30MVA直流电弧炉冶炼钛渣配碳比研究

摘要

工业生产中,为生产出合格的钛渣必须加入适量的碳作为还原剂,将高价氧化物还原为低价氧化物。云南某公司30 MVA大型密闭直流电弧炉(DC炉)生产运行过程中,通过控制无烟煤用量与钛精矿用量之比——配碳比(ratio of anthracite to ilmenite,简称AIR),使生产在输入能量一定、钛精矿成分稳定的条件下力求获得良好的产品品质。生产通过中空石墨电极将钛精矿和无烟煤加入DC炉内,熔炼温度控制为1973～2023 K;熔炼输入功率为15 MVA;入炉钛精矿粒度为0.1～0.33 mm;入炉无烟煤粒径为5～25 mm的比例大于85%。理论上熔炼还原1 t钛精矿,将会产出526 kg渣和368 kg金属铁,O/I比率约为89.4%,理论配碳比约为7.895%。通过生产物料衡算得出,一定熔炼周期内的AIR平均值为12.228%,O/I比率平均值为81.317%。在配碳量不足的情况下,钛精矿中的FeO易于离解出氧并与碳结合,使FeO还原反应优先于TiO2等氧化物,碳最大可能的消耗在FeO的还原上;配碳量越高,则碳将用于还原难还原的氧化物(如MgO,CaO,MnO等)上,使FeO的还原受到抑制。配碳比还会影响DC电炉熔渣流动性和挂渣层。试生产熔炼周期内,通过调整AIR,实现了钛渣中TiO2品质的提高,其含量可从82%提高到89%以上。