转炉渣控制及溅渣护炉技术

▪ 4、某厂回归（R=0 .8104）出的炉渣熔化性 温度与其成份的关系式：
▪ T（℃）=0.7498(MgO%)+4.5017(R)
▪
-10.5335(TFe%)+1582
FeO对S分配比的影响
石灰对硫分配比的影响
R对Ls的影响
三、炉渣的分融现象
▪ 随着温度的升高，溅渣层中的低熔点相先行 熔化，并缓慢从溅渣层中分离流出，使溅渣 层变薄，残留的岩相中高熔点物质（MgO、 C2S、C3S等）比例增高，当熔池温度达到 1600--1650℃时，残留物仍呈固体。这种现 象叫溅渣层的分熔现象。
▪ T FeO 10—12% (MgO) ～7.5—8% ▪ T FeO 12—16% (MgO) ～8—9% ▪ T FeO 16—20% (MgO) ～9—10%
溅渣时机的选择
▪ 为了使熔渣溅到炉壁上能迅速凝固，应在炉 衬表面温度较低时(1500℃)进行溅渣。温度 过低，不但影响转炉作业时间而且会降低渣 在炉衬上的了附着效果。
▪ 但是炉渣与钢液不同，钢液的熔化温度为 一个定值。而炉渣的熔化温度是一个温度区 间，从下面的凝固曲线上可以看出。
凝固曲线图
熔化温度的概念
3、氧化铁对炉渣熔点的影响
▪ 渣中FeO越高，其炉渣熔化性温度越低
MgO对炉渣熔点的影响
▪ 当渣中FeO为30%时，加入10%MgO可使熔 渣熔点下降100℃。
转炉渣控制及溅渣护炉技术
马春生
研究有关溅渣及护炉的基础理论
▪ 一、炉渣的基本组成： ▪ 1、三种理论：离子论、分子论、离子分子论。 ▪ 2、基本组成：因冶炼工艺、钢种、原材料不
同均有区别，但目前我国转炉钢的基本渣系 为CaO、SiO2、FeO、MgO渣系。当然还有 MnO、P2O5、 Al2O3、 S2O5等物质。
层薄，不均匀，甚至上部溅不上。 ▪ 3、溅渣时间长短。留渣量多，溅渣时间增长，
溅渣量增大。 ▪ 4、溅渣成本。留渣量太多，调渣剂成本增加。
溅渣层组成
▪ 1。高氧化铁炉渣：
▪
氧化镁
▪ 2。低氧化铁渣：
▪
硅酸二钙、硅酸三钙
渣子成分
▪ 为了保证良好的溅渣效果，并使溅渣层有耐 下一炉炉渣高温侵蚀的性能，可在出钢后根 据渣中FeO含量来调节渣中的MgO含量及炉 渣的粘度。
饱和溶解度受碱度和FeO含量影 响图
▪ 当初期渣R=1—2，渣中FeO含量10—40%时， MgO饱和溶解度较高。而且这个时候MgO含量的增 大可将炉渣的熔点急剧下降。因此：
▪ 1、初期渣要一次将MgO将入，可以促进化渣。
▪ 2、初期渣中碱度低，FeO含量高，MgO饱和溶解 度高，极容易使炉衬中MgO进入渣中。因此多加 MgO有两个重大意义：尽快化渣、提高碱度，和减 缓炉渣对镁碳砖侵蚀的重要措施。而这两个作用是 相互促进或相互恶化的
▪ 冶炼过程中，特别是考虑到钢—渣之间的化 学反应，MgO的含量一定要控制在接近饱和 溶解度值。绝不能超过其饱和溶解度，否则， 将会有固相MgO析出，使渣变稠，影响化学 反应进行。
溅渣护炉的发展
▪ 60—80年代，日本发明用白云石造渣工艺护 炉。
▪ 80年代，在加白云石基础上摇炉挂渣，护炉。 ▪ 1991年，美国LTV公司发明溅渣护炉技术。 ▪ 1994年，中国开始推广溅渣护炉技术。 ▪ 1998年，全面普及。
四、炉渣的粘度与流动性
▪ 炉渣粘度反映熔渣内部发生相对运动时各层 间的内磨擦力，它是炉渣影响钢、渣之间化 学反应动力学条件的一个重要指标。对于溅 渣护炉来说，熔渣粘度大，溅不上，粘度低， 溅上之后流淌。一般0.02—0.1PaS，相当于 机油。
▪粘度定义有，但在实际 生产中无法测定，可用 初始流动温度来表示。
▪ 影响溅渣效果的主要因素有： ▪ 1、搅动气体—氮氧的流量 ▪ 2、枪位 ▪ 3、留渣量 ▪ 4、溅渣时机 ▪ 5、炉渣的成份
枪位对溅渣量的影响
▪ 当枪位较低时，各部位溅渣量都较低，当提 高炉位时，溅渣量有所增加。当枪位增加到 一定数值时，溅渣量最大。继续提高枪位， 溅渣量反而下降。这是因为：枪位低时冲击 面积小，供给的能量大部分消耗在穿透和搅 拌渣池。枪位过高时，冲击面积大，射流冲 击强度低，每个渣滴得到能量少。理想的枪 位为0.6—0.7D。
各种成份变化范围
▪ CaO 45—55% ▪ MgO 2—11% ▪ MnO 2—8%
SiO2 10—20% FeOx 12—30% P2O5 0.5—2%
二、炉渣的熔化特性
▪ 1、溅渣层的抗高温侵蚀性能与炉渣的熔化温 度有关。越高越能抵抗下一炉冶炼后期高温 炉渣的侵蚀，因此必须了解其熔化特性。
理论依据
▪ 加白云石造渣：使渣中含MgO量达到6—8%， 使其进入饱和状态，减少炉衬中MgO向渣中 扩散。减轻炉渣在冶炼中对炉衬的侵蚀。提 高炉衬寿命。
▪ 溅渣护炉：使含有MgO、C2S、C3S量较高的 渣被溅挂在炉衬表面，凝固使形成耐火度较 高的溅渣层，保护炉衬少被侵蚀。
五、溅渣工艺参数的选择
氮气滞止压力或流量时对溅渣量的影 响
▪ 气体压力较小时，渣子获得的能量小，溅渣 量少，但气体压力超过设计值时不利于溅渣。
留渣量对溅渣的影响
▪ 当渣量增加，各部位获得溅渣量也增加。
根据水模试验得知：
▪ 合理的留渣量主要影响以下因素： ▪ 1、熔渣的可溅性。留渣量少，渣层薄。 ▪ 2、溅渣层的厚度与均匀性。留渣量少，溅渣
调渣
▪ 如果出钢后发现炉渣FeO含量过高，炉渣的粘度过 小，或渣中MgO含量过小，都应该调渣。因为MgO 的饱和熔解度与FeO含量Ｒ有关。故调渣可选择以 下三种途径：
▪ 1、降低渣中FeO。加脱氧剂如碳粉。 ▪ 2、增加炉渣碱度R。加CaO。 ▪ 3、增加渣中MgO含量。提高炉渣粘度，熔化性温
度。 ▪ 但都应该通过对炉渣的分析，经过计算来确定加入
石灰对粘度的影响
CaO+MgO对粘度的影响
MgO对初始温度的影响
氧化镁在炼钢渣中的饱和溶解度
▪ MgO在渣中的溶解度主要受以下因素的影响： ▪ 1、渣中FeO含量越高，MgO在渣中的熔解度
越大。 ▪ 2、炉渣碱度越小，MgO在渣中的溶解度越大。 ▪ 3、炉渣的温度越高，MgO在渣在溶解度越大。