Vol23 No.1 王敏等：电炉粉尘循环利用造泡沫渣 17 决于渣系的发泡指数以及发泡过程中吹人气体 少，反应产生的气体量相应减少，当气泡产生与 的速度.发泡指数Σ实际上是指气泡在渣中的 破灭的速度相等时，泡沫渣高度的增长量为零， 停留时间，这个参数主要与炉渣的物理性质有 即泡沫渣高度达到最大值.随后，气泡产生的速 关.若仅从熔渣的物理性质考虑，增加粉尘加入 度小于气泡破灭的速度，泡沫渣高度的变化为 量（即增加渣中FeO含量）以及提高温度都可降 负值，泡沫渣的高度逐渐减小.以上分析与实验 低炉渣粘度，因而使发泡指数降低，对炉渣发泡 中观察到的现象是一致的. 不利.但从实验的结果来看，随粉尘加人量和温 度的增加，泡沫渣高度明显增加，这是因为随渣 4结论 中FeO含量增加和温度提高，渣中固体碳还原 (1)在温度为1530~1600℃范围内，在炉渣 氧化铁的反应速度加快，导致气体生成速度增 中加入0~30%的电炉粉尘和加入3%~12%的煤 加，因而泡沫渣高度增大说明在渣中加入粉尘 粉时，随粉尘和煤粉加入量的增加以及温度的 和碳的条件下，炉渣发泡高度主要取决于反应 提高，泡沫渣的最大高度增加. 生成气体的速度，而气体生成的速度与碳还原 (2)在14701530℃范围内，将电炉粉尘加 渣中FeO的速度有关.根据相关的研究结果9， 人炉渣，随温度提高，ZO的还原挥发速度加 随电炉粉尘和煤粉加入量增加以及温度的提 快，反应6min,Zn的挥发率大于97%，渣中Zn 高，固体碳还原渣中FeO的速度明显加快，因而 含量小于0.1% 泡沫渣高度相应增加. (3)将电炉粉尘加人炉渣，Pb的挥发速度很 3.2关于泡沫渣最大高度 快，反应3min,渣中Pb含量小于0.02%，其挥发 根据文献[4]，泡沫渣高度的变化可表示为： 率大于90%.在本实验条件下，温度对PbO的 dhidt=k2:-kah (1) 还原挥发速度无明显影响， 式中，k为气泡形成的速度常数；k为气泡破灭 参考文献 的速度常数；h为泡沫渣高度；t为时间；Qg为气 1 Jan T,Jensen,Kurt Wolf.Reduction of EAF Dust Emis- 体吹人的体积流量， sions by Injecting it into the Furnace.MPT International, 由式()可知，泡沫渣高度的变化取决于气 1997(3):58 2 Donglas Thompson C,et al.Eight-ton Pilot Trials of EAF 体流量，并与气泡产生和破灭的速度有关.当固 Dust Injection.1987 Electric Furnace Proceedings,1987, 体碳与渣中FeO反应产生的气体为发泡气体 45:147 时，氧化铁还原速度越快，泡沫渣高度越高.对 3 Evans Larry G,Hogan John C.Recycling of EAF Dust 于同一炉次，在反应的初始阶段，气泡产生的速 by Direct Injection.1986 Electric Furnace Proceedings, 度大于气泡破灭的速度，因此气泡在渣中产生 1986,44:367 积累，泡沫渣体积逐渐增加，由于坩埚的截面一 4 Ito K,Fruehan R J.Study on the Foaming of Cao-SiO, FeO Slag.Metall.Trans,1989,20(B):509 定，泡沫渣体积的增加表现为泡沫渣高度的增 5王敏，陈伟庆.电炉粉尘造泡沫过程中FeO的还原与 加.随还原反应的进行，渣中FeO含量逐渐减 炉渣发泡行为.