含鈦礦石對爐缸具有很好的保護作用

目前，含鈦礦護爐方式分為局部和整體兩大類。局部護爐主要有3種：一是從風口噴入含鈦物料，使其在爐缸高溫區(qū)直接進行還原，主要針對風口與爐壁損壞部位角度40°～90°，風口與鐵口角度在80°～160°的區(qū)域，缺點是易磨損風口，同時護爐料利用率低。二是從炮泥中加入含鈦物料,使其在鐵口區(qū)域生成Ti(C，N)， 有效保護鐵口區(qū)域的爐缸側壁。三是風口喂入包芯法，主要針對爐缸的局部侵蝕有較大的優(yōu)勢。整體護爐法主要是從上部加入高釩鈦物料，尋求較優(yōu)的物料配比方案、高爐操作制度和參數(shù)，進行低鈦渣冶煉，實現(xiàn)維護爐缸、爐底和高溫區(qū)冷卻壁的效果，同時又能取得較好的技術經(jīng)濟指標。

含鈦爐料加入的時機與加入方式。應該選擇鈦積物能夠在爐缸沉積的時候開始加入含鈦物料進行護爐。這個時間對于不同的高爐是不同的，并可由鈦平衡計算的結果來確定。由計算得出有相當量的鈦能夠沉積在高爐內(nèi)時，可以加入含鈦物科護爐；或者當Ⅱ、Ⅲ段冷卻壁水溫差升高或高爐爐缸已到末期時，也應該考慮加鈦物料護爐。一般高爐開爐一年左右就開始護爐其效果不一定明顯。但對于冶煉強度大、利用系數(shù)高、爐缸侵蝕快的高爐，早一些時間加入含鈦物料進行護爐操作也是合理的。

含鈦物料進行護爐作為高爐常用的護爐方法，其公認的護爐機理如下：爐料中的TiO2在爐內(nèi)產(chǎn)生還原及過還原反應，過還原反應產(chǎn)生的化合物TiN、TiC的熔點分別高達2950℃、3140℃，在爐渣和鐵水中以彌散固體顆粒形式存在，隨著爐內(nèi)溫度降低而沉積下來，形成一層致密的沉積層而起到護爐作用。TiC、TiN 的形成及溶解。TiO2爐料加入高爐后，在軟熔帶中形成含TiO2的初渣，并且按照從高價到低價的規(guī)律進行還原，溫度越高形成的TiC（或TiN）越多。從高爐解剖分析已知，TiC、TiN沿高爐高度變化，爐身下部軟熔物中有少量的TiC、TiN生成。隨著爐料的下降，其含量不斷增加，到風口區(qū)達到最高值。當爐渣通過風口區(qū)到達爐缸時，TiC、TiN大量氧化，其含量又迅速降低。

在一定的溫度下，鈦在鐵水中的溶解度是有限的。當鈦的濃度低于鐵水中鈦的飽和溶解度時，大部分的TiC、TiN將溶于鐵水。但是當含鈦鐵水在爐缸下部周邊的低溫區(qū)時，鐵水中的含鈦量高于鈦的飽和溶解度，TiC(或TiN)將以固態(tài)的結晶析出并沉積于爐缸壁上。維持合適的沉積厚度，就能起到護爐效果，沉積越多，護爐效果越好。影響TiC(或TiN) 生成與溶解的因素。溫度對Ti(C，N)生成量影響顯著。隨著溫度升高，Ti(C，N)的量逐漸增多，在1475℃時達到最大；之后隨著溫度繼續(xù)升高，Ti(C，N)的量逐漸減少。風口區(qū)的溫度最高，TiC(或TiN)含量也最多。氣氛中的氧位對TiC、TiN的形成有非常敏感的影響，氧位越高則[Ti]含量越少。體系中N2分壓的影響也是明顯的，N2分壓越高越有利于TiN的形成。爐渣中TiO2濃度的提高有利于鈦的還原與還原量的增加，有利于TiC與TiN的形成，對護爐有利。而且m.diytenantscreening.com測試表明，以護爐為目的向高爐添加含鈦物料導致的爐渣TiO2含量上升，不會對爐渣黏度產(chǎn)生較大的影響。爐渣堿度高一些有利于鐵水中[Si]含量的降低，對鐵水中[Ti]含量的升高有益，故適當提高爐渣的堿度有利于TiC與TiN形成。

提高爐缸中心溫度。在一定條件下，鐵水含[Si]高，含鈦物料護爐效果好。但是根據(jù)解剖與計算，爐渣中TiO2被焦炭中碳還原生成TiN、TiC后，在風口平面處達到最大值，而當TiN、TiC通過風口區(qū)時又被氧化并大量溶于鐵水中，最后在爐缸爐底的交界處從鐵水中析出成為沉積物。因此，生成的鈦積物大多數(shù)從爐缸中心遷移到鐵水中，又由鐵水帶到爐底爐缸交界處沉積，這一機理可由冶煉釩鈦磁鐵礦的高爐易發(fā)生爐缸堆集現(xiàn)象得到證實。因此，如何使爐缸中心活躍，提高爐缸中心溫度，促進TiO2的還原，又使中心鐵水溫度提高到易于彌散更多TiN、TiC的水平就變得更為重要。這樣即使在鐵水含[Si]量不高，但物理熱高、爐缸中心活躍，爐缸水平方向溫度梯度小時，也可以獲得很好的護爐效果。