陳永明

（攀鋼集團(tuán)鈦業(yè)有限責(zé)任公司，四川 攀枝花 617000）

1 引言

鈦渣根據(jù)用途一般可分為酸溶性鈦渣和氯化鈦渣，酸溶性鈦渣主要用作硫酸法鈦白的原料，氯化鈦渣主要用于氯化法生產(chǎn)四氯化鈦的原料，氯化鈦渣典型化學(xué)成分見(jiàn)表1。

目前國(guó)內(nèi)僅有云南武定新立公司引進(jìn)南非Namakwa的中空石墨電極技術(shù)冶煉氯化渣，代表國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的鈦渣冶煉工藝，產(chǎn)品供應(yīng)本集團(tuán)公司旗下海綿鈦企業(yè)。其余采用6300kVA及以下的小型電爐生產(chǎn)，但由于技術(shù)落后，原料不穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保證，而且產(chǎn)量低，不能滿足大規(guī)模生產(chǎn)需求。

表1 RBM沸騰氯化渣化學(xué)成分

國(guó)外主要有南非RBM、挪威Tinfos、南非Namakwa等大型氯化鈦渣生產(chǎn)商，采用密閉電爐連續(xù)冶煉技術(shù)、爐氣回收利用，實(shí)現(xiàn)了裝備大型化、生產(chǎn)連續(xù)化、自動(dòng)化控制水平高，代表了目前世界上最先進(jìn)的氯化鈦渣冶煉工藝技術(shù)，見(jiàn)表2。

表2 鈦冶煉廠與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)鈦渣冶煉企業(yè)指標(biāo)對(duì)比

從表2看出，攀鋼半密閉式鈦渣電爐采用間歇式冶煉技術(shù)，在生產(chǎn)能力、使用電極、加料方式、收率、消耗、設(shè)備作業(yè)率、煤氣回收方面等與國(guó)外先進(jìn)的鈦渣生產(chǎn)企業(yè)仍存在很大的差距。

攀鋼擬在重慶建設(shè)100kt／年沸騰氯化鈦白項(xiàng)目，該項(xiàng)目每年需要TiO2≥85%的沸騰氯化鈦渣150kt。為了解決攀鋼氯化法鈦白項(xiàng)目的原料供給，在攀鋼鈦渣電爐上采用循序漸進(jìn)提高鈦渣品位的方法，開(kāi)展了80%、83%、85%氯化渣冶煉試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析研究，采取優(yōu)化工藝操作技術(shù)以及裝備改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了冶煉85%氯化渣連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行，取得了較好的效果。

2 氯化渣冶煉試驗(yàn)原理

2.1 工藝流程

攀鋼鈦渣生產(chǎn)工藝流程，見(jiàn)圖1。

圖1 攀鋼鈦渣生產(chǎn)工藝流程圖

2.2 試驗(yàn)原理

電爐冶煉鈦渣其實(shí)質(zhì)就是鈦鐵礦中鐵的氧化物被選擇性地還原為金屬鐵，而鈦氧化物被富集在爐渣中，經(jīng)渣鐵分離獲得鈦渣和生鐵。

鈦鐵礦是一種以偏鈦酸鐵（FeTiO3）晶格為基礎(chǔ)的多組分復(fù)雜固溶體，一般可表示為:m［（Fe、Mg、Mn）O·TiO2］·n［（Fe、Al、Cr）2O3］，它的基本成分是偏鈦酸鐵（Fe－TiO3），碳還原鈦鐵礦的化學(xué)反應(yīng)如下:

當(dāng)t≥913℃時(shí)，△G㈠≤0

當(dāng)t≥971℃時(shí)，△G㈠≤0

當(dāng)t≥973℃時(shí)，△G㈠≤0

當(dāng)t≥1154℃時(shí)，△G㈠≤0

當(dāng)t≥920℃時(shí)，△G㈠≤0

當(dāng)t≥1164℃時(shí)，△G㈠≤0

當(dāng)t≥1487℃時(shí)，△G㈠≤0

鈦鐵礦中還含有一定量的赤鐵礦，它被碳還原的反應(yīng)為:

當(dāng)t≥931℃時(shí)，△G㈠≤0

電爐還原熔煉鈦鐵礦的最高溫度約達(dá)1800℃，在這樣高的溫度下，以上反應(yīng)都能進(jìn)行，隨溫度的升高，反應(yīng)的趨勢(shì)大小順序?yàn)?

