摘  要  針對首鋼某大型高爐分別就鈦負荷、鐵溫、爐溫、鐵中S含量、爐渣堿度等與鈦收得率的相關性進行了統計分析。分析發現：鈦負荷在7-10kg/t之間，鈦資源的利用效率是最高的。鈦收得率與鐵溫和爐溫存在正相關性，與鐵中硫含量存在負相關性，與爐渣堿度未發現明顯相關性。幾種存在相關性的因素中，爐溫與鈦的收得率相關性最好，最適合作為控制鈦資源利用效率的指標。

關鍵詞  高爐  鈦資源  長壽  鈦收得率

Analysis of Influence Factors of the Titanium yield in the Lining Protection with Titaniferous Meterial

Jian Sun1、2   Mansheng1  Chu Hui Chen2   Jianlong Wu2   Hailong Liang2   Wei Wang2

School of Materials & Metallurgy，Northeastern University，Shenyang 110004,

Shougang Research Institute of Technology,Beijing,100043

Abstract  A statistic analysis of the correlations camparing titanium load, iron temperature, furnace temperature, sulfur content in iron and basicity of slag with titanium yeild have been done 

The result indicated it can get the highest titamium yield, when titanium load is between 7-10kg/t. There is a significant correlation between iron temperature, furnace temperature, and titanium yield, a negative correlation between sulfur content in iron and titanium yield, and no correlation between basicity of slag and and titanium yield. The furnace temperature is the highest correlation factor, is the suitable indicator to control the Titanium yield in the lining protection with titaniferous material.

Keywords   Blast furnace; Titaniferous material; Long Campaign; Titanium yeild;

1  前言

多年來，高爐長壽問題是困擾煉鐵工作者的主要問題之一，但隨著高爐爐型設計、耐材性能、高爐操作等技術進步，現代高爐的壽命不斷延長，如：日本千葉6號高爐打破了高爐長壽的世界記錄，爐役壽命達到了20年9個月。在對比日本高爐在1975-1985年、1986-2000年和2011-2005年高爐停爐原因的過程中，發現由于爐頂、爐身和爐腹造成高爐大修的次數由1975年-1985年的43次不斷下降，下降到1986-2000年間的22次，并且在2001年-2005年之間，已無高爐由于爐頂、爐身和爐腹的損壞造成高爐的大修。但是由于爐缸側壁所引起的長壽并未完全解決。因此國內外達到一定使用年限的高爐基本均會存在爐缸存在高溫點的問題。而目高爐加鈦護爐是煉鐵工作者控制爐缸高溫點的主要手段[1-5]。

在高爐煉鐵工作者使用加鈦護爐技術的過程中，主要關心的是高爐鈦負荷、鐵水中鈦含量、爐溫等指標來保證加鈦護爐的效果，而忽視掉鈦資源的利用效率的問題。這在部分情況下就會帶來鈦資源利用效率低的，浪費鈦資源的問題。因此本文重點關注高爐加鈦護爐過程中，鈦資源使用效率的影響因素。

 2  鈦資源利用效率的影響因素分析

為了分析鐵中鈦收得率的影響因素，分別對鈦負荷、鐵溫、爐溫、鐵中S含量、爐渣堿度等與鈦收得率的相關性進行了統計分析。

2.1  鈦負荷對鈦資源利用效率的影響

自高爐加鈦護爐以來可將護爐過程可按鈦負荷的不同整理成一下幾個階段：未護爐階段O鈦負荷為3kg/t、護爐階段A鈦負荷在6.2kg/t、護爐階段B鈦負荷在11.7kg/t、護爐階段C鈦負荷在7.3kg/t、護爐階段D鈦負荷在9.8kg/t。

圖2為不同護爐階段，太負荷、鐵水鈦含量和1kg鈦負荷所帶來的[Ti]含量的變化趨勢。對比不同護爐階段可見，鐵液中的鈦含量與鈦負荷有很好的相關性，鈦負荷升高，鐵中鈦也隨之升高，但當入爐鈦負荷超過10kg/t后，鐵中鈦含量卻沒有隨著鈦負荷的增加而增加。由圖可見，噸鐵鈦負荷小于7kg/t時，1kg鈦負荷所帶來的[Ti]含量隨著鈦負荷的升高而升高，在大于7kg時，1kg鈦負荷所帶來的[Ti]含量隨著鈦負荷的升高而降低，甚至出現負值。說明在鈦負荷超過7kg/t后，鈦資源的利用效率將大幅降低。

