一种冶炼含钛高炉渣的方法技术

本发明专利技术涉及冶金领域，公开了一种冶炼含钛高炉渣的方法，该方法包括使用还原剂在熔池中还原含钛高炉渣中的二氧化钛，所述方法包括在熔池底部预先加入一部分还原剂，再将含钛高炉渣引入熔池并进行升温，待熔渣温度升高至冶炼温度时，往熔池中喷吹加入另一部分还原剂。采用该方法冶炼周期缩短，还原剂利用率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金领域，具体地，涉及一种冶炼含钛高炉渣的方法。
技术介绍
攀枝花地区蕴含有丰富的钛资源，占我国钛资源总量的90％以上。攀钢采用先选铁后选钛的主体工艺路线，经传统高炉炼铁流程钛资源最终进入高炉渣中，因此攀钢高炉渣是钒钛磁铁矿冶炼产生的特有的高钛型高炉渣，TiO2含量约为20～24％。为了提取高炉渣中的钛，国内许多研究机构开展了相关研究，目前来看，高钛型高炉渣“高温碳化-碳化渣低温氯化制取TiCl4”的工艺路线是最具产业化前景的技术路线之一。高温碳化工艺是在温度1500～1700℃，用碳质还原剂还原高钛型高炉渣，反应在三相交流电炉中进行，得到TiC的含量为11～15％的碳化渣。之前专利CN201844678U提出了一种还原剂添加装置，采用皮带将还原剂输送到上部料罐，经可以旋转的溜槽后降落至电炉，且电炉只有一个加料口。此种加料方式存在以下问题：作业现场粉尘大、皮带上料时间长、下料堵料、还原剂偏析，另外在电炉内还原剂下落过程中与电炉内上升烟气对流，还原剂烧损严重，无法使用粒度极细的焦粉，同时碳化渣中残留部分没有反应的大颗粒焦粉，还原剂利用率低，冶炼周期长。因此，开发一种高效的冶炼含钛高炉渣的方法是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的高炉渣冶炼方法中还原剂利用率低、冶炼周期长等缺陷，提供了一种冶炼含钛高炉渣的方法，采用该方法冶炼周期缩短，还原剂利用率高。具体地，本专利技术提供了一种冶炼含钛高炉渣的方法，该方法包括使用还原剂在熔池中还原含钛高炉渣中的二氧化钛，其中，所述方法包括在熔池底部预先加入一部分还原剂，再将含钛高炉渣引入熔池并进行升温，待熔渣温度升高至冶炼温度时，往熔池中喷吹加入另一部分还原剂。采用本专利技术提供的冶炼方法，通过改变还原剂的加入方式，通过熔渣升温前炉底预加还原剂的技术，提前加入还原剂，充分利用升温阶段所需时间，缩短冶炼周期。另外，在优选的实施方式中，通过细化还原剂粒度，增大还原剂的比表面积，以增加熔渣中TiO2与C接触、反应的机会，缩短反应时间，提高还原剂的利用率；采用自耗式喷枪将还原剂喷入熔池表面或内部，降低了还原剂的非必要消耗，与专利CN201844678U所采用加还原剂方式相比，节约还原剂用量约10～20重量％。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供了一种冶炼含钛高炉渣的方法，该方法包括使用还原剂在熔池中还原含钛高炉渣中的二氧化钛，所述方法包括在熔池底部预先加入一部分还原剂，再将含钛高炉渣引入熔池并进行升温，待熔渣温度升高至冶炼温度时，往熔池中喷吹加入另一部分还原剂。在本专利技术中，在熔池底部预先加入的一部分还原剂的量可以在较大范围内变动，例如，在熔池底部预先加入的一部分还原剂可以为总还原剂用量的10-60重量％，另一部分还原剂的用量可以为总还原剂用量的40-90重量％。为了提高还原剂的利用率以及考虑到冶炼效果，所述在熔池底部预先加入的还原剂为总还原剂用量的25-40重量％，另一部分还原剂的用量为总还原剂用量的60-75重量％。在本专利技术中，所述总还原剂用量指的是在熔池底部预先加入的一部分还原剂和待熔渣温度升高至冶炼温度时，往熔池中喷吹加入另一部分还原剂的总和。所述总还原剂的用量可以根据含钛高炉渣中TiO2的含量来确定。考虑到冶炼过程中的损耗，总还原剂的用量为高炉渣中TiO2与C完全反应生成TiC化学反应计量所需理论配碳量的130-150重量％。具体的计算方法可以为本领域的常规选择，为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。本专利技术对所述还原剂的种类没有特别的限定，可以为本领域的常规选择。例如，所述还原剂可以为碳质还原剂，优选为焦粉、无烟煤和木炭中的一种或多种。所述还原剂中固定碳含量优选大于80重量％，水分含量优选不超过1重量％(如0.1-1重量％)。根据本专利技术，所述还原剂的粒度可以在较大范围内变动。例如，在所述还原剂中，粒度小于150μm的还原剂的含量可以为90-100重量％，粒度为150-250μm的还原剂的含量可以为0-10重量％。