隨著我國鋼鐵產業的迅速發展，對煉鐵原料的需求日益擴大，進口礦粉已占相當數量。目前國內進口的礦粉主要是澳礦與印礦，這兩種礦粉中Al₂O₃含量普遍偏高。山東泰山鋼鐵集團（簡稱泰鋼）高爐爐渣中Al₂O₃含量平均在18.2%左右，最高時可達到22%。爐渣Al₂O₃含量高時爐渣的流動性和穩定性都將變差，易引起爐墻粘結與爐缸堆積，破壞高爐冶煉的正常進程，給高爐操作帶來一系列的問題。如不制定科學的操作方針與方法，將引起爐況不順，影響產量與質量。因此，Al2O3含量高的爐渣嚴重制約了高爐的正常生產。

    2 Al₂O₃含量對爐渣性能的影響
　　Al₂O₃屬于中性，但在高爐冶煉中可認為是酸性物質，其熔點是2050℃，在高爐冶煉中與SiO₂混合后仍產生高熔點（1545℃）的物質，使渣鐵流動性差，分離困難。當加入堿性物質如CaO或MgO后，盡管CaO的熔點是2570℃，MgO熔點是2800℃，但與SiO₂和 Al₂O₃結合后生成低熔點（低于1400℃）的物質，在高爐內熔化，形成流動性良好的爐渣，使渣鐵分離，保證高爐正常生產。
    2.1 Al₂O₃小于15%時能夠改善爐渣的穩定性
　　當Al₂O₃含量在5%～20%、MgO含量小于20%時，在CaO/SiO₂約為1.0的區域里熔化溫度較低；當Al₂O₃含量低時，隨著堿度的增加，爐渣熔化溫度增加較快；當Al₂O₃含量大于10%后，隨堿度增加，熔化溫度增高減緩，熔化溫度區域擴大，爐渣粘度隨堿度變化也減緩，爐渣穩定性增加。可以認為Al₂O₃的存在削弱了CaO/SiO₂變化的影響。
    2.2 高Al₂O₃爐渣對高爐冶煉的不利影響
　　Al₂O₃小于15%時能夠改善爐渣的穩定性，有利于高爐操作，但爐渣中Al₂O₃含量一般在15%～18%，原因是高Al₂O₃爐渣難以熔化，并且粘度增大，流動性變差，會產生以下負面影響：
　　（1）高Al₂O₃爐渣的初渣堵塞爐料間的空隙，使料柱透氣性變差，增加煤氣通過時的阻力。同時，該爐渣在高爐內易在爐腹部位的爐墻結成爐瘤，引起爐料下降不順，形成崩料、懸料，破壞冶煉進程。[next]
　　（2）由于高Al₂O₃爐渣過于粘稠，其終渣流動性差，不利于脫硫反應的擴散作用，脫硫效果變差。一般當Al₂O₃大于18%時，爐渣的脫硫能力大大降低。
　　（3）高Al₂O₃爐渣終渣流動性差，容易堵塞爐缸，不宜從爐缸中流出，使爐缸壁結厚，縮小爐缸的體積，造成高爐操作上的困難。嚴重時還會引起風口和渣口的大量燒壞。
　　（4）高爐爐渣中Al₂O₃含量在10%～15%時，有利于提高爐渣的穩定性，但當Al₂O₃含量繼續升高時，爐渣的穩定性變差。爐溫不足，其流動性急劇變差，不僅順行不好，有時放渣出鐵也會困難。因此當爐溫不足時，極易引起爐缸爐溫不足的渣鐵堆積。
    3 對 策
　　高爐爐渣中Al₂O₃含量高時，其流動性和穩定性變差，將嚴重制約高爐的正常冶煉，影響高爐順行和產量的提高。但目前高爐煉鐵原料供應緊張，短時間內無法得到根本的改善。因此，只有改善高爐操作，分析原燃料的各項性能對高爐的影響，綜合探討各種冶煉制度的適應性，制定合理科學的操作方針，使爐況穩定順行，才能取得最佳的冶煉指標。
    3.1 適當降低爐渣堿度，提高爐溫水平
　　高爐爐渣中Al₂O₃含量在15%～18%時，爐渣的熔化溫度明顯上升，粘度增大，流動性變差，此時，若盲目降低爐溫水平，追求低硅冶煉，極易造成爐缸堆積。當爐渣二元堿度CaO/SiO₂約為1.0時，爐渣的流動性是最好的。爐渣的堿度降低不利于脫硫，為此應適當將爐溫提高，使爐渣具有充足的物理熱，滿足爐渣的脫硫能力。這是高Al₂O₃爐渣冶煉實現高爐穩定順行重要的手段。韶關鋼鐵集團公司根據其爐渣中Al₂O₃含量高的情況，實行中硅中硫操作，適當降低爐渣堿度至0.95～1.03，保證了爐渣具有良好的物理和化學性能，同時適當控制生鐵中含硅在0.45%～0.65%，以保證爐渣物理熱和脫硫能力，取得了較為理想的冶煉指標。
    3.2 適當提高鼓風動能，改善爐缸的工作狀態
　　下部調劑應保證合理的鼓風動能，使爐缸充分活躍，消除死區，減小高Al₂O₃爐渣因流動性變差引起爐缸堆積的可能性。泰鋼450m3高爐因渣中Al₂O₃含量高爐況不穩，將￠110mm風口小套全部更換為￠105mm風口小套后，爐況逐步轉順，高爐利用系數由2.9t/m³.d提高到3.5t/m³.d。此外，應努力提高風溫水平，泰鋼450m³高爐月平均風溫水平目前已達到1000℃。高風溫能使爐缸熱量充沛，因此在操作中應保證高風溫利用水平。[next]
    3.3 提高入爐品位，降低渣量
　　渣量的高低直接影響高爐軟熔帶的透氣和透液性。渣量低時高爐的透氣性得到改善，即使高爐的爐渣粘度較高，對料柱透氣和透液性的影響也較小。
    3.4 適當提高渣中MgO的含量
　　MgO高時會降低爐渣的粘度，改善爐渣的流動性，同時能提高爐渣的脫硫能力。當高爐爐渣中Al₂O₃含量高時，MgO的作用顯得格外重要。一般渣中Al₂O₃含量大于15%時，將MgO的含量提至11%左右，爐渣的物理和化學性能會得到改善。
    3.5 提高入爐焦炭的強度和高溫冶金性能
　　焦炭是高爐內最重要的透氣和透液物。隨著冶煉強度的日益增強，高爐內軟熔帶焦層的作用越來越明顯，是保持高爐內部透氣性的關鍵。同時，在高爐的爐腹下部，焦炭粉化是造成高爐爐內下部透氣性和透液性惡化的根源。因此，必須提高焦炭的強度和高溫冶金性能。
　　焦炭在塊狀帶以后要經歷碳的熔損反應及越來越高的熱作用，焦炭的表面結構遭到破壞，M40與M10等指標已失去作用，入爐焦炭在高爐下部具有好的反應強度（CSR）與低的反應性(CRI)是關鍵。入爐焦炭質量的改善在一定程度上減緩了爐渣中Al₂O₃含量高對高爐下部透氣性的負面影響。
    3.6 加強入爐原燃料管理，減少入爐粉末量
　　制定合理的篩分制度，嚴格落實，保證燒結礦、焦炭、球團、生礦的篩分質量。一是嚴格入爐料的槽位管理，嚴格控制小于5mm的低槽位現象；二是嚴格控制篩分速度；三是嚴格落實清篩網制度。

來源：冶金技術網

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