氧气顶吹转炉合理的白云石造渣制度.pdf_大学文库

D0I:10.13374/j.issn1001053x.1980.0M.016 北京铜铁学院学报 1980年第4期氧气顶吹转炉合理的白云石造渣制度炼钢教研室刘刚摘要为了弄清白云石造渣的机理，根据CaO-SiO2-FeOn,MgO-SiO2-FeOn, MgO-CaO-SiO2,MgO-CaO-Fe0n四个三元系所形成的CaO-MgO-FeOn- SiO,四元系统来采用MgO初次相容积界面设计所谓四元空间“低熔点”MgO 地和相图，并且用多次平行四面体棱投影法绘制了平面相图。在这个相图中，发现了一根K-L临界线的存在。在这个线以上的炉渣组成的液限温度是随MgO含量的增加而提高，而在这个线以下的则相反。在实验室中进行试验也证明了这个临界线的真实性。讨论了相图与实际生产的关系。应用这个相图，可以在氧气项吹转炉炼钢生产中，对白云石的加入量和加入时间以及炉渣的岩相检验具有重要的参考意义。一、前言· 氧气顶欧转炉使用白云石造渣对延长炉衬寿命，在国内外均已取得成效。但由于炉渣内在的一些机理尚未完全掌握，加之我国实际生产中计量制度亦未严格执行，以致造成实际生产中造渣制度比较混乱。或者使用白云石量过多造成终渣渣料熔化不完全，甚至炉底上长，或者渣量过大，浪费造渣材料和热能。此外，白云石加入时间以及加入县各厂也极不一致。因此，我们必须在这方面加以研究。尤其是渣量过大，已经成了突出的问题。目前我国现场实际生产每吨钢的渣量最高达到二百公斤以上，一般在一百六十公斤左右，极少低于一百三十公斤。而国外先进标准渣量达到一百公斤以下。而我们每造一公斤炉渣大约需要消耗石灰 0.47公斤，白云石0.06公斤，金属铁（以氧化铁形式）0.154公斤，热量3223.7大卡。全国每年生产数千万吨钢，如果造渣控制不严，渣量超过合理与必要程度，势必造成极火的浪费。因此，合理的造渣制度不仅可以促使炼钢过程的顾利进行，丽山具有重人的经济意义。二、合理造渣制度的几点要求什么是合理的造渣制度？我们认为合理的造渣制度应该达到下面的要求： 1.炉渣的化学组成既要保证脱磷、脱硫的顺利进行，义要减少炉衬的侵蚀： 2.充分利用热能，原材料消耗达到最低限度（即每吨钢的渣量尽可能达到最低世： 3。吹炼初期化渣逃速，吹炼终期炉渣有一定的碱度和适的流动性。奥达到这一目的，就要在吹炼期间保持炉渣的氧化镁含量自始至终均处于：成接近饱状态，即氧化镁含冠在吹炼轨迹上随炉渣的碱度升高而逐渐下降，炉渣的碱度与（化性今量 8

北京切铁举院学报 1 9 8 0 年第 4 期氧气顶吹转炉合理的白云石造渣制度炼钥教研室刘刚摘要为了弄清白云石造渣的机理 , 根据 C a O一 5 10 广 F e o n , M g O 一 5 10 : 一 F e o n , M g o 一 C a O 一 5 10 : , M g O 一 C a o 一 F e o n 四个三元系所形成的 C a O 一 M g于 F e o n - 5 10 2 四元系统来采用 M g O 初次相容积界面设计所谓四元空间 “ 低熔点” M g O 鲍和相图 , 并且用多次平行四面体棱投攀法绘制了平面相图。在这个相图中 , 发现了一根 K 一 L 临界线的存在。在这个线以上的炉渣组成的液限温度是随 M g O 含量的增加而提高 , 而在这个线以下的则相反。在实验室中进行试验也证明了这个临界线的真实性。讨论了相图与实际生产的关系。应用这个相图 , 可以在氧气顶吹转炉炼钢生产中 , 对白云石的加入量和加入时间以及炉渣的岩相检验具有重要的参考意义。一、前一工 . 曰氧气顶吹转炉使用白云石造渣对延长炉衬寿命 , 在国内外均巳取得成效。但由于炉渣内在的一些机理尚未完全掌握 , 加之我国实际生产中计量制度亦未严格执行 , 以致造成实际生产中造渣制度比较混乱。或者使用白云石量过多造成终渣渣料熔化不完全 , 甚至炉底上长 , 或者渣量过大 , 浪费造渣材料和热能。此外 , 白云石加入时间以及加入量各厂也极不一致。因此 , 我们必须在这方面加以研究。尤其是渣量过大 , 已经成了突出的问题。目前我国现场实际生产每吨钢的渣量最高达到二百公斤以上 , 一般在一百六十公斤左右 , 极少低于一百三十公斤。而国外光进标准渣量达到一百公斤以下。而我们每造一公斤炉渣大约需要消耗石灰。 . 47 公斤 , 白云石扣 . 06 公斤 , 金属铁 ( 以氧化铁形式 ) 0 . 15 4 公斤 , 热量 3 2 2 3 . 