高钛型高炉渣碳化的电炉装炉工艺制造技术

本发明专利技术涉及高钛型高炉渣的综合利用领域，提供了一种高钛型高炉渣碳化的电炉装炉工艺，包括如下步骤：１）控制高炉出渣温度在１４５０℃以上；２）液态高炉渣通过渣沟引入渣罐车；３）通过高炉渣凝固形成的渣壳、渣罐车对液态高炉渣进行密闭保温；４）通过渣罐车将渣运送至电炉，转运时间≤２小时；５）破开渣壳，通过导流板和导流槽将液态高炉渣导入电炉。通过液态渣装炉，对高炉渣中赋有的热量最大程度的进行了保留，从而可以降低高炉渣高温碳化工艺的能量消耗，减少高炉渣高温碳化冶炼所需时间，避免了现有水淬渣对水资源的浪费；同时，对现有设备改动小，容易实施、实现成本低能。适用于高钛型高炉渣碳化的装炉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高钛型高炉渣的综合利用领域，尤其是一种高钛型高炉渣碳化的电炉 装炉工艺。
技术介绍
在钒钛磁铁矿的高炉冶炼过程中，约80 90 %的Ti会进入高炉渣，这种高炉渣 通常被称为高钛型高炉渣。根据高炉冶炼时钒钛磁铁矿配比的不同，高钛型高炉渣中TiO2 含量不同，但通常在20 29%之间。与普通的高炉渣基本为酸性的玻璃相不同，高钛型高 炉渣是一种极为复杂且特殊的体系，主要成分为Ti、Ca、Si、Al、Mg，其次为Fe、V、Mn、P和S 等，是一种碱性渣，受渣中大量熔点高、结晶性能强的矿物组成影响，玻璃质极少，是一种熔 化性温度高的短渣，根据成分和碱度的不同，其熔化性温度约在1200 1400°C之间。从高钛型高炉渣中进行钛的分离是高钛型高炉渣的一种重要的综合利用途径。而 作为一种重要的钛分离技术，首先通过碳化高钛型高炉渣制取TiC，再通过TiC低温氯化制 备TiCl4，最终通过水化或镁还原TiCl4获得钛白粉或海绵钛。高钛型高炉渣的碳化通过电炉进行，在电炉中用碳质还原剂对高炉渣进行还原碳 化处理，将钛还原为碳化钛，碳化处理后的高炉渣称即为碳化渣。碳化电耗较高是碳化渣生 产成本过高的直接原因，其电费占该工序直接生产成本的85%以上。因此，冶炼电耗是高温 碳化工序最为重要的技术指标和经济指标。电炉还原碳化高炉渣过程中的能量消耗包括高炉冷渣的升温、熔化及液态渣升 温吸热、还原剂煤的升温及煤中灰分的熔化和升温吸热、TiO2与碳的还原碳化反应吸热以 及部分还原剂碳的燃烧放热等。从电炉还原碳化高炉渣的能量消耗看，提供装炉高炉渣、还 原剂的温度将有效降低碳化工序的能耗，因此为最大限度的利用高炉渣显热，采用熔融状 态的高炉渣进行液态热装炉的设想很早就被提出。液态热装炉，为保证高炉渣运到碳化车间时还处于熔融状态，且能够顺利装入电 炉进行冶炼，要求高炉渣必须具有较好的流动性，但实际上高钛型高炉渣是典型的短渣，其 熔化性温度高，极易凝固结块，因此电炉必须建在离高炉很近的地方，才有可能实现液态高 炉渣热装入炉，受客观条件限制，很难实现。或者可将现有渣罐改为移动电炉，但相关设施 及实现所产生的费用难以估计，实施难度很大，很可能因此而增加成本将远高于利用其熔 融显热所降低的成本，而且对其复杂附属设施进行相关维护所产生的困难也不可小视。因 此目前，液态渣热装入炉的实施难度大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能实现液态渣装炉且容易实施、实现成本 低的高钛型高炉渣碳化的电炉装炉工艺。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的电炉装炉工 艺，包括如下步骤1)、控制高炉出渣温度在1450°c以上；2)、液态高炉渣通过渣沟引入渣罐车；3)、通过高炉渣凝固形成的渣壳、渣罐车对液态高炉渣进行密闭保温；4)、通过渣罐 车将渣运送至电炉，转运时间< 2小时；5)、破开渣壳，通过导流板和导流槽将液态高炉渣 导入电炉。进一步的，在所述步骤5)之前对电炉进行预热，预热温度在1200°C以上。进一步的，所述步骤2)中渣沟的敞口通过设置有耐火材料内衬的盖子封闭。进一步的，所述步骤5)通过吊具和重锤破开渣壳。作为一种优选，所述高炉渣的碱度控制在1. 00 1. 20。进一步的，所述渣壳由渣罐车内的液态高炉渣表层凝固形成。进一步的，在步骤2)渣罐车接渣完成后，设置有向渣罐车内高炉渣表面均勻铺撒 碱性氧化物造渣料的步骤；该步骤通过向渣罐车内高炉渣表面均勻铺撒碱性氧化物造渣 料，提高渣罐车内高炉渣表层的局部碱度在1.2以上，在渣罐车内高炉渣表层形成初始渣tJXi O作为一种优选，在向渣罐车内高炉渣表面均勻铺撒碱性氧化物造渣料的步骤中， 控制高炉渣表层的局部碱度在1. 