高炉炉底炉缸动态修补技术
发布日期: 2019-07-17 08:59:07 阅读量(390) 作者:张红与转炉等冶炼设备不同,高炉一旦投入运行便持续不断地运转,冶炼过程中无法频繁停炉替换损耗的耐火材料。炉底炉缸部位内衬耐火材料在与渣铁接触过程中不断地损耗,在炉役末期,当内衬被侵蚀减薄到一定程度时,会导致冷却效果变差,热负荷持续升高,导致高炉安全生产受到威胁。此时为了延长高炉寿命,保障安全生产,常使用含钛物料对炉底炉缸内衬进行动态修补。由于钛矿护炉技术行之有效地延长了许多高炉的一代炉役,国内外对此技术进行了深入的理论应用研究。
钛矿护炉,是指通过炉顶或风口直接把二氧化钛或含二氧化钛的钛精矿配入炉料或吹入铁水,使二氧化钛在炭砖表面沉积反应生成碳氮化钛层,以实现保护炉衬的目的。进入铁水中的 TiO2首先被还原为金属 Ti 且溶解在铁水中,再与铁水中溶解的 C、N2 反应生成高熔点的 TiC(熔点 3150℃)、TiN(熔点 2950℃),这些高熔点的含钛氮化物和碳化物在炉底炉缸生成、发育和集结,与炭砖表面及铁水中析出的石墨等物相形成粘稠状物质,凝结沉积在侵蚀严重的炉缸炉底内衬砖缝中或内衬表面,形成约 2-30mm 的保护层,从而对炉缸炉底内衬侵蚀严重的部位进行修补,是一种被广泛采用的炉衬修补方式。首钢 4 号高炉与加古川 1 号高炉对沉积层进行电子探针分析,确认了 Ti(C,N)的生成及其对炉衬的保护作用。
但是,钛矿护炉法存在着较为明显的缺点:日本住友金属小仓 2 号高炉的解剖分析指出,外加的二氧化钛仅有一小部分沉积到炉缸表面,绝大部分二氧化钛溶于铁水与炉渣中,在高炉的运行中随着铁水与炉渣的流出排出了炉缸,造成了钛资源的严重浪费;铁水中含钛过高也在一定程度上增加了铁水的黏度,有可能会造成渣铁分离困难,燃料比相应增加,影响高炉操作,不利于强化冶炼。另外,一旦采取钛矿护炉操作,如果中途停止加入含钛炉料,炉内将不再有持续稳定的钛源,Ti(C,N)“修补层”的析出和沉积也将停止,已经在炉缸炉底中沉积下来的 Ti(C,N)也会被渣铁溶蚀,随着时间的推移,炉缸炉底的热流强度再次升高,炉底炉缸安全隐患仍未消除,只能被迫再次加入含钛炉料护炉。
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