[科普中國]-爐渣黏度

爐渣黏度直接關(guān)系到爐渣流動性的好壞，而爐渣流動性又直接影響高爐順行和生鐵質(zhì)量，因此它是高爐工作者最關(guān)心的一個(gè)爐渣性質(zhì)指標(biāo)。爐渣黏度是流動性的倒數(shù)。黏度是指速度不同的兩層液體之間的內(nèi)摩擦系數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，流速不同的兩層液體之間的內(nèi)摩擦力與接觸面積的大小和速度差的大小成正比，與兩液層之間的距離成反比。

簡介爐渣黏度直接關(guān)系到爐渣流動性的好壞，而爐渣流動性又直接影響高爐順行和生鐵質(zhì)量，因此它是高爐工作者最關(guān)心的一個(gè)爐渣性質(zhì)指標(biāo)。爐渣黏度是流動性的倒數(shù)。黏度是指速度不同的兩層液體之間的內(nèi)摩擦系數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，流速不同的兩層液體之間的內(nèi)摩擦力與接觸面積的大小和速度差的大小成正比，與兩液層之間的距離成反比1。

爐渣黏度對高爐冶煉的影響首先是黏度大小影響成渣帶以下料柱的透氣性。爐渣黏度過高，則在滴落帶不能順利流動，降低焦炭骨架的空隙度，增加煤氣阻力，影響高爐順行。

其次，黏度影響爐渣的脫硫能力。黏度低流動性好的爐渣有利于脫硫，黏度大流動性差的爐渣不利于脫硫。這是因?yàn)轲ざ鹊偷臓t渣有利于硫離子的擴(kuò)散，促進(jìn)脫硫反應(yīng)。

第三，爐渣黏度影響放渣操作。黏度過高的爐渣發(fā)生黏溝、渣口凝渣等現(xiàn)象，造成放渣困難。

最后，爐渣黏度影響高爐壽命。黏度高的爐渣在爐內(nèi)容易形成渣皮，起保護(hù)爐襯的作用，而黏度過低，流動性過好的爐渣沖刷爐襯，縮短高爐壽命1。

影響爐渣黏度的因素（1）溫度是影響爐渣黏度的主要因素，一般規(guī)律是黏度隨溫度升高而降低。堿性渣（短渣）在溫度超過熔化性溫度的拐點(diǎn)以后，黏度低但隨溫度的變化不大，而酸性渣（長渣）的黏度始終是隨溫度升高而緩慢降低，且在相同溫度下其黏度高于堿性渣。

（2）堿度。在不同堿度時(shí)爐渣黏度與溫度的關(guān)系圖中，當(dāng)堿度小于1.2時(shí)，爐渣的熔化性溫度較低，相應(yīng)其黏度也較低；隨著堿度的提高，熔化性溫度上升，黏度也升高。造成這種現(xiàn)象的原因是隨著堿性氧化物數(shù)量的增加，熔點(diǎn)升高，使一定溫度下渣的過熱度減小而使黏度增高，另外過多的堿性氧化物以質(zhì)點(diǎn)懸浮在爐渣中使黏度增高。在生產(chǎn)中如遇這些情況，加入少量CaF2可明顯降低爐渣黏度，例如包頭含氟礦冶煉時(shí)就是這樣。

（3）MgO含量對黏度有相當(dāng)大的影響，尤其在酸性渣中更為明顯。在含量不超過20%, 含量的增加使黏度下降，但在三元堿度不變，用MgO代替CaO時(shí)，這種作用就不明顯。但MgO含量在8-12%時(shí)有利于改善爐渣的穩(wěn)定性和難熔性。

（4）Al2O3對黏度的影響是：當(dāng)Al2O3含量不大時(shí)它可使堿性渣的黏度降低，但是高于一定數(shù)值后，對于不同堿度的爐渣，黏度開始增加，為提高入爐品位，使用高品位的東半球富礦，其Al2O3含量偏高，造成爐渣中的Al2O3含量達(dá)到15%，有的甚至達(dá)到16%以上，這時(shí)爐渣黏度上升。為此應(yīng)適當(dāng)提高爐渣的堿度，例如寶鋼的二元堿度值在1.22-1.24，三元堿度值在1.45-1.50；或適當(dāng)提高渣中MgO含量，例如武鋼爐渣中MgO的含量在11-11.5%。

（5）FeO能顯著降低爐渣黏度。一般終渣含F(xiàn)eO很少，約0.5%，影響不大。但初渣中它的含量卻很大，最多可達(dá)35%，平均在2-14%之間波動。含F(xiàn)eO(0-30%)的爐渣，其熔化溫度不高于1150℃，因此，F(xiàn)eO能大大降低爐渣熔化溫度和黏度，起著稀釋爐渣的作用，對冶煉有一定好處。但過多的 FeO會造成初渣和中間渣的不穩(wěn)定性，F(xiàn)eO因?yàn)樵谙陆颠^程中不斷被還原，使初渣和中間渣的熔化溫度和黏度發(fā)生很大變化，引起爐況不順。

（6）MnO對爐渣黏度的影響和FeO相似。不過，我國煉鋼生鐵不要求含Mn，因此，高爐渣中MnO含量很少，影響不大。

（7）CaF2能顯著降低爐渣的熔化性溫度和黏度。含氟爐渣的熔化性溫度低，流動性好，爐渣堿度很高的情況下(1.5-3.0)，仍能保持良好的流動性，因此，高爐生產(chǎn)中常用螢石作洗爐劑。

（8）TiO2對爐渣黏度的影響：堿度為0.8-1.4 和TiO2含量為10-20%的范圍內(nèi)，鈦渣的熔化性溫度在1300--1400℃之間。堿度相同時(shí)，隨著TiO2含量的增加熔化性溫度升高，黏度降低。

從TiO2對爐渣的熔化性溫度和黏度的影響來看，鈦渣對高爐生產(chǎn)不會有多大影響。但實(shí)際上釩鈦鐵礦的冶煉由于爐渣過于黏稠而感到困難。這主要是由鈦渣性質(zhì)的不穩(wěn)定造成的。高爐還原氣氛中，一部分TiO2很容易還原成低價(jià)氧化物（Ti2O3、TiO）和金屬鈦，生成的金屬鈦一部分進(jìn)入生鐵，還有一部分與爐內(nèi)的C、N2作用生成熔點(diǎn)很高的TiC和TiN，呈固體顆粒摻入渣中，渣中鈦的低價(jià)氧化物和碳氮化合物使?fàn)t渣黏稠起來，以致影響正常的出渣出鐵。因此，冶煉釩鈦鐵礦時(shí)必須防止TiO2的還原。采取的辦法是爐缸渣層中噴射空氣或礦粉，造成氧化氣氛，以防止或減少TiO2的還原1。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)