20 1. 25，初始渣壳厚度在1 1. 5mm。作为一种优选，在向渣罐车内高炉渣表面均勻铺撒碱性氧化物造渣料的步骤中的 碱性氧化物造渣料为MgO。作为一种优选，按重量百分比高炉渣的成分包括Al2O3 12 14%、MgO 8 10%、 TiO2 20 25%。本专利技术的有益效果是通过渣壳和渣罐车在高炉渣运送过程中形成密闭空间对高 炉渣进行保温，渣壳和渣罐车隔绝了液态渣和外界接触，降低了辐射热、对流散热，具有很 好的保温性能，转运时间在2小时内，按现有的渣罐车，运输距离接近50公里，到达电炉的 渣温在1300°C以上，在实现液态渣装炉的同时，对现有设备改动小，容易实施、实现成本低 能。同时，渣壳在转运过程中还能起到良好保护作用。本专利技术对高炉渣中赋有的热量最大 程度的进行了保留，从而可以降低高炉渣高温碳化工艺的能量消耗，减少高炉渣高温碳化 冶炼所需时间，同时避免了现有水淬渣对水资源的浪费。具体实施例方式本专利技术的高钛型高炉渣碳化的电炉装炉工艺，包括如下步骤1)、控制高炉出渣温 度在1450°C以上；2)、液态高炉渣通过渣沟引入渣罐车；3)、通过高炉渣凝固形成的渣壳、 渣罐车对液态高炉渣进行密闭保温；4)、通过渣罐车将渣运送至电炉，转运时间< 2小时； 5)、破开渣壳，通过导流板和导流槽将液态高炉渣导入电炉。炉渣没有确定的熔点，熔化性温度指炉渣完全熔化为液相的温度，或液态炉渣冷 却时开始析出固相的温度。因此，温度是影响炉渣黏度的主要因素，一般黏度随温度升高而 降低，其中短渣在温度超过熔化性温度的拐点以后，黏度低但随温度的变化不大。通过渣壳 和渣罐车在高炉渣运送过程中形成密闭空间对高炉渣进行保温，渣壳和渣罐车隔绝了液态 渣和外界接触，降低辐射热、对流散热，具有很好的保温性能，渣壳在转运过程中还能起到 良好安全保障作用。本专利技术对高炉渣中赋有的热量最大程度的进行了保留，从而可以降低 高炉渣高温碳化工艺的能量消耗，减少高炉渣高温碳化冶炼所需时间，同时避免了现有水 淬渣对水资源的浪费。同时，本方法对现有设备改动小，容易实施、实现成本低能。根据测算，接渣温度在1450°C，转运时间为2小时，到达电炉的渣温在1300°C以 上，1300°C足以保证在各碱度、成分的条件下，将高炉渣导入电炉对渣流动性的要求；同时， 按现有渣罐车的性能，2个小时运输距离接近50公里，足以在时间和空间上对高炉和电炉 碳化进行匹配，因此能够实现液态渣装炉。为了降低电炉和液态高炉渣之间的温差，保证液态热装炉的顺利进行，尤其是刚 开始导入液态高炉渣时可能存在的凝固现象对炉渣导入的影响，在所述步骤5)之前对电 炉进行预热，预热温度在1200°C以上。为了降低将高炉渣引入渣罐车过程中的热量损失，所述步骤2)中渣沟的敞口通 过设置有耐火材料内衬的盖子封闭。破壳过程中，可能存在炉渣的外溅，因此为了保证操作人员的安全，所述步骤5) 通过吊具和重锤破开渣壳。高炉渣黏度和温度的曲线，受碱度影响，因此，除温度外，高炉渣的碱度对最终将 高炉渣导入电炉时的流动性也存在影响。另外，温度过低、碱度过高同样会导致渣壳增厚， 增加破壳的难度。因此，最好的，在高炉冶炼过程中，在根据高炉冶炼性能对碱度进行控制 的同时，尽量降低炉渣的碱度。针对高炉冶炼状态的控制，炉渣黏度过高，则在滴落带不能顺利流动，降低焦炭骨 架的空隙度，增加煤气阻力，影响高炉顺行；黏度低、流动性好的炉渣有利于脱硫，黏度大、 流动性差的炉渣不利于脱硫；黏度过高本文档来自技高网...

【技术保护点】
高钛型高炉渣碳化的电炉装炉工艺，包括如下步骤：１）、控制高炉出渣温度在１４５０℃以上；２）、液态高炉渣通过渣沟引入渣罐车；３）、通过高炉渣凝固形成的渣壳、渣罐车对液态高炉渣进行密闭保温；４）、通过渣罐车将渣运送至电炉，转运时间≤２小时；５）、破开渣壳，通过导流板和导流槽将液态高炉渣导入电炉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李良，杨仰军，张继东，黄家旭，
申请(专利权)人：攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司，攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]