熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置及一種熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的方法。本發(fā)明通過設(shè)置底吹氬系統(tǒng)保持熔池活躍、采用導(dǎo)軌式爐體行走機(jī)構(gòu)運(yùn)送電爐爐體、采用稱重裝置稱量電爐爐體內(nèi)熱態(tài)含鈦爐渣的重量、采用接渣溜槽裝爐、采用落料管與喂絲裝置配合的多點(diǎn)加料、合理布置出渣口與出合金口等方式，使得本發(fā)明與熱裝含鈦爐渣熔融還原工藝相適應(yīng)，能在高效、經(jīng)濟(jì)提取含鈦爐渣中的鈦硅等有價(jià)資源的同時(shí)，減少爐渣對(duì)環(huán)境的危害和對(duì)資源的浪費(fèi)。
【專利說明】
熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置及一種熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的方法，屬于冶金工業(yè)裝備技術(shù)和冶金固體廢棄物資源綜合利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]攀西地區(qū)的釩鈦磁鐵礦經(jīng)冶煉后會(huì)產(chǎn)生大量的含鈦爐渣，渣中含有T12約為15?45%，但一直未能得到有效利用。爐渣中的T12經(jīng)濟(jì)、合理、清潔提取產(chǎn)業(yè)化技術(shù)是當(dāng)前制約攀西地區(qū)鈦資源綜合利用技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的關(guān)鍵。
[0003]目前含鈦爐渣提鈦方法主要有熔融還原法、硫酸法和堿處理法等等。最新研究成果表明，最具產(chǎn)業(yè)化前景的是熔融還原法，它主要包括碳熱還原制取TiC和和電硅鋁熱復(fù)合熔融還原制取T1-S1-Fe系合金兩種工藝。含鈦爐渣的電硅鋁熱復(fù)合熔融還原技術(shù)是在高溫下爐渣中的Si02、Ti02分別與還原劑反應(yīng)，生成的Ti和Si再與爐渣中的金屬Fe反應(yīng)形成T1-S1-Fe系合金的過程。前期本發(fā)明人申請(qǐng)的專利號(hào)為CN102517472B的“高鈦低硅的鈦硅鐵合金及其制備方法”公開了一種由高鈦型高爐渣電硅鋁熱熔融還原制取具有高鈦低硅特點(diǎn)的鈦硅鐵合金生產(chǎn)工藝方法，該合金具有含鈦量高于40wt%的特點(diǎn)，按重量百分比為含40?70%的T1、8?40%的S1、3?15%的Fe以及不可避免的雜質(zhì)。該工藝具有工藝流程短，產(chǎn)品附加值高，無(wú)二次固、液廢排放清潔生產(chǎn)等特點(diǎn)，正在進(jìn)行工程化試驗(yàn)。但是，由于從CaO-MgO-Al2O3-S12-T12系熔渣中制取T1-S1-Fe系合金，與傳統(tǒng)合金生產(chǎn)工藝不同，在工業(yè)試驗(yàn)中遇到很多新的問題。如熔池?cái)嚢鑴?dòng)力不足、產(chǎn)品成分不穩(wěn)定、冶煉時(shí)間較長(zhǎng)、渣金分離困難、爐底上漲和生產(chǎn)連續(xù)性差等問題，表現(xiàn)出裝備與工藝要求難以匹配的問題，直接影響工藝的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，成為產(chǎn)業(yè)化制約瓶頸，因此，有必要開發(fā)與之相適應(yīng)的專用裝備。
