一 钛在高炉内的行为
生产实践中,在含钛料高炉冶炼解剖中,可清楚看到沿高炉高度随温度变化其变化趋势如下
1) 含钛炉料自高炉顶部加入,钛氧化物被逐级还原,其逐级还原进程为TiO2-Ti3O5-Ti2O3-TiO-[Ti]或Ti(C,N),由于Ti2O3,TiO不易形成且不稳定,因而逐级还原体现为TiO2-Ti3O5-[Ti]或Ti(C,N),
2)随温度等条件变化,部分钛化物如钛铁矿,钛铁晶石等转变为新生钙钛矿,钙钛矿属高熔点矿物(熔点1970度),有利于降低软熔带位置和使炉衬不受侵蚀,同时也容易引起炉腰炉腹结厚,进入炉腹部位钙钛矿达到最高点约45%,是入炉原料中钙钛矿含量的2倍,经过炉腹后钙钛矿逐步分解还原为[Ti]或Ti(C,N).
3)随温度升高和还原势增加,分解还原出来的[Ti]或Ti(C,N)逐步增加,到达风口处时达到最高水平.
4)还原出来的钛在炉缸高碳势和高氮势下,很容易生成铁水溶解钛[Ti]及Ti(C,N)高熔点固熔体,而不能生成单体钛或金属钛,
5)进入炉缸中被还原出来的[Ti]及Ti(C,N),因炉底通常有铁水存在,并不能直接进入炉底,形成保护层,而是随着靠近炉底温度逐步降低,[Ti]熔解度降低,析出Ti(C,N)并逐步累积成层状以Ti(C,N)为基体的护体.
二 钛护炉机理
由钛在高炉内的行为可知,应用含钛物料护炉的机理分为两种情况,
1) 在炉腰炉腹处,由于钙钛矿的形成,及部分还原出来的Ti(C,N)都为高熔点化合物,其粘附于炉腰炉腹处,在此处形成一层坚固的保护层,且不易被洗炉剂洗掉,从而有效的保护炉腹炉腰的炉衬.
2) 在炉缸及炉底,由于还原出来的Ti(C,N)和炉缸内的渣铁焦炭形成高熔点,高粘度的多相粘结物,在出铁时,随炉缸液面的降低而粘附于炉缸被侵蚀部位,另一部分质点进入进入铁水中,随温度的降低,固熔于铁水中的钛熔解度降低,析出Ti(C,N),形成以钛的氮,炭化物为主的钛物积层,钛物积层与炉缸炉底的耐火材料有很强的附着能力,从而保护了炉缸炉底.
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