7 大卡。全国每年生产数千万吨钢 , 如果造渣控制不严 , 渣量超过合理与必要程度 , 势必造成极大的浪费。因此 , 合理的造渣制度不仅可以促使炼钢过程的顺利进布了 , 而且具有垂人的经济意义。二、合理造渣制度的几点要求什么是合理的造渣制度? 我们认为合理的造渣制度应该达到下面的要求 : 1 . 炉渣的化学组成既要保证脱磷、脱硫的顺利进行 , 又要减少炉衬的侵蚀 ; 2 . 充分利用热能 , 原材料消耗达到最低限度 ( 即帐吨钢的渣量尽 ` ,丁能达到最低限 ! 泛) ; 3 . 吹炼初期化渣迅速 , 吹炼终期炉渣有一定的碱度和适当的流动性。要达到这一目的 , 就要在吹炼期间保持炉渣的氧化镁含量自始至终均处于或按近」几饱川状态 , l书氧化镁含量在吹炼轨迹上随炉渣的碱度升高而逐渐下降 , 炉渣的碱度与权化铁含子 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1980. 04. 016

的配合应尽量使吹炼轨迹接近于Z型。要达到第二个目的，就必须使炉渣渣量合理化，·即渣量的大小应根据铁水含硅！硫、磷的含量来计算造渣使用的材料。这里起决定因素的是炉渣碱度和硫、磷的分配系数。要达到第三个目的，除适当地控制炉渣的氧化铁含量以外，石灰和白云石的块度和培烧质量起决定性的作用，一般小块度和轻烧石灰是比较易于熔化的。三、白云石造渣氧化镁饱和度的确定和四元系统平衡相图的设计描绘与检验为了弄清白云石造渣的机理，首先应从平衡相图着手，从相图上找出炉渣中氧化镁的饱和度。多组元平衡相图的绘制一般有两种方法：一种是按一定的温度绘制，另一种是把一个或两个组元的百分数固定来绘制。但在实际炼钢生产过程中，温度和组成是不断变化的。上述两种方法绘制的平衡相图不能适应实际生产的需要，因此，我们采用氧化镁初次相容！ (或称初次相析空间)界面设计描绘了CaO-MgO-SiO2-FeOn四元系统的所调“低熔点”氧化镁饱和平衡相图。这样，不但可以绘出等温线，而且可以在任何楷况下，根据炉渣的化验成分在图查出炉渣的氧化美饱和度和炉渣的液限温度（或称液线温度），从而进行冶炼操作的控制。由于在四元空间模型中，镁郁氏体初次相容积与方镁石初次相容积界面不易分开，我们把二者合并起来设计相。因氧气顶吹转炉炉渣组成几乎全部处于方镁石初次相容积界面附近区域，这样也就不至导致很大误差。设计绘制的相图，经过实验室检验，测山的数据与实际在图上读取的数站吻合得非常良好。下面是设描绘和检验的情况： 1,设计描绘： CaO-SiO2-FeOn,MgO-Si02-FeOn,MgO-CaO-SiO2,MgO-CaO-FeOn 四个三元系统(l),我们设计描绘了CaO-SiO:-MgO-FeOn四元空间“低熔点”氧化镤饱和图。从这个定间模型“低熔点”轼化钱饱和面，采用如图2所示的多次平行投影法〔2)〔3)得一2800° (Mgoj 1860 2300 1850° (Si02)% 1723 177 1129 一2570 1369 (Ca0) (FeOn) 1133 图1CaO-SiO2-MgO-cOn四元空问低塔点MgO鲍和而 9

的配合应尽量使吹炼轨迹接近于 Z 型。要达到第二个目的 , 就必须使炉渣渣量合理化 , · 即渣量的大小应根据铁水含硅和硫、磷的含量来计算造渣使用的材料。这里起决定因素的是炉渣碱度和硫、磷的分配系数。要达到第三个目的 , 除适当地控制炉渣的氧化铁含量以外 , 石灰和白云石的块度和焙烧质量起决定性的作用 , 一般小块度和轻烧石灰是比较易于熔化的。三、白云石造渣氧化镁饱和度的确定和四元系统平衡相图的设计描绘与检验为了弄清白云石造渣的机理 , 首先应从平衡相图着手 , 从相图上找出炉涟中氧化镁的饱和度。多组元平衡相图的绘制一般有两种方法 : 一种是按一定的温度绘制 , 另一种是把一个或两个组元的百分数固定来绘制。但在实际炼钢生产过程中 , 温度和组成是不断变化的。上述两种方法绘制的平衡相图不能适应实际生产的需要 , 因此 , 我们采用氧化镁初次相容积 ( 或称初次相析出空间 ) 界面设计描绘了 C a O 一 M g O 一 5 10 广 F 。 O n 四元系统的所谓 “ 低熔点 ” 氧化镁饱和平衡相图。这样 , 不但可以绘出等温线 , 而且可以在任何情况下 , 根据炉渣的化验成分在图 _ L查出炉渣的氧化镁饱和度和炉渣的液限温度 ( 或称液线温度 ) , 从而进行冶炼操作的控制。