含B2O3的Al2O3—Fe2O3基无氟复合造渣剂的试验研究.ppt

含B2O3的Al2O3—Fe2O3基无氟复合造渣剂的试验研究 杭钢转炉炼钢厂 马鞍山中冶高新技术公司 前言 造渣是转炉炼钢的关键操作之一，而快速成渣是造渣制度的核心。为了达到上述目的，传统方法是在转炉冶炼过程中使用萤石，但萤石对对大气和水资源的污染已不能容忍。因此必须用复合造渣剂取消萤石。 铁矾土中Al2O3和Fe2O3含量较高，并且资源丰富，价格低廉，故Al2O3—Fe2O3基复合造渣剂的开发，近来得到了重视。为了进一步改善Al2O3—Fe2O3基复合造渣剂的化渣效果，本文研究含B2O3的Al2O3—Fe2O3基无氟复合造渣剂快速造渣的可能性与机理。 1、试验条件与方法 试验在杭钢40 t转炉中进行。氧枪是4孔喷头，平均供氧强度4.0 m3/min·t；铁水化学成分（%）：Si 0.48、Mn 0.29、P 0.105；复合造渣剂主要化学成分（%）：Al2O3 18～23 Fe2O3 31～36 MnO 12～17 B2O3 1～5 。 试验在原工艺的基础上，取消“空白炉”的 原复合造渣剂，采用含B2O3的Al2O3—Fe2O3基无氟复合造渣剂，加入量6.5kg/t左右。加入方法是第一批复合造渣剂随第一批渣料一起加入，数量是总量的2/3左右。第二批余量在吹炼30%时（开吹4～5min）加入。 2、试验结果 14炉试验炉和同期13炉“空白炉”的情况见表1。从表1分析可见以下几点： 2.1 化渣快，起渣时间与原来工艺相比提29～ 54秒化渣。 2.2 全程化渣好，基本不喷溅、不“返干”。 2.3 与原来工艺相比，石灰消耗降低约12%；白云石消耗降低约8%。 2.4 钢铁料消耗比原来工艺降低5kg/t以上。 2.5 脱磷与脱硫率比原来工艺略有提高， 表1 试验数据一览表 3 关于Al2O3与B2O3促进化渣问题的讨论 试验用含B2O3的Al2O3—Fe2O3基无氟复合造渣剂与空白炉的复合造渣剂相比，显著差异是含有大量的Al2O3和少量的B2O3。为此本文重点讨论Al2O3与B2O3的促进化渣问题。 3.1 关于Al2O3促进化渣的作用 鞍山、唐山、安阳等钢铁公司先后进行了转炉应用铁矾土或铝矾土代替萤石化渣的试验研究，并一致认为：铁矾土或铝矾土都能促进化渣。本试验的结果也表明的确在转炉冶炼前期，提高炉渣（Al2O3）含量能促进快速化渣，探讨其机理如下： 3.1.1 Al2O3降低了炉渣的熔点 在转炉冶炼前期，炉渣碱度（w CaO/ w SiO）≤1.2，w（Al2O3）≤10%的情况下，随（Al2O3）含量的提高，熔点相应下降（见图1） 3.1.3 Al2O3降低了C2S的熔点，促进石灰熔解 在转炉冶炼前期，石灰一进入炉渣就在石灰外表产生难熔的2CaO·SiO2结壳阻碍了石灰的熔解。Al2O3能降低2CaO·SiO2的熔点（见图2）[7],使2CaO·SiO2外壳解体，促进石灰熔解。 3.1.4 Al2O3降低了炉渣黏度，提高石灰熔解速度 Al2O3降低炉渣黏度的原因是因为Al2O3与SiO2的光学碱度分别为0.61与0.48，也即Al2O3释放O2-的能力比SiO2的大，与网状、链状的络离子发生下列反应： 反应结果是络离子逐步解体成基本离子团（见图4），使炉渣黏度显著下降，石灰的熔解速度提高。 3.2 关于B2O3促进化渣的作用 3.2.1 炉渣熔点，随（B2O3）的增加而下降（见图5）。 3.2.2 B2O3含量越高，2CaO·SiO2在多元渣系中存在的区域越小（见图6）,有利于化渣。 3.2.3 随B2O3含量增加，使2CaO·SiO2熔点降低（见图2）。 3.2.4 由于在炼钢温度下，CaO与B2O3反应生成nCaO·B2O3的自由能比反应生成nCaO·SiO2的自由能低（见图7） 3.2.5 随（B2O3）含量增加，炉渣黏度相应下降有利于快速化渣（见图8） 。 使炉渣黏度相应下降主要原因是炉渣熔点降低所致。因为均匀性的炉渣，它的黏度服从牛顿黏滞液体的规律。温度的提高，质点的热振动加强或质点的键分裂，增加了络离子解体的几率，因而黏度下降。 4、结论 （1）理论的探讨表明B2O3和Al2O3能促进快速造渣。实践也证实，含B2O3的Al2O3—Fe2O3基无氟复合造渣剂是可以代替萤石快速造渣的。其冶金特性良好：全程化渣好；基本不