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螢石對高爐冶煉的影響

日期:2018-08-22 15:19 人氣:
        大家都知道,螢石是高爐的洗爐劑,因為高爐中加入螢石可以改善爐渣的流動性,達到洗爐的目的,很多廠家也是這樣做的,但是加入過量螢石會不會產生什么不良影響?這里提出這樣的命題,也許會貽笑大方,然而,諸多的實踐經驗表明,高爐配加螢石后,特別是大量配加螢石后,其產生的危害有時往往大于其所產生的洗爐效果,調劑不當時,往往適得其反,給高爐冶煉帶來嚴重的后果,記得中醫有句諺語說,是藥三分毒,其實配加螢石對于正常的高爐冶煉又何償不是在吃藥呢,那么,它的毒性在哪里呢,我們慢慢的分析,.
 
配加螢石后爐渣的特性
 
 
1) 初渣特點:
 
        首先,我們知道,螢石能夠改善爐渣的流動性,是氟化鈣的作用,氟化鈣熔點較低,高爐配加螢石后,其初渣形成的位置也與爐內溫度分布有關,一般在溫度于于1000度時,約在爐身中部,就有渣球或塊狀初渣出現,至爐身下部渣量稍有增加,在爐腹部位大量出現,因為CaF的存在,所以初渣是以CaO--CaF 及 CaO--CaF--FeO 型出現,而非一般初渣的CaO--SiO2--FeO型,從礦物組成看,初渣中熔點高,流動性差的硅酸鈣大量減少,而大量存在著易熔的CaF及鈣鐵橄欖石組成的物質,因此其流動性是很好的,在1250度時,其粘度不超過5泊.初渣流動性好也是高爐順行的主要原因.
 
        其次,初渣中FeO含量高,據高爐實測試樣分析,其FeO含量高達30-40%,大大高于正常冶煉時初渣亞鐵含量,而初渣中FeO以自由狀態存在,這種初渣流到高溫區時,會發生大量的直接還原,產生強列的吸熱作用.同時,液態FeO流過焦炭表面,在發生迅速的直接還原后,小料鐵滴與碳有較大的接觸面積和滲炭機會,從而出現過共晶生鐵,(從鐵碳相圖知道,當生鐵含碳量在4.3%時,其熔點最低,形成共晶生鐵).過共晶生鐵到達爐缸時,極易于再析出石墨碳,使爐缸很容易出現石墨碳堆積,而出鐵時如果爐溫不太低時,出鐵場內也會石墨碳飛揚,影響環境,
 
2) 終渣特點
 
        首先,加螢石冶煉時,其終渣中含有較高的氟化鈣,流動性良好,渣中FeO以自由態存在,還原較徹底,終渣中FeO含量較低,一般僅0.2-0.4%.含氟爐渣具有比重大,熱焓高,導電導熱性好的特點,所以當用渣罐運輸熔渣時,渣罐易產生熱變形,熱應力大,渣罐壽命比較短,當沖水渣時,極易下沉發生放炮事故.
 
        其次,含氟的爐渣對硅鋁質耐火材料有強烈的侵蝕作用,這種侵蝕的機理是:
 
4CaF2+2SiO2----4CaO+2SiF4
 
3CaF2+Al2O3----3CaO+2AlF3
 
        生成的SiF4, AlF3以氣態揮發,耐火磚被選擇性的侵蝕成蜂窩狀組織,很快被破壞,氟化鈣量越高侵蝕作用越大,實踐中摸索出碳磚能抵抗含氟渣的侵蝕,但風口漏水對爐缸炭磚能產生較大的損壞.
 
配加螢石后高爐冶煉的特點
 
 
1) 順行良好,一般不易懸料,當風溫大幅度增加時不會導致難行,
 
2) 不適合冶煉鑄造鐵或者維持偏高的爐溫,因其存在過共晶生鐵,在爐缸易析出石墨炭產生爐缸石墨炭堆積.
 
3) 渣堿度的先擇,渣堿度過低,加強對爐襯的侵蝕,因渣中含有氟化鈣,化驗室做出的爐渣堿度并不代表爐渣的實際堿度,因化驗室做出的鈣換算成氧化鈣后,實際上把氟化鈣中的鈣也當做氧化鈣了,所以其堿度并不真實.生產中常用自由堿度表示,
 
配加螢石冶煉對高爐的危害
 
 
1) 爐襯侵蝕嚴重,前面已有所述,這里不再詳述.
 
2) 產生爐缸堆積
 
        由于配加螢石后,爐渣熔點低,易導致爐缸熱量不足,實測配加螢石后在相同含硅量的鐵水,鐵水溫度也低100-150度.所以極易因爐缸熱量不足而產生堆積,另一方面,過共晶現象的產生,使生產含碳量升高,容易產生石墨碳堆積,,結果表現為渣口帶鐵多,出鐵時見渣早,低壓與休風時極易發生大灌渣事故,渣口易燒壞等.
 
3) 風口大量破損
 
        風口破損的原因有不同的說法,有代表性的解釋是渣皮論,它認為高溫鐵液直接與風口接觸,是風口燒壞的主要原因,在正常冶煉時,由于風口冷卻作用,在其外壁上生成了一層渣鐵保護層,渣皮隔離了高溫液鐵對風口的直接侵蝕,渣皮處于動態平衡.而當配加螢石后,由于氟化鈣的作用,爐渣流動性良好,風口外壁不易形成穩定的渣皮,故經受不了鐵流的沖擊而燒壞,多在風口外上部.實踐經驗表明,當爐渣中含氟越高,爐溫,堿度波動越大,邊緣行程發展時,風口破損最多.
 
實際生產中的實例
 
 
        筆者于年初曾有幸在安陽某鐵廠做了五個月的工長,該廠可能是傳統的問題,習慣于加螢石,動輒加螢石以改善爐渣流動性,甚至無論爐長主任都可以隨意的配加螢石,確實,配加螢石后,爐況順行,爐渣流動性良好,無論是工長還是爐前工都皆大歡喜,然而接踵而來的問題是,該廠風口破損嚴重,正常生產中,幾呼時常有控水的風口存在,風口壽命很短,并在四月份因風口大量漏水,產生爐涼,被迫休風更換時產生大灌渣形成爐缸凍結.損失慘重,而且據說,其上代爐子就是因為風口大量破損而被迫停爐大修的,當然,之前是否也長期配加過螢石我無從得知,然而就我五個月的經歷來看,其風口破損的主要原因應該就是長期配加螢石的結果,因為實在從其它方面找不出原因, 當然這也還需要去在實踐中不斷的驗證.
 
 
結語:
 
 
1螢石是藥,不是正常生產所必須的,是藥就會有三分毒性,生產中應慎用,正象大麻,讓你產生快樂的時候,也在慢慢的毒害你的身體,
 
2迫不得已配加螢石時,應掌握好爐溫堿度的變化,避免大的波動,并堅決杜決長時期的配加螢石,
 
3配加螢石時,保證充分的中心氣流,減少渣皮的頻繁脫落是防止風口損壞有效措施.