論二氧化鈦對高爐冶煉的影響

王興

摘要：目前，高爐冶煉煉鐵技術(shù)作為主要的主流冶煉工藝，在長時間的研究與實踐之中，形成了完善的技術(shù)體系。但是，就目前的實際情況分析來看，二氧化鈦本身對于高爐冶煉還存在一定的影響，所以還需要進行針對性的研究。

關(guān)鍵詞：高爐冶煉;二氧化鈦;溫度

目前，整個鋼鐵行業(yè)的合計生產(chǎn)對于高爐冶煉的冶鐵技術(shù)依賴度較高，但是我們也需要認識到這一項技術(shù)導(dǎo)致的高能耗與高污染也到了不容忽視的地步，所以就需要針對高爐冶煉相應(yīng)的技術(shù)進行深入的研究，能夠了解各項產(chǎn)生影響的主要因素，這樣才能滿足其后續(xù)的發(fā)展需求。

一、高爐結(jié)構(gòu)

在高爐冶煉冶鐵技術(shù)中，高爐作為核心設(shè)備，其整體呈現(xiàn)出圓柱型，通過耐火材料與耐高溫材料建造而成，從上到下依次劃分為爐、爐身、爐腰、爐腹、爐缸，整體上包含了上料、裝料、送風、煤氣凈化、渣鐵處理和噴吹燃料系統(tǒng)。在實際的冶煉過程中，首先需要朝著高爐內(nèi)部輸送原料，然后基于高溫的作用，讓鐵礦石分子結(jié)構(gòu)被破壞，最終通過還原劑生成鐵，然后通過高爐的下端將其排出。

二、二氧化鈦對高爐冶煉的影響

基于高爐結(jié)構(gòu)的基本分析，就二氧化鈦（TiO2）對于高爐冶煉的影響進行分析，將重點放置在TiO2溫度對于高爐透氣性的影響上，以便能夠讓研究更加順利的實施下去。

（一）溫度對爐渣黏度的影響

就相應(yīng)的研究分析來看，爐渣中的黏度和溫度之間形成對應(yīng)的關(guān)系，渣中的軟融帶黏度隨著溫度的升高而有所降低，并且還存在和“堿性渣”樣想累死的急劇轉(zhuǎn)折點。針對初渣中溫度與黏度的關(guān)系，具體見圖1所示。

（二）溫度對終渣中TiO2的影響

將含鈦物料直接添加到高爐中，主要是為了在爐缸內(nèi)產(chǎn)生Ti（CN），從而對于爐缸的爐底加以保護。但是因為爐渣之中所形成的Ti（CN）偏高，就會導(dǎo)致爐渣黏度增加，降低高爐的透氣性，進而影響高爐與渣鐵的順利分離。隨著溫度的變化，爐渣之中的Ti（CN）含量也會對應(yīng)的變化。當溫度低于1666K的時候，不會有Ti（CN）的產(chǎn)生，但是超過1666K溫度，就會形成固溶體Ti（CN），并且隨著溫度的升高，其形成量也會對應(yīng)的升高，當達到1783K溫度的時候，Ti（CN）為最大值，但是溫度升高之后又會急劇的降低，會呈現(xiàn)出山峰狀。

如圖2所示，如果圖中的“山峰”右側(cè)屬于現(xiàn)實應(yīng)用研究，直接將“半山腰”之下所對應(yīng)的渣中Ti（CN）作為不會影響爐況進行化分享，就可以了解，這時對應(yīng)的渣溫超過1840K，基于渣溫高于鐵水溫度100℃來范推算，其所對應(yīng)的鐵水溫度為1467℃。簡而言之，當物理熱低于1467℃，因為有大量Ti（CN）存在于爐渣中，那么就會影響爐況，出現(xiàn)壓力過高等問題。

（三）TiO2質(zhì)量分數(shù)對軟融帶的影響

對于TiO2爐內(nèi)的轉(zhuǎn)移、還原和渣鐵之中的分配會受到諸多因素的影響，同時對于高爐的冶煉和爐缸的維護也會產(chǎn)生影響。當含有TiO2的物質(zhì)到達軟融帶之后，就會有自由的TiO2生成，在軟融帶區(qū)域中，大約1200℃，就會直接生成TiC和TiN，然后進入初渣相。

就相關(guān)的分析來看，對于含鈦的高爐初渣之中的TiO2質(zhì)量分數(shù)就會直接影響初渣的物相組成轉(zhuǎn)變與比例。并且隨著TiO2質(zhì)量分數(shù)的不斷增加，還會降低液相出現(xiàn)的初始軟化溫度，同時初渣的融化溫度會進一步升高，也就是固液的共存溫度區(qū)域會逐漸的擴大，這樣就會導(dǎo)致高爐的軟融帶變寬，降低其透氣性，進而對于高爐冶煉產(chǎn)生影響，具體見圖3所示。

基于圖1的分析，在增加TiO2質(zhì)量分數(shù)之后，會擴大軟化區(qū)間，這就表示當鈦物質(zhì)達到一定程度之后，會影響高爐的透氣性。并且，如果質(zhì)量分數(shù)沒有超過6%，那么其產(chǎn)生的影響是非常輕微的。

三、結(jié)語

總而言之，對于鋼鐵行業(yè)而言，高爐冶煉技術(shù)作為主要的技術(shù)之一，能夠真正發(fā)揮其作用，創(chuàng)造良好的效益是至關(guān)重要的。所以，還需要積極探索各種對于高爐冶煉產(chǎn)生的影響因素，這樣才能夠解決一系列冶煉問題，最終謀求更大的發(fā)展空間。

參考文獻

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