為什么要重視高爐鐵口修復炮泥技術(shù)?
答:炮泥是一種用來(lái)封堵高爐出鐵口的耐火可塑料,依靠爐內壓力、打泥機壓力,在爐缸內表面有效形成蘑菇狀泥包對爐壁爐缸起到保護作用,是高爐煉鐵過(guò)程中必不可少的輔助材料,炮泥應具有良好的開(kāi)口性、高溫體積穩定性、良好的填充性和與舊炮泥有很好的附著(zhù)性。
使用壽命到中后期的高爐,由于出鐵口長(cháng)期受到高溫高壓鐵水侵蝕,爐缸內壁出鐵口周?chē)霈F喇叭口或牛角槽,導致了出鐵口變淺(鐵水出不盡),鐵流不穩定,見(jiàn)風(fēng)早,出不盡渣鐵,甚至跑大流,嚴重影響正常出鐵,并最終影響到出鐵產(chǎn)量,同時(shí)高爐安全性也會(huì )受到威脅。常規炮泥不能滿(mǎn)足高爐的使用要求,需要功能性炮泥在使用過(guò)程中對出鐵口周?chē)睦瓤谶M(jìn)行修復;開(kāi)發(fā)含鈦炮泥,使炮泥在正常應用過(guò)程中,通過(guò)鈦在富碳、富氮(氮化硅鐵在1127℃開(kāi)始釋放氮氣)、高溫下的化學(xué)反應,生成高耐火度的新相,沉積在高爐側壁及爐缸區域和出鐵口上,隨著(zhù)時(shí)間的推移,對擴孔的出鐵口部位實(shí)現修復,鐵口逐漸恢復,保證高爐正常出鐵,延長(cháng)高爐的使用壽命。
根據國內外專(zhuān)家的研究,當含 TiO炮泥進(jìn)入爐內后,TiO進(jìn)入液體渣、鐵中,尤其在風(fēng)口區,液體爐渣中的鈦氧化物被碳還原生成 TiC、與氮化硅鐵在高溫下釋放的N2生成TiN 。
其中,TiC、TiN 或者 Ti(C,N)在沉降中富集長(cháng)大。另外,由于鐵液對 TiC、TiN 的潤濕角小,鐵滴很容易潤濕并黏附 Ti(C,N),致使部分鐵珠外形成個(gè) Ti(C,N)薄殼,這種鐵珠由于比重比較小,懸浮在渣鐵界面。又因 TiC、TiN 熔點(diǎn)高(TiC 熔點(diǎn)為3150℃,TiN 熔點(diǎn)為 2950℃,高于渣鐵溫度),不能熔化,只能呈半熔融或固相狀態(tài)懸浮在鐵口周?chē)F中及其界面處,出鐵時(shí),隨著(zhù)渣鐵液面的下降而被擠壓沉積到鐵口周?chē)拇u襯上及爐缸底部磚縫里,同時(shí)靠近爐墻區域溫度低及受侵蝕的磚襯表面粗糙,也有利于低價(jià)鈦化物晶體的析出。在炮泥中加入含鈦物料可以在鐵口區不斷析出,從而在鐵口區域達到沉積濃度。隨著(zhù)泥包邊緣的變化,在泥包周?chē)u襯上形成鈦積層。這種結構致密、硬度大、具有熱阻性且熔點(diǎn)高(熔化終了溫度可達1500℃)的黏結物黏附于鐵口周?chē)鸂t缸、爐底的磚襯上,保護了鐵口區。并且鈦酸鋁具有與鐵液和熔渣不侵潤的特性,能夠提高炮泥的抗渣侵蝕性。
國內某高爐爐役后期,鐵口淺、出鐵時(shí)間短、噴濺,嚴重影響了高爐生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)現場(chǎng)調研和對炮泥針對性調整,現場(chǎng)使用打泥順利,開(kāi)口容易,沒(méi)有噴濺現象;通過(guò)3個(gè)月的使用,效果明顯,鐵口得以修復, 爐缸鐵口下方溫度降低,形成的牢固鐵口、喇叭口及出鐵通道已經(jīng)附著(zhù)富鈦高溫相,出鐵口由原來(lái)的2.4米~2.5米增長(cháng)到現在的2.7米,甚至達到了3.0米,起到了延長(cháng)出鐵時(shí)間的效果,避免了爐壁與爐底交匯處形成象腳對爐缸結構造成的破壞,并且降低了噸鐵炮泥消耗,延長(cháng)了高爐整體使用壽命。