由于在四元空间模型中 , 镁郁氏体初次相容积与方镁石初次相容积界面不易分开 , 我们把二者合并起来设计相图。因氧气顶吹转炉炉渣组成几乎全部处于方镁石初次相容积界面附近区域 , 这样也就不至一睁致很大误差。没计绘制的柑图 , 经过实验室检验 , 测出的数据与实际在图上读取的数据吻合得非常良好。下面是没计描绘和俭验的情况: 1 . 设计描绘 : 根据 C a O 一 5 10 2 一 l 犷e o n , M g O 一 5 10 : 一 l 户e o n , 入19 0 一 C a O 一 5 10 : , M g O 一 C a O 一 l 了。 O n 四个三元系统〔1 〕 , 我们设计描绘了 C a O 一 5 10 : 一 M g O 一 F c o n 四元空间 “ 低熔点 ” 氧化镁饱和面图。从这个空间模型 “ 低熔点 ” 城化钱饱和面 , 采用如图 2 所示的多次平行投影法 ( 2 ) 〔3 ) 得州280 0 . 《M 吕O》 ~ 2 5移 ` ( C a O ) 1 3 6 9 . ( F e O . ) 1 1 3 3 . 图 I C 、、 0 一 5 10 : 一 M g o 一 l : 。 O n 四元空间低熔点卜19 0 跑和面

出平面展示“低熔点”氧化镁饱和平衡四元系图3。在图3上我们选择了一些数据点进行检睑以证明其准确性。 2.检验根据在图3上选择的数据点的化学成分配好原料（表1）混合均匀，装入纯铁坩埚在塔曼炉内熔化，冷却后磨碎到160目，再用稀淀粉浆糊作粘结剂压成3×3毫米圆柱试样，风干后在熔点测试计上测验液限温度（或称液线温度）。表1 熔点测试试验配料 % 碱度由图查出实际测出液限温度℃ 编液限温度 CaO SiO2 FeOn◆ MgO ℃ (1) (2) 平均 1 32 18 40 10 1.78 1225 1222 1235 1228 2 34 30 16 20 1.13 1300 1314 1326 1320 8 35 23 30 12 1.52 1340 1355 1330 1342 4 30 24 30 16 1.25 1300 1322 1318 1320 5 35 40 0 25 0.875 1336 1330 1326 1328 FeOn是用草酸亚铁配料从表中可以看出，测出的液限温度与由图查出的液限温度吻合得良好，所有误差均在试验允许范围之内。 3.讨论从图3可以清楚地看出： (1)在投影三角形I中证明K-L临界线确实存在。 (2)在一定的碱度情况下，提高炉渣的FeOn含量则降低氧化镁的饱和度。 (3)在一定的FeOn含量情况下，提高炉渣的碱度则降低氧化镤的饱和度。 (4)炉渣组成处于K一L临界线以上时，提高氧化镁含量则提高炉渣的液限温度。相反，炉渣组成处于KL临界线以下时，提高氧化镁含量则降低炉渣的液限温度。此外，也可以用炉渣的岩相演变来说明有关K-L临界线的一些情况。当转炉开始吹氧时首先是氧化铁水中的硅，接着就氧化铁水中的锰，再氧化铁的本身和磷。待温度升高时开始氧化铁水中的碳。因之炉渣的形成大致可以用这样的程序来推断：即MnO.SiO2→(Mn, Fe)O.SiO2,在石灰熔解后→(Ca,Mn,Fe)O.SiO2,白云石熔入后(Ca,Mg,Mn, Fe)O·SiOz这些炉渣的组成中亚氧化物均是以RO形式即辉石形式存在，固溶体中Mg/Ca相对的高。只有这个形式的亚氧化物饱和后，2RO形式即橄榄石形式才会出现，固溶体中Mg/ Ca相对的低。也只有2RO形式亚氧化物饱和后才开始出现正硅酸盐2CaO.SiO2。RO形式固熔体多半处于K-L临界线以上区域，2RO形式固溶体多半处于K-L临界线以下区域。当然，这个演变程序的每一步都不能绝然分开，而是可能相互搭盍和重迭。同时我们也知道，这些固溶体系列是既不能分开，也不能有固定的熔点，它们的熔点是随固溶体中金属亚氧化物含量相互之间的比例而变化。根据文献〔3)一般叫富钙的RO相为亚氧化物1，富镁的RO 相为亚氧化物2。从这些过程中我们可以在表2中的一些化合物的熔点得到启示，即固溶体中各个金属亚氧化物影响熔点似乎是按金属氧化物的硅酸盐熔点规律变化。即固溶体以RO 11

