首钢股份3号高炉钛矿护炉规律探析

结合首钢股份3号高炉钛矿护炉实践,分析了炉缸侧壁温度上升的原因,并重点探讨了铁水[Ti]、炉渣(TiO2)和钛负荷之间的关系.3号高炉炉缸侧壁温度上升的原因,主要是原燃料质量波动、炉缸不活跃、钛矿净收入量为负数,以及铁口泥包的不合理等.实践表明,钛负荷下限控制在6kg/t([Ti]=0.082％)、上限控制在10kg/...     

高炉钛矿护炉存在问题及讨论

高炉配加含钛炉料是保护炉缸的措施之一，其护炉机制尚不明确，使用效果差异较大，长期使用还会给高炉操作带来一些不利影响。为此，对钛矿护炉机制和护炉失败原因进行了讨论，并通过热力学计算的方法，系统研究了钛矿护炉时高炉渣TiO₂含量、铁水TiC析出温度及钛含量的合理控制范围，从而指导生产实践，为高炉操作者选取钛矿护炉操作参数提供理论依据和参考。研究结果表明：钛矿护炉主要是通过降低铁水流速和促进炭砖复合保护层形成的双重作用来实现。消除炉缸侧壁气隙，保证传热体系的完整，可提高钛矿护炉效果。当前计算工况下，高炉渣中TiO₂质量分数、铁水TiC析出温度、铁水中钛质量分数分别控制在1.5%～3.0%、1 300～1 400℃、0.064%～0.11%范围内，能够有效护炉，减轻其带来的不利影响。     

首钢京唐2号高炉炉缸温度升高后的护炉措施

针对首钢京唐2号高炉炉缸侧壁温度异常升现象(最高达到799℃),通过采取控制冶炼强度、加钛矿护炉、优化炉前操作制度、提高炉缸活跃度、优化煤气流分布等一系列护炉措施,使炉缸温度逐步下降,并长期稳定在100℃以下。认为护炉是一个系统工程,各个措施不是孤立的,而应相互配合,才能取得既护好炉、又有一定产量水平和技术指标的综合效果。     

高炉使用含钛原料护炉实践

宝钢1号高炉于1985年9月投产。根据国内外高炉维护炉缸的经验,于1988年初开始在烧结矿中加入攀枝花钛精矿,为确保烧结矿质量,TiO_2控制在0.3～0.4%。高炉入炉TiO_25kg/t左右。当炉缸侧壁温度或炉底温度异常升高时另加钛块矿来增加入炉TiO_2量。采用这种方法护炉效果良好。     

柳钢4号高炉钛矿护炉效果及影响钛分配比的因素

结合柳钢4号高炉钛矿护炉实践,重点对炉缸侧壁温度上升的原因、钛矿护炉的效果,以及影响钛分配比的因素进行了分析。4号高炉炉缸侧壁温度上升的主要原因为炭砖侵蚀、原燃料质量波动,尤其是焦炭质量,以及炉内钛残留量减少等。采取钛矿护炉操作后,侧壁温度明显降低,温度上升势头得到有效控制。高炉钛分配比受渣铁成分和温度的影响较为明显,适当提高炉渣碱度和铁水温度、增大铁水硅含量及降低硫含量等有利于钛分配比的提高。     

首钢京唐1号高炉炉缸侧壁温度升高的护炉措施

对首钢京唐1号高炉炉缸侧壁温度升高后的护炉措施进行了总结。1号高炉炉役生产至10年之际,频繁发生局部炉缸炉衬热电偶温度升高的问题(TE31323上升至609℃),严重威胁安全生产。通过采取加钛矿护炉、强化冷却、调整布料制度、控制入炉碱金属、加强原燃料的管理等措施,炉缸侧壁高温点得以控制,保证了高炉安全生产,各项生产指标良好。     

三宝2号高炉间断性低钛护炉实践

2017年3月,三宝2号高炉炉缸侧壁环炭温度迅速上升至721℃,严重威胁高炉的安全生产.通过采取间断性低钛护炉、调整操作制度和加强原燃料管理等措施,高炉炉缸侧壁高温点温度逐步下降至可控范围,并获得了较好的技术经济指标.实践证明,保持钛负荷在4kg/t左右,铁水[Si]在0.35％～0.65％,[Ti]在0.08％～0....     