化工冶金，2000(4)：393 EAF Dust Recycling into the Furnace for Slag Foaming WANG Min,CHEN Weiqing Metallurgical School,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT The influence of EAF dust and coal amounts added into slag as well as temperature on the slag foaming height had been investigated in laboratory.The results show that the maximum slag foaming height increases,with the increase of EAF dust and coal amounts added as well as temperature.The reduction and evaporation rate of ZnO speeds up with the increase of temperature during slag foaming.The evaporation rate of ZnO is more than 97%in 6 min.Pb in slag is less than 0.02%in 3 min.Temperature seems to have no clear affect on the evaporation rate of Pb in slag. KEY WORDS EAF dust;recycling;foamy slag匕 一 王 敏 等 电炉粉尘循环 利用 造泡沫渣 决于渣系的发泡指数 以及发泡过程 中吹入气体 的速度 发泡指数 刃 实 际上是指气泡在渣 中的 停 留时间 ， 这个参数主要与炉 渣 的物理性质有 关 若仅从熔渣 的物理性质考虑 ， 增加粉尘加入 量 即增加渣 中 含量 以及提高温度都可 降 低炉渣粘度 ， 因而使发泡指数降低 ， 对炉渣发泡 不利 但从实验的结果来看 ， 随粉尘加人量和 温 度 的增加 ， 泡沫渣高度 明显增加 ， 这是 因为 随渣 中 含量增加和温度提高 ， 渣 中固体碳还原 氧化铁 的反应速度加快 ， 导致气体生成速度增 加 ， 因而泡沫渣高度增 大 说 明在渣 中加人粉尘 和 碳 的条件下 ， 炉 渣发泡高度 主要取决于反应 生成气体 的速度 ， 而气体生成 的速度 与碳还原 渣 中 的速度有关 根据相关 的研究结果〔 ， 随 电炉 粉尘 和 煤 粉 加 人量 增 加 以 及 温 度 的提 高 ， 固体碳还原渣 中 的速度 明显加快 ， 因而 泡沫渣高度相应增加 关于泡沫渣最大高度 根据文献 ， 泡沫渣高度 的变化可表示为 么 一 棍 式 中 ， ，为气泡形成 的速度 常数 棍为气泡破灭 的速度 常数 为泡沫渣高度 为时 间 公为气 体吹人 的体积流量 由式 可 知 ， 泡沫 渣高度 的变化取决于气 体流量 ， 并与气泡产生和破灭 的速度有关 当固 体碳 与渣 中 反应产生 的气体为发泡气体 时 ， 氧化铁还原速度越快 ， 泡 沫渣高度越高 对 于 同一炉次 ， 在反应 的初始 阶段 ， 气泡产生 的速 度大于气泡破灭 的速度 ， 因此气泡在渣 中产生 积累 ， 泡沫渣体积逐渐增加 ， 由于增祸 的截面一 定 ， 泡 沫渣体积 的增 加 表现为泡 沫 渣高度 的增 加 随还原反应 的进行 ， 渣 中 含量逐渐减 少 ， 反应产生 的气体量相应减少 ， 当气泡产生与 破灭 的速度相等时 ， 泡沫渣高度 的增长量为零 ， 即泡沫渣高度达到最大值 随后 ， 气泡产生 的速 度小 于气泡破灭 的速度 ， 泡沫渣高度 的变化为 负值 ， 泡沫渣 的高度逐渐减小 以上分析与实验 中观察到 的现象是一致 的 结论 在温度 为 一 ℃ 范 围内 ， 在炉渣 中加入 一 的 电炉 粉尘和 加人 一 的煤 粉时 ， 随粉尘和煤粉加人量 的增 加 以及温度 的 提高 ， 泡沫渣 的最大高度增加 在 一 ℃ 范 围内 ， 将 电炉粉尘加 人炉 渣 ， 随温度提高 ， 的还原挥发速度加 快 ， 反应 ， 的挥发率大 于 ， 渣 中 含量小于 将 电炉 粉尘加人炉 渣 ， 的挥发速度很 快 ， 反应 ， 渣 中 含量小 于 ， 其挥发 率大于 在本实验条件下 ， 温度对 的 还原挥发速度无 明显影 响 参 考 文 献 ， ， ， ， ， ， ， 川 ， ， ， 一 · 昭 ， ， 仍 王敏 ， 陈伟庆 电炉粉尘造泡沫过程 中 的还原与 炉 渣发泡行为 化工冶 金 ， 环二咬刀 九方 ， 月 浑 肠 ， ， ， 奴理 ， 切吐 面 ， 吨