[0004]現(xiàn)有含鈦爐渣提鈦裝備技術(shù)中，專利“熱裝高爐渣碳化電爐及其裝備技術(shù)”(CN103498054B)提出了一種熱裝高爐渣碳化電爐及裝備技術(shù)，該技術(shù)適用于高爐渣碳化工藝，基本過程是在熱裝條件下熔渣與焦炭等碳質(zhì)元素反應(yīng)生成碳化渣。就含鈦高爐渣而言，T12與C反應(yīng)生成的產(chǎn)物是TiC，由于C與T12反應(yīng)過程中要生成大量CO，氣體從熔池中逸出大大提高了熔池活躍程度，加快了傳質(zhì)過程，不存在物料混合攪拌力不足的問題。而本技術(shù)中，熔渣中的T12與金屬S1、A1等反應(yīng)生成的是Ti ,Al2O3、S12，產(chǎn)物進(jìn)入渣相，沒有氣體逸出體系，傳質(zhì)主要以熱對(duì)流方式進(jìn)行，熔池活躍程度低，傳質(zhì)過程截然不同，進(jìn)而給生產(chǎn)連續(xù)高效進(jìn)行帶來(lái)了不可克服的障礙。由于反應(yīng)機(jī)理和目標(biāo)產(chǎn)品不同，對(duì)冶煉裝備的功能和結(jié)構(gòu)要求也不同，因此，現(xiàn)有裝備技術(shù)并不適用于熱裝含鈦爐渣熔融還原制取T1-S1-Fe系合金工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置，與熱裝含鈦爐渣熔融還原工藝相適應(yīng)，能在高效、經(jīng)濟(jì)提取含鈦爐渣中的鈦硅等有價(jià)資源的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)熔渣顯然回收，減少爐渣對(duì)環(huán)境的危害和對(duì)資源的浪費(fèi)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置，包括電爐，電爐包括電爐爐體和水冷爐蓋，電爐為電爐爐體固定、水冷爐蓋旋開式結(jié)構(gòu)，水冷爐蓋通過爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)于平臺(tái)支架上;水冷爐蓋上部設(shè)置有導(dǎo)電橫臂，導(dǎo)電橫臂由電極升降裝置支撐于爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)裝置上；電爐由變壓器經(jīng)大電流線路和導(dǎo)電橫臂通過石墨電極向電爐料送電；電爐設(shè)置有冷卻水系統(tǒng)，與水冷爐蓋、導(dǎo)電橫臂和大電流線路相連接；電爐設(shè)置有提供動(dòng)能的液壓系統(tǒng)，與爐體行走車、爐體傾動(dòng)機(jī)構(gòu)、電極升降裝置、爐蓋提升與旋轉(zhuǎn)裝置、導(dǎo)電橫臂的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接;水冷爐蓋上設(shè)有加料孔、電極孔，電爐爐體座立于爐體行走車上，爐體行走車上配設(shè)有爐體傾動(dòng)機(jī)構(gòu)和稱重裝置，電爐爐體的爐壁上設(shè)置有出渣口與出合金口，出渣口下方配設(shè)有出渣臺(tái)車，出合金口下方配設(shè)有出合金臺(tái)車，電爐爐體底部設(shè)置有底吹氬裝置。
[0007]進(jìn)一步的是:電爐爐體在接渣工位時(shí)，其爐口搭接有接渣溜槽。接渣溜槽優(yōu)選為有耐火內(nèi)襯的槽形鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯采用高鋁質(zhì)耐火打結(jié)料，打結(jié)料表面設(shè)有一層防粘涂料。
[0008]進(jìn)一步的是:水冷爐蓋上方平臺(tái)固定設(shè)有喂絲裝置，水冷爐蓋具有相適配的喂絲孔。
[0009]進(jìn)一步的是:水冷爐蓋的加料孔配設(shè)有落料管。
[0010]進(jìn)一步的是:出渣口與出合金口設(shè)于爐壁兩側(cè)，呈180度分布，出渣口在爐壁上的位置高于出合金口在爐壁上的位置。
[0011]進(jìn)一步的是:出渣口設(shè)于爐壁上凈空高度1/2的位置，出合金口設(shè)于爐壁下部距離爐底內(nèi)表面1cm?30cm處。
[0012]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的方法，采用上述的熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置，步驟為:
[0013]步驟一、受渣:通過電極升降裝置提起石墨電極，通過爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)提升并旋開水冷爐蓋，用爐體行走車將電爐爐體從冶煉工位運(yùn)送至接渣工位，通過渣罐車傾倒熱態(tài)含鈦爐渣進(jìn)入電爐爐體內(nèi)，同時(shí)開啟底吹氬裝置;稱重裝置稱量出電爐爐體內(nèi)熱態(tài)含鈦爐渣的重量；
[0014]步驟二、歸位:接渣完畢后，用爐體行走車將電爐爐體運(yùn)送至冶煉工位;旋回水冷爐蓋，降下石墨電極，水冷爐蓋、石墨電極恢復(fù)至冶煉狀態(tài)；
[0015]步驟三、冶煉:變壓器送電，爐料通過變壓器經(jīng)大電流線路、導(dǎo)電橫臂送電升溫，當(dāng)溫度到達(dá)加料要求時(shí)，按照加料制度將反應(yīng)所需外加劑經(jīng)加料孔加入電爐爐體內(nèi)；控制氬氣流量，使外加劑與熔渣充分混合，反應(yīng)進(jìn)入粗煉階段;還原劑加料完畢，反應(yīng)進(jìn)入精煉階段，降低二次電壓，經(jīng)加料孔加入調(diào)渣劑，減少氬氣流量，使還原反應(yīng)充分進(jìn)行；
[0016]步驟四、出渣:冶煉反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)后，采用固定在爐體行走車上的爐體傾動(dòng)機(jī)構(gòu)，將電爐爐體倒向出渣口側(cè)，控制倒?fàn)t角度，用開口機(jī)打開出渣口，殘?jiān)魅胛挥诔鲈_(tái)車上的渣盤中；出渣完畢將電爐爐體回正，出渣口清理后用堵口機(jī)堵口；
[0017]步驟五、出合金:冶煉到達(dá)合金出爐條件后，采用固定在爐體行走車上的爐體傾動(dòng)機(jī)構(gòu)，將電爐爐體倒向出合金口側(cè)，控制倒?fàn)t角度，用開口機(jī)打開出合金口，合金直接流入出合金臺(tái)車上的合金盤中；若合金在出爐后期溫度下降，則重新啟動(dòng)變壓器對(duì)合金層進(jìn)行直接加熱，保證合金完全流出；合金出完后，將電爐爐體回正，關(guān)閉底吹氬裝置；出合金口清理完畢用堵口機(jī)堵口；
[0018]步驟六、冷卻:提鈦殘?jiān)沙鲈_(tái)車運(yùn)至緩冷區(qū)冷卻，經(jīng)破碎后進(jìn)入深度加工處理;合金由出合金臺(tái)車運(yùn)至緩冷區(qū)冷卻，經(jīng)破碎后進(jìn)入深度加工處理；
[0019]步驟七:提升石墨電極，提升并旋開水冷爐蓋，用爐體行走車將電爐爐體運(yùn)送至接渣工位，進(jìn)入下一輪作業(yè)。
[0020]進(jìn)一步的是:電爐爐體在接渣工位時(shí)，其爐口搭接有接渣溜槽，渣罐車傾倒熱態(tài)含鈦爐渣進(jìn)入接渣溜槽，熱態(tài)含鈦爐渣經(jīng)接渣溜槽流入電爐爐體內(nèi)。
[0021 ]進(jìn)一步的是:水冷爐蓋上方平臺(tái)固定設(shè)有喂絲裝置，水冷爐蓋具有相適配的喂絲孔;水冷爐蓋的加料孔配設(shè)有落料管;在步驟三所述的冶煉過程中，外加劑中的還原劑通過喂絲裝置經(jīng)喂絲孔加入電爐爐體內(nèi)，外加劑中的其它輔料通過落料管加入電爐爐體內(nèi)。
[0022]進(jìn)一步的是:步驟一中裝入電爐爐體內(nèi)的熱態(tài)含鈦爐渣中T12含量為15%?55%。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:
[0024]I)可有效地利用爐渣顯熱，具有節(jié)能、降耗的作用。
[0025]2)專用爐型結(jié)構(gòu)，適用于含鈦爐渣熔融還原制取T1-S1-Fe系合金生產(chǎn)工藝。
[0026]3)采用底吹氬系統(tǒng)可以活躍熔池，爐底縮小冷區(qū)，促進(jìn)渣金分離同時(shí)減輕爐底上漲的程度。
[0027]4)導(dǎo)軌式爐體行走機(jī)構(gòu)相比現(xiàn)有吊裝式結(jié)構(gòu)，具有爐體穩(wěn)定性好、安全性更高，投資省的特點(diǎn)。相比現(xiàn)有技術(shù)的大噸位吊車爐體行走車的對(duì)爐體支撐效果更好，造價(jià)更低；同時(shí)由于節(jié)省大噸位吊車吊裝，可以大幅度降低廠房地基承重要求，節(jié)省基建投資。