出平面展示 “ 低熔点” 氧化镁饱和平衡四元系图 3 。在图 3 上我们选择了一些数据点进行检验以证明其准确性。 2 . 检验根据在图 3 上选择的数据点的化学成分配好原料 ( 表 1 ) 混合均匀 , 装入纯铁增祸在塔曼炉内熔化 , 冷却后磨碎到 1 60 目 , 再用稀淀粉浆糊作粘结剂压成 3 x 3 毫米圆柱试样 , 风千后在熔点测试计上测验液限温度 ( 或称液线温度 ) 。表 1 熔点测试试验配 · 料 % 实际测出液限温度 ℃ 一碱 R一度 … 一 C a O 5 10 : 1 F e o n : M g O 由图查出液限温度 ℃ 编号 ( 1 ) ( 2 ) 平均 1 2 2 5 1 3 0 0 1 3 4 0 1 3 0 0 1 3 3 6 12 2 2 1 3 1 4 1 3 5 5 1 3 2 2 1 3 3 0 1 2 3 5 1 3 2 6 1 3 3 0 1 3 18 1 3 2 6 1 2 2 8 1 3 2 0 1 3 4 2 13 2 0 1 3 2 8 口合片ú了上, 自口匕月了0CO 自bg 00 碱一`上ōù1.J1 1 ù …一下 ……n 甘 1 叮自八匕尸na 1自91 1. 自0 只 403160 é八”任no月ó n ù ] I 丹八乃O0nJ gd 曰性匕八叭」月ù,Ul 八0自白性0O月 L 2345 . F e o n 是用草酸亚铁配料气户日 , 从表中可以看出 , 测出的液限温度与由图查出的液限温度吻合得良好 , 所有误差均在试验允许范围之内。 3 . 讨论从图 3 可以清楚地看出 : ( 1) 在投影三角形 I 中证明 K 一lL ha 界线确实存在。 ( 2) 在一定的碱度情况下 , 提高炉渣的 F e o n 含量则降低氧化镁的饱和度。 ( 3) 在一定的 F e o n 含量情况下 , 提高炉渣的碱度则降低氧化镁的饱和度。 ( 4) 炉渣组成处于 K 一 lL 冶界线以上时 , 提高氧化镁含量则提高炉渣的液限温度。相反 , 炉渣组成处于 K 一 lL 右界线以下时 , 提高氧化镁含量则降低炉渣的液限温度。此外 , 也可以用炉渣的岩相演变来说明有关 K 一 L 临界线的一些情况。当转炉开始吹氧时首先是氧化铁水中的硅 , 接着就氧化铁水中的锰 , 再氧化铁的本身和磷。待温度升高时开始权化铁水中的碳。因之炉渣的形成大致可以用这样的程序来推断 : 即 M n o o s i O : , ( M n , F e ) 0 · 5 10 2 , 在石灰熔解后 , ( C a , M n , F e ) O · 5 10 : , 白云石熔入后 , ( C a , M g , M n , F e ) 0 0 5 10 : 这些炉渣的组成中亚氧化物均是以 R O 形式即辉石形式存在 , 固溶体中M g / C a 相对的高。只有这个形式的亚氧化物饱和后 , 2 R 0 形式即橄榄石形式才会出现 , 固溶体中M g / C a 相对的低。也只有 ZR O 形式亚氧化物饱和后才开始出现正硅酸盐 ZC a O . S IO : 。 R O 形式固熔体多半处于 K 一 lL 后界线以上区域 , Z R O 形式固溶体多半处于 K 一 L 临界线以下区域。当然 , 这个演变程序的每一步都不能绝然分开 , 而是可能相互搭盎和重迭。同时我们也知道 , 这些固溶体系列是既不能分开 , 也不能有固定的熔点 , 它们的熔点是随固溶体中金属亚氧化物含量相互之间的比例而变化。根据文献〔3〕一般叫富钙的 R O 相为亚氧化物 l , 富镁的 R O 相为亚氧化物 2 。从这些过程中我们可以在表 2 中的一些化合物的熔点得到启示 , 即固溶体中各个金属亚氧化物影响熔点似乎是按金属氧化物的硅酸盐熔点规律变化。即固溶体以 R O

形式存在时 , 其熔点由低到高程序为 ( M n 、 F e ~ C a ~ M g ) O ; 以 ZR O 形式存在时为 2 ( F 。、 M n 、 M g , C a) O 。然而其内在联系机理尚待进一步的探索。表 2 JL种金属氧化物的硅酸盆熔 ,「从化 ` 学公式熔点 ℃ 化学公式熔点 ℃ M n 0 . 5 10 : I 户。 ` 0 . 5 10 : C a O 一 5 10 , M g O 一 5 10 2 1 2 9 1 1 5 3 0 1 5 1 { 1 6 0 0 2 1 户e O . S I O : Z M n O 一 5 10 : 2 入布9 0 . 5 10 : ZC a O 一 5 10 2 ] 2 0 5 1 3 15 1 8 9 0 2 0 7 0 为了验证炉渣组成在图 3 中的位置对液限温度的影响 , 我们选择了氧气顶吹转炉的 JL个典烈的初渣和终演 i 卜算和查出其液限温度的变化 , 其结果列表如下 : 表 3 炉淡组成对液限温度的影响化学成分 ( % ) 初期演 ( 1 ) R = 1 . 