3 碱金属对球团矿的影响

碱金属是球团矿产生异常膨胀的重要原因。试验发现，在球团矿中加入少量碱金属碳酸

盐（

0.5K2O 或 Na2O）、硅酸盐（Na2SiO3）后，都会是球团矿产生灾难性的膨胀。原因是

碱金属和硅酸盐中的

K+、Na+侵入 Fe2O3 晶格，在还原过程中，晶格变形及产生的内应力

使球团矿发生灾难性的膨胀。球团矿还原膨胀率愈高，还原后的强度愈低，还原粉化率也愈
高。

预防和减轻高炉碱害的措施

1 有效的高炉碱负荷管理工作

碱金属在炉内危害极大，在炉内将引起炉缸堆积、炉料透气性恶化、结瘤及损坏炉墙等，

为减少碱金属危害，有计划地做好高炉炉料碱金属状况分析，了解掌握高炉碱金属负荷动
态，做好入炉原燃料的稳定工作，配加低碱负荷矿石，稳定或降低入炉碱金属的负荷，减
少焦末及矿末的入炉，为高炉操作（排碱）提供有利的条件。

2 控制煤气流分布

在高炉冶炼中，煤气是热能和化学能的携带者和传递者，同时也是碱金属的携带者和

传递者。煤气量大，温度高的地方炉料的含碱量也高。发展中心气流对排碱有利。八钢高炉炉
料结构中球团矿和烧结矿各占

50％，由于球团矿含量高，低温还原粉化率高，边缘温度过

高，矿石过早软熔，一旦炉温波动，就容易结瘤。在总结正反两面的基础上，得出高碱金属
负荷下高炉煤气仍按保持

“两条通路”的规律。应在适当发展边缘气流的基础上，同时疏通中

心操作。

3 对炉料进行脱碱

有关资料显示，针对碱金属会对烧结矿和球团矿造成粉化膨胀问题，可以用氯化焙烧

的方法进行烧结矿和球团矿的脱碱。烧结矿和球团矿中的碱金属也可用此法将其分离出来。
以硅酸盐状态的钠为例，当加入氯化剂（

CaCl2）时，发生的反应式：Na2O.SiO2+CaCl2＝

CaO.SiO2+2NaCl

△GTO=415624-293.6T,J/mol(T=298-1700K)。热力学计算表明，氯化钙加入

烧结矿和球团矿中，能够将其中的碱金属变成相应的氯化物（氯化钠和氯化钾）。生成物的
熔点很低（分别是

800

℃和 770℃），沸点也低（1465℃和 1437℃），而蒸汽压却很高，

这对烧结矿和球团矿的脱碱是有利的。

氯化脱碱存在的问题是，脱碱产物会沉积在废气流经的各种设备上，造成结瘤和腐蚀

管道。废气中的脱碱产物也会污染大气。

4 控制炉渣碱度、渣量及炉温

国内外研究表明，高炉排出碱金属的主要渠道是炉渣，炉渣中碱含量可达到入炉碱含

量的

90％。炉渣排碱可以关注以下几个方面：（1）在保持一定炉温的情况下，随着炉渣碱

度的降低，高炉的排碱能力相应提高。有资料表明，炉渣碱度降低

0.1％则增加渣中