高爐造渣制度

高爐造渣制度(Blast furnace slag system)是指根據原料、燃料條件和冶煉鐵種來確定爐渣的成分和鹼度。據此獲得熔化性、流動性、穩定性均好，脱硫和排鹼能力均強的高爐爐渣。爐渣鹼度(CaO/SiO₂或(CaO+MgO)/SiO₂)是造渣制度的一個重要參數 ^[1]  。

鹼度高，脱硫效率高；反之，則脱硫效率低。鹼度的選擇主要根據原料、燃料含硫量的高低。但鹼度過高的爐渣熔點高，流動性差，穩定性不好，不利於爐況順行，且多消耗焦炭，因此，在保證生鐵含硫量合乎要求的前提下應選擇較低的爐渣鹼度。冶煉鍊鋼生鐵時的鹼度(CaO/SiO₂)多在1.0~1.25之間；冶煉鑄造生鐵時；為避免爐缸堆積和有利於硅還原，鹼度應較前者低一些。冶煉含鹼金屬高的原料時，為利於爐渣排鹼，宜選用較低的鹼度 ^[2]  。

冶煉錳鐵時，為提高錳的收得率，鹼度要高些，CaO/SiO₂達到1.50左右。爐渣成分中的MgO一般控制在6%~12%，這有利於改善爐渣流動性和脱硫，有利於獲得鍊鋼爐所需要的低硅低硫鐵，也有利於爐渣排鹼。Al₂O₃不宜超過15%，否則爐渣流動性差 ^[2]  。

高爐造渣對生鐵的品種和質量有着重大的影響和作用。通過造渣可控制爐渣的成分和性質，抑制一些元素的還原，或促進另一些元素的還原，達到富集元素，提高元素回收率。例如釩鐵磁鐵礦的冶煉中抑制Ti的還原，促進V的還原；又如高爐冶煉鐵合金時，提高Mn的回收率；在冶煉普通生鐵時，則控制Si的還原，使產品成為鑄造生鐵或練鋼生鐵。造渣的另一個重要作用是脱硫，生產中可通過造渣選擇合適的爐渣鹼度控制生鐵中的含硫量。

高爐造渣對爐襯有很大的影響和作用。中國包頭鐵礦石中含有CaF₂，含CaF₂熔渣對爐襯有強烈的侵蝕作用，為此高爐造渣時添加足夠的CaO，以防止爐渣的熔化性和粘度過低，削弱其侵蝕作用，以保護爐襯。近年來中國推廣了低欽渣護爐法，即在高爐配料中加入含TiO₂物料，使渣中TiO₂含量達到2%-3%左右。由於TiO₂還原生成的高熔點化合物TiC、TiN及Ti (C、N)在鐵液中的溶解度是有限的，它們自鐵液中析出和沉積，對護缸、爐底的磚襯起到了保護作用。

高爐造渣對冶煉過程極為重要，無論對爐內料柱透氣性、爐況的穩定順行和熱狀態等方面都有很大的影響。可以説：鍊鐵就是煉渣，要煉好鐵就要煉好渣 ^[3]  。

高爐內煤氣流上升過程中受到阻力最大的區域是軟熔帶。根據實測數據，軟熔帶及其以下區域的煤氣壓差大約為全部壓差的60%~80%。因此，軟熔帶的位置、厚度、形狀等對高爐冶煉的順行、強化和煤氣的分佈等有着重大的影響 ^[1]  。