高钛型高炉渣碳化冶炼的挂渣方法技术

本发明专利技术公开的是金属冶炼领域的一种高钛型高炉渣碳化冶炼的挂渣方法，其过程为，首先将含钛矿、焦碳磨制成粉料后加入电炉中，通电熔炼，使电极中心至炉衬内壁之间形成流动性的熔池，然后加大送电功率，完成TiO

Slag hanging method for high titanium type blast furnace slag carbonization smelting

The invention discloses a slag method of high titanium slag smelting metal carbide smelting field, the process is first, containing titanium, coke grinding powder into furnace, electric melting, so that the formation of molten pool fluidity between the center electrode to the lining, then increase to send electric power, TiO

【技术实现步骤摘要】
高钛型高炉渣碳化冶炼的挂渣方法
本专利技术涉及金属冶炼领域，尤其涉及一种高钛型高炉渣碳化冶炼的挂渣方法。
技术介绍
目前，攀钢掌握了一种从高炉渣中制备TiCl4的工艺新技术，其中一项关键技术就是攀钢高炉渣高温碳化工艺，该工艺简单来说就是用电炉配碳冶炼熔融态高炉渣。从现在中试规模的生产情况来看，电炉炉衬损耗严重，使用寿命较低，原因在于冶炼过程中，熔融态高炉渣所富含的TiO2化学活性极强，几乎能与所有的耐火材料发生反应，从而侵蚀耐火材料。为了避免熔渣侵蚀炉衬而影响电炉寿命，需要在炉衬上保留一定厚度的挂渣层，使熔渣与炉衬隔离。
技术实现思路
为了解决高炉渣高温碳化工艺炉衬使用寿命较低等不足，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种能够在炉衬上设置挂渣层的高钛型高炉渣碳化冶炼的挂渣方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：高钛型高炉渣碳化冶炼的挂渣方法，包括以下步骤：a、对含钛矿、焦碳做预处理，将其磨制成粉料后预混，其中含钛矿与焦碳的配比以反应生成TiC的含量不低于30％为准；b、将预混料加入电炉中，通电熔炼，使电极中心至炉衬内壁之间形成流动性的熔池；c、待熔池完全形成后，进一步加大送电功率，完成TiO2的碳化反应；d、碳化反应到达临界点后，减小送电功率，逐步降低熔池温度，在降温过程中，接近炉壁处的挂渣产物慢慢凝固并与炉衬致密结合，待挂渣层厚度达到理想厚度时，迅速提高送电功率，使剩余挂渣产物保持流动性从出渣口排出。进一步的是，步骤a中选择的含钛矿中TiO2百分含量为35～50％，Fe2O3百分含量≤3％，焦碳中固定碳含量≥80％，灰分≤5％，含钛矿与焦碳的质量比为1:1～1:1.5。进一步的是，步骤a中对原料进行预处理时，将含钛矿和焦碳研磨成粒度≤2mm的粉料。进一步的是，在步骤b中进行通电熔炼时以熔化物料为主，熔池温度控制在1500℃～1600℃之间。进一步的是，步骤c中进行碳化反应时，熔池温度控制在1700℃～1750℃，以熔池剧烈翻腾，熔渣液面急剧上升，熔池中暴露出明弧作为充分反应的依据。进一步的是，步骤d中以熔渣液面开始下降，熔渣明显粘稠作为临界点，熔池温度逐渐下降到1450℃～1480℃。进一步的是，最终形成的挂渣层厚度为炉衬厚度的1/4～1/3。本专利技术的有益效果是：采用本方法在炉衬上设置挂渣层，挂渣过程中温度区间变化明显，使得挂渣层与电炉炉衬结合更紧密，降低了挂渣层脱落的风险，并且由于实际挂渣温度远大于熔融态高炉渣碳化还原生成过程的温度，可减少熔渣侵蚀挂渣层的可能性，挂渣层中起护壁作用的TiC与最终产品的主要成分一致，不会因挂渣层脱落而污染产品，从而在保证产品质量的同时大大延长了炉衬的使用寿命，节约了生成维护成本。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步描述。高钛型高炉渣碳化冶炼的挂渣方法，包括以下步骤：a、对含钛矿、焦碳做预处理，将其磨制成粉料后预混，其中含钛矿与焦碳的配比以反应生成TiC的含量不低于30％为准；b、将预混料加入电炉中，通电熔炼，使电极中心至炉衬内壁之间形成流动性的熔池；c、待熔池完全形成后，进一步加大送电功率，完成TiO2的碳化反应；d、碳化反应到达临界点后，减小送电功率，逐步降低熔池温度，在降温过程中，接近炉壁处的挂渣产物慢慢凝固并与炉衬致密结合，待挂渣层厚度达到理想厚度时，迅速提高送电功率，使剩余挂渣产物保持流动性从出渣口排出。