3高爐護爐操作探究'--萊鋼1880m3高爐護爐操作探究

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1、3高爐護爐操作探究'>萊鋼1880m3高爐護爐操作探究【摘要】本文簡單介紹了應用含鈦原料護爐機理和萊鋼1880m3高爐采用含鈦球團護爐操作，及高爐侵蝕的因素。經(jīng)過查閱資料和實踐操作分析，得出采用含鈦物料進行高爐護爐時,[Ti]含量通常保持在0.10%?0.20%,同時應加大爐缸的冷卻以有利于TiC與TiN的析出。【關鍵詞】高爐；含鈦爐料；護爐；鈦溶解度1前言高爐冶煉后期經(jīng)常出現(xiàn)的問題就是高爐爐缸內(nèi)側受到過度侵蝕，從而使爐壁溫度升高，甚者出現(xiàn)嚴重的爐缸燒穿等事故。因此高爐后期的護爐操作顯得異常重要。用含鈦原料進行

2、護爐操作也已經(jīng)成為我國大部分鋼企護爐的首選。本人秉著學習的態(tài)度對高爐后期服役異常進行保護性操作研究。2爐缸、爐底侵蝕原因爐缸、爐底損壞的主要形式有炭磚環(huán)裂，爐缸、爐底交界處“蒜頭狀”侵蝕和炭磚脆化。其主要原因是：渣鐵和煤氣流的機械沖刷、熱應力破壞、煤氣中C02,02,H20和漏入爐內(nèi)水的氧化作用、鐵和堿金屬的滲透引起炭磚變質(zhì)，并在滲透層和炭磚之間產(chǎn)生環(huán)形裂縫。3鈦化物護爐機理爐底鈦化物的生成與鈦在鐵水中的溶解度有關，當鐵水中鈦達到一定濃度時，就會析出TiC。從圖1中可以看出2條曲線交于A點，其對應溫度為1840

3、Ko而高爐爐墻附近鐵水的溫度一般達不到這么高，如果達到了也就意味著爐墻要損壞。所以在研究鐵水中TiC析出時，應在低于A點溫度區(qū)域討論。在爐缸鐵水溫度較高區(qū)域(區(qū)域1),當T為1773K時，渣鐵平衡時鐵水中的的w([Ti])e為0.157,鐵水中鈦的溶解度w([Ti])s為0.576,w([Ti])gw([Ti])e,所以這一區(qū)域很難生成TiC.但是在鐵水溫度較低區(qū)域(區(qū)域2),因溫度下降時w([Ti])s減少，假設爐缸中1773K的鐵水流動到爐缸的爐墻附近，鐵水溫度降至1473-1573K時,鐵水中鈦的溶解度w

4、([Ti])s只有0.068?0.153,小于1773K時鐵水w([Ti])e,所以TiC只能在爐缸溫度較低的部位生成。從上圖中可以看出，區(qū)域3的溫度高于A點溫度此時渣-鐵界面鈦的平衡濃度大于鈦的溶解度，會生成TiC.故用鈦球護爐時，如果加入過多的鈦球，渣中的TiO2增多，使渣-鐵界面鈦的濃度過大，生成大量的TiC,導致爐渣和鐵水變稠，高爐操作困難所以冶煉溫度不能高于A點。爐缸中形成鈦沉積物的原理是：在渣-鐵界面即爐缸的高溫區(qū)域，發(fā)生反應TiO2+2(C)=[Ti]+2C0(g),渣中的Ti02被還原成鈦,反應

5、[Ti]+[C]二TiC(S)(1)在高溫下很難發(fā)生所以在鐵水高溫區(qū)域不會有TiC生成，而爐缸侵蝕部位的低溫區(qū)域能滿足反應式⑴發(fā)生的條件，故鐵水中的鈦主要在渣鐵界面生成，通過鐵水流動或擴散到達爐缸低溫侵蝕部位，不斷生成TiC,不斷積累沉積，達到護爐目的。4護爐操作情況我廠1#1880m3高爐已經(jīng)投產(chǎn)八年，屬于服役后期，7月18日以來爐缸二層冷卻壁溫度第4和第6測溫點出現(xiàn)異常升高，(最高溫度分別為318°C和330°C)針對萊鋼1880m3高爐爐壁實際情況進行爐頂配加含鈦球團護爐操作。成分如下表：高爐礦批平均為每

6、12分鐘一批料，每批料為64噸左右,經(jīng)過逐步摸索配加鈦球劑量，定為每批料配加500kg?800kg含鈦球團，經(jīng)過一段時間的配加，爐缸異常溫度點有所緩解,第二層2點逐步從最高318°C恢復到正常溫度230°C,第二層4點從330°C恢復到200°C±下，達到預期效果，目前高爐每批料扔配加500kg含鈦球團。根據(jù)實踐數(shù)據(jù)得知當配加鈦球后鐵水中的成分鈦含量有了明顯增加，基本穩(wěn)定在0.1%?0.2%之間。如下表：考慮到鐵水中的硅含量限制了鐵水中的鈦含量(w(［Ti］?0.2w(［Si］)),所以控制合適的冶煉溫度促進渣

7、中TiO2還原的同時還要提高鐵水中硅含量，以保證鐵水中有足夠的鈦，另一方面，通過降低侵蝕碳磚表面溫度來降低鈦的溶解度，促進侵蝕部位鐵水中鈦的析出，使得含鈦保護層脫落后能在短時間內(nèi)迅速形成。4結論(1)由上述可知［Ti］+［C］二TiC(S)在高溫下很難發(fā)生,所以在鐵水高溫區(qū)域不會有TiC生成，而爐缸侵蝕部位的低溫區(qū)域能滿足反應式發(fā)生的條件，故鐵水中的鈦主要在渣鐵界面生成，通過鐵水流動或擴散到達爐缸低溫侵蝕部位，不斷生成TiC,不斷積累沉積，達到護爐目的。(2)根據(jù)實踐操作經(jīng)驗和其它高爐護爐數(shù)據(jù)對比，得出采用含鈦

8、物料進行高爐護爐時，［Ti］含量通常保持在0.10%?0.20%,同時應加大爐缸的冷卻以有利于TiC與TiN的析出。(3)考慮影響［TiC］含量的因素，在護爐操作時應提高鐵水中硅含量，以保證鐵水中有足夠的鈦，另一方面，通過降低侵蝕碳磚表面溫度來降低鈦的溶解度，促進侵蝕部位鐵水中鈦的析出，使得含鈦保護層脫落后能在短時間內(nèi)迅速形O參考文獻：［1］馬家源，孫希文，刁日升，高爐冶煉帆鈦磁鐵礦理