脱氧剂中氟化钙的作用

huangllong

大家一起来讨论一下盐浴炉中的脱氧剂氟化钙的好处和坏处吧！

mysuncool0315

萤石又名莹石、氟石、五花石。化学成分为氟化钙(CaF２)。常因含有各种杂质及机械混入物而呈紫色、绿色、蓝色、黄色、玫瑰色等。萤石常呈立方体或八面体结晶，有时为块状或粘状集合体，比重为3～3.2，莫氏硬度为4，熔点为1270°C～1350°C。萤石是一种很重要的非金属矿物原料，具有广泛的工业用途：冶金工业中，萤石主要用于炼钢、化铁和铸造、冶炼；氟化学工业中，萤石用于生产氢氟酸（HF）；建材工业中，萤石大量应用于水泥、玻璃、铸石和陶瓷等生产工艺过程中。当然质地纯正的萤石还可以被工艺大师用来雕刻成造型各异的装饰工艺品。
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　　中国是世界上萤石矿最丰富的国家之一。总保有储量CaF2 l.08亿吨，居南非、墨西哥之后，处世界第3位。已探明储量的矿区有230处，分布于全国25个省(区)。以湖南萤石最多，占全国总储量38.9%；内蒙古、浙江次之，分别占16.7%和16.6%。我国主要萤石矿区有浙江武义，湖南柿竹园、河北江安、江西德安、内蒙古苏莫查干敖包、贵州大厂等。矿床类型比较齐全，以热液充填型、沉积改造型为主，伟晶岩型等类型不具重要意义。萤石矿主要形成于古生代和中生代，以中生代燕山期为最重要。
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/ N1 ^( y. H3 k我国非金属矿开发利用概况

) y; }7 H) F8 \7 m& h0 n/ ~建国50年来，我国非金属矿工业有了很大的进步与发展。全国现已发现了一大批储量大，质量好的非金属矿产93种，其中已探明储量的有88种，有14种非金属矿产居世界前5位。菱镁矿、石膏、重晶石、芒硝、膨润土居世界首位；滑石居世界第二位；磷矿、硫矿、萤石和石棉居世界第三位；珍珠岩、天然碱居世界第四位；高岭土居世界第五位。非金属矿产现已成为国家的支柱产业。据不完全统计，我国现有非金属矿山12194个，加工制品企业6.5万个，合计7.7199万个，从业人员853万人，拥有固定资产原值1898.96亿元，创得税216.18亿元。我国也是世界上重要的非金属矿产出口国，在国际市场上起到举足轻重的作用。石墨、萤石、硅灰石占世界贸易额的50%以上。
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7 J1 k$ ^- F' m/ T/ i
* U; h1 r( `& j' ~' T! U9 l/ a产品相关信息
( i4 `8 @. q  r/ @' Q8 i中文名称：
1 Z  K3 e5 y4 \! R' l' Y+ ^萤石
英文名称：
; s  s. U7 M: [" v' q- y# ?Calcium fluoride
中文别名：
4 `0 D1 n  f, W9 O 氟石;氟化钙
+ h: D/ }; v0 M, d2 E: [CAS RN.：
7789-75-5
  B- p( w1 A+ d7 Z% n7 V 分 子 式：
1 }- e/ H$ {2 ECaF2
0 {$ g" x" `: v+ S 物化性质：  

性状 等轴晶系，晶体多呈立方体、八面体或由其组成的聚形。颜色多为黄色、绿色、蓝色、紫色或白色及玫瑰等色。

+ r$ G6 b9 O5 k3 ~: G溶解性 不溶于水，能溶于硫酸、磷酸和热的盐酸及硼酸、次氯酸。
2 F* y* V" ~! }. M4 u: ~

用　　途：
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广泛应用于化工、冶金、玻璃、搪瓷和水泥等领域
7 ?0 o& S6 d7 J" L6 K 水泥生产工业用莹石含氟化钙50－60之间，钢铁生产工业用莹石含氟化钙75－75之间。莹石粗粉含氟化钙70左右，用于瓷业、化工、医药生产。莹石精粉含氟化钙75以上，用于各类精细化工、医药等生产。

huangllong

据说氟化钙是氟化物中唯一没有毒性的，所以在盐浴中用它作为脱氧剂。但它的不利因素是什么呢？在脱氧过程中可以不用它吗？
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[ 本帖最后由 huangllong 于 2007-12-30 19:31 编辑 ]

