 选用的三元冶金炉渣的组成范围。如图示
利用炼钢炉渣提取稀土的工艺流程与经济效益评估
利用炼钢炉渣提取稀土的工艺流程与经济效益评估随着工业化的快速发展，稀土元素在现代社会中的应用越来越广泛。
稀土作为重要的战略资源，对于国家的发展至关重要。
而炼钢炉渣作为一种常见的工业废料，其含有大量的稀土元素，因此对其进行稀土提取具有重要的意义。
本文将介绍利用炼钢炉渣提取稀土的工艺流程，并对其经济效益进行评估。
一、工艺流程1. 炉渣预处理炉渣预处理是提取稀土的关键步骤之一。
首先，将炉渣进行破碎和粉碎，以增加反应表面积。
然后，采用酸浸法或碱浸法进行溶解，将稀土元素溶解出来，形成稀土溶液。
2. 溶液净化稀土溶液中通常含有一定量的杂质，如铁、铝等。
为了提高稀土的纯度，需要对溶液进行净化。
常用的净化方法包括溶液中加入络合剂和溶剂萃取等。
3. 稀土沉淀通过添加适量的沉淀剂，将稀土元素从溶液中沉淀出来。
然后，通过离心或过滤等操作，将沉淀物从溶液中分离出来。
4. 沉淀物处理沉淀物中含有大量的稀土元素，需要进行进一步处理。
常见的处理方法包括干燥、煅烧、浸渍等，以得到稀土氧化物或稀土盐等。
5. 稀土产品制备通过进一步的加工工艺，将稀土氧化物或稀土盐制备成所需的稀土产品，如稀土磁体、稀土催化剂等。
二、经济效益评估稀土提取工艺的经济效益评估主要包括投资成本、生产成本和市场收益等方面的考虑。
1. 投资成本稀土提取工艺需要建立相应的生产设备和设施。
投资成本主要包括设备采购、厂房建设、人工及杂费等。
此外，还需要考虑技术改造和环境治理等方面的成本。
2. 生产成本生产成本包括原材料成本、能源消耗、生产工艺费用等。
稀土提取过程中，对于原材料的选择和使用，以及能源的合理利用都会对生产成本产生重要影响。
同时，生产工艺的改进和优化也可以降低生产成本。
3. 市场收益稀土作为一种重要的资源，在国内外市场上有着广泛的需求。
稀土产品的市场价格波动较大，与供需关系、国际形势等因素密切相关。
因此，进行稀土提取时需要关注市场需求和供应情况，以保证稀土产品的市场收益。
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学习炼钢炉渣的来源、组成和作用，钢中元素氧化的规律及铁、硅、锰的氧化情况，硫对钢性能的影响，炉渣脱硫的基本反应和条件，氧在钢中的危害及脱氧的任务，元素的脱氧能力及各种脱氧方法的的特点，钢中气体、夹杂物对钢性能的影响，减少钢中气体和减少钢中夹杂物的途径。
第一节炼钢炉渣
一、炉渣的来源、组成和作用
1．炉渣的来源
炉渣又叫熔渣，是炼钢过程中产生的。
炉渣的主要来源有：
1)由造渣材料或炉料带入的物质。
如加入石灰、白云石、萤石等，金属材料中的泥沙或铁锈，也将使炉渣中含有（FeO）、（SiO
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）等。
这是炉渣的主要来源。
2)元素的氧化产物。
含铁原料中的部分元素如Si、Mn、P、Fe等氧化后
生成的氧化物，如Si0
2、Mn0、Fe0、P
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等。
3)炉衬的侵蚀和剥落材料。
由于高温、化学侵蚀、机械冲刷等方面原因使炉衬剥落，则耐火材料进入渣中。
4）合金元素脱氧产物及炉渣脱硫产物。
如用Al脱氧化生成的（Al
2O
3），
用Si脱氧生成的（SiO
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），以及脱硫产物（CaS）等。
2．炉渣的组成
化学分析表明，炼钢炉渣的主要成分是：Ca0、Si0
2、Fe
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、Fe0、Mg0、P
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、
Mn0、CaS等，这些物质在炉渣中能以多种形式存在，除了上面所说的简单分子化
合物以外，还能形成复杂的复合化合物，如2Fe0·Si0
2、2Ca0·Si0
2
、4Ca0·P
2
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等。