圖3為不同護爐階段，鈦負荷、渣中（TiO2）的變化趨勢。由圖可見，爐渣中鈦含量隨著鈦負荷的增加而增加，即使鈦負荷超過了10kg/t，渣中鈦也是持續增加。

圖4為不同護爐階段，鈦負荷、鈦的收得率的變化趨勢。由圖可見，在鈦負荷小于7.3kg/t時，隨著鈦負荷的升高鈦的收得率越高，在鈦負荷大于7.3kg/t時，隨著鈦負荷的升高，鈦的收得率有所降低。

由以上分析不難看出，鈦負荷在7-10kg/t時，鈦資源的利用效率較高。

2.2  鐵溫對鈦資源利用效率的影響

分析了不同鈦負荷條件下，鐵溫與鈦收得率的相關性。

圖5為不同鈦負荷下，鐵溫與鈦收得率的相關性分析。由圖可見，在鈦負荷小于7.3kg/t的條件下，鐵溫和鈦的收得率均存在著一定的正相關性，而當鈦負荷大于9.8kg/t時，相關性則有所降低。

2.3  爐溫對鈦資源利用效率的影響

分析了不同鈦負荷條件下，爐溫與鈦收得率的相關性。

由圖6可見，不同的鈦負荷的條件下，爐溫和鈦的收得率均存在著較強的正相關性。

2.4  鐵水中S含量對鈦資源利用效率的影響

分析了不同鈦負荷條件下，鐵水中S含量與鐵水中鈦含量和鈦收得率的相關性。

圖7為不同鈦負荷下，鐵水中S與鈦收得率的相關性分析。由圖可見，不同的鈦負荷的條件下，鐵水中S含量和鈦的收得率均存在著較強的負相關性。

2.5  爐渣堿度對鈦資源利用效率的影響

分析了不同鈦負荷條件下，爐渣堿度與鈦收得率的相關性。

圖8為不同鈦負荷下，爐渣堿度與鈦收得率的相關性分析。由圖可見，未發現爐渣堿度和鈦收得率均存在相關性。有學者認為[Si]+ [Ti]與鐵水物理熱有線性關系，故在鐵水物理熱一定時，[Si]+[Ti]也會穩定在一定范圍。此時，提高爐渣堿度后，[Si]下降，有利于(TiO2)還原，進入生鐵的[Ti]量增加，但本次統計并未發現該現象。

3  結論

（1）在比對不同護爐階段，鈦負荷與鈦的收得率時，發現在鐵中鈦含量隨這鈦負荷的升高而升高，但當鈦負荷超過10kg/t時，鐵中鈦含量不會持續升高，而渣中鈦含量會持續升高，鈦的收得率有所下降，說明鈦負荷在7-10kg/t之間，鈦資源的利用效率是最高的。

（2）由于鈦負荷對鐵中鈦含量影響較大，因此在分析其他因素對鈦收得率的影響的過程中按不同的鈦負荷進行分析。分析發現與鈦收得率存在正相關性的因素有鐵溫、爐溫等因素。存在負相關性的因素有鐵中S含量。

（3）由于鐵溫、爐溫、鐵中S含量幾項本身就具備較強相關性，而且幾項相關聯的本質在于反應溫度，反應溫度對幾項影響較大。說明在實際高爐生產中溫度對鈦還原的影響確實很大。而幾項影響因素中爐溫與鈦含量和鈦的利用效率的相關性最好，相比其他兩個因素更適合于作為控制鈦收得率的指標。

（4）由于爐渣堿度對鐵中鈦含量和鈦收得率的影響，在理論分析和統計分析的結果有所區別，有待進一步的研究驗證。

4  參考文獻

[1]湯清華.高爐爐缸爐底燒穿事故分析及解決對策[J].鞍鋼技術, 2012，375(3)：1-6.

[2]任勝瑜.寶鋼2號高爐鈦球護爐生產實踐 [J]. 湖南工業大學學報, 2010，24(6)：14-18.

[3]陳輝，馬澤軍，孫健，周繼良.含鈦爐渣冶煉及加鈦護爐亟待關注的問題[C].第十三屆全國大高爐煉鐵學術年會,2012,9:705-712.

[4]孫健，武建龍，儲滿生, 陳輝. 高爐爐缸側壁溫度升高與控制等相關問題的探討[C].第六屆寶鋼年會,2015,9:5035-5041.

[5]武建龍，孫健，陳輝，陳秀坤.不同類型鈦資源冶金性能研究[C].第十五屆大高爐煉鐵學術年會論文集, 2014，9：98-102.