CN115287473A - 一种钛渣冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钛渣冶炼方法，其包含以下步骤：将第一重量的钛精矿加入电炉内，采用埋弧冶炼方式进行加热；将所述第一重量的钛精矿熔炼第一预定时间后，将第二重量的钛精矿和焦炭连续加入所述电炉内冶炼，同时将钛渣煤气从所述电炉的底部通入所述电炉内，充分进行还原反应；冶炼第二预定时间后，对钛渣和铁水进行分离和后处理。本发明可实现煤气高值利用、降低固体还原剂消耗和缩短冶炼时间目的，具有较高的推广应用前景。
Description
技术领域
本发明属于钛渣冶炼领域，具体涉及一种钛渣冶炼方法。
背景技术
传统钛渣冶炼方法是将钛铁矿与固体还原剂无烟煤或石油焦等混合后加入电炉，在1600～1800℃下进行还原冶炼，钛铁矿中铁的氧化物被选择性地还原为金属铁，而钛的氧化物则富集在炉渣中，经过渣铁分离便得到钛渣和副产品生铁。
熔体的导电能力大小直接影响电极插入深度。钛渣的电导率比钛铁矿的电导率高10倍，比普通冶金炉渣的电导率高几百倍。因此，钛渣的高电导率决定了传统熔炼法采用开弧冶炼方式，电弧将呈现完全裸露的状态，这样不仅热效率低，而且会损坏炉衬，缩短炉子寿命。而较低电导率的钛铁矿可采用埋弧冶炼方式，可有效解决以上问题。
钛渣电炉煤气CO含量为60％-80％，若回收的煤气仅用来干燥原料或燃烧，未能实现其真正的价值，是对资源的浪费。
基于此，现有技术存在改进的空间。
发明内容
本申请总结了实施例的各方面，并且不应当用于限制权利要求。根据在此描述的技术可设想到其他实施方式，这对于本领域技术人员来说在研究以下附图和具体实施方式后将是显而易见的，并且这些实施方式意图被包含在本申请的范围内。
鉴于钛渣煤气具有还原性特点，可部分替代传统钛渣冶炼方法所用固态还原剂，实现钛渣煤气高值利用进而达到降本增效目的。至少部分基于此，提出本发明的技术方案。本发明可实现煤气高值利用、降低固体还原剂消耗和缩短冶炼时间目的，具有较高的推广应用前景。
具体地，本发明提供一种钛渣冶炼方法，其包含以下步骤：将第一重量的钛精矿加入电炉内，采用埋弧冶炼方式进行加热；将所述第一重量的钛精矿熔炼第一预定时间后，将第二重量的钛精矿和焦炭连续加入所述电炉内冶炼，同时将钛渣煤气从所述电炉的底部通入所述电炉内，充分进行还原反应；冶炼第二预定时间后，对钛渣和铁水进行分离和后处理。
在本发明的实施例中，采用埋弧冶炼方式的电流与电压比值为(150～200)：1。
在本发明的实施例中，所述第一预定时间取决于所述第一重量，所述第一重量占加入钛精矿的总量的10～30％。
在本发明的实施例中，所述第一预定时间与所述第一重量满足以下公式一：
T熔炼＝(0.04～0.06)W1公式一
其中，T熔炼为所述第一预定时间，W1为所述第一重量。
在本发明的实施例中，所述焦炭的配加比例取决于钛渣品位。
在本发明的实施例中，所述焦炭的配加比例与钛渣品位满足以下公式二：
Y1＝12.3X1-5.8公式二
其中，Y1为配加比例，X1为钛渣品位，X1的取值范围为70％～80％。
在本发明的实施例中，钛渣煤气的流量取决于所述第一重量。
在本发明的实施例中，所述流量与所述第一重量满足以下公式三：
Q1＝(110～120)W1公式三
其中，Q1为钛渣煤气的流量，W1为所述第一重量。
在本发明的实施例中，所述第二预定时间取决于所述第二重量，所述第二重量占加入钛精矿的总量的70～90％。
在本发明的实施例中，所述第二预定时间与所述第二重量满足以下公式四：
T冶炼＝(0.06～0.08)W2公式四
其中，T冶炼为所述第二预定时间，W2为所述第二重量。
本发明提出的钛渣冶炼方法，区别于传统钛渣冶炼方法，优势如下：一是采用埋弧冶炼方式对钛铁矿进行加热，不仅减少电炉热量散失缩短物料熔化时间，还能降低炉衬侵蚀；二是将钛渣煤气从电炉底部通入炉内，既能利用钛渣煤气还原性特性又能有助于钛精矿和焦炭充分接触，可提高煤气高值利用、降低固体还原剂消耗和缩短冶炼时间；三是将出炉转移至渣铁分离器，可有效缩短冶炼时间提高电炉冶炼效率。