在低溫≤1200℃的還原中，主要（8）、（1）、（5）進(jìn)行還原反應(yīng)生成金屬鐵和 TiO2或FeTi2O5（亞鐵板鈦礦）。

在中溫＞1200℃還原中，主要（2）、（3）、（4）進(jìn)行還原反應(yīng)生成金屬鐵和Ti3O5、Ti2O3低價(jià)鈦氧化物。

在高溫＞1450℃還原中，主要（6）、（7）進(jìn)行反應(yīng)生成TiC和金屬鈦（熔于鐵中）的量增加。

可見(jiàn)，隨著溫度的升高，TiO2被還原生成低價(jià)鈦的量增加，即鈦的氧化物在還原熔煉過(guò)程中隨溫度的升高按下順序逐漸發(fā)生變化:

3 試驗(yàn)條件及步驟

3.1 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)的原料主要包括莫桑比克礦、印度礦、干餾煤、電極糊，其化學(xué)成分見(jiàn)表3、表4。

3.2 試驗(yàn)設(shè)備

攀鋼25.5MVA鈦渣電爐。

3.3 試驗(yàn)步驟

由于缺乏大型鈦渣電爐生產(chǎn)85%渣的操作經(jīng)驗(yàn)，采用了循序漸進(jìn)提高出爐品位的方法，開(kāi)展80%、83%、85%氯化渣探索試驗(yàn)，再過(guò)渡到85%氯化渣穩(wěn)定試驗(yàn)，之后轉(zhuǎn)入試生產(chǎn)。

表3 鈦精礦典型成分 （%）

4 試驗(yàn)分析及取得的效果

4.1 探索試驗(yàn)分析與優(yōu)化改進(jìn)

2009年，攀鋼鈦渣電爐開(kāi)展了冶煉氯化渣試驗(yàn)，由于受爐型尺寸不合理和設(shè)備條件限制，噸渣電耗高達(dá)4243kwh／t，試驗(yàn)未成功，主要突出表現(xiàn)在:

（1）掛渣層維護(hù)困難，試驗(yàn)4個(gè)爐次后掛渣層脫落、爐襯大面積侵蝕而被迫停止試驗(yàn)；

（2）熔化慢，形成大熔池時(shí)間長(zhǎng)，塌料翻渣及泡沫渣頻繁發(fā)生；

（3）流動(dòng)性差、被迫提高出渣溫度，最高1790℃，溫度的升高又帶來(lái)掛渣層洗刷嚴(yán)重。

在沒(méi)有邊緣加料點(diǎn)實(shí)施掛渣層維護(hù)的情況下，難以連續(xù)開(kāi)展氯化渣冶煉。

為此，在攀鋼鈦冶煉廠電爐上開(kāi)展了逐步提高鈦渣品位進(jìn)行80%渣、83%渣、85%渣探索試驗(yàn)。

4.1.1 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

試驗(yàn)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表5。

表5 探索試驗(yàn)各階段主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

從表5可以看出:（1）80%渣試驗(yàn)期間出渣、出鐵溫度較高，電耗高；（2）各個(gè)試驗(yàn)期間TiO2%波動(dòng)大，質(zhì)量不穩(wěn)定。

4.1.2 試驗(yàn)前期暴露的問(wèn)題

（1）物料熔化慢，形成大熔池的時(shí)間長(zhǎng)；

（2）塌料翻渣及泡沫渣頻繁發(fā)生；

（3）送電功率過(guò)高，出渣出鐵溫度過(guò)高，噸渣電耗高；

（4）爐墻掛渣層大面積脫落，維護(hù)困難，爐襯溫度上升較快；

（5）鈦渣質(zhì)量TiO2%波動(dòng)大，渣中含鐵較高；

（6）鐵口周邊竄火及漏鐵，使用壽命縮短。

4.1.3 問(wèn)題分析與優(yōu)化改進(jìn)

