[发明专利]判断高炉渣碳化冶炼终点的方法

说明书

本发明涉及高炉渣提钛领域，特别涉及一种判断高炉渣碳化冶炼终点的方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种判断高炉渣碳化冶炼终点的方法，包括以下步骤：当同时满足以下三个条件时，则判断到达冶炼终点，第一：炉内熔渣经过上涨回落后，炉渣液面稳定时，炉渣温度为1600±20℃；第二：恒定电压时，电流在极大值±5％范围内维持10min或以上；第三：吨渣电耗≥850kWh。本发明方法能够准确判断冶炼终点，提高了冶炼的碳化率。

技术领域

本发明涉及高炉渣提钛领域，特别涉及一种准确判断高炉渣碳化冶炼终点的方法。

背景技术

攀西地区的钒钛磁铁矿占中国钛资源总量的90％以上，其中50％左右的钛经高炉炼铁后进入高炉渣中，成为TiO₂含量为21～25％的高钛型高炉渣。目前来看，“高炉渣高温碳化—低温氯化”是高炉渣提钛领域最具产业化前景的路线，可有望规模化实现渣中钛资源的高附加值利用。高温碳化是高炉渣提钛技术的一项重要工艺，碳化率的高低直接影响提钛效率及产品质量，是该项工艺的一个重要控制指标。

由于碳化渣中碳化钛含量的分析流程复杂，分析时间长，通常无法利用在线分析碳化渣成分来准确判断终点。以致出现出炉时机判断不准确，碳化率忽高忽低，产品指标波动大的情况，不但影响后续氯化工艺操作的稳定性，降低钛收率，还使整个高炉渣提钛工艺的技术经济性大大折扣。

发明内容

本发明针对高炉渣碳化冶炼过程中碳化钛分析周期长，无法立即用于现场生产指导的问题，本发明提供了一种准确判断高炉渣碳化冶炼终点的方法。该方法包括以下步骤：当同时满足以下三个条件时，则判断到达冶炼终点，第一：炉内熔渣经过上涨回落后，炉渣液面稳定时，炉渣温度为1600±20℃；第二：恒定电压时，电流在极大值±5％范围内维持10min或以上；第三：吨渣电耗≥850kWh。

本发明高炉渣碳化冶炼时同时满足上述三个条件，即判断为冶炼终点。本发明方法能够将碳化终点判断的准确率由现有70％提高至97％以上，碳化率可稳定在85％以上，提高了高炉渣中钛组分的回收率。

具体实施方式

本发明针对高炉渣碳化冶炼过程中碳化钛分析周期长，无法立即用于现场生产指导的问题，通过对高炉渣高温碳化反应的动力学及热力学进行分析，最终获得了本发明能够准确判断碳化渣冶炼终点的方法。

本发明准确判断高炉渣碳化冶炼终点的方法，包括以下步骤：当同时满足以下三个条件时，则判断到达冶炼终点：

(1)冶炼后期炉内熔渣液面状态及温度作为判断反应终点的判据一；熔渣液面需经历过从上涨到下降的过程，即反应气体排放的过程，当熔渣液面稳定时其温度区间应为1600±20℃；

(2)将冶炼后期电压、电流到达对应的特征值及维持时间作为判据二；其中，冶炼进行到某一阶段时其熔渣的组成成分相对固定，那么对应的熔渣各项物理特性也相对稳定，特别是电导率基本维持在一个定值，那么当熔渣受某恒定电压作用时，所显现出的电流值也基本为某定值区间；熔渣中主要导电性物质TiC的含量越高则电流值越大；某恒定电压下电流极大值持续10min或10min以上，说明熔渣中主要导电性物质碳化钛的含量基本不变，冶炼接近终点；

(3)将吨渣冶炼电耗达到预设值作为判据三；其中，吨渣冶炼电耗有基本的理论计算值，结合电炉热效率可综合得出电耗预设值850kWh。

实施例

1、电炉内装入20t热态高炉渣，配碳系数为高炉渣重量的17％；

2、观察熔渣液面从上涨到回落后，取熔渣液面监测点温度为1620℃；

3、电炉变压器二次侧电压为150V，对应的二次侧电流为28000A，且电流波动区间为±500A，持续时间10min；

4、吨渣电耗的电表读数为910kWh；

5、此时开始进行出渣操作，对取样样品进行成分分析，其碳化率(二氧化钛转化成碳化钛的比例)为87.5％，达到冶炼终点要求。