[0028]5)通過稱重裝置稱量電爐爐體內(nèi)熱態(tài)含鈦爐渣的重量;冶煉加入外加劑時(shí)，配料更精確可控。
[0029]6)與直接傾翻渣罐相比，采用接渣溜槽裝爐更安全、加料過程更平穩(wěn)。同時(shí)減少熔渣的噴濺，提高設(shè)備安全性。
[0030]7)采用落料管與喂絲裝置配合的加料方式，配合爐蓋多料孔設(shè)計(jì)，縮短了傳質(zhì)距離，提高了原料混合效率，縮短了冶煉時(shí)間。
[0031]8)通過合理布置出渣口與出合金口，方便出渣，同時(shí)可更好地適應(yīng)本工藝的多爐連續(xù)冶煉。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明中熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置立面圖；
[0033]圖2為本發(fā)明中熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置俯視圖；
[0034]圖中標(biāo)記:1-渣罐車，2-接渣溜槽，3-電爐爐體，4-稱重裝置，5-爐體行走車，6_底吹氬裝置，7-水冷爐蓋，8-電極升降裝置，9-導(dǎo)電橫臂，10-爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)裝置，11-喂絲裝置，12-出渣口，13-開口機(jī)，14-出渣臺(tái)車，15-出合金口，16-出合金臺(tái)車，17-爐體傾動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為便于理解和實(shí)施本發(fā)明，選本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明。
[0036]如圖1、圖2所示，熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置，包括電爐，電爐包括電爐爐體3和水冷爐蓋7，電爐為電爐爐體3固定、水冷爐蓋7旋開式結(jié)構(gòu)，水冷爐蓋7通過爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)裝置10設(shè)于平臺(tái)支架上;水冷爐蓋7上部設(shè)置有導(dǎo)電橫臂9，導(dǎo)電橫臂9由電極升降裝置8支撐于爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)裝置10上；電爐由變壓器經(jīng)大電流線路和導(dǎo)電橫臂9通過石墨電極向電爐料送電；電爐設(shè)置有冷卻水系統(tǒng)，與水冷爐蓋7、導(dǎo)電橫臂9和大電流線路相連接;電爐設(shè)置有提供動(dòng)能的液壓系統(tǒng)，與爐體行走車5、爐體傾動(dòng)機(jī)構(gòu)17、電極升降裝置8、爐蓋提升與旋轉(zhuǎn)裝置10、導(dǎo)電橫臂9的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接;水冷爐蓋7上設(shè)有加料孔、電極孔，電爐爐體3座立于爐體行走車5上，爐體行走車5上配設(shè)有爐體傾動(dòng)機(jī)構(gòu)17和稱重裝置4，電爐爐體3的爐壁上設(shè)置有出渣口 12與出合金口 15，出渣口 12下方配設(shè)有出渣臺(tái)車14，出合金口 15下方配設(shè)有出合金臺(tái)車16，電爐爐體3底部設(shè)置有底吹氬裝置6。