3．炉渣的作用
炼钢过程中熔渣的主要作用可归纳成如下几点：
1)通过调整炉渣的成分、性质和数量，来控制钢液中各元素的氧化还原反应过程，如脱碳、脱磷、脱氧、脱硫等；
2)吸收金属液中的非金属夹杂物；
3)覆盖在钢液上面，可减少热损失，防止钢液吸收气体；
4)能吸收铁的蒸发物，能吸收转炉氧流下的反射铁粒，可稳定电弧炉的电弧；
5)冲刷和侵蚀炉衬，好的炉渣能减轻这种不良影响，延长炉衬寿命。
由此可以看出：造好渣是实现炼钢生产优质、高产、低消耗的重要保证。
因此实际生产中常讲：炼钢就是炼渣。
二、炉渣的化学性质和物理性质
熔渣的化学性质主要是指熔渣的碱度、氧化性和还原性。
熔渣的物理性质主要是指炉渣的熔点和黏度。
为了准确描述反应物和产物所处的环境，规定用“[ ]”表示其中的物质在金属液中，“( )”表示在渣液中，“{ }”表示在气相中。
1．炉渣的化学性质
(1)熔渣的碱度炉渣中常见的氧化物有酸、碱性之分，其分类如下：
碱度是指炉渣中碱性氧化物与酸性氧化物浓度的比值，用“R”来表示。
碱度是判断熔渣碱性强弱的指标。
去磷、去硫以及防止金属液吸收气体等都和熔渣的碱度有关，因此碱度是影响渣、钢反应的重要因素。
的数量最多，约为渣量的60％以上，所以在熔由于熔渣中Ca0和Si0
2
浓度之比表示熔渣的碱度，即：
渣含磷不高时，常以Ca0与Si0
2
R
若炉渣中含磷量较高，也可以表示为：
R
根据碱度高低，熔渣可分为三类：
1) R<1酸性渣
2) R=1 中性渣
R<1．5低碱度渣
3) R>1碱性渣 R=1．8～2．2 中碱度渣
R>2．5高碱度渣
(2)熔渣的氧化性炉渣的氧化性是指熔渣所具备的氧化能力的大小。
它对炼钢过程中的成渣速度、去磷、去硫、喷溅、金属收得率和终点钢水含氧量等均有重大影响。
根据炉渣的分子理论，Fe0能同时存在于渣—钢之中，并在渣—钢之间建立一种平衡(FeO)/ [FeO]，所以一般认为渣中的氧是通过Fe0传递到钢液中的。
因而熔渣中的FeO含量便可代表熔渣所具备的氧化能力的大小，即熔渣的氧化性通常用渣中氧化亚铁总量乏(Fe0)表示。
渣中氧化铁含量即渣的氧化性，它对熔渣的反应能力及物理性能有重要的影响。
转炉熔渣Fe0过低，造渣困难，炉渣的反应能力低。
熔渣Fe0过高，又会造成喷溅，增加金属损失及炉衬侵蚀。
因此，渣中氧化铁的含量应适当，在转炉冶炼过程中，一般控制在10％～20％为好。
(3)熔渣的还原性熔渣的还原性和氧化性是炉渣的同一种化学性质的两种不同说法。
在碱性电弧炉还原期操作中，要求炉渣具有高碱度、低氧化性、流动性好的特点，以达到钢液脱氧、去硫和减少合金元素烧损的目的。
所以应降低渣中的Fe0，提高渣的还原性。
电弧炉还原期出钢时，一般要求渣中的Fe0质量分数应小于0．5％，以满足出钢时对渣还原性的要求。
2．熔渣的物理性质
(1)熔渣的黏度黏度是表示熔渣内部各部分质点间移动时的内摩擦力的大小。
黏度的单位是泊(P)，1P=0．1Pa·S(帕·秒)。
黏度与流动性正好相反，黏度低则流动性好。
冶炼时，若熔渣的黏度过大，则物质在钢液及熔渣之间的传递缓慢，不利于炼钢反应的迅速进行；但若黏度过小，又会加剧炉衬的侵蚀。
所以在炼钢时，希望获得适当黏度的炉渣。
影响熔渣黏度的主要因素是熔渣成分和温度。
凡是能降低炉渣熔点的成分均可以改善熔渣的流动性，降低渣的黏度；熔池温度越高，渣的黏度越小，流动性越好。
实际操作中，黏度的调节主要是靠控制渣中的Fe0、碱度和加入萤石等来实现的。
(2)熔渣的熔点熔渣是多元组成物，成分复杂，当它由固相转变成液相时，是逐渐进行的，不存在明显的熔点，其熔化过程有一个温度范围。
通常熔渣的熔点是指炉渣完全转变成均匀液体状态时的温度。
不同的氧化物和复合氧化物的熔点是不同的，炉渣中各种氧化物的熔点见表8—1。
表8—1 炉渣中各种氧化物的熔点
炉渣中最常见的氧化物大部分都有很高的熔点。
炼钢温度下，这些氧化物很难熔化。
但实际上，它们相互作用生成了各种复杂化合物，这些化合物的熔点低于原氧化物的熔点，从而降低了熔渣的熔点。
降低炉渣熔点的主要措施
是：加入一定的助熔剂，如矿石(Fe
20
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)、萤石(CaF
2
)等，以便形成低熔点的多元
系化合物。