5 换成 1 0 % + 5 % M g O 换成 1 0 % C · O } S ` 0 2 2 3 . 5 } 1 5 . 7 2 9 . 2 { 1 0 . 5 F e o n M g O 备 1 1 . 6 5 14 . 6 共计 8 0 . 45 % 出液限温度 1 3 0 ℃ 八 U 工 b : OJ 初期渣 ( 2 任几O月 g ) R = 1 . 5 换成 1 0 % + 5 % M g O 换成 10 % 3 9 . 0 4 0 . 4 终渣点 ( l ) R = 3 . 15 换成 1 0 % + 5 % M g O 换成 1 0 0 % 1 5 . 7 2 9 . 6 16 . 6 5 共计 8 5 . 4 5 % 1 8 . j 3 一 ! . 5 19 . 6 5 查出液限温度 1 4 0 0 ℃ 2 6 { 1 5 1一 6 5 { 迁仁士卜9 1 . 6 5 % 2 8 . 4 { 16 . 1 12 . 7 一杏出液限温序 1 5 5 0 ℃ 2 6 { 1 5 1 6 . 6 5 } J冬公1 9 6 . 6 5 % 26 · ” } ` 5 · 4 { ` 7 · “ ’ 查出液限温度 , “ 怕 ℃ ` ” · 8 { 2` · 7 { ` · 9 … 少粤计 7` · , % , ` · 8 { “ 9 } “ · 5 5 …李岁液限泥度 ` 6 , o ℃ , o · 8 } 2` · 7 { ” · 9 … 乡仁衬气 7 9 · 9% 1 3 · “ } “ 7 · “ } ` ” · “ …查资月液限温少史, 6 2“ ℃ 6 . 7 1 9 9 1 2 . 7 共计 72 . 9 % 查出液限温度 1 8 0 0 ℃ 共计 7 7 . 9 % 查出液限温度 17 9 0 ℃ 0no : 八”丹才ù U 甩心自1 司一. 主, . . l 门八O才 : 月五工`1, . 卜八0t内UlJ 终点渣 1 ( 2 ) R 二 3 二换成 1 0 % 十 5 % M g O 换成 1 0 % 3 7 . 5 5 0 . 0 5 37 . 5 4 7 4 5 6 1 . 7 15 5 7 . 8 注: 液限温度均按炉渣组成在图3 中查得从这个表可以看出 , 含 I 了 e o n 高的初期渣组成位于 K 一 lLI 拓界线以上时 , 提高氧化镁含最则提高炉渣的液限温度 , 而含 F e o n 低的位于 K 一 IL 陆界线以下的 , 提高氧化镁含量则降低炉涟的液限温度。终点渣中无论含 F o o n 高或低 , 组成均位于 K 一 lL 喻界线以下 , 提高氧化镁含最均降低炉渣的液限温度。从这些现象出发 , 我们可以在氧气顶吹转炉使用自云石造涟操作中得到一些现论 _卜的顶」

测，即在吹炼初期，如果炉渣含FcO高时，加入白云石将提高炉渣的液限温度，对化渣濫磷有不利的影响。但对炉衬将产生有利的影响。因为FOn一方面可以降低炉渣的氧化镁饱和度，分方面RO.SiO,渗入炉衬后将提高RO相中(Mg/Ca)的比例，因而提高RO相的熔点和促进镁郁氏休致密层的形成以保护炉衬。反之，如果炉渣含FeOn低，加入白云石将降低炉渣的液限温度。因此，初期渣使用白云石时必须注意FOn含量来选择加入白云石的适当时间和数量，特别是铁水含磷高的情况下。根据经验，初期吹炼配以低于炉渣的氧化镁饱和 4经新有阀巾型个在拉四情把微班干变整于在在这个格黄吹炼期，这时炭焰已上，渣中的FO迅速降低，炉渣液限温度相应提高。此时如不及时提供FcO极易返干。但是如果渣中MgO处于饱和状态将起着有利因素，因氧化镁是降低炉渣的液限温度。这时炉衬的侵蚀主要是机械磨损，故防止喷涨就成为重要问题。吹炼中后期乃气末期，渣中RO相已逃入2RO形式，渣中氧化镁是降低液限温度的因素，对脱硫产生有利影响。只要FO控制在较低水平，炉衬的化学侵蚀是可以减轻甚免除。因为吹炼末期，山于碱度的提高，氧化镁的饱和度人大降低，对炉衬的侵蚀主要是FcO, 特别是Fe(),。它和CO结成低熔点的铁酸盐。这就说明为什么后吹对炉衬侵蚀的严承性。综上所述，我们对白云石造渣可以得到进一步的理性认识。但是必须指出，这仅仅是以 C4O,I)n,SiO2,MgO四组元为根据。在实际生产巾，转炉炉渣除这四个组分外尚含有其它组分，P2O6,MnOn,A1:Og…等等。