其中，粒度大于74μm且小于150μm的还原剂的含量可以为0-20重量％，粒度为45-74μm的还原剂的含量可以为40-70重量％，粒度小于45μm的还原剂的含量可以为10-40重量％。为了达到更好的冶炼效果同时提高利用率，优选的，在所述还原剂中，粒度大于74μm且小于150μm的还原剂的含量为5-20重量％，粒度为45-74μm的还原剂的含量为45-65重量％，粒度小于45μm的还原剂的含量为15-35重量％。所述粒度满足上述要求的还原剂可以采用本领域常规的磨煤机制备。在本专利技术中，所述还原剂分两次加入，其中，“待熔渣温度升高至冶炼温度时，往熔池中喷吹加入另一部分还原剂”，其中，喷吹加入另一部分还原剂的时间点没有严格的限定，可以在熔渣温度升高至冶炼温度之后立刻加入，也可以在升高至冶炼温度之前开始逐渐加入，还可以在升高温度之后一段时间内加入，例如5min之内。在本专利技术中，引入熔池的含钛高炉渣的温度没有特别的限定，可以加入室温(通常为25℃)下的高炉渣，也可以加入液态高炉渣(也可以称为热渣)。所述液态高炉渣可以通过高炉渣渣罐运至冶炼厂，渣面破壳后通过直接倾翻或者溜槽倒入电炉内。所述液态高炉渣的温度可以为1280-1320℃。在本专利技术中，含钛高炉渣的冶炼可以在电炉中进行，例如可以在三相交流电炉中进行。所述电炉的型号包括形状功率等均可以为本领域的常规选择。在本专利技术中，加入含钛高炉渣之后可以进行熔渣升温的步骤。所述升温的步骤和速率可以为本领域的常规选择。所述熔渣升温的最终温度即为冶炼的温度。所述冶炼的温度可以为本领域的常规选择，例如可以为1500-1700℃，优选为1600-1650℃。根据本专利技术，往熔池中喷吹加入另一部分还原剂的方式为：使用一个或多个石墨喷枪向熔池表面或液面以下喷入还原剂。优选的，所述石墨喷枪插入熔池的液面以下的深度可以为熔池液面高度的15-65％，根据电炉炉容和高径比设计，所述熔池液面高度通常为0.7-2m。在加还原剂之前和加完还原剂之后，所述石墨喷枪的位置尽量不要在熔池的液面以下以减少损耗。在本专利技术中，所述石墨喷枪为特制自耗式石墨喷枪。所述石墨喷枪可以包括内外两层结构，外层为石墨，所述石墨的厚度可以为40-80mm；内层为耐热钢管，所述耐热钢管的内径可以为15-50mm，所述耐热钢管的厚度可以为5-12mm，所述内层和外层的连接方式可以为紧密接触。所述紧密接触指的是耐热钢管和石墨直接进行接触，不需要使用粘结剂等。根据一种具体的实施方式，所述石墨喷枪可以通过在石墨中心打孔之后插入耐热钢管制备而成。根据本专利技术，所述石墨喷枪的个数可以根据电炉的功率和形状进行设置，例如通常可以为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冶炼含钛高炉渣的方法，该方法包括使用还原剂在熔池中还原含钛高炉渣中的二氧化钛，其特征在于，所述方法包括在熔池底部预先加入一部分还原剂，再将含钛高炉渣引入熔池并进行升温，待熔渣温度升高至冶炼温度时，往熔池中喷吹加入另一部分还原剂。

【技术特征摘要】
1.一种冶炼含钛高炉渣的方法，该方法包括使用还原剂在熔池中还原含钛高炉渣中的二氧化钛，其特征在于，所述方法包括在熔池底部预先加入一部分还原剂，再将含钛高炉渣引入熔池并进行升温，待熔渣温度升高至冶炼温度时，往熔池中喷吹加入另一部分还原剂。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在熔池底部预先加入的一部分还原剂为总还原剂用量的10-60重量％，优选为25-40重量％；另一部分还原剂的用量为总还原剂用量的40-90重量％，优选为60-75重量％；优选地，总还原剂的用量为高炉渣中TiO2与C完全反应生成TiC化学反应计量所需理论配碳量的130-150重量％；优选地，所述还原剂为碳质还原剂，更优选为焦粉、无烟煤和木炭中的一种或多种；优选地，所述还原剂中固定碳含量大于80重量％。3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述还原剂中，粒度小于150μm的还原剂的含量为90-100重量％，粒度为150-250μm的还原剂的含量为0-10重量％；优选地，粒度大于74μm且小于150μm的还原剂的含量为0-20重量％，粒度为45-74μm的还原剂的含量为40-70重量％，粒度小于45μm的还原剂的含量为10-40重量％。4.根据权利要求1所述的方法，其中，冶炼的温度为1500-1700℃，优选为1600-1650℃。5.根据权利要求1-4中任意一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东生，程晓哲，赵青娥，王唐林，黄家旭，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51