[发明专利]高钛型高炉渣碳化冶炼的挂渣方法

说明书

本发明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TiO₂的碳化反应，最后，待反应结束后，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。采用本方法制得的挂渣层与炉衬紧密结合，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。

技术领域

本发明涉及金属冶炼领域，尤其涉及一种高钛型高炉渣碳化冶炼的挂渣方法。

背景技术

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。

发明内容

为了解决高炉渣高温碳化工艺炉衬使用寿命较低等不足，本发明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。

本发明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。

本发明的有益效果是：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