高炉炉缸含钛保护层物相及TiC_(0.3)N_(0.7)形成机理

基于高炉破损调查取样分析,借助X射线荧光分析、X射线衍射分析、电子探针分析、扫描电子显微镜结合能谱分析等手段分析了高炉炉缸、炉底不同部位形成的含钛保护层化学成分、物相组成和微观形貌,并建立正规溶液热力学模型对Ti(C,N)形成的热力学条件进行分析,然后针对高炉的实际工况,明晰高炉炉缸TiC_(0.3)N_(0.7)形成的条件.结果表明,高炉炉缸侧壁最薄处炭砖残余厚度仅为200 mm;炉缸炉底炭砖表面普遍存在含钛保护层,保护层平均厚度在300～600 mm左右,高炉炉缸不同部位形成的保护层中Ti(C,N)主要以TiC_(0.3)N_(0.7)形式存在,并与Fe相聚集在一起. Ti(C,N)固溶体实际混合摩尔生成吉布斯自由能显著低于标准混合摩尔生成吉布斯自由能和理想混合摩尔生成吉布斯自由能.在不同温度条件下,TiC和TiN在固溶体中存在的比例不同,高温时以析出TiC为主,低温时以析出TiN为主. Ti(C,N)固溶体的形成与高炉热力学状态条件直接相关,TiC_(0.3)N_(0.7)在该高炉炉缸中的形成温度为1423℃.