果这些组分中个别含量影响较大，我们必须设计描绘五元或六元平衡相图来加以闸述。合理的造渣制度，除根据平衡相图来适当挖制白云石加入量加入时间外，降低铁水硅含量，加强精料和计量来降低每吨钢的炉渣容量，也是一个重要措施，并且具有很大的经济意义。四、结语 1云石造渣的目的主要是保护炉衬，但要达到这个目的，必须在吹炼轨迹上始终保持MgO含量处于或接近于饱l。自云石造渣在.CaO-SiO2-MgC-FcOn四元系统中，炉渣组成处K-L临界线以上的，提高MgO含量则提高炉渣的液限温度，相反，处于K一L临界 ,线以下的，提高氧化镁含量则降低炉渣的液限温度。.因此，在初期渣中含FOn高时，氧化饑对脱磷与化渣略有不利。在后期渣中氧化镁对脱硫有利，但必须控制FeOn含量，特别是三价氧化铁对炉衬有极大的腐蚀性。在炭焰开始上升以后，炉渣组成进入K-L临界线以下，氧化镁含量可以滞后炉渣的返干，并且可以改善出钢渣的流动性。因此，总的说来，白云石造渣对保护炉衬是有利的，对钢的质量除脱确略有影响外，比不用白云石造渣没有什么大的差别。除低铁水含硅量，加强精料和计量来降低每吨钢的炉渣容量，对冶炼操作正常有利而具有很大的经济意义。 ◆ 检险相图的实验室工作是刘新华、彭志高两同志和作者共同进行的，道以致谢。 13

测 , 即在吹炼初期 , 如果炉渣含 F c o n 高时 , 加入白云石将提高炉渣的液限温度 , 对化渣盔磷有不利的影响。但对炉衬将产生有利的影响。因为 F e o n 一方面可以降低炉渣的氧化镁饱厂和度 , ,防而 R .o is o : 渗入炉衬后将提高 OR 相中 ( M g c/ a )的比例 , 因而提高 OR 相的熔点和促进镁郁氏休致密层的形成以保护炉衬。反之 , 如果炉渣含 F e o n 低 , 加入白云石将降低炉渣的液限温度。因此 , 初期渣使用白云石时必须注意 eF o n 含量来选择加入白云石的适当时间和数量 , 特别是铁水含磷高的情况下。根据经验 , 初期吹炼配以低于炉渣的氧化镁饱和呀一望夺几一会、丫蜘、 · 邵时纬 ( 可在图 3 中杳出 ) , 大约可以达到终渣氧化镁含量高于饱和值 1 % 。按照这个标准装白云石 , 就二们正整个吹炼过程巾氧化镁在吹炼轨迹上处于或接近于饱和。吹炼 `卜期 , 这盯炭焰已上 , 渣中的 F e o n 迅速降低 , 炉渣液限温度相应提高。此时如不及提供 F 。 O n 极易返干。但是如果渣中M g O 处于饱和状态将起着有利因素 , 因氧化镁是降低炉溉的液限温度。这时炉衬的侵蚀主要是机械磨损 , 故防止喷溅就成为重要问题。吹炼中后期乃挥末期 , 渣中R O 相已进入 2 R 0 形式 , 渣中氧化镁是降低液限温度的因素 , 对脱硫产生有利影响。只要 F o o n 控制在较低水平 , 炉衬的化学侵蚀是可以减轻甚至免除。因为吹炼末期 , 山于碱度的提高 , 氧化镁的饱和度大大降低 , 对炉衬的侵蚀主要是 F o o n , 特别是 F 。 : 0 。。它和 C a O 结成低熔点的铁酸盐。这就说明为什么后吹对炉衬侵蚀的严垂性。综上所述 , 我们对白云石造渣可以得到进一步的理性认识。但是必须指出 , 这仅仅是以 C a o , 1 扩以) n , 5 10 : , M g O 四组元为根据。在实际生产中 , 转炉炉渣除这四个组分外尚含有其它组分 , 如 P : O 。 , M n o n , . A I : 0 。 … … 等等。如果这些组分中个别含量影响较大 , 我们必须设计描绘五元或六元平衡相图来加以闸述。卜合理的造渣制度 , 除根据平衡相图来适当控制白云石加入盆和加入时间外 , 降低铁水硅含魔 , 加强精料和计量来降低每吨钢的炉渣容量 , 也是一个重要措施 , 并且具有很大的经济意义。四、结语气 ·砖二乍自云石造渣的目的主要是保护炉衬 , 但要达到这个目的 , 必须在吹炼轨迹上始终保持 M g O 含量处于或接近于饱和。白云石造渣在.C a O 一 5 10 : 一 M g O一 F e o n 四元系统中 , 炉渣祖成处于 K 一 lL 右界线以上的 , 提高 M g o 含量则提高炉渣的液限温度; 相反 , 处于 K 一 L 临界截以下的 , 提高氧化镁含量则降低炉渣的液限温度。 . 因此 , 在初期渣中含 F o o n 高时 , 氧化镁对脱磷与化渣略有不利。在后期渣中氧化镁对脱硫有利 , 但必须控制 F e o n 含量 , 特别是三价氧化铁对炉衬有极大的腐蚀性。在炭焰开始上升以后 , 炉渣组成进入 K 一lL 店界线以下 , 氧化镁含量可以滞后炉渣的返干 , 并且可以改善出钢渣的流动性。因此 , 总的说来 , 白云石造渣对保护炉衬是有利的 , 对钢的质童除脱确略有影响外 , 比不用白云石造渣没有什么大的差别。降低铁水含硅量 , 加强精料和计盘来降低每吨钢的炉演容量 , 对冶炼操作正常有利而且具有很大的经济意义。检验相图的实验室工作是刘新华、彭志高两同志和作者共同进行的 , 谨以致谢。嘴于嗯举滋心六