在研究以下说明书、权利要求书和附图后，本领域技术人员将理解和意识到本公开的这些和其它方面、目的和特征。
附图说明
为了更加完整地理解本申请的实施例，应参考在附图中更为详细地说明以及下文中通过示例描述的实施例，其中：
图1示出了根据本发明的实施例的钛渣冶炼方法的流程图。
具体实施方式
以下描述了本公开的实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种替代形式。附图不一定按比例绘制；某些功能可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本申请的代表性基础。如本领域技术人员将理解的，参考任何一个附图所示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征组合以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改对于某些特定应用或实施方式可能是期望的。
此外，在本文中，如第一和第二等的关系术语仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不一定要求或意味着处于这些实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“包含”或其任何其它变形旨在涵盖非排他性的包括，以使包含一系列要素的过程、方法、物品或装置不仅包括那些要素，也可以包括未明确列出的或这些过程、方法、物品或装置所固有的要素。
下面将结合附图说明本申请的一个或多个实施例。流程图说明根据本申请的系统所执行的过程，可以理解的是，流程图的执行并不需要按照顺序进行，可以省略一个或多个步骤，也可以增加一个或多个执行的步骤，以及可以以顺序或者相反的顺序，甚至在一些实施例中可以同时来执行一个或多个步骤。
根据本发明，提供一种钛渣冶炼方法，如图1所示，该方法包含以下步骤：
S101.将第一重量的钛精矿加入电炉内，采用埋弧冶炼方式进行加热；
S103.将所述第一重量的钛精矿熔炼第一预定时间后，将第二重量的钛精矿和焦炭连续加入所述电炉内冶炼，同时将钛渣煤气从所述电炉的底部通入所述电炉内，充分进行还原反应；
S105.冶炼第二预定时间后，对钛渣和铁水进行分离和后处理。
在步骤S101中，先将一部分钛精矿直接加入炉内，然后采用“小电压，大电流”埋弧冶炼方式进行加热。采用埋弧冶炼方式对钛铁矿进行加热，不仅减少电炉热量散失缩短物料熔化时间，还能降低炉衬侵蚀。在本发明的实施例中，采用埋弧冶炼方式的电流与电压比值为(150～200)：1。先加入的这一部分钛精矿的重量可以为第一重量(单位例如可以是吨(t))，该第一重量可以占加入钛精矿的总量的10～30％。
在步骤S103中，熔炼一定时间后，将另一部分钛精矿和一定量焦炭连续加入炉内，同时将钛渣煤气从电炉底部通入电炉内。其中，另一部分钛精矿的加入量可以为第二重量(单位例如可以是吨(t))，该第二重量可以占加入钛精矿的总量的70～90％。对先加入的这一部分钛精矿的熔炼时间(即，第一预定时间，单位为h)主要由第一重量决定。第一预定时间与第一重量可以满足以下公式一：
T熔炼＝(0.04～0.06)W1公式一
其中，T熔炼为第一预定时间，W1为第一重量。
焦炭配加比例Y1(即焦炭与钛精矿比值，单位为％)由得到钛渣品位X1决定。焦炭的配加比例与钛渣品位可以满足以下公式二：
Y1＝12.3X1-5.8公式二
其中，Y1为焦炭配加比例，X1为钛渣品位，X1的取值范围为70％～80％。
通入钛渣煤气流量(Q1，单位NM3/h)由先加入的一部分钛精矿的加入重量(即第一重量)决定。流量与第一重量可以满足以下公式三：
Q1＝(110～120)W1公式三
其中，Q1为钛渣煤气的流量，W1为第一重量。
在步骤S103中，将钛渣煤气从电炉底部通入炉内，既能利用钛渣煤气还原性特性又能有助于钛精矿和焦炭充分接触，可提高煤气高值利用、降低固体还原剂消耗和缩短冶炼时间。