[0037]具體地，電爐優(yōu)選為三相電極高溫電爐，其爐殼由鋼板和型鋼焊接而成，爐襯工作層采用鎂碳磚，爐殼和工作層之間設(shè)一層輕質(zhì)剛玉保溫磚。爐體行走車包括車體、車輪組、導(dǎo)軌、行走車驅(qū)動(dòng)裝置，車體由主梁和橫梁組成，車體上表面局部砌筑耐火材料，以防熱態(tài)爐渣噴濺。水冷爐蓋7采用管式水冷結(jié)構(gòu)，電極區(qū)域打結(jié)耐火材料。底吹氬裝置6由調(diào)壓閥、流量計(jì)、管道、閥門等組成。另外，電爐的電氣控制系統(tǒng)還具有補(bǔ)償器、導(dǎo)電銅排、水冷電纜、夾頭等必要的短網(wǎng)部件。本實(shí)施例中爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)裝置10參數(shù)為:水冷爐蓋提升高度1cm?30cm，水平旋轉(zhuǎn)30度?90度。
[0038]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式:電爐爐體3在接渣工位時(shí)，其爐口搭接有接渣溜槽2，接渣溜槽2優(yōu)選為有耐火內(nèi)襯的槽形鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯采用高鋁質(zhì)耐火打結(jié)料，打結(jié)料表面設(shè)有一層防粘涂料。與直接傾翻渣罐相比，采用接渣溜槽2裝爐更安全、加料更精確可控，同時(shí)減少熔渣的噴濺，提高設(shè)備安全性，而且本發(fā)明對(duì)接渣溜槽2做了進(jìn)一步改進(jìn)，可提高其使用壽命。
[0039]作為本發(fā)明的又一種優(yōu)選實(shí)施方式:水冷爐蓋7上方平臺(tái)固定設(shè)有喂絲裝置11，水冷爐蓋7具有相適配的喂絲孔，水冷爐蓋7的加料孔配設(shè)有落料管。實(shí)施時(shí)，外加劑中的還原劑通過喂絲裝置11經(jīng)喂絲孔加入電爐爐體3內(nèi)，外加劑中的其它輔料通過落料管加入電爐爐體3內(nèi)。采用落料管與喂絲裝置配合的加料方式，配合爐蓋多個(gè)加料孔設(shè)計(jì)，縮短了傳質(zhì)距離，提高了原料混合效率，縮短了冶煉時(shí)間。另外，水冷爐蓋7還可獨(dú)立設(shè)置測(cè)溫取樣孔、排煙孔和觀察孔，方便冶煉過程中的測(cè)溫、排煙、觀察。
[0040]作為本發(fā)明的又一種優(yōu)選實(shí)施方式:出渣口12與出合金口 15設(shè)于爐壁兩側(cè)，呈180度分布，出渣口 12在爐壁上的位置高于出合金口 15在爐壁上的位置。出渣口 12與出合金口15還可進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)置:出渣口 12設(shè)于爐壁上凈空高度1/2的位置，出合金口 15設(shè)于爐壁下部距離爐底內(nèi)表面1cm?30cm處。通過合理布置出渣口與出合金口，方便出渣，同時(shí)可更好地適應(yīng)本工藝的多爐連續(xù)冶煉。
[0041]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的方法，采用上述的熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置，步驟為:
[0042]步驟一、受渣:通過電極升降裝置8提起石墨電極，通過爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10提升并旋開水冷爐蓋7，用爐體行走車5將電爐爐體3從冶煉工位運(yùn)送至接渣工位，通過渣罐車I傾倒熱態(tài)含鈦爐渣進(jìn)入電爐爐體3內(nèi)，同時(shí)開啟底吹氬裝置6;稱重裝置4稱量出電爐爐體3內(nèi)熱態(tài)含鈦爐渣的重量;優(yōu)選設(shè)置有接渣溜槽2，渣罐車I傾倒熱態(tài)含鈦爐渣進(jìn)入接渣溜槽2，熱態(tài)含鈦爐渣經(jīng)接渣溜槽2流入電爐爐體3內(nèi)；
[0043]步驟二、歸位:接渣完畢后，用爐體行走車5將電爐爐體3運(yùn)送至冶煉工位;旋回水冷爐蓋7，降下石墨電極，水冷爐蓋7、石墨電極恢復(fù)至冶煉狀態(tài)；