針對(duì)試驗(yàn)前期出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行了認(rèn)真的分析，優(yōu)化了配料、加料制度、送電制度并對(duì)出鐵口進(jìn)行改進(jìn)。

4.1.3.1 配料及加料分析與優(yōu)化改進(jìn)

氯化渣冶煉重要的特點(diǎn)之處在于:氯化渣品位高，需要在具有動(dòng)力學(xué)條件的液體狀態(tài)下足夠時(shí)間進(jìn)行深度還原和渣鐵分離，而且須在沒(méi)有泡沫渣頻繁產(chǎn)生的穩(wěn)定爐況下進(jìn)行，因此，在單位時(shí)間輸入功率相對(duì)穩(wěn)定的情況下，形成大熔池的時(shí)間很關(guān)鍵，通過(guò)控制各批次加料量及配碳比例，將形成大熔池的時(shí)間控制在合適的范圍，鈦渣品位穩(wěn)定、含鐵少，同時(shí)電耗低。

（1）控制好各批次加料量及配碳比例，有利于形成大熔池

鈦渣冶煉前期埋弧時(shí)間很短，在電極下方很快形成小“坩堝”進(jìn)入開(kāi)弧冶煉，試驗(yàn)初期一次性加料量大出現(xiàn)了兩個(gè)問(wèn)題，一是底部物料熔化困難，如果底料未完全熔化就繼續(xù)加料冶煉會(huì)導(dǎo)致頻繁的泡沫渣產(chǎn)生，冶煉效果很差；二是加料點(diǎn)形成的“小山丘”料堆容易出現(xiàn)塌料，導(dǎo)致塌料翻渣頻繁發(fā)生，同樣影響冶煉效果。所以應(yīng)采取多批次少批量加料，后來(lái)第將一批料（100t）由一次加入改為三次加入，但由于受自焙電極工作端長(zhǎng)度的影響，第一次加料必須達(dá)到45～50t，電極才能送上負(fù)荷。

按照原料化學(xué)成分計(jì)算，冶煉85%氯化渣的配碳比應(yīng)該在16%～17%，在探索實(shí)驗(yàn)初期，各批次加料按照16%～17%的配碳比進(jìn)行配料，在平均輸入功率18MW／h的情況下，第一批料形成大熔池時(shí)間普遍在10h以上，導(dǎo)致后期液態(tài)下沒(méi)有足夠的時(shí)間進(jìn)行深度還原及渣鐵分離，鈦渣品位波動(dòng)大，TiO2普遍在7%～11%，渣中含鐵普遍在3.5%以上；后來(lái)為了加速大熔池形成，將第一批料的配碳比減少到10%，在平均輸入功率18MW／h的情況下，雖然第一批料形成大熔池時(shí)間縮短到6h，但后期液體下還原任務(wù)重，還原劑加入量大，每當(dāng)加料時(shí)安全緊急放散閥沖開(kāi)，環(huán)保壓力大，并且容易頻繁產(chǎn)生泡沫渣，爐況極其不穩(wěn)定，反而影響后期深度還原及渣鐵分離，鈦渣品位波動(dòng)也較大，TiO2普遍在8%～10%，渣中含鐵普遍在3%以上。

在保證總的配碳比例不變的情況下，將第一批料的配碳比例減少3%～4%，提高熔化速度，過(guò)程TiO2比成品TiO2低2%～3%，液態(tài)下深度還原反應(yīng)后移，在平均輸入功率18MW／h的情況下，第一批料形成大熔池時(shí)間普遍在8h，為后批次物料熔化提供了動(dòng)力學(xué)條件，同時(shí)液態(tài)下有足夠的時(shí)間進(jìn)行深度還原及渣鐵分離。

由于受自焙電極電流密度限制，送電負(fù)荷未達(dá)到額定負(fù)荷，導(dǎo)致中心物料熔化較慢，不利于快速形成熔池，所以中心加料點(diǎn)只考慮在第一次加入，其加料量由起初的18～20t逐漸減少至10～12t，控制配碳比6%～7%，使中心物料熔化時(shí)間也控制在7～8h，見(jiàn)表6。

