[科普中国]-炉渣黏度

炉渣黏度直接关系到炉渣流动性的好坏，而炉渣流动性又直接影响高炉顺行和生铁质量，因此它是高炉工作者最关心的一个炉渣性质指标。炉渣黏度是流动性的倒数。黏度是指速度不同的两层液体之间的内摩擦系数。试验结果表明，流速不同的两层液体之间的内摩擦力与接触面积的大小和速度差的大小成正比，与两液层之间的距离成反比。

简介炉渣黏度直接关系到炉渣流动性的好坏，而炉渣流动性又直接影响高炉顺行和生铁质量，因此它是高炉工作者最关心的一个炉渣性质指标。炉渣黏度是流动性的倒数。黏度是指速度不同的两层液体之间的内摩擦系数。试验结果表明，流速不同的两层液体之间的内摩擦力与接触面积的大小和速度差的大小成正比，与两液层之间的距离成反比1。

炉渣黏度对高炉冶炼的影响首先是黏度大小影响成渣带以下料柱的透气性。炉渣黏度过高，则在滴落带不能顺利流动，降低焦炭骨架的空隙度，增加煤气阻力，影响高炉顺行。

其次，黏度影响炉渣的脱硫能力。黏度低流动性好的炉渣有利于脱硫，黏度大流动性差的炉渣不利于脱硫。这是因为黏度低的炉渣有利于硫离子的扩散，促进脱硫反应。

第三，炉渣黏度影响放渣操作。黏度过高的炉渣发生黏沟、渣口凝渣等现象，造成放渣困难。

最后，炉渣黏度影响高炉寿命。黏度高的炉渣在炉内容易形成渣皮，起保护炉衬的作用，而黏度过低，流动性过好的炉渣冲刷炉衬，缩短高炉寿命1。

影响炉渣黏度的因素（1）温度是影响炉渣黏度的主要因素，一般规律是黏度随温度升高而降低。碱性渣（短渣）在温度超过熔化性温度的拐点以后，黏度低但随温度的变化不大，而酸性渣（长渣）的黏度始终是随温度升高而缓慢降低，且在相同温度下其黏度高于碱性渣。

（2）碱度。在不同碱度时炉渣黏度与温度的关系图中，当碱度小于1.2时，炉渣的熔化性温度较低，相应其黏度也较低；随着碱度的提高，熔化性温度上升，黏度也升高。造成这种现象的原因是随着碱性氧化物数量的增加，熔点升高，使一定温度下渣的过热度减小而使黏度增高，另外过多的碱性氧化物以质点悬浮在炉渣中使黏度增高。在生产中如遇这些情况，加入少量CaF2可明显降低炉渣黏度，例如包头含氟矿冶炼时就是这样。

（3）MgO含量对黏度有相当大的影响，尤其在酸性渣中更为明显。在含量不超过20%, 含量的增加使黏度下降，但在三元碱度不变，用MgO代替CaO时，这种作用就不明显。但MgO含量在8-12%时有利于改善炉渣的稳定性和难熔性。

（4）Al2O3对黏度的影响是：当Al2O3含量不大时它可使碱性渣的黏度降低，但是高于一定数值后，对于不同碱度的炉渣，黏度开始增加，为提高入炉品位，使用高品位的东半球富矿，其Al2O3含量偏高，造成炉渣中的Al2O3含量达到15%，有的甚至达到16%以上，这时炉渣黏度上升。为此应适当提高炉渣的碱度，例如宝钢的二元碱度值在1.22-1.24，三元碱度值在1.45-1.50；或适当提高渣中MgO含量，例如武钢炉渣中MgO的含量在11-11.5%。

（5）FeO能显著降低炉渣黏度。一般终渣含FeO很少，约0.5%，影响不大。但初渣中它的含量却很大，最多可达35%，平均在2-14%之间波动。含FeO(0-30%)的炉渣，其熔化温度不高于1150℃，因此，FeO能大大降低炉渣熔化温度和黏度，起着稀释炉渣的作用，对冶炼有一定好处。但过多的 FeO会造成初渣和中间渣的不稳定性，FeO因为在下降过程中不断被还原，使初渣和中间渣的熔化温度和黏度发生很大变化，引起炉况不顺。

（6）MnO对炉渣黏度的影响和FeO相似。不过，我国炼钢生铁不要求含Mn，因此，高炉渣中MnO含量很少，影响不大。

（7）CaF2能显著降低炉渣的熔化性温度和黏度。含氟炉渣的熔化性温度低，流动性好，炉渣碱度很高的情况下(1.5-3.0)，仍能保持良好的流动性，因此，高炉生产中常用萤石作洗炉剂。

（8）TiO2对炉渣黏度的影响：碱度为0.8-1.4 和TiO2含量为10-20%的范围内，钛渣的熔化性温度在1300--1400℃之间。碱度相同时，随着TiO2含量的增加熔化性温度升高，黏度降低。

从TiO2对炉渣的熔化性温度和黏度的影响来看，钛渣对高炉生产不会有多大影响。但实际上钒钛铁矿的冶炼由于炉渣过于黏稠而感到困难。这主要是由钛渣性质的不稳定造成的。高炉还原气氛中，一部分TiO2很容易还原成低价氧化物（Ti2O3、TiO）和金属钛，生成的金属钛一部分进入生铁，还有一部分与炉内的C、N2作用生成熔点很高的TiC和TiN，呈固体颗粒掺入渣中，渣中钛的低价氧化物和碳氮化合物使炉渣黏稠起来，以致影响正常的出渣出铁。因此，冶炼钒钛铁矿时必须防止TiO2的还原。采取的办法是炉缸渣层中喷射空气或矿粉，造成氧化气氛，以防止或减少TiO2的还原1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学