第11卷第3期 2011年6月
过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
炼镍转炉溅渣护炉过程中溅渣层形成机理
马德刚，陈伟庆
(北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083)
Vol.11I No.3 June 2011
摘要：对炼镍转炉溅渣护炉期间镁铬残砖溅渣层的化学成分、熔化温度、粘度、物相结构及形成机理进行了研究。结果表明，溅渣初始砖衬表面形成了以铁氧化物为主的过渡层：炉流进一步挂结，形成由铁镁橄榄石和磁铁矿构成的粘渣层，其中MgO含量上升至11.01%，半球点温度达1424℃；溅渣后下一炉冶炼过程中，过渡层中铁氧化物通过扩散与镁铬砖作用形成以高铁尖晶石和镁铁固溶体为主的反应层，其中Fe20;含量由1.33%增至18.43%，半球点温度升
高至1598℃.砖衬单炉损耗率降低近一半，炉龄大幅提高关键词：炼镍转炉；溅查护炉：溅渣层：结合机理
中图分类号：TF806.2 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2011)03-0391-05
于第一炉役溅渣后取具有粘渣层的残砖A和第二炉役
炼镍转炉溅渣护炉是一项提高卧式转炉炉衬寿命的新技术，金川公司炼镍转炉采用该技术后炉龄达 595炉，比原炉龄提高近200炉溅渣护炉结束后，砖衬表面形成了致密的溅渣层，提高溅渣层与砖衬的结合能力对溅渣护炉效果有重要影响，研究溅渣层的形成机理有利于确定炉渣组分和结构、增强渣层粘结效果，充分发挥溅渣护炉提高炉龄的作用
有关镍铜冶炼炉渣对镁铬砖侵蚀的研究已有较多报道(2-5，但镍转炉溅渣护炉条件下渣砖相互作用的研究仍未见报道.徐家报等②]和王继宝等采用残砖物相分析方法研究了炼铜转炉渣侵蚀后镁铬砖表面的反应层，反应层由渣中铁氧化物和SiO,与砖衬本体作用形成
砖表面反应层类型，主要分为镁铁固溶体型和铁氧化物型2种，但未对形成机理进行讨论由于溅渣护炉过程中炉渣成分及温度等发生很大变化，因此砖渣反应与针对正常生产的反应存在较大区别。文献中未考患炉渣的物化性质如粘度、熔化温度等对溉渣层形成的影响。炼钢转炉溅渣护炉溅渣层与镁碳砖表面结合的机理对渣砖的作用研究较充分，但因渣型、砖衬材质及溉渣工艺等差别，仅具有一定的参考价值(6-8)
本工作通过溅渣后残砖分析和砖渣反应热力学计算对镁铬砖表面的溅渣层性质及形成机理进行研究，以期为炼镍转炉溅渣护炉技术的发展提供理论依据，
2实验 2.1材料及制备
在金川公司炼镍转炉溅渣护炉工业试验期间，分别
溅渣结束又继续冶炼1炉后取残砖B，其中转炉吹炼周期约为8h.在第一炉役停炉前取溅前渣和后渣进行化学成分分析，其中，溉前渣为在镍转炉中加入轻烧 MgO调渣剂改质后的炉渣，溅后渣为镍转炉中空气喷吹溅渣后的残渣，将炉渣分离、破碎、筛分后用于化学成分和熔化温度测试，将块状渣样和残砖样磨平、抛光、
喷碳处理后进行物相结构分析 2.2实验设备与仪器
日本理学(Rigaku)D/MAX-RBX射线衍射仪，日本电子JSM-6480LV型扫描电镜、能谱仪及背散射取向分析系统，卧式炉渣熔点测试钼丝炉(自制)，炉渣振动破碎机(自制).FactSage6.2(November2010)热力学计算软
件，包括平衡模块、相图模块、反应及粘度模块 2.3实验方法
溅(化)渣实验：化渣转炉出炉完毕后，加入低冰镍 2包和转炉返渣1包，加入轻烧镁球调渣剂开风吹炼，待炉内调渣剂基本熔化后，停风放渣备用：溅渣转炉出炉完毕后，接收化渣转炉的返渣，开通空气进行溅渣操作，溅渣过程中通过间歇改变炉体角度使炉衬不同部位均匀溅渣
炉渣成分分析采用化学法.熔化温度测试：将渣粉制成s3mmx3mm的柱试样，100℃烘干，置于铂金载物片上，放入钼丝炉内，用氢气保护，1000℃控制升温速度约5C/min，将试样降低1/2高度对应的温度规定为半球点温度.粘度计算：利用Factsage热力学软件中粘度模块计算MgO-FeO-Fe;O,-SiO,渣系1250C下不同成分炉渣的粘度
渣砖反应计算：先利用Factsage软件分析平衡模块
收日期：2011-0309，修回日期：2011-04-19
作者简介：马德刷(1982-)，男，河北省宜化市人，博士研究生，钢铁冶金专业；陈伟庆，通讯联系人，Tel:62334444,E-mail:wqchen.ustb@163.com 万方数据