京唐2号高炉炉缸侧壁温度异常升高原因分析

炉缸的运行状况对高炉长寿起着决定性作用。首钢京唐2号高炉2017年8月开始炉缸侧壁温度急剧上升,对高炉的正常生产和人员安全提出了严峻考验。炉缸侧壁高温点的位置坐标表明,首钢京唐2号高炉炉缸侧壁温度异常升高的直接原因是炉缸内部铁水环流加剧对炉缸内衬的化学侵蚀和物理冲刷。进一步从铁水成分、炉底温度、铁口深度和铁水流速等因素分析,证实了2号高炉炉缸侧壁温度升高的根源在于炉缸活跃性恶化。此外,较高的硫负荷和焦炭灰分、较低的终渣碱度及水箱漏水等因素也在一定程度上促成了炉缸不活的状态。     

钛矿护炉对首钢股份1号高炉生产的影响

阐述了首钢股份1号高炉钛矿护炉期间各生产指标,如风量、冶炼强度、燃料比、铁水温度、[Ti]及炉缸炉底钛沉积量等的变化状况。钛矿护炉为期10天,钛矿配加量由常规护炉的1.5t/批,提升至强化护炉的2.5t/批;风量由4777m³/min减小到4744m³/min,透气性明显变差;冶炼强度出现小幅度下降;燃料比未出现明显变化;铁水温度及[Si]都出现了不同程度的下降。在钛矿护炉前期,[Ti]含量呈现出明显的上升趋势,炉缸炉底钛沉积量在短时间内由2t/d上升到14t/d左右,容易引起炉况波动,应该密切关注炉况的变化。     

沙钢3号高炉经济高效低钛护炉实践

针对沙钢3号高炉炉缸侧壁温度持续升高现象,提出了经济高效低钛护炉方案.经济高效低钛护炉,就是以析出石墨碳为核心,提高铁水[C]含量,降低铁水中碳不饱和度,改善炉缸活性,促进炉缸石墨碳析出.3号高炉低钛护炉期间,逐步减少钒钛矿使用量,铁水[Ti]降低至0.08％以下,炉缸侧壁炭砖温度基本处于400℃以下.同时,高炉日产量...     

水钢1350m^3高炉炉缸侧壁温度升高的治理实践

水钢1350m^3高炉大修后,经2年强化冶炼,炉缸西铁口下方侧壁温度上升至623℃,通过控制冶炼强度、钛矿护炉、休风堵风口、降低生铁锰、改变出铁方式,炉缸灌浆等措施,侧壁温度得到有效控制,并降低至500℃以下。侧壁温度稳定后,采取坚持钛矿护炉,逐步加氧强化冶炼,实现技术指标改善,侧壁温度稳定在安全水平,最大限度实现安全生产、增产降耗的目标。     

含钛高炉渣铁侵蚀炉衬的显微结构分析

对含钛高炉渣，铁显微结构的研究表明，攀钢高炉随冶炼强度的提高，炉渣组成发生变化，渣中TiC,TiN,Ti(C,N)含量减少，影响护炉效果，含钒钛的铁水中含有TiC,TiN,Ti(C,N),对护炉起着很大作用，因此钒钛矿护炉不单是含钛渣完成的，也有含钒钛铁水的作用。     

模拟复吹转炉脱钛预处理的理论和试验

 采用具备顶底复吹功能的500 kg感应炉模拟了转炉预脱钛工艺,分析了钛的氧化反应机理。试验结果表明：终点铁水钛质量分数平均为0.008 2%,脱钛率平均为71.3%。脱钛率随铁水温度升高而降低,随熔池供氧量增加而增加。铁水的终点钛质量分数与终点硅、锰质量分数存在平衡关系,与过程中碳的氧化没有相关性。渣铁间钛分配比为0.6～1.6,随渣中氧化亚铁质量分数的提高而提高,随铁水温度的升高而降低。试验结果和低温下有利于脱钛的理论分析一致。     

攀钢高炉铁水的性质

简介针对攀钢高炉铁水性质采用的测试研究方法，论述了钛，钒，硫，硅，碳单因素及其综合因素对铁水粘度，熔化性温度和凝固点的影响，对攀钢高炉冶炼的铁水成分控制提出了建议。     

Analysis of titanium distribution behaviour in vanadium-containing titanomagnetite smelting blast furnace

The operating data of a commercial vanadium-containing titanomagnetite smelting blast furnace (BF) have been examined over a period of one year. The liquidus temperatures and viscosities of a large number of slags were calculated by using the software Multi-Phase Equilibrium. The results show that both the slag liquidus temperature and hot metal temperature of the BF were 60 K lower than that of conventional BF operation, while both slags had similar viscosity. The correlations between the Ti distribution of hot metal and slag and the operating temperature, and hot metal and slag chemistry were analysed. Ti distribution ratio increases with increasing temperature and carbon content in hot metal. The Ti distribution calculated based on a slag/hot metal equilibrium model gave reasonably good agreement with plant measurements. This suggests that the slag and hot metal phases were close to equilibrium in the furnace hearth. A sensitivity analysis showed that temperature and C content has a significant influence on the Ti distribution ratio. The effect of slag chemistry on the Ti distribution is insignificant. Lowering of the operating temperature and carbon in hot metal can help reducing the Ti distribution into the hot metal, hence reducing the formation of Ti(C,N).     

