CN108329042A - 一种高氮型含钛护炉炮泥 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高氮型含钛护炉炮泥，组分及重量百分比为：氮化锰硅20％～40％；二氧化钛粉末20％～40％；刚玉粉5％～10％；粘土粉5％～10％；焦粉5％～10％；沥青粉2％～5％；蒽油10％～20％。高氮型含钛护炉炮泥的使用方法，高氮型含钛护炉炮泥装入泥炮前端，然后将普通炮泥装入泥炮后端，进行打泥作业，高氮型含钛护炉炮泥到达炉缸内部，在高温渣铁作用下，二氧化钛中Ti被还原后溶入铁水，氮化锰硅中的N分解并溶入铁水，使铁水中[Ti]和[N]增加，[Ti]和[N]浓度积提高，从而析出TiN。本发明高氮型含钛护炉炮泥打入到高炉炉缸内部，使其在炉缸内部分解出Mn、Si和N2，起到铁水中增氮作用，增加TiN析出量，提高TiO2利用率，增强护炉效果，缩短护炉时间。

Description

一种高氮型含钛护炉炮泥
技术领域
本发明涉及炼铁生产技术领域，涉及高炉护炉技术，具体涉及一种高炉护炉炮泥及其使用方法。
背景技术
在高炉生产过程中，炉缸浸蚀是最大的安全隐患。目前国内外普遍应用的控制炉缸浸蚀的主要措施就是采用含钛物料护炉。含钛物料中的TiO2在炉内被还原成金属Ti进入炉缸铁水，在特定条件下析出高熔点的TiN、TiC和Ti(N、C)固溶体，然后粘结在炉衬破损部位，起到修复和保护作用。
在现有的含钛物料护炉技术中，含钛物料主要是从炉顶加入，就是将钛精矿等含钛物料配入球团或烧结矿中，然后做为原料装入高炉。但由于含钛物料中的TiO2具有特殊的物理化学性能，在参与炉内反应过程中，会增大炉渣粘度，增加渣量，增加燃耗，影响高炉顺行。
为了避免从高炉炉顶加入含钛物料给高炉生产带来的影响，人们曾开展了随炮泥从铁口打入含钛物料的尝试和实践。
CN201110096711.X公开了一种高钛护炉炮泥，所述高钛护炉炮泥是由重量百分比为75％～85％的钛精矿和或金红石、2％～5％粘土、1％～3％云母、10％～15％焦油和2％～5％沥青按严格的炮泥制做工艺精制而成。该炮泥的使用，保证了高炉的安全生产，使炉缸部位(尤其出铁口处周围)基本与其它部位同步侵蚀。再不会因炉窑缸部位出铁口附近过早过快变薄而影响高炉的正常生产，可使整个高炉寿命提高一至两年，产生极大的经济效益和社会效益。
CN201110359463.3公开了一种用于铁口修复与保护的高炉炮泥，属于耐火材料领域。本发明所含组分的重量份为：刚玉：10～20份，均化料：5～15份，煤矸石：10～20，叶腊石：10～25份，复合粘土：10～20份，复合粉：10～35份，钒钛铁粉：5～20份，氮化硅铁：1～8份，润湿剂：0.1～0.5份；外加结合剂：15～22份；所述复合粉为氧化物和非金属碳化物的混合物。本发明使用中不产生有毒黑烟、无断裂铁、抗渣性强，特别适合在高炉中后期使用，可明显延长高炉寿命，并有效解决目前炮泥适应性差，质量波动大，寿命短、污染严重等问题。
从热力学和动力学条件分析，TiN、TiC和Ti(N、C)固溶体析出与炉缸铁水中[Ti]含量、[N]含量和温度有关，铁水温度越高，达到析出条件要求的[Ti]含量、[N]含量就越高。现有的含钛物料护炉方式只实现了提高铁水[Ti]含量，而不能提高铁水[N]含量，因此导致铁水[Ti]利用率较低，含钛物料用量较大，护炉时间长。
专利CN106187234A公开了一种用于2200m 3高炉炮泥，所述高炉炮泥由以下重量份的组分组成：亚白刚玉14份；氮化钛：6份；氮化铝：8份；叶腊石生矿：10份；碳酸锆1份；球粘土：20份；氧化铝粉2份；石墨粉：20份；氮化硅铁粉：8份，无烟煤粉4份，树脂粉：7份；聚醚改性聚有机硅氧烷：0.03份；外加结合剂：17份。氮化硅铁做为主要添加组份，在高温状态下铁促进了氮化硅的分解，使氮化硅分解成N2和Si；在有碳存在的情况，Si又与C形成活性SiC，尚未反应的金属Si及Fe3Si和性能活泼的初生碳化硅能够促进炮泥的烧结，使材料的强度得到增强；反应中排出的N2在材料中造成了许多细孔。从而，使泥料在很短的时间内就成为高强、多孔的烧结体。也就是说，这种炮泥堵上铁口后能很快烧结；由于是多孔材料，打铁口时很容易打开；又由于材料强度高、抗铁、渣侵蚀性能好，能保持铁口在出铁过程孔径稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高氮型含钛护炉炮泥，在增加炉缸铁水[Ti]含量的同时增加[N]含量，从而促进TiN固溶体析出，提高钛的有效利用率，缩短护炉时间。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种高氮型含钛护炉炮泥，组分及重量百分比为：氮化锰硅20％～40％；二氧化钛粉末20％～40％；刚玉粉5％～10％；粘土粉5％～10％；焦粉5％～10％；沥青粉2％～5％；蒽油10％～20％。
所述的氮化锰硅中按重量百分比N：26％～30％；Mn：10％～15％；Si：38％～45％；
所述的二氧化钛粉末中按重量百分比TiO2≥95％；
所述的刚玉粉中按重量百分比Al2O3≥95％；
炮泥各固体原料最大粒径≤2.5mm。
一种高氮型含钛护炉炮泥的使用方法，高氮型含钛护炉炮泥装入泥炮前端，然后将普通炮泥装入泥炮后端，进行打泥作业，高氮型含钛护炉炮泥到达炉缸内部，在高温渣铁作用下，二氧化钛中Ti被还原后溶入铁水，氮化锰硅中的N分解并溶入铁水，使铁水中[Ti]和[N]增加，[Ti]和[N]浓度积提高，从而析出TiN。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明将氮化锰硅做为高炉炮泥的主要添加组份，氮化锰硅是炼钢工艺中常用的一种增氮剂，将其打入到高炉炉缸内部，使其在炉缸内部分解出Mn、Si和N2，能够显著提高炉缸铁水中[N]含量，起到铁水中增氮作用，使[Ti]和[N]浓度积提高，增加TiN析出量，提高TiO2利用率，增强护炉效果，缩短护炉时间。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明：
以下实施例对本发明进行详细描述。这些实施例仅是对本发明的最佳实施方案进行描述，并不对本发明的范围进行限制。
实施例1：
高氮型含钛护炉炮泥原料化学成分及重量百分比含量为：氮化锰硅36％；二氧化钛粉末24％；刚玉粉9％；粘土粉5％；焦粉5％；沥青粉3％；蒽油18％。
其中：氮化锰硅中N＝28％；Mn＝13％；Si＝40％；二氧化钛粉末中TiO2＝96％；刚玉粉中Al2O3＝96％；各固体原料最大粒径≤2.5mm。
上述高氮型含钛护炉炮泥装入泥炮前端，然后将普通炮泥装入泥炮后端，进行打泥作业。铁水中[N]含量0.09％，铁水中[Ti]含量0.15％，铁口区域冷却壁水温差，相对应部位的碳砖温度。
实施例2：
高氮型含钛护炉炮泥原料化学成分及重量百分比含量为：氮化锰硅32％；二氧化钛粉末26％；刚玉粉10％；粘土粉6％；焦粉6％；沥青粉4％；蒽油16％。
其中：氮化锰硅中N＝29％；Mn＝14％；Si＝42％；二氧化钛粉末中TiO2＝95％；刚玉粉中Al2O3＝95％；各固体原料最大粒径≤2.0mm。
上述高氮型含钛护炉炮泥装入泥炮前端，然后将普通炮泥装入泥炮后端，进行打泥作业。铁水中[N]含量0.012％，铁水中[Ti]含量0.12％，铁口区域冷却壁水温差，相对应部位的碳砖温度。
实施例3：
高氮型含钛护炉炮泥原料化学成分及重量百分比含量为：氮化锰硅38％；二氧化钛粉末20％；刚玉粉10％；粘土粉5％；焦粉4％；沥青粉5％；蒽油17％。
其中：氮化锰硅中N＝27％；Mn＝12％；Si＝41％；二氧化钛粉末中TiO2＝96.5％；刚玉粉中Al2O3＝95.5％；各固体原料最大粒径≤1.5mm。
上述高氮型含钛护炉炮泥装入泥炮前端，然后将普通炮泥装入泥炮后端，进行打泥作业。铁水中[N]含量0.010％，铁水中[Ti]含量0.14％，铁口区域冷却壁水温差，相对应部位的碳砖温度。
上述高氮型含钛护炉炮泥分别在高炉上使用后，铁水中[N]含量提高0.002～0.004个百分点，铁水中[Ti]含量降低0.03～0.05个百分点，均取得较好的护炉效果，铁口区域冷却壁水温差降低0.3～0.8℃，相对应部位的碳砖温度降低86～132℃。

