碱金属在高炉生产中的危害分析与控制

碱金属对原燃料的影响

1 恶化焦炭冶金性能。

碱金属首先吸附在焦炭的气孔，而后逐渐向焦炭内部的基质扩散，随着焦炭在碱蒸汽

内暴露时间的延长，碱金属的吸附量逐渐增多。向焦炭基质部分扩散的碱金属会侵蚀到石墨
晶体内部，破坏了原有的层状结构，产生层间化合物。当生成层间化合物时，会产生比较大
的体积膨胀，导致焦炭强度下降，块度减小，产生较多碎焦和粉末。不同碱量条件下测定的
焦炭反应性及反应后强度结果表明，加入钾、钠浓度增加后，焦炭的反应性增加，而且钾、
钠浓度越高，反应性越大。这说明钾、钠对焦炭的碳溶反应起正催化作用，而且钾的催化作
用高于钠。有关资料测定表明焦炭含

K2O 量每增加 1％，反应性增加 8％，焦炭反应后强度

降低

9.2％。同时，高炉冶炼统计表明，碱负荷每增加 1kg/t,焦比平均上升 18.75kg/t。

2 碱金属对烧结矿的影响

2.1 碱金属对还原性的影响

烧结矿的还原度均随烧结矿含碱量（

K2O）的增高而提高，但随着含碱量的进一步增

加，烧结矿的还原度提高幅度较小。碱金属能促进烧结矿还原的原因：一是碱金属对还原反
应的催化作用，二是碱金属能增加烧结矿的气孔率。

.2.2 碱金属对还原粉化率的影响

碱金属使烧结矿中温还原粉化率倍增的原因是：一是在还原过程中，碱金属会进入氧

化铁的晶格。当还原到

FeO 时，碱金属大量进入 FeO 晶格，由于碱金属对还原反应的催化

作用，使该区域的金属铁晶体生长较快，在相界面上产生应力，当应力积累到一定程度，
便产生大量的裂纹，导致粉化率升高；二是在还原过程中会发生含钾矿物中钾元素的迁出
与再集中，迁出的钾（或游离的钾）与硅铝等元素结合，生成钾铝硅酸盐，由于析晶困难
往往形成一些超显微的结晶，晶化愈强，结构也会更加疏松。

2.3 碱金属对烧结矿软熔性能的影响

烧结矿少量碱金属可以提高烧结矿的软熔温度，使软熔带下移，但是碱金属含量过多

时，会使软熔带温度区间变宽而不利于高炉冶炼。