大型鈦渣電爐渣、鐵口長壽化技術(shù)研究

摘 要：本文簡要介紹了25.5MVA半密閉圓形電爐渣鐵口結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，根據(jù)鈦渣冶煉的特點，結(jié)合實際生產(chǎn)情況，針對生產(chǎn)過程中電爐渣鐵口維護困難、壽命短的現(xiàn)象進行分析探討，并提出解決方案。

關(guān)鍵詞：電爐;渣鐵口;長壽化;結(jié)構(gòu);材質(zhì)

1.前言

鈦渣電爐容量為25500kVA，電爐有渣、鐵口各一個，渣口用于出渣、鐵口用于出鐵。電爐主要生產(chǎn)TiO274%酸渣，出渣溫度為1690℃～1740℃左右，出鐵溫度為1500℃左右。電爐爐襯熔池段內(nèi)襯采用93%鎂磚、外襯91%鎂磚砌筑，電爐渣、鐵口通道外圈采用93%標準鎂磚砌筑，內(nèi)圈采用97%澆注料澆注，爐殼外左、右兩側(cè)、上部采用水冷壁冷卻，鎂磚外側(cè)段預(yù)埋鋼管通道、采用免烘烤碳化硅澆注料進行整體澆注。

2.影響鈦渣電爐渣、鐵口長壽化的主要因素

2.1電爐渣、鐵口通道結(jié)構(gòu)與材質(zhì)

渣鐵口通道周圍砌筑是用93%標準鎂磚平砌而成，此種砌法形成的磚縫成一條直縫、縫隙多，鐵水極易從縫隙中滲漏。

鐵口、渣口的耐火材料在使用過程中，首先是澆筑料最先侵蝕，然后通道鎂磚被侵蝕。渣、鐵口通道被侵蝕鎂磚和澆注料后變大，渣、鐵水在通道內(nèi)堆積，容易形成跑渣、鐵事故。

2.2鈦渣冶煉工藝操作制度

由于鈦渣熔體具有極高的化學(xué)活性，能很快地腐蝕耐火材料，為了較好的保護爐墻襯磚，冶煉過程必須維持一定的掛渣厚度。因此，為了保護電爐的掛渣層，必須加強對電爐的掛渣操作，但由于冶煉操作，導(dǎo)致電爐掛渣層脫落減薄的情況頻繁發(fā)生，加快了對渣、鐵口磚層的侵蝕速度。

2.3 出渣、鐵操作

目前，電爐出渣、鐵過程中，先采用開口機開口，然后用人工采用吹氧管對通道進行擴洗，由于操作手法和力度不同，導(dǎo)致在開口過程容易發(fā)生跑偏的情況，對渣鐵口耐火材料造成嚴重影響;同時開口時采用吹氧管燒口距離過長，氧氣對出鐵、出渣通道的高溫灼燒進一步破壞渣鐵口通道的耐火材料。

3.長壽化技術(shù)研究

鈦渣冶煉在1600～1800℃的高溫下完成冶煉過程，爐內(nèi)電極電弧溫度可達3000℃以上，加之鈦渣冶煉開弧冶煉的特點，這樣的冶煉溫度遠遠高于煉鐵高爐和其它的鐵合金爐、電石爐等礦熱爐。

3.1 電爐渣、鐵口材質(zhì)選擇

為了提高鐵口、渣口耐火材料使用壽命，針對冶煉高鈦渣電爐的特點，對電爐鐵口、渣口的鎂磚和堵口泥進行了研究、試用。

研究發(fā)現(xiàn)渣、鐵口通道采用的MZ-93B鎂磚，由于鎂質(zhì)材料熱震穩(wěn)定性本來就較差，在出渣或出鐵過程中高溫熔體對耐火材料反復(fù)沖刷，爐外渣鐵口部位還承受由于出渣或出鐵時反復(fù)的熱沖擊，加上開堵口時也存在較大的機械沖擊，因此極易出現(xiàn)剝落和粉化，使用壽命較低。

為提高渣鐵口通道砌磚的抗熱震性和抗侵蝕能力，渣鐵口通道爐墻段及水冷壁間段均采用抗渣性和熱穩(wěn)定性較強的瀝青浸油鎂磚MZ-97T替代現(xiàn)使用的MZ-93B，并采用相應(yīng)牌號耐火泥砌筑;設(shè)計采用改進型碳化硅澆注料。

