试论风压对高炉炉渣性能的影响

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记得在物理学中曾有一个这样的规律，即当一种物质如果由固态变为液态时，体积是收缩的，那么增加压力，会使其熔点降低，加速熔化。常见的如冰，冰化成水体积收缩，水结成冰体积臌胀。当冰所受的压力上升时，熔点会下降，溜冰手常利用这样的原理，用冰刀对脚下的冰制造高压，熔化出来的水膜可让溜冰手溜得更快更平顺。当然，冰是自然界违反热胀冷缩规律的一个特例（热缩冷胀），自然界多数物质是遵循热胀冷缩的规律的。也就是说，自然界多数物质由固态变为液态体积是臌胀的，那么，从物理学的观点来看，当一种物质如果由固态变为液态时，体积是臌胀的，那么增加压力，会使其熔点升高。当然，可能物质由固态变为液态受压力的影响没有物质由液态变为汽态受压力的影响那么大，但可以肯定的是无论是物质的熔点、沸点或汽化温度都受外界压力的影响，压力增加使其向有利于缩小体积的方向变化，压力减小有利于向体积臌胀的方向变化。

钠是高炉冶炼过程中让人很讨厌的碱金属，常温常压下钠的熔点是371k（98℃），有科学家对钠的熔化特性与压力的关系做过实验，发现当压力较小时，钠的熔点随压力的增加而升高，当压力达到 31 GPa 时，钠的熔点达到最高 1000K（727℃，相比于常态时的熔点升高了将近八倍）。当压力继续增加时，熔点反而下降，到118 GPa时，熔点降到最低，约300k（27℃），常温下即可熔化。当然，高炉生产远达不到这么高的压力，所以在高炉生产的压力范围内，钠的熔点是随炉内压力的升高而升高的。

另一则实例:有人对青海高原与四川的铬铁生产在渣型控制上对比分析发现（电炉在常压下生产），在矿石条件基本相同的情况下，青海铬铁生产Mg0/Al ₂O₃须达到1.25以上、渣中MgO达到32%以上、Si02达到31%左右，渣铁排放、渣中跑Cr₂O₃方可得到控制，这些指标均比四川电炉控制要高。 分析认为青海海拔高、气压低、空气密度小，使得在相同成份的情况下，渣铁熔点降低，从而导致渣铁物理热不足，只有增加Mg0用量，提高炉渣熔化温度，才能保证渣铁物理热，使冶炼正常进行，这也说明压力对熔渣熔点的影响。

高炉冶炼过程中，所釆用的原燃料同样具有熔化时体积臌胀，热胀冷缩的特性。其熔点应该也受炉内压力的影响。提高炉内压力，使炉料熔化温度升高，成渣带降低；反之，降低炉内压力，炉料的熔化温度降低，成渣带升高。随着高炉的大型化和冶炼的强化，目前国内高炉炉容从5000级到500级甚至更小，风压从400多kpa到100多kpa的高炉普遍存在，不同的风压顶压形成炉内不同的压力，即使使用相同的炉渣成份与碱度，也势必使炉渣具有各不相同的软化融熔温度，进而影响成渣带位置及高炉的冶炼行程。炉容越大风压越高的高炉，相同炉渣成分及碱度的情况下，炉渣熔化温度升高，软融带降低，渣铁物理热升高，相反，炉容小风压低的高炉，炉渣熔化温度低，软融带高。渣铁物现热相对差一些。这可能是为什么大高炉通常渣铁物理热要好于小高炉的原因吧。另外，高炉在减慢风操作时，通常渣铁的物理热都要稍差一些，风加起来时，渣铁物理热也就慢慢上来了，可能也与压力对炉渣的熔化温度的影响有关。

压力不仅对炉渣的熔化温度有影响，对炉内还原出来的钾、钠、锌、铅等物质的熔点沸点同样也应该有影响，压力升高使其熔沸点及汽化温度升高，压力降低使其熔沸点及汽化温度降低。

当然，目前为止，鲜见有压力对炉渣熔化特性的研究报道，更难得到具体的压力与熔化温度的关系曲线。甚至，压力是不是能对炉渣的熔化温度产生影响也还需要科学家去进一步的研究论证，所以，以上的观点只是笔者根据一些个别现象异想天开的推测，是否合理也还需要实践的验证。

小结；1、压力升高，物质的熔点升高，压力降低，物质的熔点降低，进而推导出炉内压力升高将导致炉渣的熔化温度升高，影响冶炼进程。

2、如果上述论点成立，那么，不同风压的高炉，应该釆用不同的炉渣成份与碱度冶炼（单从满足物理热的需求考虑）。

3、进一步思考，压力会不会对高炉内的其它行为产生影响呢？比如脱硫效果，生铁渗炭、碱金属的挥发等，如果有影响，那么大高炉与小高炉共用一本炼铁书是否是一个错误？

4、本文纯属胡侃，尽信书不如无书！