通過(guò)實(shí)踐摸索，各批次加料量及配碳比例見(jiàn)表7。

通過(guò)優(yōu)化各批次加料量及配碳比例，不僅提高了化料效果，同時(shí)在液態(tài)下有充足的時(shí)間進(jìn)行氯化渣的深度還原和渣鐵分離，冶煉過(guò)程平穩(wěn)，鈦渣品位波動(dòng)小，普遍在3%～5%，渣中含鐵少，普遍在1%。

表6 統(tǒng)計(jì)20爐中心加料量與熔化時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系

表7 每爐各批次配碳比及加料量分配表

（2）增加邊緣加料量及配碳比例，有利于掛渣保護(hù)爐墻

TiO2具有兩性氧化物性質(zhì)，高溫液體鈦渣對(duì)爐襯磚有強(qiáng)烈的腐蝕性，直接侵蝕爐墻鎂磚，嚴(yán)重降低爐襯壽命，因此，必須保護(hù)好掛渣層使高溫液態(tài)鈦渣與爐墻鎂磚隔離，從而達(dá)到保護(hù)爐墻。

針對(duì)冶煉氯化渣溫度高，掛渣層容易脫落，在周邊掛渣層薄弱部位，加料量由原來(lái)一爐一次增加到一爐2～3次（1～2t／次），同時(shí)將邊緣加料點(diǎn)的配碳比例增加2%～3%（控制在19%～20%），在渣口、鐵口正對(duì)位置的配碳比例增加3%～4%（控制在20%～21%），使其在周邊形成過(guò)還原的高熔點(diǎn)物質(zhì)（TiN、TiC、Ti）保護(hù)爐墻，邊緣加料制度改變前后爐襯溫度變化見(jiàn)圖2和圖3。

從圖2看出:掛渣層維護(hù)差，爐襯溫度變化較大，37#／38#熱電偶溫度上升較快，從圖3看出:掛渣層維護(hù)較好，爐襯溫度變化很小。

圖2 邊緣加料改變前爐襯溫度變化

4.1.3.2 送電制度分析與優(yōu)化改進(jìn)

由于氯化渣的品位高，需要深度還原，渣中Fe0以及Fe0與CaO、MgO、SiO2、Al2O3、MnO形成的低熔點(diǎn)物質(zhì)減少，各種高熔點(diǎn)物質(zhì)增加，如TiC、TiN等，渣的熔化溫度、粘度升高，整個(gè)冶煉系統(tǒng)的溫度升高，因此，出爐溫度也需要提高。

圖3 邊緣加料改變后爐襯溫度變化

針對(duì)試驗(yàn)初期缺乏氯化渣操作經(jīng)驗(yàn)，輸入總功率過(guò)多，導(dǎo)致出爐溫度過(guò)高，電耗過(guò)高，爐墻掛渣層被沖刷嚴(yán)重等問(wèn)題，因此，必須制定合理的出爐溫度及送電制度。

（1）鈦渣的熔點(diǎn)和出渣溫度與總TiO2含量的關(guān)系見(jiàn)圖4

圖4 鈦渣的熔點(diǎn)和出渣溫度與總TiO2含量的關(guān)系

（2）合理的出爐溫度

根據(jù)圖4，不同TiO2含量的鈦渣，合理出渣溫度見(jiàn)表8

表8 鈦渣在不同TiO2含量下的熔點(diǎn)及合理出渣溫度

（3）控制輸入總功率、控制出渣溫度

在80%氯化渣探索試驗(yàn)期間，由于缺乏氯化渣操作操作經(jīng)驗(yàn)，輸入總功率過(guò)多，噸混合料達(dá)到了1.51MW，出渣、出鐵溫度較高，分別達(dá)到1780℃、1680℃，見(jiàn)圖5、圖6。

圖5 80%氯化渣試驗(yàn)期間出渣溫度

圖6 80%氯化渣試驗(yàn)期間出鐵溫度

從圖5可以看出:實(shí)際平均出渣溫度1748℃，比合理的出渣溫度（1710℃）高出40℃，由于后期溫度過(guò)高，爐墻掛渣層嚴(yán)重受損。

在后來(lái)開(kāi)展83%、85%氯化渣試驗(yàn)中，逐步減少輸入總功率，使83%、85%氯化渣的出渣溫度分別控制在1727℃、1734℃，均在合理的出渣溫度范圍內(nèi)，從表5看出:隨著品位提高，電耗反而呈下降趨勢(shì)。