3.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化

采用油侵97%高鎂磚替代93%鎂磚作為渣、鐵口處爐襯材料，同時采用子母扣磚進行砌筑，進一步提高渣鐵口使用壽命，縮短檢修周期。渣、鐵口改造后原爐墻段渣鐵口從爐墻外側(cè)向內(nèi)清除600×800mm見方、深度800mm（按1200mm組織）以上的區(qū)域，改為新設(shè)計的瀝青浸油鎂磚標磚，渣鐵口通道采用新設(shè)計的瀝青浸油鎂磚整體套磚。

3.3炮泥的選擇

電爐不出鐵時，炮泥填充在渣鐵口孔道內(nèi)，使渣鐵口維持足夠的深度，出鐵時，鐵口內(nèi)的炮泥中心被鉆出孔道，渣鐵液通過孔道排出爐外。此時要求炮泥維持鐵口孔道的穩(wěn)定，最終出凈爐內(nèi)的渣鐵。每次出鐵都要鉆孔和堵塞，高壓、熾熱的渣鐵水對炮泥機械沖刷和物理化學(xué)侵蝕，要求炮泥具有良好的填充性、燒結(jié)性和耐侵蝕性，避免炮泥在使用過程產(chǎn)生裂紋，發(fā)生鐵口斷裂等影響正常出鐵的事故。

現(xiàn)使用的有水炮泥，由于高溫下水蒸汽容易析出，造成炮泥在燒結(jié)過程易變形產(chǎn)生裂縫，容易造成漏鐵事故，從有水炮泥和無水炮泥的指標來看，無水炮泥要略優(yōu)于有水炮泥。

3.4使用后的效果

連續(xù)生產(chǎn)8個月后，打開鐵口，未發(fā)現(xiàn)有鐵滲出到磚面的情況，而且通道維持完整，說明耐火材料的改造效果明顯。

3.5鈦渣冶煉工藝操作制度的優(yōu)化

送電功率控制在1.0～1.3MW/t混合料，避免底部鐵水溫度過高?？刂瓶偣脑?.2～1.4MW/ t混合料，避免過多送電升高渣鐵溫度。維持600mm～1000mm的掛渣層厚度，通過中心加入鈦精礦加快物料熔化速度，降低出渣、出鐵溫度。

由于所用鈦精礦熔點低，結(jié)構(gòu)致密，F(xiàn)eO含量高，還原速度慢;且鈣鎂含量高，渣流動性好對掛渣層造成沖刷，而掛渣層破壞特別是渣鐵口附近的掛渣層破壞后會直接對耐火材料的使用造成影響。因此掛渣層的保護也是提高渣鐵口耐火材料使用壽命的重要途徑，在實際操作中采取以下措施：

1、采用多點布料方式，增加周邊料管的加料量，將周邊物料的配炭比提高到100：17～100：20，便于保護熔池段掛渣層，嚴禁在冶煉后期大幅度調(diào)整品位;每次出渣后，人工從爐門口加入100～300kg焦炭。

2、在冶煉后期采用低電壓操作，避免因攀礦渣的流動性造成對掛渣層沖刷。

3、控制冶煉總功耗，加入150噸物料按照≤190MW的總功耗控制，功耗送到后及時出渣，避免后期送入過多的電能對掛渣層沖刷。

3.6電爐的操作與維護

3.6.1? 加強爐前作業(yè)

嚴格控制冶煉各時期的送電負荷，控制爐況，掌握好出爐時間，特別是加強設(shè)備的巡視維護，及時處理異常問題。做好爐內(nèi)壓力控制和水冷軟管的保護，防止出現(xiàn)爐內(nèi)進水和爐氣爆炸的工藝事故。做好主動的防范措施和被動的技防保護措施，避免因操作原因?qū)t襯造成的損害。

3.6.2 加強對渣鐵口操作與維護。

采用機械進行開堵口，避免人工操作時吹氧管的氧化灼燒及開口位置的偏移破壞渣鐵口通道;要求堵口機堵口深度≥1米，讓堵口泥盡量在鐵口通道內(nèi)對通道進行保護;通過對渣鐵口兩側(cè)熱電偶的監(jiān)控，及時掌握渣鐵口兩側(cè)溫度變化情況;制定合理的檢修周期，避免發(fā)生漏鐵或漏渣的情況。

參考文獻

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[2]楊紹利，盛繼孚編著《鈦鐵礦熔煉鈦渣與生鐵技術(shù)》冶金出版社 2006，6

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[4]馬慧娟，《鈦冶金學(xué)》鈦工業(yè)進展 1979.1

作者簡介：

那文川，男，漢族，1986年5月，四川廣元人，大學(xué)本科學(xué)歷，政工師。