炉渣中的氧化物对炉渣的影响

炉渣除了CaO、SiO2两种主要成分含量对炉渣性能有影响之外，MgO、Al2O3、CaF2、TiO2、K2O、Na2O等对炉渣也有很大影响。

1．碱金属

高炉原料中所含碱金属主要以硅铝酸盐或硅酸盐形式存在。当它们落至下部高温区时，一部分进入渣中，一部分还原成K、Na或生成KCN、NaCN气体，随煤气上升至CO2浓度较高而温度较低的区域，除被炉料吸收及随煤气逸出者外，其余则被C02重新氧化为氧化物或碳酸盐，当有SiO2存在时可生成硅酸盐。反应生成的K2CO3、Na2CO3、K，SiO3、Na2SiO3、KCN、NaCN等都为液体或固体粉末，黏在炉料上或被煤气带走。被炉料黏附和吸收的碱金属化合物又随炉料下降，再次被还原和气化，如此循环而积累。如果炉渣排碱能力不足，高炉中、上部的碱金属含量将远超过人炉前的水平。碱金属对高炉冶炼有如下危害。

(1)铁矿石含有较多碱金属时，炉料透气性恶化，易形成低熔点化合物而降低软化温度，使软熔带上移。

(2)碱金属会引起球团矿“异常膨胀”而严重粉化。

(3)碱金属对焦炭的危害也很严重。主要对焦炭气化反应起催化作用，使焦炭粉化增加，强度和粒度减小。

(4)高炉中、上部生成的液态或固态粉末状碱金属化合物能黏附在炉衬上，促使炉墙结厚或结瘤，或破坏炉衬。

防止碱金属危害除了减少人炉料的碱金属含量，降低碱负荷以外，提高炉渣排碱能力是主要措施。高炉排碱的主要措施有：

(1)降低炉渣碱度。在一定的炉温下，随炉渣碱度降低，排碱率相应提高。自由碱度±0.1，影响渣中碱金属氧化物干0.30％。

(2)降低炉渣碱度或炉渣碱度不变，生铁含硅量降低，排碱能力提高。[Si]±0.1％，影响渣中碱金属氧化物干0.045％。

(3)提高渣中MgO含量，可以降低K2O、Na2O活度，渣中MgO提高，排碱率提高。渣中MgO±1％，影响渣中碱金属氧化物干0.21％。

(4)渣中含氟±1％，影响渣中碱金属氧化物±0.16％。

(5)提高(MnO／Mn)比，可提高渣中碱金属氧化物。

2．MgO

(1)MgO可改善原料的高温特性。M90主要改善烧结矿的还原粉化性和软熔特性。高炉内煤气通过软熔带时所受的阻力最大，所以软熔带的形状和位置对高炉操作的影响较大，软熔带位置的下移和减薄，将改善透气性，促进炉况顺行，MgO为高熔点化合物，增加MgO使矿石熔点升高，促使软熔带的下移。

(2)MgO渣的脱硫。从热力学观点出发，MgO的脱硫能力低于CaO。但从动力学观点和实验结果来看，渣中含适量MgO时，炉渣流动性改善，有利于脱硫。但当MgO超过l5％～20％，炉渣黏度激增，这种渣不但脱硫能力极低，甚至不能正常冶炼。

(3)MgO对炉内[Si]还原的抑制。提高渣中MgO，生铁含Si降低。其主要原因是：

MgO提高初渣熔点，使软熔带下移，滴落带高度降低；MgO增加，三元碱度提高，抑制了硅的还原。