通過(guò)實(shí)踐摸索，采用進(jìn)口礦冶煉85%氯化渣，合適的輸入總功率應(yīng)控制在1.25～1.35MW／t混合料。

（4）控制各批次輸入功率、把握各批次加料時(shí)間

在沒(méi)有大的爐況波動(dòng)和停爐情況下，各批次輸入功率達(dá)到規(guī)定值可視為物料熔化完畢，即可加入下次物料，由于第一批料配碳比例較低，所以第一批料的輸入功率較少；第二批料由于配碳比例較高，熔池需要提高溫度和深度還原反應(yīng)，輸入功率較高，最后一批料由輸入總功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

通過(guò)摸索，各批次輸入功率分別為:第一批料1.15～1.25MW／t混合料，第二批料1.35～1.45MW／t混合料，第三批料1.3～1.35MW／t混合料。

（5）控制后期電壓≤330V

后期大熔池形成以后，高電壓對(duì)液體熔池?cái)噭?dòng)力較大，同時(shí)對(duì)爐墻熱輻射也很強(qiáng)，對(duì)掛渣層沖涮十分嚴(yán)重，必須控制后期電壓≤330V。

4.1.3.3 鐵口通道分析與優(yōu)化改進(jìn)

由于冶煉氯化渣溫度高，鐵水對(duì)鐵口通道沖刷嚴(yán)重，鐵口的使用壽命較短，鐵水溫度升高后滲透能力增強(qiáng)，經(jīng)常在鐵口通道及周邊區(qū)域發(fā)生滲透導(dǎo)致竄火及溫度升高等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生漏鐵，因此必須對(duì)鐵口通道及周邊區(qū)域進(jìn)行改造。在原二段式的末端整體澆注一段SiC澆注料，變?yōu)槿问酱嬖问?，這樣的作用:

1、半永久層鎂磚通道采用濕砌可以減少縫隙，防止竄火和滲鐵

2、SiC澆注料耐高溫、抗沖刷性能好，在通道末端澆筑一段，可以起到減震作用，避免堵口機(jī)沖擊通道，造成通道磚松動(dòng)。

在試驗(yàn)初期，鐵口的使用壽命僅有2個(gè)月，通過(guò)對(duì)鐵口進(jìn)行三段式改造，加強(qiáng)對(duì)鐵口周邊的掛渣保護(hù)，使用無(wú)水炮泥對(duì)鐵口進(jìn)行使用維護(hù)，每次堵口深度在1m以上，改造后的鐵口使用壽命由2個(gè)月提高至6個(gè)月以上，渣口使用壽命由4個(gè)月提高至8個(gè)月以上。

4.2 穩(wěn)定試驗(yàn)

通過(guò)對(duì)配加料制度、送電制度以及出鐵口進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展85%氯化渣穩(wěn)定試驗(yàn)，冶煉31爐85%渣，共2000.7t渣，主要技術(shù)指標(biāo)如表9所示。85%氯化渣穩(wěn)定試驗(yàn)與探索試驗(yàn)的主要 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行比較，見(jiàn)表10。

表9 85%氯化鈦渣穩(wěn)定試驗(yàn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

表10 探索試驗(yàn)與穩(wěn)定試驗(yàn)兩個(gè)試驗(yàn)階段主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

從表10看出:穩(wěn)定試驗(yàn)期間，品位波動(dòng)范圍小，鈦渣質(zhì)量穩(wěn)定，出渣出鐵溫度合理、噸渣電耗較低，特別是噸渣電耗由2999kWh降低至2815kWh，總體效果優(yōu)于探索試驗(yàn)期間冶煉效果，充分說(shuō)明配加料制度、送電制度的優(yōu)化改進(jìn)取得了顯著的成績(jī)。

4.3 試生產(chǎn)

