日钢高铝炉渣冶炼实践

2008年全国炼铁技术交流会论文集1日钢高铝炉渣冶炼实践焦刚（日照钢铁有限公司）摘要：高三氧化二铝(Al2O3)是目前高炉冶炼的一个难题，许多企业认为炉渣中含量超过18%以后，将不能正常冶炼，日钢通过调整炉渣碱度，确定不同三氧化二铝(Al2O3)条件下氧化镁(MgO)的含量，最终解决高铝矿石的冶炼问题。关键词：高炉三氧化二铝实践1前言造渣制度对高炉生产非常重要，在炼铁界有“炼铁就是炼渣”的说法，这足可以证明炉渣在炼铁工艺过程中的重要性。高炉炉渣主要成分氧化钙（CaO）、二氧化硅(SiO2)、氧化镁(MgO)、三氧化二铝(Al2O3)等。随入炉料成分影响和生铁成分的需要，炉渣的主要成分在一定范围内波动。但一般要求炉渣碱度（CaO/SiO2）控制范围在1.05—1.20，氧化镁(MgO)作为调整项一般在8%--12%范围，而三氧化二铝(Al2O3)则是较低为好，一般能够控制在14%以内为最佳。随着优质资源的逐步利用减少，近年矿石中三氧化二铝(Al2O3)的含量呈上升趋势，为高炉冶炼带来了很大困难。一般业内认为三氧化二铝在14%以内，属于低铝炉渣，适宜冶炼，14%—16%属于中铝炉渣，冶炼有一定难度，三氧化二铝超过16%，就可以称为高铝炉渣，冶炼就相当困难，必须采取一定措施来改善炉渣的性能，从而保障高炉顺行及炉外出铁。许多企业甚至认为，高于17%以后，基本无法正常冶炼，作者从日钢实践来阐述高铝矿石冶炼的一些经验。2高三氧化二铝(Al2O3)炉渣的危害三氧化二铝在炉渣中有一定脱硫的效果，但弱于氧化钙（CaO）、和氧化镁(MgO)。在其他三项稳定时，随炉渣中三氧化二铝的增加，炉渣的粘度增加，熔化温度升高。炉渣粘度和其流动性成倒数关系，粘度大则流动性小，同时，炉渣粘度过大，炉渣粘稠，造成高炉滴落带内的阻损就很大。致使炉料下降和煤气上升困难；在炉缸表现为渣铁难于分离，渣铁间的反应速度降低。所以由于三氧化二铝的增加，具体表现为：在炉内，压差升高，上部容易悬料，炉缸容易不活，在炉外，主沟内渣铁不易分离，渣中带铁，炉渣流动性很差，容易结壳。可以说高三氧化二铝炉渣对炉内、炉外操作都带来了极大困难。3高铝渣的主要应对措施由于三氧化二铝在炉内主要是增加了炉渣粘度，所以必须从降低炉渣粘度入手。第一，由于氧化钙（CaO）可以降低炉渣粘度，所以可以提高炉渣碱度（CaO/SiO2）来实现，这对中铝炉渣比较适用，但三氧化二铝(Al2O3)超过16%以上后，再通过提高碱度来降低炉渣粘度就行不通了，因为粘度随碱度降低存在于一个适宜范围内，当碱度增加到一定数值后，炉渣粘度反而会急剧上升。第二，通过调节炉渣中氧化镁(MgO)的含量，氧化镁(MgO)对炉渣粘度的影响和氧化钙（CaO）相似，在一定范围内增加氧化镁(MgO)含量可以降低炉渣粘度，但具体难度就是其含量控制在什么2008年全国炼铁技术交流会论文集2范围是最合适。日钢对高三氧化二铝(Al2O3)含量的炉渣进行了试验。确定适宜的炉渣碱度和氧化镁(MgO)的含量。4日钢针对不同三氧化二铝(Al2O3)含量的应对措施对于不同三氧化二铝(Al2O3)含量的炉渣，日钢总结出不同的炉渣碱度和不同的氧化镁(MgO)含量来应对，具体大致分为三个阶段，第一阶段，炉渣三氧化二铝(Al2O3)平均含量18%以上(日钢共有14座高炉)，个别高炉达到19—20%，具体炉渣成分及高炉主要指标如表1：表1炉渣Al2O3)含量超过18%时，炉渣成分时间利用系数入炉品位燃料比[Si]炉渣成分SiO2CaOAl2O3MgOMgO/Al2O3R22006.103.32355.04539.70.4931.1834.2218.3413.050.7121.102006.113.30554.965390.4731.634.7817.5913.50.7671.102006.123.25755.28529.90.4830.634.6218.0713.590.7521.132007.13.36355.06538.30.530.4934.2718.0613.780.7631.122007.23.43955.25544.30.4330.3733.7418.1513.810.7611.112007.33.19254.65554.10.4730.2933.7218.112.660.6991.11第二阶段，炉渣三氧化二铝(Al2O3)平均含量在17%～18%，个别高炉达到18—19%，具体炉渣成分及高炉主要指标如表2：表2炉渣Al2O3)含量在17--18%时，炉渣成分时间利用系数入炉品位燃料比[Si]炉渣成分SiO2CaOAl2O3MgOMgO/Al2O3R22007.43.31554.32542.90.3931.0234.217.6412.490.7081.102007.53.50854.77544.20.3631.6734.5817.4612.60.7221.092007.63.49155.4546.40.3531.5534.5617.4912.640.7231.102007.73.30754.59568.10.4131.5934.1417.7212.730.7181.082007.83.44255.67559.80.4331.7234.7117.2812.50.7231.09第三阶段，炉渣三氧化二铝(Al2O3)平均含量在16---17%，个别高炉达到17—18%，具体炉渣成分及高炉主要指标如表3：表3炉渣Al2O3)含量在16--17%时，炉渣成分时间利用系数入炉品位燃料比[Si]炉渣成分SiO2CaOAl2O3MgOMgO/Al2O3R22007.103.43855.715570.6631.8634.7816.7711.70.6981.092007.113.33155.52554.60.4932.0935.1916.6711.570.6941.102007.123.41155.13552.80.5131.7435.2716.4711.410.6931.112007.13.4354.65542.10.4932.3836.4215.7210.910.6941.122008.23.40854.16550.90.531.3735.3915.6310.830.6931.132008.33.3653.6555.70.4731.2435.2915.1710.760.7091.132008.43.40754.35554.50.4931.8435.7414.9110.520.7061.122008年全国炼铁技术交流会论文集35结论通过对高三氧化二铝(Al2O3)炉渣的操作实践，日钢总结出几点结论：1)三氧化二铝(Al2O3)含量在16%左右时，可以通过控制二元碱度在1.10—1.15之间，氧化镁(MgO)含量控制在10%左右，MgO/Al2O3的比值控制在0.65—0.70。2)三氧化二铝(Al2O3)含量在17--18%时，可以控制二元碱度在1.05—1.10之间，氧化镁(MgO)含量控制在12%左右，MgO/Al2O3的比值控制在0.70—0.75。3)三氧化二铝(Al2O3)含量在18%以上后，可以控制二元碱度在1.10—1.15之间，氧化镁(MgO)含量控制在13.5%以上，MgO/Al2O3的比值控制在0.75以上。总之，通过调整碱度和氧化镁(MgO)含量，高铝炉渣的问题是可以解决的。