[0044]步驟三、冶煉:變壓器送電，爐料通過變壓器經(jīng)大電流線路、導(dǎo)電橫臂9送電升溫，當(dāng)溫度到達(dá)加料要求時(shí)，按照加料制度將反應(yīng)所需外加劑經(jīng)加料孔加入電爐爐體3內(nèi)，優(yōu)選設(shè)置有喂絲裝置11、喂絲孔、落料管;外加劑中的還原劑通過喂絲裝置11經(jīng)喂絲孔加入電爐爐體3內(nèi)，外加劑中的其它輔料通過落料管加入電爐爐體3內(nèi)；控制氬氣流量，使外加劑與熔渣充分混合，反應(yīng)進(jìn)入粗煉階段;還原劑加料完畢，反應(yīng)進(jìn)入精煉階段，降低二次電壓，經(jīng)加料孔加入調(diào)渣劑，減少氬氣流量，使還原反應(yīng)充分進(jìn)行;在高溫條件下，還原劑與高鈦型高爐渣中T12和S12發(fā)生還原反應(yīng)，生成的金屬T1、Si與爐渣中的Fe反應(yīng)，生成T1-S1-Fe合金；
[0045]步驟四、出渣:冶煉反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)后，采用固定在爐體行走車5上的爐體傾動(dòng)機(jī)構(gòu)17，將電爐爐體3倒向出渣口 12側(cè)，控制倒?fàn)t角度，用開口機(jī)13打開出渣口 12，殘?jiān)魅胛挥诔鲈_(tái)車14上的渣盤中；出渣完畢將電爐爐體3回正，出渣口 12清理后用堵口機(jī)堵口；
[0046]步驟五、出合金:冶煉到達(dá)合金出爐條件后，采用固定在爐體行走車5上的爐體傾動(dòng)機(jī)構(gòu)17，將電爐爐體3倒向出合金口 15側(cè)，控制倒?fàn)t角度，用開口機(jī)13打開出合金口 15，合金直接流入出合金臺(tái)車16上的合金盤中；在出合金的過程中，及時(shí)檢測(cè)合金的溫度，若合金在出爐后期溫度下降，則重新啟動(dòng)變壓器對(duì)合金層進(jìn)行直接加熱，保證合金完全流出；合金出完后，將電爐爐體3回正，關(guān)閉底吹氬裝置6;出合金口 15清理完畢用堵口機(jī)堵口；
[0047]步驟六、冷卻:提鈦殘?jiān)沙鲈_(tái)車14運(yùn)至緩冷區(qū)冷卻，經(jīng)破碎后進(jìn)入深度加工處理;合金由出合金臺(tái)車16運(yùn)至緩冷區(qū)冷卻，經(jīng)破碎后進(jìn)入深度加工處理；
[0048]步驟七、提升石墨電極，提升并旋開水冷爐蓋7，用爐體行走車5將電爐爐體3運(yùn)送至接渣工位，進(jìn)入下一輪作業(yè)。
[0049]為保證冶煉過程中的安全，同時(shí)提高裝置的使用壽命，實(shí)施過程中還需對(duì)裝置進(jìn)行維護(hù):在進(jìn)入步驟七之前，應(yīng)檢測(cè)爐襯侵蝕狀況、底吹氬透氣磚，并清理爐臺(tái)濺渣。
[0050 ] 本發(fā)明優(yōu)選適用范圍為渣中Ti O2的含量在15%?55%的含鈦爐渣，即在步驟一中裝入電爐爐體3內(nèi)的熱態(tài)含鈦爐渣中T12含量為15%?55%。對(duì)渣中T12含量進(jìn)行控制后，可使得產(chǎn)品成分更穩(wěn)定。
[0051 ]本發(fā)明可以使高鈦型高爐渣中T12的回收率達(dá)到90%以上，殘?jiān)蠺12含量低于2%。在極大地提高含鈦爐渣的回收率的同時(shí)，可以較好的解決傳統(tǒng)電爐生產(chǎn)中的制約環(huán)節(jié)。具有生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定，渣金分離好，合金成分穩(wěn)定，合金收得率高等優(yōu)點(diǎn)，為含鈦高爐渣合理、經(jīng)濟(jì)提取鈦資源提供了裝備保障。