穩(wěn)定試驗(yàn)以后，2012年2月～4月采用莫礦和印度礦開(kāi)展氯化渣試生產(chǎn)，TiO2品位83.1% ～86.5%，噸 渣 電 耗 2850～2980kWh，出渣溫度1715～1750℃，出鐵溫度1505～1547℃，掛渣層維護(hù)較好，爐襯熱電偶溫度≤805℃，滿足設(shè)計(jì)≤900℃，基本實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。

4.4 鈦渣質(zhì)量

穩(wěn)定試驗(yàn)及試生產(chǎn)期間，85%氯化渣質(zhì)量指標(biāo)與南非RBM沸騰氯化渣質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行比較，見(jiàn)表11

表11 穩(wěn)定試驗(yàn)期間鈦渣成分與RBM鈦渣成分比較（%）

從表11看出:成分與RBM氯化渣（重慶氯化鈦白項(xiàng)目擬采用的原料）相當(dāng)，基本滿足沸騰氯化渣質(zhì)量指標(biāo)要求，只是CaO、MgO、SiO2略高，主要是干餾煤和自焙電極消耗帶入，可以通過(guò)原料進(jìn)行控制。

4.5 爐型結(jié)構(gòu)分析

在爐型結(jié)構(gòu)中，極心園大小和電極外側(cè)與爐墻距離是冶煉氯化渣主要參數(shù)之一，直接影響到化料效果和爐墻掛渣層的維護(hù)。攀鋼鈦渣電爐在極心圓功率密度和極墻距（電極外側(cè)與爐墻距離）方面與冶煉氯化渣的哈薩克斯坦鈦渣電爐接近，并且采用多點(diǎn)布料，保證了布料的均勻性，采用周邊加料點(diǎn)對(duì)掛渣層進(jìn)行維護(hù)，通過(guò)對(duì)配料和加料制度、送電制度以及出鐵口進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，說(shuō)明攀鋼鈦渣電爐極心圓尺寸和極墻距是適合冶煉氯化渣的，試驗(yàn)及試生產(chǎn)也得到了證實(shí)。

4.6 試驗(yàn)取得的效果

4.6.1 基本掌握了氯化渣低溫冶金的特點(diǎn)。

通過(guò)調(diào)整前期分批加料量、并適當(dāng)減少配碳比例，加速了大熔池的形成，將深度還原反應(yīng)后移，改善了鈦渣冶煉的動(dòng)力學(xué)條件，同時(shí)對(duì)各批次送電功率進(jìn)行嚴(yán)格控制，85%氯化渣出渣溫度可以控制在合理范圍內(nèi)。

4.6.2 掌握了氯化渣冶煉的掛渣層維護(hù)技術(shù)

通過(guò)控制周邊加料點(diǎn)的加料量及配碳比例，在冶煉間歇期間人工增加掛渣操作等工藝，掛渣層可以維護(hù)在正常的范圍內(nèi)（渣口、鐵口區(qū)域厚度600mm，其余部位800～1000 mm），爐襯溫度穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)。

4.6.3 實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)

通過(guò)試驗(yàn)、分析及優(yōu)化改進(jìn)，在攀鋼半密閉式鈦渣電爐上實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到RBM沸騰氯化渣質(zhì)量指標(biāo)。

5 結(jié)論

5.1 開(kāi)展氯化渣冶煉試驗(yàn)證明，通過(guò)優(yōu)化工藝操作技術(shù)，使用多點(diǎn)布料技術(shù)、鐵口結(jié)構(gòu)及材質(zhì)改進(jìn)等，攀鋼半密閉式鈦渣電爐可以連續(xù)生產(chǎn)85%氯化渣，但受自焙電極電流密度小的限制，輸入功率一直未達(dá)到設(shè)計(jì)能力，限制了產(chǎn)能的提高，鐵口壽命也有待進(jìn)一步提高。

