对高炉含铬铁水粘罐问题的探讨10 多年来，我国不锈钢产量和消费量一直呈高速增长态势，2013 年我国不锈钢 粗钢产量达到 1898 万吨，约占世界不锈钢粗钢产量的 50%铬铁合金是冶炼不 锈钢的主要原料，随着不锈钢冶炼技术的进步，不锈钢生产对原料的适应性不断 提高，为不锈钢原料制备技术的创新提供了可能以廉价铬矿粉为原料，采用烧 结和高炉工艺生产含铬铁水，并直接冶炼成不锈钢，是降低不锈钢生产成本的重 要措施近年来，我国在高炉冶炼含铬铁水方面进行了大量研究，并在高炉内冶 炼出含铬 15%左右的铁水然而，如果不锈钢企业采用高炉法生产含铬铁水，并 直接冶炼成不锈钢，则必须重视含铬铁水在转运过程中的粘罐问题粘罐问题成因分析铁水温度铁水温度是影响铁水粘罐的主要因素，根据不同的高炉容积和铁水铬含量，高炉出铁温度一般在1400r〜1500°C，高炉出铁过程的流动情况表明， 含铬铁水的流动性比普通铁水差，但能够顺利从高炉流出，并且铁沟内没有残铁 这说明在高炉出铁温度下，并不存在含铬铁水的粘罐问题在高炉出铁和转运过 程中，散热导致的铁水温降是含铬铁水粘罐的主要原因利用现有的 Fe-Cr-C 三元合金相图，可大致判断不同铬含量和不同碳含量条件下 铁水的熔点，但由于硅和锰等其他元素的影响，其实际熔点会有变化，并对铁水 流动性产生影响。
在铁水碳含量一定的条件下，随铁水铬含量的增加，铁水熔点 不断升高（见附表）但在高炉冶炼条件下，出铁温度难以进一步提高，而在铁 水转运过程中，铁水温度降低是不可避免的生产实践表明，铁水铬含量越高， 粘罐问题应该越严重，单靠提高铁水温度和加强保温等措施，难以减轻和消除粘 罐现象因此，解决含铬铁水的粘罐问题，除适当提高出铁温度，优化铁水转运 流程，减少铁水温降外，有必要对含铬铁水的物理性质进行研究铁水成分这主要考虑铁水中碳、硅及其他杂质元素的影响铁水碳含量的影响在高炉含铬铁水中，除铁和铬外，含量最高的元素是碳，并 且在高炉冶炼条件下，铁水碳含量接近饱和合金熔体中碳的溶解度随温度和铬 含量升高而增大，因为铬含量升高会促使熔体中生成更多的碳化物而使碳固定于 熔体中，而温度的升高则会提高碳化物在熔体中的溶解度在实际生产中，含铬 10%的高炉铁水碳含量在 5.5%左右，随操作条件和铁水温度而波动高炉冶炼含 铬铁水，在一定铁水铬含量和温度水平条件下，铁水碳含量基本是不可控制的但是铁水碳含量对含铬铁水流动性有重要影响对普通高炉铁水，人们做了大量 研究，揭示了铁水碳含量与铁水流动性的关系纯金属和共晶成分的合金，由于 是在恒温下进行结晶，液态合金从表层逐渐向中心凝固，固液界面比较光滑，对 液态合金的流动阻力较小。
同时，共晶成分合金的凝固温度最低，可获得较大的 过热度，推迟了合金的凝固，故流动性最好其他成分的合金是在一定温度范围 内结晶的，由于初生树枝状晶体与液体金属两相共存，粗糙的固液界面使合金的 流动阻力加大，合金的流动性大大下降，合金的结晶温度区间越宽，流动性越差 亚共晶铸铁随含碳量增加，结晶温度区间减小，流动性逐渐提高，愈接近共晶成 分，合金的流动性愈好对于普通高炉铁水，由于其碳含量在 4.5%左右，在正 常冶炼条件下，铁水流动性是最好的，因此，不存在铁水粘罐问题，除非铁水温 度降低到接近凝固点铁水硅含量的影响在高炉炼铁生产中，通常通过观察铁水的流动情况大致判断 