[發明專利]一種水冷壁電爐掛渣的方法

在審

• 申請號: 202010789182.0
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111876552A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 王東生;楊仰軍;呂學明;黃家旭
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C21C5/54
• 分類號: C21C5/54
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 楊帆;李紅蕭

本發明涉及一種水冷壁電爐掛渣的方法，該方法包括如下步驟：在電爐冶煉過程中，電爐爐襯的耐火磚層的表面部分的組分與液態熔渣反應后形成高熔點物質，在電爐爐襯的水冷壁的冷卻作用下，形成的高熔點物質冷凝在耐火磚層的表面部分上以形成固態掛渣層。通過本發明的方法，本發明可以隔離爐襯和高溫熔渣，并且該固態掛渣層在冶煉中隨著熔池的溫度降低和增加而分別自動地增厚和減薄，可以顯著地減緩甚至消除熔渣對耐火磚層的侵蝕，從而提高電爐爐襯使用壽命。

技術領域

本發明屬于高溫冶金領域，并且更具體地，涉及一種水冷壁電爐掛渣的方法。

背景技術

攀鋼高爐渣是釩鈦磁鐵礦冶煉產生的特有的高鈦型爐渣，TiO₂含量約為20-24％。經過多年潛心研究，攀鋼逐漸形成了以“高溫碳化-低溫氯化”工藝為主的含鈦高爐渣有效利用路線。其中高溫碳化工藝主要采用電爐在溫度1400℃-1700℃用碳質還原劑還原高鈦型爐渣，冶煉過程主反應為TiO₂+3C＝TiC+2CO(g)，冶煉完成后開爐口出渣。目前該電爐爐襯主要采用鎂碳質的耐火材料，耐材使用壽命較短，目前針對耐材侵蝕的問題，工業上主要采用兩種辦法解決：一是仍然采用“消耗式”耐火材料，使用中盡量減緩耐材的侵蝕速度，在耐火材料消耗到一定程度之后，重新砌筑爐襯，該方法爐襯壽命一般小于1000爐；二是采用“掛渣”技術，在爐襯表面制造一層固態渣層，達到“以渣抗渣”的目的，例如：專利CN206173373U提供了一種銅冷卻壁及高爐冷卻壁結構，專利CN 102251066B提供了一種預掛渣皮的冷卻壁，專利CN 204999927U提供了一種耐磨預掛渣銅冷卻壁，專利CN 207891366U提供了一種鑄鋼冷卻壁，這些專利多用于高爐局部區域耐材的保護，爐襯壽命略長。然而，這些現有技術仍然無法顯著減緩侵蝕和提高電爐爐襯使用壽命。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種水冷壁電爐掛渣方法，解決目前高溫碳化工藝處理高鈦型爐渣過程中，爐襯侵蝕快，電爐壽命短的問題。本發明考慮到含鈦爐渣熔渣組分的特殊性和冶煉工藝的特點，提供一種水冷壁電爐掛渣方法，在水冷壁的冷卻作用下，耐火磚層的表面部分的組分與液態熔渣反應后形成高熔點物質，冷凝在耐火磚層的表面部分上形成固態掛渣層，從而隔離爐襯和高溫熔渣，并且該固態掛渣層在冶煉中隨著熔池的溫度降低和增加而分別自動地增厚和減薄，可以顯著減緩甚至消除熔渣對耐火磚層的侵蝕，從而提高電爐爐襯使用壽命。

為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

根據本發明的方面，提供一種水冷壁電爐掛渣的方法，該方法包括如下步驟：在電爐冶煉過程中，電爐爐襯的耐火磚層的表面部分的組分與液態熔渣反應后形成高熔點物質，在電爐爐襯的水冷壁的冷卻作用下，形成的高熔點物質冷凝在耐火磚層的表面部分上以形成固態掛渣層。

在本發明的一個實施例中，電爐用于含質量分數10-60％TiC的爐渣的制備工藝，其中所使用的原料為質量分數15-80％TiO₂的含鈦物料。

在本發明的一個實施例中，電爐爐襯還包括爐殼和搗打料層，其中爐殼、水冷壁、搗打料層和耐火磚層由外向內依次設置。

在本發明的一個實施例中，水冷壁包括壁體、冷卻水管、掛鉤和掛釘，其中冷卻水管在壁體內，掛鉤位于壁體的頂部，掛釘設置在壁體上。

在本發明的一個實施例中，壁體為鑄鐵材質，并且冷卻水管為不銹鋼材質。

在本發明的一個實施例中，壁體和冷卻水管均為銅材質。

在本發明的一個實施例中，冷卻水管在壁體內彎曲并以等間距的方式排布，其中冷卻水管的間距是10-150mm，冷卻水管的內徑是50-75mm，冷卻水管內的水流速度為1-2.5m/s。

在本發明的一個實施例中，搗打料層是碳化硅質或碳質搗打料，其中搗打料層的厚度是20-100mm。