一 鈦在高爐內的行為
生產實踐中,在含鈦料高爐冶煉解剖中,可清楚看到沿高爐高度隨溫度變化其變化趨勢如下
1) 含鈦爐料自高爐頂部加入,鈦氧化物被逐級還原,其逐級還原進程為TiO2-Ti3O5-Ti2O3-TiO-[Ti]或Ti(C,N),由於Ti2O3,TiO不易形成且不穩定,因而逐級還原體現為TiO2-Ti3O5-[Ti]或Ti(C,N),
2)隨溫度等條件變化,部分鈦化物如鈦鐵礦,鈦鐵晶石等轉變為新生鈣鈦礦,鈣鈦礦屬高熔點礦物(熔點1970度),有利於降低軟熔帶位置和使爐襯不受侵蝕,同時也容易引起爐腰爐腹結厚,進入爐腹部位鈣鈦礦達到最高點約45%,是入爐原料中鈣鈦礦含量的2倍,經過爐腹後鈣鈦礦逐步分解還原為[Ti]或Ti(C,N).
3)隨溫度升高和還原勢增加,分解還原出來的[Ti]或Ti(C,N)逐步增加,到達風口處時達到最高水平.
4)還原出來的鈦在爐缸高碳勢和高氮勢下,很容易生成鐵水溶解鈦[Ti]及Ti(C,N)高熔點固熔體,而不能生成單體鈦或金屬鈦,
5)進入爐缸中被還原出來的[Ti]及Ti(C,N),因爐底通常有鐵水存在,並不能直接進入爐底,形成保護層,而是隨著靠近爐底溫度逐步降低,[Ti]熔解度降低,析出Ti(C,N)並逐步累積成層狀以Ti(C,N)為基體的護體.
二 鈦護爐機理
由鈦在高爐內的行為可知,應用含鈦物料護爐的機理分為兩種情況,
1) 在爐腰爐腹處,由於鈣鈦礦的形成,及部分還原出來的Ti(C,N)都為高熔點化合物,其粘附於爐腰爐腹處,在此處形成一層堅固的保護層,且不易被洗爐劑洗掉,從而有效的保護爐腹爐腰的爐襯.
2) 在爐缸及爐底,由於還原出來的Ti(C,N)和爐缸內的渣鐵焦炭形成高熔點,高粘度的多相粘結物,在出鐵時,隨爐缸液麵的降低而粘附於爐缸被侵蝕部位,另一部分質點進入進入鐵水中,隨溫度的降低,固熔於鐵水中的鈦熔解度降低,析出Ti(C,N),形成以鈦的氮,炭化物為主的鈦物積層,鈦物積層與爐缸爐底的耐火材料有很強的附著能力,從而保護了爐缸爐底.
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