参考文献 ( 1 ) P h a s e D i a g r a m s f o r C e r a m i s t s , 1 9 6 9 。 T h e A m e r i e a n C e r a m i e S o e i e t y ( 2 ) A r e h i v f u r d a s E i s e n h u t t e n w e s e n 4 6 , ( 1 9 7 5 ) , N r 一 9 , 5 5 4 9 / 5 4 ( 3 ) A r e h i v f u r d a s E i s e n h o t t e n w e s e n 7 , ( 1 9 7 0 ) , 5 6 1 3 / 2 0 ( 4) “ 白云石造渣的实践与理论 ” , 氧气顶吹转炉炼钢使用 “ 吹炼轨迹 ” 控制冶炼操作与炉衬寿命的关系。刘刚 1 9 7 7 . 8 ( 北京钢铁学院炼钢教研组、地质教研组内部印刷 ) 附 : 计算渣量 , 毫化镁饱和度 , 与炉渣液限温度举例炼钢造渣的目的主要是除磷除硫 , 其渣量也是取决于铁水的硅和硫、磷含量。现在举例来计算炉渣的渣量、氧化镁饱和度 , 与液限温度。假定在单渣吹炼条件下 , 铁水成分为 3 . 5 %碳 , 0 . 8 % 硅 , 。 . 8 % 锰 , 0 . 25 % 磷 , 0 . 04 % 硫。造渣材料 : 石灰的有效 C a O 含量为 80 % , 白云石含氧化镁为 35 . 5 % , 白云石中的 C a o : M g o = 1 . 4 5 。初期渣平均碱度 ( e a o : 5 10 : ) 为 1 . 5 , 初渣含铁 2 1 . 4 % ( 按 F e 3 O ` 计算 F e o n = 2 9 . 6 % ) 终点渣含铁 1 5 . 7 % ( 按 F e 3 O . 计算 F e o n = 2 1 . 7 ) 。 %石灰过剩系数采用 1 . 2 5 。初渣的氧化镁含量预按9 % 计算。求初期及终点渣的渣量、氧化镁饱和度及液限温度。 1 0 0公斤铁水的硅形成 5 10 : = 0 . 8 x 3 0 + 1 4 = 1 . 7 1 公斤 , 形成需要需要 C 3 5 井孺退 = 6 . 5公斤 C a O = 6 . 5 x 8 4 + 1 1 4 = 4 . 7 6公斤 C a O 的总量 = 4 . 7 6 x l . 2 5 = 5 . 9 5公斤需要石灰总量 = 5 . 95 + 0 . 8 = 7 . 45 公斤初期渣总量 = 石灰使用量 + 铁水中硅形成的 5 1 0 : + P Z O 。 + M n O + R : 0 3 ( 按 0 . 1 5 计算 ) + F e o n % + M g O % 初渣石灰用量二 1 . 5 x l . 71 + 0 . 8 = 3 . 21 公斤初渣除 F e o n 和 M g O 以外 = 3 . 2 1 + 1 . 7 1 + 0 . 5 8 + 1 . 0 5 + 0 . 1 5 = 6 . 7公斤。 1 0 0 % 一 2 9 . 6 % 一 9 % = 6 1 . 4 % 初渣总量 = 6 . 7 + 6 1 . 4 x l 0 0 = 1 0 . 9公斤 M g O = 1 0 . 9 x 9 % = 0 . 9 8 1 K g , F e o n = l o . 9 x 2 9 . 6 % = 3 2 . 3公斤由白云石带入的 C a O = 0 . 9 8 1 x l . 45 = 1 . 42 公斤 , 相当于石灰量 = 1 . 42 + 0 . 8 = 1 . 7 公斤初渣实际需要石灰量 = 3 . 2 1 一 1 . 7 = 1 . 4 公斤需要白云石 = 0 . 98 1+ 35 . 5 % = 2 . 76 公斤初渣组成 : C a O = 1 . 5 x 1 . 7 1+ 1 0 . 9 x l 0 0 = 2 3 . 5 % 5 10 : = 1 . 7 1 于 1 0 . 9 x 1 0 0 = 1 5 . 7 % F e o n 二 2 9 . 6 % R = 2 3 . 5 + 1 5 . 7 = 1 . 5