大鹏展翅

bu不知道原理的路过   可以介绍一下原理吗

piaoyao2003

盐浴炉是以溶盐为加热介质，溶盐既是发热体又是导电体。按其加热方式可分为内热式和外热式，目前普遍采用的是内热式盐浴炉。

内热式盐浴炉是将两根、三根或多根电极插入或埋入盐炉中，当电流通过溶盐时电解便转换成热能使其温度升高，而将工件放入溶盐中，热量将传给工件，使其加热到与浴盐相等的温度。以达到工件热处理的目的。

( O& E# L4 [1 S& p由于盐浴炉是以溶盐为导电介质的，它的电阻只有千分之几欧姆，根据下式
* o/ T' b& i0 q1 [" o4 }
" J5 Z& x# U  p0 ~ U=√PR   I=U/R

4 X' x" M- H% a9 ?可知：为达到盐炉的输出功率，要求盐炉变压器的二次电压较低，而电流极大。如50KVA盐炉变压器，二次电压为5.53~17.8伏，电流达4520安。因此二次常采用大截面的矩形导线绕制，其匝数一般仅为几匝。
1 N5 A, `9 z# ~& l" W! a' ^& e
5 V4 s, H5 T1 z( ^7 S6 l/ P! y另外，为适应盐炉在升温、保温时功率不同的要求，输出电压可在一定范围内分数档调节。调压的方法一般是通过无载分接开关来改变一次绕组的匝数来实现的，而且档数越高，输出电压越高，则输出电压越大，反之则小。

盐浴炉由插入式改成埋入式后，由于埋入后两电极之间的距离大，则电阻也大，在盐炉变压器输出保持原额定值时，炉温升不上去，甚至放在最高档也达不到输出功率。
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    对于单相盐浴炉，可以将盐炉变压器的二次绕组由原来的并联改为串联，使输出电压升高一倍，但应注意连接时极性不能接错。

而对于三相盐浴炉，只要将二次绕组由原来的三角形连接改成星形连接，输出电压就可提高√3倍。以达到提高温度的目的。
    盐浴炉主要用途：供各种机件在融化了的盐液或混合盐液中加热（或冷却）等热处理用。如淬火、退火、回火、正火、回火、无氧化加热、等温冷却及化学热处理（氰化、渗碳、渗金属）。

piaoyao2003

楼上同志所给资料有些问题吧，萤石熔点应该是不对的吧。萤石的熔化温度约935℃。它的主要成分是CaF2，还有其它成分的。而CaF2晶体的熔点熔点1360℃，沸点约2500℃，相对密度3.180，折光率1.434。萤石极难溶于水，可溶于浓酸，与热的浓硫酸作用生成氟化氢气体。约有四分之一的萤石用于化学工业，制备氢氟酸、氟和其他氟化物。冶金工业中用作助熔剂，如炼钢中，加入萤石能使氧化钙和阻碍石灰溶解的2CaO•SiO2外壳的熔点降低，生成低熔点3CaO•CaF2•852SiO2(熔点1362℃)，加速石灰溶解，迅速改善炉渣流动性，提高脱硫效率，在高炉中，氟石作洗炉用，通过降低熔点，清除炉墙结瘤。硅酸盐工业上用于制造乳浊玻璃、陶器和搪瓷等。无色透明的氟石可用于制光学仪器中的棱镜和透镜。
    脱氧剂有公司自己开发的新产品，例如以二氧化钛、二氧化硅、硅钙为主要成分经精细加工配制而成的。

