钛冶炼厂工艺设计标准 [附条文说明] GB51326-2018 建标库

4.2  钛渣熔炼

4.2.1  具有开采价值的钛矿主要有岩矿和砂矿,岩矿为原生矿,其可选性差,不易将TiO2与其他成分分离,经过选矿后得到的钛精矿含有一定量的非铁杂质,非铁杂质主要有SiO2、MgO、CaO、Al2O3等,钛精矿的TiO2品位一般在43%~47%,采用电炉熔炼的方式很难将其分离除去,生产的钛渣TiO2含量一般在74%~84%,满足酸溶性钛渣的质量要求或作为熔盐氯化生产四氯化钛的原料。砂矿为风化矿,其可选性较好,选矿后得到的钛精矿中非铁杂质低于岩矿,钛精矿中TiO2含量一般在46%~52%,经过电炉熔炼生产的钛渣TiO2含量在86%~94%,满足高钛渣的产品质量要求。

4.2.6  钛渣电炉的变压器或整流装置输出一般采用低电压、大电流,供电短网过长导致线损大,供电变压器应尽量靠近钛渣电炉配置。交流电炉的三相电极布置应均匀,尽量保证电流分布的均衡。

4.2.10  钛渣熔炼过程中,炉膛内有大量的熔融铁和钛渣,在高温和电弧作用下熔融的铁和钛渣不断冲刷炉内衬,炉底和炉墙应设置相应的测温设施,避免跑炉事故的发生。

4.2.11  熔炼过程中可能产生塌料和泡沫渣现象,会产生大量气体,导致炉内气室压力急剧升高;生产过程中产生大量的CO,为避免事故发生应设置测压、防爆设施。

4.2.13  钛渣和生铁出炉时是温度达到1400℃~1750℃的高温熔体,如抬包中存水则在高温下水变成蒸汽或分解,体积膨胀1600倍以上引起蒸汽爆炸,爆炸会引起周围压力增大,爆炸产生的高温水和高温物料会烧伤操作人员,造成安全事故和损失。钛渣生产冷却过程中和启用新抬包时,抬包内可能残留水,为去除抬包内留水,必须对抬包进行干燥。

    为提高生铁的经济价值、利用出炉生铁的潜热,大型钛渣电炉生产需对出炉生铁进行脱硫、脱磷增碳和铸锭处理。生铁抬包一般采用有内衬的抬包,为避免安全事故发生,同时对抬包干燥并预热可以减少铁水的温降,利于生铁的后处理节能降耗。本条为强制性条文,必须严格执行。

4.2.15  钛渣冷却过程中,为减少低价钛在高温下氧化,降低产品的品位,一般需要采用急冷的方式进行冷却钛渣。如采用直接浇水的冷却方法,水量不均匀会引起蒸汽爆炸和导致熔融钛渣的崩溅,同时产生的大量水蒸气在车间内影响操作视线、污染环境,甚至可能引起安全事故的发生,因此严禁采用浇水的方式进行直接冷却高温熔融钛渣。本条为强制性条文,必须严格执行。

4.2.16  在钛渣熔炼生产过程中,钛渣和生铁出炉时呈熔融状态,温度达到1400℃~1750℃,在出炉、生铁处理和铸锭过程中存在飞溅和溢出,如果在熔炼浇铸厂房内有集水,当高温铁水和钛渣进入水中将可能发生爆炸,导致安全事故发生。钛渣电炉供电是采用直流或交流,电压高、电流大,厂房内若存水会导致漏电、短路、触电、电耗增高,因此严禁雨水、地面水、地下水进入熔炼、浇铸厂房内,在电炉周围、熔炼、铸锭、翻包高温作业区域周围严禁有集水坑、水槽等存在。本条为强制性条文,必须严格执行。

4.2.18  钛渣熔炼过程中产生的电炉煤气含大量的一氧化碳,采用正压操作是为了避免空气进入炉内。设置氮气系统,在停炉维修时对炉内和电炉煤气净化回收系统进行气体置换。

4.2.22  钛渣熔炼工艺过程与铁合金生产相似,在工程设计中应符合现行国家标准《铁合金工艺及设备设计规范》GB50735的相关规定。