在步骤S105中，经过一定冶炼时间后，钛渣和铁水一同流入渣铁分离器，静置一段时间，出渣出铁。将出炉转移至渣铁分离器，可有效缩短冶炼时间提高电炉冶炼效率。其中冶炼时间(T冶炼，单位为h)即为第二预定时间，其可由另一部分钛精矿加入重量(即，第二重量)决定。第二预定时间与第二重量可以满足以下公式四：
T冶炼＝(0.06～0.08)W2公式四
其中，T冶炼为所述第二预定时间，W2为所述第二重量。
以下以实施例的方式进一步说明本发明。
先将20t钛精矿直接加入电炉内，然后采用埋弧冶炼方式(电压250V，电流为40000A)进行加热，熔炼1.2h后，将100t钛精矿和3.3t焦炭连续加入炉内，同时将流量为2340NM3/h钛渣煤气从电炉底部通入炉内，充分进行还原反应；冶炼6.8h后，钛渣和铁水一同流入渣铁分离器，静置0.5h，出渣出铁，得到钛渣品位为74％。
按以上方法实施，相比传统冶炼方法，可缩短冶炼时间1h，降低还原剂消耗70％。
本发明提出的钛渣冶炼方法，区别于传统钛渣冶炼方法，优势如下：一是采用埋弧冶炼方式对钛铁矿进行加热，不仅减少电炉热量散失缩短物料熔化时间，还能降低炉衬侵蚀；二是将钛渣煤气从电炉底部通入炉内，既能利用钛渣煤气还原性特性又能有助于钛精矿和焦炭充分接触，可提高煤气高值利用、降低固体还原剂消耗和缩短冶炼时间；三是将出炉转移至渣铁分离器，可有效缩短冶炼时间提高电炉冶炼效率。
本申请文件意在说明如何使用所披露的技术以及各种实施例，而并非旨在限制其所真实指向的以及所等同的范围和精神。并且，上述说明并非对所有可能进行穷举或将保护范围限制为所公开的精确形式。根据上述教导，改变以及变化是可能的。所选择和说明的实施例提供了所述技术的原理以及其实践应用的最佳说明，并且使本领域技术人员可以将所披露的技术用于各种可以想到的特定应用的各种改变。因此，在实质上不脱离本文描述的技术的精神和原理的情况下，对上述实施例做出的种种变化和修改都旨在被包括在本公开的范围内。
Claims (10)
1.一种钛渣冶炼方法，其特征在于，包含以下步骤：
将第一重量的钛精矿加入电炉内，采用埋弧冶炼方式进行加热；
将所述第一重量的钛精矿熔炼第一预定时间后，将第二重量的钛精矿和焦炭连续加入所述电炉内冶炼，同时将钛渣煤气从所述电炉的底部通入所述电炉内，充分进行还原反应；
冶炼第二预定时间后，对钛渣和铁水进行分离和后处理。
2.根据权利要求1所述的钛渣冶炼方法，其特征在于，采用埋弧冶炼方式的电流与电压比值为(150～200)：1。
3.根据权利要求1所述的钛渣冶炼方法，其特征在于，所述第一预定时间取决于所述第一重量，所述第一重量占加入钛精矿的总量的10～30％。
4.根据权利要求3所述的钛渣冶炼方法，其特征在于，所述第一预定时间与所述第一重量满足以下公式一：
T熔炼＝(0.04～0.06)W1公式一
其中，T熔炼为所述第一预定时间，W1为所述第一重量。
5.根据权利要求1所述的钛渣冶炼方法，其特征在于，所述焦炭的配加比例取决于钛渣品位。
6.根据权利要求5所述的钛渣冶炼方法，其特征在于，所述焦炭的配加比例与钛渣品位满足以下公式二：
Y1＝12.3X1-5.8公式二
其中，Y1为配加比例，X1为钛渣品位，X1的取值范围为70％～80％。
7.根据权利要求1所述的钛渣冶炼方法，其特征在于，钛渣煤气的流量取决于所述第一重量。
8.根据权利要求7所述的钛渣冶炼方法，其特征在于，所述流量与所述第一重量满足以下公式三：
Q1＝(110～120)W1公式三
其中，Q1为钛渣煤气的流量，W1为所述第一重量。
9.根据权利要求1所述的钛渣冶炼方法，其特征在于，所述第二预定时间取决于所述第二重量，所述第二重量占加入钛精矿的总量的70～90％。
10.根据权利要求9所述的钛渣冶炼方法，其特征在于，所述第二预定时间与所述第二重量满足以下公式四：
T冶炼＝(0.06～0.08)W2公式四
其中，T冶炼为所述第二预定时间，W2为所述第二重量。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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