5.2 通過(guò)開(kāi)展氯化渣冶煉試驗(yàn)，掌握了85%氯化渣冶煉技術(shù)，形成了相應(yīng)的冶煉操作制度。

5.3 針對(duì)氯化渣冶煉過(guò)程中電爐體系溫度升高帶來(lái)的泡沫渣、電耗高、掛渣層脫落、鐵口使用壽命短等問(wèn)題，通過(guò)優(yōu)化加料制度、送電制度、鐵口結(jié)構(gòu)及材質(zhì)改進(jìn)等，較好地解決了冶煉85%氯化渣存在的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到RBM沸騰氯化渣指標(biāo)。

5.4 大型電爐生產(chǎn)85%氯化鈦渣工程化技術(shù)的成功，結(jié)束了攀鋼不能生產(chǎn)氯化渣的歷史，既開(kāi)發(fā)了市場(chǎng)需要的精品鈦原料，也為攀鋼鈦產(chǎn)業(yè)的后續(xù)發(fā)展提供了精品原料基礎(chǔ)。

6 存在的問(wèn)題及改造建議

6.1 存在的問(wèn)題

6.1.1 輸入功率未達(dá)到額定功率（設(shè)計(jì)25.5MVA）

由于自焙電極允許電流密度?。ㄔO(shè)計(jì)≤5.6A／cm2），要想提高輸入功率就必須提高電壓，但提高電壓后帶來(lái)如下問(wèn)題:

（1）高電壓對(duì)爐墻掛渣層洗刷嚴(yán)重，導(dǎo)致?tīng)t墻掛渣層維護(hù)困難。

（2）高電壓以及高溫導(dǎo)致自焙電極系統(tǒng)絕緣破壞，護(hù)屏刺火漏水等設(shè)備故障率高。

所以，長(zhǎng)期以來(lái)使用自焙電極的輸入功率僅在16～20MVA。由于冶煉高品位氯化渣需要深度還原，溫度高，需要大功率輸入負(fù)荷，為了更好地適應(yīng)氯化渣生產(chǎn)需要，從裝備上進(jìn)行改進(jìn)。

6.1.2 鐵口使用壽命有待進(jìn)一步提高

雖然對(duì)鐵口進(jìn)行了三段式改造，優(yōu)化了維護(hù)和操作，鐵口使用壽命有所提高，但每隔一定時(shí)間須停爐處理，不僅施工難度大，而且每次停產(chǎn)7～10天，對(duì)生產(chǎn)影響較大。

6.2 技術(shù)改造建議

6.2.1 使用石墨電極并調(diào)整極心園

若使用石墨電極，則中心熱量更集中，增大了電極外側(cè)與爐墻的距離，有利于保護(hù)爐墻掛渣層，適合冶煉高品位氯化渣。

6.2.2 優(yōu)化料倉(cāng)及加料點(diǎn)布置，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)布料

結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)等實(shí)際情況，優(yōu)化料倉(cāng)及加料點(diǎn)布置，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)布料。

6.2.3 增加爐氣系統(tǒng)設(shè)備的冷卻強(qiáng)度

由于冶煉氯化渣溫度較高，與冶煉酸渣比較，煙氣溫度上升100～150℃，須提高設(shè)備承受溫度和冷卻強(qiáng)度，本次改造從結(jié)構(gòu)上更新余熱鍋爐，蒸汽發(fā)生量由6t／h增加到10～11t／h。

6.2.4 增加鐵水處理能力

由于氯化渣品位高，深度還原后鐵水產(chǎn)生量增大，噸渣鐵水量0.55～0.65t，須增大砂?？拥膬?chǔ)存能力和鑄鐵機(jī)的處理能力。

6.2.5 進(jìn)一步優(yōu)化鐵口結(jié)構(gòu)及材質(zhì)，提高使用壽命

通道前部采用97%鎂磚錯(cuò)縫砌筑，后部采用97%子母扣組合鎂磚砌筑，外側(cè)SiC整體澆注500～600mm，這種結(jié)構(gòu)的好處:

（1）子母扣組合鎂磚可以提高使用壽命，而且便于整體拆卸更換，

（2）外側(cè)SiC整體澆注長(zhǎng)度由800～1000mm減少為500～600mm后，不僅可避免堵口機(jī)沖擊造成通道松動(dòng)，而且有利于炮泥更深地進(jìn)入通道，更好地依靠炮泥維護(hù)鐵口通道。

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