焦克新等：高炉炉缸凝铁层物相分析 ·843· 1.0 .(a) Fe-Si-Mn-P-S-C 1.0 Fe-Si-Mn-P-S-C 0.8 凝铁 凝铁 —石墨碳 0.8 石墨碳 0.6 0.6 0.4 0.4 0. ,石墨碳0-136% 0.2 ,石碳0-1.77% 110011501200125013001350140014501500 110011501200125013001350140014501500 温度℃ 温度℃ (c) 1.0 Fe-Si-Mn-P-S-C -Fe-Si-Mn-P-S-C 0.8 0.8 凝铁 凝铁 石墨碳 一石墨碳 0.6 0.6 ! 04 0.4 ! 0.2 石墨碳0-2.27% 0.2 ,石墨碳0-3.17% 110011501200125013001350140014501500 110011501200125013001350140014501500 温度℃ 温度℃ 图8铁水中不同C质量分数条件下石墨碳析出相体积分数随温度的变化.()4.5%：(b)4.6%:()4.7%:(d)4.8% Fig.8 Effect of C content on the volume fraction of precipitated graphite:(a)4.5%:(b)4.6%:(c)4.7%(d)4.8% 3.4 3.2 。一石墨碳析出相体积分数 1420 7.2 3.0 一石墨碳祈出温度 毫28 一拟合曲线 1400 点2.6 1380 7.0 24 1360 6.9 2.2 2.0 1340 6.8 1.8 1320 67 1.6 1300 14 6.6 12 4.504554.604.654704.754.80 1280 6.5 C]% 640 0.40.81.21.62.02.42.832 图9铁水中石墨碳析出温度及析出相分数随铁水中C质量分 石是碳相体积分数% 数的变化 图10铁水黏度随石墨碳析出相体积分数变化 Fig.9 Effect of C content on the temperature and proportions of pre- Fig.10 Effect of graphite precipitation volume fraction on the viscos- cipitated graphite ity of hot metal 碳析出相体积分数的变化范围在0~3.2%之间，则铁 度低于石墨碳临界析出温度时，铁水中溶解的石墨析 水黏度的变化范围为5.9×103-6.6×10-3Pas.因 出，铁水碳含量降低，炭砖热面铁水中碳质量为[C],· 此，石墨碳析出相分数对铁水黏度有较大程度的影响， 随着铁水中碳含量的降低，炉缸中心铁水中的C便不 可增大铁水黏度11.9%.而在高炉实际生产过程中， 断的向炭砖热面迁移，使得石墨碳不断的析出，进而石 随着凝铁层中石墨碳相的结晶长大，其对铁水黏度的 墨碳在炭砖热面沉积.随着石墨碳的析出，炭砖热面 影响将更为显著 C的浓度升高，炭砖热面至铁水存在C的浓度梯度，与 2.5炉缸凝铁层形成机理 铁水至炭砖热面的碳的浓度梯度在T温度处达到平 高炉炉缸中铁水至炭砖热面存在温度梯度，越靠 衡.而此时因高导热系数的石墨碳析出，使得炉缸传 近炭砖热面，铁水温度越低.炉缸中铁水温度为T。,铁 热体系的热阻降低，从而石墨碳热面的温度进一步降 水中C含量为C]。:随着铁水温度的降低，当铁水温 低，当该温度低于铁水凝固温度时，铁水开始凝固，如焦克新等: 高炉炉缸凝铁层物相分析 图 8 铁水中不同 C 质量分数条件下石墨碳析出相体积分数随温度的变化 . ( a) 4. 5% ; ( b) 4. 6% ; ( c) 4. 7% ; ( d) 4. 8% Fig． 8 Effect of C content on the volume fraction of precipitated graphite: ( a) 4. 5% ; ( b) 4. 6% ; ( c) 4. 7% ; ( d) 4. 8% 图 9 铁水中石墨碳析出温度及析出相分数随铁水中 C 质量分 数的变化 Fig． 9 Effect of C content on the temperature and proportions of pre￾cipitated graphite 碳析出相体积分数的变化范围在 0 ～ 3. 2% 之间，则铁 水黏度的变化范围为 5. 9 × 10 － 3 ～ 6. 6 × 10 － 3 Pa·s． 因 此，石墨碳析出相分数对铁水黏度有较大程度的影响， 可增大铁水黏度 11. 9% ． 而在高炉实际生产过程中， 随着凝铁层中石墨碳相的结晶长大，其对铁水黏度的 影响将更为显著． 2. 5 炉缸凝铁层形成机理 高炉炉缸中铁水至炭砖热面存在温度梯度，越靠 近炭砖热面，铁水温度越低． 炉缸中铁水温度为 T0，铁 水中 C 含量为［C］0 ． 随着铁水温度的降低，当铁水温 图 10 铁水黏度随石墨碳析出相体积分数变化 Fig． 10 Effect of graphite precipitation volume fraction on the viscos￾ity of hot metal 度低于石墨碳临界析出温度时，铁水中溶解的石墨析 出，铁水碳含量降低，炭砖热面铁水中碳质量为［C］1 ． 随着铁水中碳含量的降低，炉缸中心铁水中的 C 便不 断的向炭砖热面迁移，使得石墨碳不断的析出，进而石 墨碳在炭砖热面沉积． 随着石墨碳的析出，炭砖热面 C 的浓度升高，炭砖热面至铁水存在 C 的浓度梯度，与 铁水至炭砖热面的碳的浓度梯度在 T1温度处达到平 衡． 而此时因高导热系数的石墨碳析出，使得炉缸传 热体系的热阻降低，从而石墨碳热面的温度进一步降 低，当该温度低于铁水凝固温度时，铁水开始凝固，如 · 348 ·