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攀西地区是我国钒钛磁铁矿的主要成矿带,也是世界上同类矿床的重要产区之一。该铁矿属于以铁、钛、钒、铬等氧化物为主,多种矿物共生的复合矿。
高炉冶炼钒钛磁铁矿主要表现在炉渣变稠和产生泡沫渣、黏铁罐、炉渣脱硫能力低、铁损高等。
国内外高炉生产实践证明,冶炼钒钛矿或炉料中加入含钛物料发现,有些钛的碳氮化物沉积于炉缸起到护炉、补炉的作用,延长一代高炉的寿命。
含钛沉积物护炉原理:
高炉冶炼钒钛磁铁矿或在炉料中加入含钛矿物,在软熔带以下的高温区形成含(TiO2)的初渣,(TiO2)与焦炭中的碳和煤气中的氮反应生成TiC和TiN,即:
(TiO2)+3C=TiC+2CO
(TiO2)+2C+1/2N2=TiN+2CO
随着初渣的下降,进入炉缸形成终渣中的(TiO2)又与生铁中的[C]反应也生成TiC,即:
(TiO2)+3[C]=TiC+2CO
当[Ti]的浓度低于铁水中Ti饱和溶解度时,Ti(C、N)将以颗粒状弥散于铁水中。由于钛的碳氮化物熔点很高,因此在炉缸低温区域,铁水含[Ti]量高于其溶解度,将以TiC、TiN固体结晶析出,沉积在炉缸内,并且炉缸砖衬受侵蚀愈严重,冷却壁与铁水接近,TiC和TiN析出愈多,形成的难熔保护层愈厚。生产实践证明,铁水中含[Ti]>0.08%,便能起到护炉作用。
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