C a O + 5 10 : + F e o n = 2 3 . 5 + 1 5 . 7 + 2 9 . 6 二 e s . s % , 换算成 1 0 0 % , 则 C a O = 2 3 . 5 x l 0 0 + 6 8 . 8 = 3 4 . 2 % 5 10 : = 1 5 . 7 x 1 0 0 十 6 8 . 8 = 2 2 . 8 % F e o n = 2 9 . 6 x 1 0 0 + 6 5 . 5 = 4 3 . 0 % 根据换算的百分数在图 3 投影三角形 I 中查得氧化镁饱和度为~ 17 % 。实际氧化镁饱和度 = 17 % 又 68 . 8 % = 1 1 . 65 % 再把初渣的 C a O + 5 10 : + F e o n + M g O = 2 5 . 5 + 1 5 . 7 + 2 9 . 6 + 1一 6 5 二 5 0 . 4 5 % 换算成 1 0 0 % , 则 C a O = 2 3 . 5 x l 0 0 + 8 0 . 4 5 二 2 9 . 2 % , . , · ` 5 10 : = 15 . 7 x l 0 0 + 8 0 . 4 5 二 19 . 5 % F e o n = 2 9 . 6 x ] 0 0 + 8 0 . 4 5 = 3 6 . 7 % M g O = 1 1 . 6 7 x 1 0 0 + 8 0 . 4 5 = 1 4 . 5 % 用这个换算的组成在图 3 投影三角形 , 中查得初渣液限温度为 1 2 7 0℃ 。由于照顾炉渣的液限温度有利于脱磷 , 所以在加料时氧化镁仍以 9 % 配料不加更改。但氧化镁低于实际的饱和度 ( 1 1 . 65 % ) , 所以初渣对炉衬可能略有侵蚀性。终点渣量 = 初渣量 + 过剩石灰一初渣 F e o n 十终渣 F e o n 。终渣除 F e o n 外 = 10 . 9 + 4 . 24 一 3 . 23 二 1 1 . 9公斤 1 0 0 % 一 2 1 . 7 % = 7 8 . 3% 终点渣总量二 n . 9 + 7 8 . 终渣按实际装料计算 , 3 又 1 0 0 = 15 . 2公斤 M g O 含量二 0 . 9 8 1 1 5 _ 2 x 1 0 0 = 6 . 4 5 % 终渣组成 (忽略石灰中的自熔 C a O 和 5 10 2 ) : C a O = 5 . 9 5 + 15 . 2 x 1 0 0 = 3 9 . 2 % 5 10 : = 1 . 7 1 十 1 5 . 2 x 10 0 = 1 1 . 2 % F e o n = 2 1 . 7 % , R = 3 9 . 2 + 1 1 . 2 = 3 . 5 C a O + 5 10 : + F e o n = 3 9 . 2 + 1 1 . 2 + 2 1 . 7 = 7 2 . 1% 换算成 1 0 % , 则 C a O = 3 9 . 2 x 10 0 + 7 2 . 1 = 5 4 . 4 % 5 10 : = 1 1 . 2 x 10 0 + 7 2 . 1 = 15 . 6 % F e o n = 2 1 . 7 x 1 0 0 + 7 2 . 1 = 3 0 . 0 % 用换算的组成在图 3 投影三角形 I 中查得氧化镁饱和度为 7 % 实际氧化镁饱和度 = 7 % x 72 . 1 % 二 5 . 05 % 把终点渣的组成 C a o + 5 10 : + F e o n + M g O = 3 9 . 2 + 1 1 . 2 + 2 1 . 7 + 5 . 0 5 = 7 7 . 2 5 % 换算成 10 0 % , 则 C a O = 3 9 . 2 x l 0 0 + 7 7 . 1 5 = 5 0 . 9 % 5 1 0 : = 1 1 . 2 x 10 0 + 7 7 . 1 5 = 1 4 . 5% F e o n = 2 1 . 7 x 1 0 0 + 7 7 . 15 = 2 8 . 0 5 % M g O = 5 . 0 5 x 1 0 0 + 7 7 . 1 5 = 6 . 5 5 % 用这个换算组成在图 3 投影三角形 I 中查得终点渣液限温度为 1 6 2 0 ℃