由于攀钢高炉渣高温碳化工艺所得的最终产物为TiC(百分含量13～15％)，为避免挂渣层在冶炼中熔化而引入其他含钛杂质，需保证挂渣层中TiC百分含量≥30％。在进行原料的配比时，含钛矿与焦碳的质量比依TiO2品位不同而有所调整，根据攀枝花当地矿石成分，结合反应效率和质量等因素综合考虑，原料最佳选择方案为：含钛矿中TiO2百分含量为35～50％，Fe2O3百分含量≤3％，焦碳中固定碳含量≥80％，灰分≤5％，含钛矿与焦碳的质量比为1:1～1:1.5。为了保证含钛矿与焦炭充分反应，最好将含钛矿和焦碳研磨成粒度≤2mm的粉料后再进行熔炼。熔炼分为三个阶段，第一阶段为物料熔化，第二阶段为碳化反应，第三阶段为凝固形成挂渣层。物料熔化阶段以使电极中心至炉衬内壁之间形成流动性较好的熔池为准，熔炼温度控制在1500℃～1600℃之间最佳。待粉状物料完全形成熔池时，便进行碳化反应阶段，该阶段主要是使TiO2与还原碳反应生成TiC，反应过程需极高的温度，需使熔池保持在1700℃～1750℃。判断物料是否充分反应，以熔池剧烈翻腾，熔渣液面急剧上升，熔池中暴露出明弧作为充分反应的依据；判断反应是否结束，则以熔渣液面开始下降，熔渣明显粘稠为临界点，此时含钛矿中TiO2至TiC的转化率≥85％，挂渣产物基本形成。反应结束后进入熔炼的第三阶段，逐渐减小输电功率，使熔池温度逐渐降低到1450℃～1480℃，在降温过程中，接近炉壁处的挂渣产物会慢慢凝固并与炉衬致密结合，待挂渣层厚度达到理想厚度时，迅速提高送电功率，使剩余挂渣产物保持流动性从电炉出渣口排出。最终附着在炉衬上的挂渣形成一层保护炉衬的挂渣层，采用该方法形成的挂渣层厚度可为炉衬厚度的1/4～1/3。实施例一：在50KVA直流电弧炉中用某种含钛熔分渣和焦粉制得挂渣层。采用50KVA直流电弧炉，原料配比为：某种含钛熔分渣50％，石油焦60％。其中某种含钛熔分渣中TiO2含量为45％，石油焦中固定碳含量为82％，灰分为5％。首先将某种含钛熔分渣和焦粉磨制成粒度≤2mm的粉料，混合均匀后加到直流电弧炉中开始送电冶炼。初始熔化温度为1250℃，待温度达到1550℃时，炉内粉料基本全部熔化并形成流动性较好的熔池。加大送电功率，熔池温度保持在1730±20℃，此时熔池剧烈翻腾，熔渣液面急剧上升。当熔渣液面开始下降，熔渣明显变粘稠后可判断为碳化反应基本结束，取样检测某种含钛熔分渣中TiO2至TiC的转化率≥85％，由此挂渣产物形成。随后逐步减小送电功率，使熔池温度缓慢下降，当熔池中心温度为1460℃时，接近炉壁处的挂渣产物慢慢凝固并与炉衬致密结合，测得挂渣层厚度为炉衬厚度的1/3，最后通过检测分析得到挂渣层中TiC百分含量为34.5％。由此可见，采用本方法来为炉衬增设挂渣层，挂渣过程中温度区间变化明显，使得挂渣层与电炉炉衬结合紧密，降低了挂渣层脱落的风险，并且由于实际挂渣温度远大于熔融态高炉渣碳化还原生成过程的温度，可减少熔渣侵蚀挂渣层的可能性，挂渣层中起护壁作用的TiC与最终产品的主要成分一致，不会因挂渣层脱落而污染产品，从而在保证产品质量的同时大大延长了炉衬的使用寿命，节约了生成维护成本，具有很好的实用性和社会经济价值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
高钛型高炉渣碳化冶炼的挂渣方法，其特征是，包括以下步骤：a、对含钛矿、焦碳做预处理，将其磨制成粉料后预混，其中含钛矿与焦碳的配比以反应生成TiC的含量不低于30％为准；b、将预混料加入电炉中，通电熔炼，使电极中心至炉衬内壁之间形成流动性的熔池；c、待熔池完全形成后，进一步加大送电功率，完成TiO

【技术特征摘要】
1.高钛型高炉渣碳化冶炼的挂渣方法，其特征是，包括以下步骤：a、对含钛矿、焦碳做预处理，将其磨制成粉料后预混，其中含钛矿与焦碳的配比以反应生成TiC的含量不低于30％为准；b、将预混料加入电炉中，通电熔炼，使电极中心至炉衬内壁之间形成流动性的熔池；c、待熔池完全形成后，进一步加大送电功率，完成TiO2的碳化反应；d、碳化反应到达临界点后，减小送电功率，逐步降低熔池温度，在降温过程中，接近炉壁处的挂渣产物慢慢凝固并与炉衬致密结合，待挂渣层厚度达到理想厚度时，迅速提高送电功率，使剩余挂渣产物保持流动性从出渣口排出。2.如权利要求1所述的高钛型高炉渣碳化冶炼的挂渣方法，其特征是：步骤a中选择的含钛矿中TiO2百分含量为35～50％，Fe2O3百分含量≤3％，焦碳中固定碳含量≥80％，灰分≤5％，含钛矿与焦碳的质量比为1:1～1:1.5。3...

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