huangllong

氟化钙高温加热后会分解成ＨＦ，这对人体是有害的！另外，它还具有强烈的腐蚀作用，对设备、工件都有害处！

huangllong

氟化物

炼钢系统烟气中的氟化物则主要来源于添加的萤石。

为了去除钢液中的磷和硫，需要向炼钢炉内加入石灰造高碱度炉渣。但提高碱度往往会

使炉渣变稠，加入萤石则可以稀释炉渣而不降低炉渣碱度。从国内的生产实践来看，萤石的

使用量正在逐年减少，转炉、电炉吨钢使用量一般已降至5kg
; Y8 C4 G5 [& t* F' |左右，精炼炉吨钢用量也降至

1kg
$ C. W% C7 H* ?$ v& b3 _6 s左右。

大量实验研究证明，CaF2 的高温分解不是由于CaF2 的挥发、而是发生了水解反应。绝对

干燥的空气和氧气中，CaF2 高温不分解；饱和空气中，CaF2 的水解起始温度大致为820～840

℃。低温阶段（850～1200℃），CaF2 水解率随反应时间的延长而缓慢增加；高温阶段（1200

℃以上），其水解率随反应时间的延长显著增加。

炼钢生产过程中，转炉、电炉、精炼炉内不含水份，理论上CaF2 不会发生水解生成HF。

在烟道内，由于有空气的进入，会有少量的CaF2 发生水解生成HF 类气态氟化物。由于烟气

中含有大量的炼钢烟尘、属高碱性，且含有一定数量的CaＯ（3～22%）；而CaO 又是非常

好的脱氟剂，很容易与HF 类气态氟化物反应生成CaF2。因此，炼钢生产烟气中的氟化物主

要以CaF2 形式存在，可以认为不含HF 类气态氟化物，容易被高效除尘器去除。因此，对于

电炉、精炼炉等烟气中的氟化物、而且为无机盐类，基本上监测不出气态氟化物（HF），通

过控制烟尘的排放浓度就可以得到非常好的控制，故本标准对其可以不加控制。上海地区对

100t 电炉、150 电炉和AOD 精炼炉多种生产工况条件下排放废气中的总氟化物进行了监测，

浓度范围为0.06～0.99mg/Nm3、平均值为0.22mg/Nm3（42 个样本数据）；这也说明烟气中

基本上不含气态氟化物，可以不将“氟化物”作为控制项目。

但特钢企业用来冶炼优质合金钢或超级合金钢的电渣炉等与转炉、电炉、精炼炉有很大

的不同，多使用氟系熔渣进行重熔冶炼，生产过程中由于萤石（CaF2）的水解而容易产生气

态氟化物，对其必须严格控制。对于气态氟化物的控制，主要有湿法、干法和半干法3 大类；

目前国内特钢企业主要采用干法净化，即向烟气中喷入石灰粉等附剂，控制效果良好、一般

可以达到5mg/m3 以下、甚至低于1mg/m3。如太钢锻钢厂电渣炉采用CaF2/Al2O3 渣系重熔冶炼，

炉口氟化物最高浓度达130mg/m3、烟尘浓度为305mg/m3；采用喷CaO 和布袋除尘器净化后，

排放废气中的烟尘浓度降至1.64mg/m3、氟化物降至0.62mg/m3。此时要求烟气温度保持在

50℃以上以防结露（最好不低于60℃）、滤料宜采用防板结的覆膜滤料。可参阅王军、赵

鸿燕二同志撰写的《电渣炉除尘方法及工艺探讨》一文（科技情报开发与经济，2001 年第6

期）。国内从20 世纪80 年代就开始研究无氟渣重熔冶炼，尽管已经取得了不少研究成果，

但国内仍多采用氟渣重熔冶炼。

鉴于以上，本标准对这类含氟废气污染源规定为：现源6.0mg/m3 （与现行排放标准GB9078

相同），新源3.0mg/m3。