[发明专利]电炉冶炼钛渣的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电炉冶炼钛渣的方法，更具体地讲，涉及一种采用大功率电炉冶炼钛渣的方法。

背景技术

电炉法冶炼钛渣，是用还原剂(如无烟煤、石油焦、焦炭等)对钛铁矿进行选择还原以去除大部分铁，使钛入渣富集并使铁成铁水，从而产得钛渣和生铁(半钢)两种产品。该法的生产工艺简单，成熟，流程短，效率高，所产铁能直接利用，不产生固体和液体废料，电炉产生的热量和煤气可以回收利用，对环境无污染，钛渣产品又具有特殊的工艺性能而为其它的富钛料所不及。

现有技术的小功率(1MV·A～10MV·A)电炉冶炼钛渣的工艺存在很多缺点，例如电炉规模小、炉况波动大、劳动强度大、自动化水平低、消耗高、成本高、污染严重、电炉使用寿命短等。

发明内容

本发明通过提供一种电炉冶炼钛渣的方法，克服了上述技术问题中的一个或多个，该方法包括以下步骤：将钛铁矿和还原剂混合来配制炉料；将炉料加入电炉；冶炼钛渣，冶炼过程中电炉的功率为12MV·A～30MV·A；出渣，出铁。

钛铁矿中TiO₂的重量含量可大于等于44％，还原剂的含碳量可大于等于80％并且还原剂可以是焦炭、无烟煤、石油焦中的一种，炉料的配碳比为5％～20％，电炉中加入的一炉次炉料的总重量为120吨～180吨，所述配碳比为炉料中还原剂与钛铁矿的重量比。

可将配制炉料和加入炉料的步骤执行多批次，优选地，执行3批次～6批次。

将配制炉料和加入炉料的步骤执行3批次～6批次并进行冶炼的步骤可包括：将前一批次配制的炉料加入电炉进行冶炼；在电炉中形成大熔池之后，对钛渣进行取样操作，根据取样结果来确定后一批次配料的配碳比，然后配制后一批次炉料并加入后一批次炉料。当通过取样操作测定得到钛渣中TiO₂的含量小于预定含量时，可提高后一批次炉料的配碳比；当通过取样操作测定得到钛渣中TiO₂的含量高于预定含量时，可降低后一批次炉料的配碳比，所述预定含量在72％～85％的范围内。

每批次配制炉料和加入炉料的过程可包括：配制第一种炉料和第二种炉料，在每批次加入炉料时同时将第一种炉料和第二种炉料分别加到电炉内的中心加料点和边缘加料点，其中，每批次配制的炉料的第一种炉料的重量占同批次加料总重量的5％～20％，每批次配制的炉料的第一种炉料的配碳比低于同批次配制的炉料的第二种炉料的配碳比，例如，每批次配制的炉料的第一种炉料的配碳比为5％～10％，同批次配制的炉料的第二种炉料的配碳比为10％～20％。

冶炼过程中可保持钛渣的温度为1600℃～1800℃，可采用自焙电极或石墨电极输送功率，电极工作端的长度可为1.8m～2.5m，电极电流可控制在25000A～45000A，电极电压可控制在300V～400V，冶炼过程中炉内的相对气压可控制在5Pa～-10Pa。

根据本发明的冶炼钛渣的方法还可包括在冶炼过程中执行维护挂渣层的操作。具体地讲，在每批次加入的炉料全部熔化形成大熔池后或整炉的炉料全部加完形成大熔池后，向电炉的中心加料点加入50kg～200kg还原剂，或从炉门口加入50kg～200kg还原剂，控制铁水上方的渣层的温度为1700℃～1800℃，渣层中FeO的含量为5％～10％，使得电炉的挂渣层厚度维持在600mm～1200mm，其中，所述炉门口位于炉墙的正对电极并与电极相隔一定距离的位置。

冶炼钛渣的步骤还可包括进行终点判断与控制的操作。具体地讲，在冶炼过程中，当单位为MW的电炉总功耗在数值上为整炉炉料吨数的1倍～1.4倍时，通过对钛渣进行取样并快速化验来判断钛渣中的TiO₂是否达到预定含量，如果没有达到预定含量，则从料仓单独加入0.5吨～5吨钛铁矿和/或0.2吨～1吨还原剂，调整钛渣达到预定含量，所述预定含量在72％～85％的范围内。在钛渣达到预定含量后并在钛渣层的温度为1600℃～1800℃的情况下，可出渣，出铁。

根据本发明的电炉冶炼钛渣的方法具有以下优点：

(1)电炉功率大，实现了钛渣电炉的大型化，工人的劳动强度大幅度降低；

(2)冶炼过程中炉况稳定，基本不发生大翻渣、塌料等现象；

(3)炉内能够维持适宜厚度的挂渣层，电炉使用寿命长，电炉热效率高；

(4)冶炼时间短；

(5)钛渣品位波动小，质量稳定，钛渣冶炼成本低；

(6)采用自焙电极和石墨电极均可实现钛渣冶炼生产；

(7)不产生废气、废渣和废水，无环境污染。

具体实施方式