高炉中碱金属的研究进展

欧阳坤，孔延厂，孙艳芹，李福民

（河北理工大学 冶金与能源学院，河北 唐山063009）

0 引 言

近年来，随着国内钢铁产量的迅速提高，炼铁原料紧缺，我国高炉使用大量进口铁矿石（已连续5年超过60%）和品质较差的国内矿石。但部分进口铁矿和国内矿石的碱金属含量较高，高炉的碱金属负荷逐步增大，伴随着高炉冶炼的科技进步，碱金属对高炉冶炼的危害又显现出来[1-8]。为此，研究新条件下高炉中的碱金属问题具有重要的理论意义和应用价值。

1 碱金属的性质及其在高炉中的行为

碱金属元素是指锂、钠、钾、铷、铯、钫，由于这些元素的氢氧化物都是易溶于水的强碱，故称为碱金属。目前，对高炉冶炼有重要影响的碱金属元素是钾和钠。因此，在高炉炼铁中所涉及的碱金属是指钾、钠或钾、钠的化合物。钾、钠的密度小，属于轻金属，硬度很低，可以用小刀切割。它们的熔点和沸点都比较低，钾的熔点63.25℃、沸点758℃；钠的熔点97.83℃、沸点883℃。碱金属对高炉的主要影响是碱金属的沸点低，碱金属沸点低使得碱金属易在高炉中循环富集，同时在高炉冶炼过程中发生一系列的物理化学反应，对高炉设备和冶炼过程产生不利影响[1]。

入炉碱金属主要由铁矿石和焦炭等炉料带入，碱金属主要以复杂硅酸盐形式存在，其性质一般比较稳定，不易被还原。碱金属在常规的烧结中难以去除，而在高炉的高温区内，其温度区间为1200～1600℃。此时，由于碳势比较高，熔融的炉渣与焦炭有了很好的接触条件，发生硅酸盐的还原反应[4]。……