铁水硅含量，进而推测炉缸的温度状况在出铁过程中，火花矮而多，铁水流动 性好，说明铁水含硅较低，反之，则说明铁水含硅较高因此，铁水硅含量对铁 水流动性具有一定的影响2000 年初，南钢高炉使用廉价的含钒钛原料， 铁水含钒 0.118%、含钛 0.219%， 在同样铁水硅含量（0.65%）的情况下，与原料普通铁水相比，铁水流动性变差， 粘罐严重，影响了正常生产而马钢同样含钒 0.220%、含钛 0.203%的铁水，由 于硅含量控制在 0.53%左右，铁水粘罐现象就轻得多。
高炉冶炼含铬铁水，随工艺操作和铁水铬含量的不同，铁水硅含量一般为 1.0%~2.5%，铁水硅含量对流动性的影响需要做进一步研究，可根据硅含量对含 铬铁水流动性的影响规律，采取相应的技术措施例如，若低的铁水硅含量有利 于提高铁水流动性，则可采用高炉低硅冶炼技术铁水其他元素含量的影响高炉含铬铁水除含有上述主要元素外，还含有少量的 磷和硫等杂质元素磷元素的存在，可以降低铁水的黏度，明显提高铁水的流动 性；硫在熔融铁水中无限溶解，能显著提高铁水的流动性但上述两种元素也是 高炉炼铁过程中必须控制的元素考虑到后续炼钢工艺的需要，不能通过提高磷、 硫的含量来改善含铬铁水的流动性从上述分析可以看出，基于高炉含铬铁水的温度水平，在优化铁水转运的同时， 研究铁水成分对流动性的影响规律，是解决铁水粘罐问题的重要研究方向综合考虑解决粘罐对于不锈钢企业来说，高炉冶炼含铬铁水应结合后续不锈钢冶炼的整体流程进行 考虑，单从高炉冶炼工序来说，通过原料的选择和预处理，高炉冶炼含铬 20% 左右的铁水从生产工艺来说是能够实现的，铁水磷含量也能控制在较低的水平 但要解决含铬铁水转运过程的粘罐问题，还应进行综合考虑提高出铁温度。
高炉冶炼含铬大于 10%的铁水，在保证高炉顺行操作的情况下， 应尽量提高出铁温度，这是解决高炉正常冶炼和预防粘罐的基础若条件允许， 可将出铁温度提咼到1500 °C左右优化铁水转运模式，减少过程温降大型不锈钢企业多采用鱼雷罐车转运铁水， 含铬铁水粘罐与空罐运行时间、重罐运行时间以及铁水预处理过程等因素密切相 关，因此含铬铁水转运过程需要优化鞍钢 85 吨铁水罐的热损失研究表明，铁水罐口液面散热占31.57%，铁水罐内衬 蓄热占 61.31%，通过罐皮散热不到 10%因此，通过铁水表面覆盖绝热保温材 料或罐口加盖，可提咼铁水保温效果就鱼雷罐车本身来说，受铁前充分烘烤， 可减少内衬材料从铁水蓄热同时，将靠近铁水罐外壳的黏土砖改为绝热砖，减 少罐皮散热上述技术措施可以减少过程温降，尽量提咼铁水倒罐时的铁水温度，从而减轻或 消除含铬铁水粘罐现象但是，对于含铬较咼（例如20%）的铁水，在目前咼炉 出铁温度条件下，上述措施具有一定的局限性因此，除采取上述措施外，还应 该进一步探索咼炉含铬铁水中各元素对铁水流动性（或黏度）的影响规律，并结 合后续不锈钢冶炼工艺，综合解决含铬铁水粘罐问题例如，在咼炉出铁过程中， 采用炉前降碳和脱硅等技术手段，通过调整铁水成分，来改善铁水流动性，减轻 或消除粘罐现象。
附表不同含铭量对铁合金熔点的影胸Cr%2025303540饱和C量舲7.237.698318.779.20熔点£137714081434146514804%C熔点C129313211346136313755%C熔点匸133113盘138314 (X)1421。