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萤石对高炉冶炼的影响

日期:2018-08-22 15:19 人气:
        大家都知道,萤石是高炉的洗炉剂,因为高炉中加入萤石可以改善炉渣的流动性,达到洗炉的目的,很多厂家也是这样做的,但是加入过量萤石会不会产生什么不良影响?这里提出这样的命题,也许会贻笑大方,然而,诸多的实践经验表明,高炉配加萤石后,特别是大量配加萤石后,其产生的危害有时往往大于其所产生的洗炉效果,调剂不当时,往往适得其反,给高炉冶炼带来严重的后果,记得中医有句谚语说,是药三分毒,其实配加萤石对于正常的高炉冶炼又何偿不是在吃药呢,那么,它的毒性在哪里呢,我们慢慢的分析,.
 
配加萤石后炉渣的特性
 
 
1) 初渣特点:
 
        首先,我们知道,萤石能够改善炉渣的流动性,是氟化钙的作用,氟化钙熔点较低,高炉配加萤石后,其初渣形成的位置也与炉内温度分布有关,一般在温度于于1000度时,约在炉身中部,就有渣球或块状初渣出现,至炉身下部渣量稍有增加,在炉腹部位大量出现,因为CaF的存在,所以初渣是以CaO--CaF 及 CaO--CaF--FeO 型出现,而非一般初渣的CaO--SiO2--FeO型,从矿物组成看,初渣中熔点高,流动性差的硅酸钙大量减少,而大量存在着易熔的CaF及钙铁橄榄石组成的物质,因此其流动性是很好的,在1250度时,其粘度不超过5泊.初渣流动性好也是高炉顺行的主要原因.
 
        其次,初渣中FeO含量高,据高炉实测试样分析,其FeO含量高达30-40%,大大高于正常冶炼时初渣亚铁含量,而初渣中FeO以自由状态存在,这种初渣流到高温区时,会发生大量的直接还原,产生强列的吸热作用.同时,液态FeO流过焦炭表面,在发生迅速的直接还原后,小料铁滴与碳有较大的接触面积和渗炭机会,从而出现过共晶生铁,(从铁碳相图知道,当生铁含碳量在4.3%时,其熔点最低,形成共晶生铁).过共晶生铁到达炉缸时,极易于再析出石墨碳,使炉缸很容易出现石墨碳堆积,而出铁时如果炉温不太低时,出铁场内也会石墨碳飞扬,影响环境,
 
2) 终渣特点
 
        首先,加萤石冶炼时,其终渣中含有较高的氟化钙,流动性良好,渣中FeO以自由态存在,还原较彻底,终渣中FeO含量较低,一般仅0.2-0.4%.含氟炉渣具有比重大,热焓高,导电导热性好的特点,所以当用渣罐运输熔渣时,渣罐易产生热变形,热应力大,渣罐寿命比较短,当冲水渣时,极易下沉发生放炮事故.
 
        其次,含氟的炉渣对硅铝质耐火材料有强烈的侵蚀作用,这种侵蚀的机理是:
 
4CaF2+2SiO2----4CaO+2SiF4
 
3CaF2+Al2O3----3CaO+2AlF3
 
        生成的SiF4, AlF3以气态挥发,耐火砖被选择性的侵蚀成蜂窝状组织,很快被破坏,氟化钙量越高侵蚀作用越大,实践中摸索出碳砖能抵抗含氟渣的侵蚀,但风口漏水对炉缸炭砖能产生较大的损坏.
 
配加萤石后高炉冶炼的特点
 
 
1) 顺行良好,一般不易悬料,当风温大幅度增加时不会导致难行,
 
2) 不适合冶炼铸造铁或者维持偏高的炉温,因其存在过共晶生铁,在炉缸易析出石墨炭产生炉缸石墨炭堆积.
 
3) 渣碱度的先择,渣碱度过低,加强对炉衬的侵蚀,因渣中含有氟化钙,化验室做出的炉渣碱度并不代表炉渣的实际碱度,因化验室做出的钙换算成氧化钙后,实际上把氟化钙中的钙也当做氧化钙了,所以其碱度并不真实.生产中常用自由碱度表示,
 
配加萤石冶炼对高炉的危害
 
 
1) 炉衬侵蚀严重,前面已有所述,这里不再详述.
 
2) 产生炉缸堆积
 
        由于配加萤石后,炉渣熔点低,易导致炉缸热量不足,实测配加萤石后在相同含硅量的铁水,铁水温度也低100-150度.所以极易因炉缸热量不足而产生堆积,另一方面,过共晶现象的产生,使生产含碳量升高,容易产生石墨碳堆积,,结果表现为渣口带铁多,出铁时见渣早,低压与休风时极易发生大灌渣事故,渣口易烧坏等.
 
3) 风口大量破损
 
        风口破损的原因有不同的说法,有代表性的解释是渣皮论,它认为高温铁液直接与风口接触,是风口烧坏的主要原因,在正常冶炼时,由于风口冷却作用,在其外壁上生成了一层渣铁保护层,渣皮隔离了高温液铁对风口的直接侵蚀,渣皮处于动态平衡.而当配加萤石后,由于氟化钙的作用,炉渣流动性良好,风口外壁不易形成稳定的渣皮,故经受不了铁流的冲击而烧坏,多在风口外上部.实践经验表明,当炉渣中含氟越高,炉温,碱度波动越大,边缘行程发展时,风口破损最多.
 
实际生产中的实例
 
 
        笔者于年初曾有幸在安阳某铁厂做了五个月的工长,该厂可能是传统的问题,习惯于加萤石,动辄加萤石以改善炉渣流动性,甚至无论炉长主任都可以随意的配加萤石,确实,配加萤石后,炉况顺行,炉渣流动性良好,无论是工长还是炉前工都皆大欢喜,然而接踵而来的问题是,该厂风口破损严重,正常生产中,几呼时常有控水的风口存在,风口寿命很短,并在四月份因风口大量漏水,产生炉凉,被迫休风更换时产生大灌渣形成炉缸冻结.损失惨重,而且据说,其上代炉子就是因为风口大量破损而被迫停炉大修的,当然,之前是否也长期配加过萤石我无从得知,然而就我五个月的经历来看,其风口破损的主要原因应该就是长期配加萤石的结果,因为实在从其它方面找不出原因, 当然这也还需要去在实践中不断的验证.
 
 
结语:
 
 
1萤石是药,不是正常生产所必须的,是药就会有三分毒性,生产中应慎用,正象大麻,让你产生快乐的时候,也在慢慢的毒害你的身体,
 
2迫不得已配加萤石时,应掌握好炉温碱度的变化,避免大的波动,并坚决杜决长时期的配加萤石,
 
3配加萤石时,保证充分的中心气流,减少渣皮的频繁脱落是防止风口损坏有效措施.
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