高炉钛矿护炉规律的研究

 通过热力学计算,讨论了影响高熔点Ti(C,N)在炉内沉积的因素以及可能导致钛矿护炉效果不佳的原因。结果表明,铁水中的硅含量限制了铁水中的钛含量（w(［Ti］)≤0.2w(［Si］)）,所以控制适合的冶炼温度促进渣中TiO2还原的同时还要提高铁水中的硅含量,以保证铁水中有足够的钛;另一方面,要通过降低侵蚀炭砖表面温度来降低钛的溶解度,促进侵蚀部位铁水中钛的析出。通过钛平衡计算得知,护炉时需要长期加入含钛炉料,使得含钛保护层脱落后能在短时间内迅速形成。     

高炉炉缸铁水流场数值模拟

铁水环流是造成炉缸＂蒜头状＂侵蚀的主要原因,而导致铁水环流行程主要是由于炉缸内的死料柱引起的。为此,以流体力学有关理论为基础,建立了炉缸炉底三维流体数学模型,应用FLUENT软件,研究了高炉炉缸中不同死料柱位置、状态及出铁口尺寸对炉缸内铁水流动的影响。结果表明：死料柱有较小的浮起时造成炉底铁水流量较大对炉底产生较强的侵蚀。当中心死料柱尺寸大时自由铁水区的铁水流速较快,反之较慢。当出铁口直径增大时,铁水的质量流量增大,炉缸底部的铁水环流明显增大。     

高炉炉缸凝铁层物相分析

在高炉炉缸破损调研的基础上对高炉炉缸耐火材料热面凝铁层进行取样,利用扫描电子显微镜、物相分析等分析手段揭示了凝铁层的物相组成,并运用Thermol-calc热力学计算软件结合TCFE8数据库对铁水中石墨碳的析出温度及析出相分数进行了计算,最后揭示了炉缸凝铁层物相的形成机理.结果表明,高炉炉缸凝铁层主要由Fe相和石墨碳相交替分布组成,铁水成分对石墨碳析出温度影响较大,石墨碳析出温度远高于铁水凝固温度,铁水中C、Si元素含量对石墨碳析出相分数影响较大,而石墨碳析出相可增大铁水黏度11.9%.凝铁层中石墨碳的析出主要是由于Fe-耐火材料界面温度低于石墨碳析出温度,使得铁水中C不断向耐火材料热面迁移,进而形成Fe-C交替的分层结构.      

延长高炉炉缸寿命的技术措施

介绍了3种典型炉缸结构的特点及在我国高炉的应用效果;对合理死铁层深度进行了分析,并介绍了近年世界上新建的部分高炉的死铁层深度及死铁层深度与炉缸直径之比。介绍了目前已获得应用的炉缸状态监测技术,以及实践证明较好的炉缸缝隙压浆和护炉新技术。指出强化冶炼情况下,炉缸死铁层深度应至少为炉缸直径的20%;炉缸出现缝隙时,用重油压浆比用碳糊效果好;如能开发出含钛化物的炭砖,既能起到较好护炉作用,又不会像添加含钛矿那样会造成焦比升高。     

高炉焦炭在铁水中溶解行为研究现状及展望

 在当前及未来大型高炉高冶炼强度的条件下,加快焦炭在铁水中的溶解速率、提高高炉炉缸铁水的碳饱和度是削弱碳不饱和铁水对炉缸炉衬侵蚀、保证炉缸正常工作及延长高炉寿命的重要措施,同时可以为下游的炼钢工序提供部分热量来源。首先对国内外焦炭在铁水中溶解的试验和模拟研究方法进行了概括,然后对焦炭自身结构性能、焦炭中矿物质、铁水的物理性质等影响焦炭溶解速率的因素进行了详细分析。结果表明,碳结构的有序度和铁水温度的升高有利于焦炭的溶解,而焦炭中矿物质及铁水中硫、磷等元素的存在会抑制铁水的进一步渗碳。研究结果为高炉操作者理解焦炭在铁水中的溶解行为提供借鉴,指导钢铁工业的节能减排。