Claims (6)

1.一种高氮型含钛护炉炮泥，其特征在于，组分及重量百分比为：氮化锰硅20％～40％；二氧化钛粉末20％～40％；刚玉粉5％～10％；粘土粉5％～10％；焦粉5％～10％；沥青粉2％～5％；蒽油10％～20％。
2.根据权利要求1所述的一种高氮型含钛护炉炮泥，其特征在于，所述的氮化锰硅中按重量百分比N：26％～30％；Mn：10％～15％；Si：38％～45％。
3.根据权利要求1所述的一种高氮型含钛护炉炮泥，其特征在于，所述的二氧化钛粉末中按重量百分比TiO2≥95％。
4.根据权利要求1所述的一种高氮型含钛护炉炮泥，其特征在于，所述的刚玉粉中按重量百分比Al2O3≥95％。
5.根据权利要求1所述的一种高氮型含钛护炉炮泥，其特征在于，炮泥各固体原料最大粒径≤2.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种高氮型含钛护炉炮泥的使用方法，其特征在于，高氮型含钛护炉炮泥装入泥炮前端，然后将普通炮泥装入泥炮后端，进行打泥作业，高氮型含钛护炉炮泥到达炉缸内部，在高温渣铁作用下，二氧化钛中Ti被还原后溶入铁水，氮化锰硅中的N分解并溶入铁水，使铁水中[Ti]和[N]增加，[Ti]和[N]浓度积提高，从而析出TiN。
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