钛渣生产采用钛铁精矿、石油焦粉还原剂、沥青粘结剂的混捏压团工艺制备电炉炉料,把炉 料投入1800KVA敞口式矿热电炉内进行选择性还原熔炼,得到含TiO280%~94%的钛渣和含碳 2%左右的半钢也叫(钛生铁)。
一:钛渣电炉内衬耐火材料损毁的原因
电炉操作是加料、放下电极、送电熔炼、出炉、捣炉。在钛渣出炉后,把炉面上的结壳料捣碎推入炉膛底部的周期性作业。捣炉愈彻底,熔炼效果就愈好。由于炉体较小,由热料构成的电极坩埚壁厚而坚硬,人工捣打不碎,沉料不好,在炉壁形成热料悬空,加料后在坩埚底周围存在缺料区。当送电熔炼1.5~2h、 坩埚上部炉料结焦不能下沉,而电极工作端下部的炉料已熔化,熔融钛渣和半钢就填充缺料区,此时坩埚液面下降,电极也跟着下烧。如果继续送电熔炼时,熔区温度升高,并向周围化料,熔区一直扩大到炉壁耐火衬这样就会造成三种情况:
(1)炉底半钢过热,冲刷并熔解底部和侧壁碳质耐火材料。
(2)钛渣中的低价氧化铁与碳质炉壁产生还原反应,生成钛的低价氧化物和铁,消耗侵蚀了碳质耐火材料。
(3)在着种情况下,钛渣中的低价钛氧化物含量升高,造成电炉受电困难,操作中判断错误,又继续外加钛铁矿,更加剧了高温区内衬损坏。
上述三种情况是内衬损坏的主要原因。其次,炉壁材质石墨砖和碳砖比较,石墨的比电阻约为碳砖的24%,导电性较好,生产时电流向炉壁分流打弧,炉壁过热易损,所以石墨砖炉壁比碳素砖炉壁损坏得更严重。从内衬损坏的原因中可以得到如下结论,要使钛渣炉内衬有比较长的使用寿。电炉运转过程中,有效地控制电极下插深度和保持与炉底适宜的距离。即控制高温区距炉底有一个合理的高度,使半钢不致过热,保护炉底。
使高温熔体水平面与上部未熔炉料有一个接触界面,电弧就在这个水平而上工作。即高温区要分布在熔渣与未熔炉料界面上,加强两者间的热交换,促进界面上部炉料熔化,相对地削弱了炉壁保护层与熔体接触面的热交换,限制保护层的化料速度,保护了炉壁。
二:对钛渣电炉内衬耐火材料的设计意见
设计钛渣电炉时,应当将炉衬寿命作为一项重要的技术经济指标进行考虑。 应重视钛渣电炉设备的研究。选用电阻系数大的耐火材料如镁砖、镁碳砖、或高铝砖作内衬,有利于把电能集中于电极极心圆区域化料,保护了炉壁。同时也表明,铁在高温下对碳的熔解能力强,建议不用碳质材料做钛渣炉的内衬。炉壁砌筑不用底糊打缝采用耐火泥料如高强度磷酸盐 泥浆砌筑比较好但控制砖缝小于2mm。