鈦渣生產采用(yong)鈦鐵精礦、石(shi)油(you)焦(jiao)粉還原劑、瀝青粘結劑的混捏壓團工藝(yi)制(zhi)備(bei)電爐爐料,把(ba)爐(lu) 料(liao)投入1800KVA敞(chang)口式礦熱電(dian)爐內進(jin)行選擇性還原熔煉,得到含TiO280%~94%的鈦(tai)渣和含碳 2%左右的半鋼也叫(鈦(tai)生鐵)。
一:鈦渣電(dian)爐內襯耐火材料(liao)損毀的原(yuan)因
電爐操作(zuo)是加料、放下電極(ji)、送電熔煉、出爐、搗爐。在鈦(tai)渣出爐(lu)后(hou),把爐(lu)面上的結殼料搗(dao)碎推入爐(lu)膛(tang)底部(bu)的周期性作業(ye)。搗(dao)爐(lu)愈(yu)徹底,熔煉(lian)效果就愈(yu)好。由于爐(lu)體較小,由熱料(liao)構成的(de)電(dian)極坩堝壁厚而堅硬,人(ren)工搗打不碎,沉料(liao)不好,在爐壁形(xing)成熱料懸空,加料后在坩堝底周圍(wei)存在缺料區。當(dang)送電熔煉1.5~2h、 坩(gan)堝上部爐料結焦不能(neng)下沉,而電極工作端下部的(de)爐料已熔化,熔融鈦渣和半鋼就填充(chong)缺料區,此時(shi)坩堝液面下降,電(dian)極(ji)也(ye)跟著下燒(shao)。如果繼續(xu)送(song)電熔煉時,熔區溫度升高,并向周圍化料,熔區一直(zhi)擴(kuo)大到(dao)爐壁耐火(huo)襯這樣(yang)就會造成三種情況:
(1)爐底半鋼過熱,沖刷并熔解底部和側壁(bi)碳(tan)質(zhi)耐火材料。
(2)鈦渣中的低價氧化鐵與碳(tan)質爐壁產生還原反應,生成鈦的低價(jia)氧化物和鐵(tie),消耗侵蝕了碳質耐火材(cai)料。
(3)在著種情況下,鈦渣中的低價鈦氧化物含量升高,造(zao)成電(dian)爐受電(dian)困(kun)難,操作中(zhong)判(pan)斷錯誤,又繼(ji)續(xu)外加鈦鐵礦,更加(jia)劇(ju)了高溫區內襯損壞。
上述三種情況是(shi)內襯損壞的主(zhu)要原因。其次,爐壁材質石墨磚和碳磚比較,石墨的比(bi)電阻約為(wei)碳磚的(de)24%,導電性較好,生(sheng)產時電(dian)流(liu)向爐壁分(fen)流(liu)打弧,爐壁過熱易損,所以(yi)石墨磚爐(lu)壁比碳(tan)素磚爐(lu)壁損壞得更嚴(yan)重。從內襯損壞的原(yuan)因中可以(yi)得(de)到如(ru)下(xia)結論,要使(shi)鈦渣爐內襯有比(bi)較長的(de)使用壽。電(dian)爐運轉過程中,有效地(di)控制(zhi)電極下(xia)插深(shen)度(du)和保持與爐底適宜的距離。即控制(zhi)高溫(wen)區距爐底有一個(ge)合理的高度(du),使半鋼不(bu)致(zhi)過熱,保(bao)護(hu)爐底。
使高溫(wen)熔體水平面與上部未(wei)熔爐料有一個接觸(chu)界面,電弧就在這個水(shui)平而上工作。即(ji)高溫(wen)區要分(fen)布在熔(rong)渣與未(wei)熔(rong)爐料界(jie)面上,加強兩者(zhe)間的熱交換,促進界面上部爐(lu)料(liao)熔化,相對(dui)地(di)削弱了爐壁(bi)保護層(ceng)與熔體接觸(chu)面的熱交換,限制(zhi)保護(hu)層的化料速度,保護(hu)了爐壁。
二:對鈦渣(zha)電爐內襯耐火材料的設(she)計意見
設計鈦渣電爐時,應(ying)當(dang)將爐襯(chen)壽(shou)命作為一(yi)項重(zhong)要(yao)的(de)技(ji)術經濟指標進(jin)行考慮。 應(ying)重視(shi)鈦渣電(dian)爐設備的研究。選用電(dian)阻系數大(da)的耐火材料如鎂磚、鎂碳(tan)磚、或(huo)高鋁(lv)磚作(zuo)內襯,有利于把電能(neng)集中于電極極心圓區(qu)域(yu)化料,保護了爐壁(bi)。同時也表明,鐵在高溫下對碳的熔(rong)解能力強,建議(yi)不(bu)用碳質材料做鈦渣爐的內襯(chen)。爐壁砌筑不用(yong)底糊打(da)縫采用(yong)耐火泥(ni)料如高強(qiang)度磷酸鹽 泥漿砌筑比較好但控制磚縫(feng)小于2mm。