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置，包括電爐，電爐包括電爐爐體(3)和水冷爐蓋(7)，電爐為電爐爐體(3)固定、水冷爐蓋(7)旋開式結(jié)構(gòu)，水冷爐蓋(7)通過爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)裝置(10)設(shè)于平臺(tái)支架上;水冷爐蓋(7)上部設(shè)置有導(dǎo)電橫臂(9)，導(dǎo)電橫臂(9)由電極升降裝置(8)支撐于爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)裝置(10)上；電爐由變壓器經(jīng)大電流線路和導(dǎo)電橫臂(9)通過石墨電極向電爐料送電；電爐設(shè)置有冷卻水系統(tǒng)，與水冷爐蓋(7)、導(dǎo)電橫臂(9)和大電流線路相連接;電爐設(shè)置有提供動(dòng)能的液壓系統(tǒng)，與爐體行走車(5)、爐體傾動(dòng)機(jī)構(gòu)(17)、電極升降裝置(8)、爐蓋提升與旋轉(zhuǎn)裝置(10)、導(dǎo)電橫臂(9)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接;水冷爐蓋(7)上設(shè)有加料孔、電極孔，其特征在于:電爐爐體(3)座立于爐體行走車(5)上，爐體行走車(5)上配設(shè)有爐體傾動(dòng)機(jī)構(gòu)(17)和稱重裝置(4)，電爐爐體(3)的爐壁上設(shè)置有出渣口(12)與出合金口(15)，出渣口(12)下方配設(shè)有出渣臺(tái)車(14)，出合金口(15)下方配設(shè)有出合金臺(tái)車(16)，電爐爐體(3)底部設(shè)置有底吹氬裝置(6)。2.如權(quán)利要求1所述的熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置，其特征在于:電爐爐體(3)在接渣工位時(shí)，其爐口搭接有接渣溜槽(2)。3.如權(quán)利要求1所述的熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置，其特征在于:水冷爐蓋(7)上方平臺(tái)固定設(shè)有喂絲裝置(11)，水冷爐蓋(7)具有相適配的喂絲孔。4.如權(quán)利要求1所述的熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置，其特征在于:水冷爐蓋(7)的加料孔配設(shè)有落料管。5.如權(quán)利要求1所述的熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置，其特征在于:出渣口(12)與出合金口(15)設(shè)于爐壁兩側(cè)，呈180度分布，出渣口(12)在爐壁上的位置高于出合金口(15)在爐壁上的位置。6.如權(quán)利要求5所述的熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置，其特征在于:出渣口(12)設(shè)于爐壁上凈空高度1/2的位置，出合金口(15)設(shè)于爐壁下部距離爐底內(nèi)表面1cm ?30cm 處。7.熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的方法，其特征在于:采用如權(quán)利要求1所述的熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的裝置，步驟為: 步驟一、受渣:通過電極升降裝置(8)提起石墨電極，通過爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(10)提升并旋開水冷爐蓋(7)，用爐體行走車(5)將電爐爐體(3)從冶煉工位運(yùn)送至接渣工位，通過渣罐車(I)傾倒熱態(tài)含鈦爐渣進(jìn)入電爐爐體(3)內(nèi)，同時(shí)開啟底吹氬裝置(6);稱重裝置(4)稱量出電爐爐體(3)內(nèi)熱態(tài)含鈦爐渣的重量； 步驟二、歸位:接渣完畢后，用爐體行走車(5)將電爐爐體(3)運(yùn)送至冶煉工位;旋回水冷爐蓋(7 )，降下石墨電極，水冷爐蓋(7 )、石墨電極恢復(fù)至冶煉狀態(tài)； 步驟三、冶煉:變壓器送電，爐料通過變壓器經(jīng)大電流線路、導(dǎo)電橫臂(9)送電升溫，當(dāng)溫度到達(dá)加料要求時(shí)，按照加料制度將反應(yīng)所需外加劑經(jīng)加料孔加入電爐爐體(3)內(nèi)；控制氬氣流量，使外加劑與熔渣充分混合，反應(yīng)進(jìn)入粗煉階段;還原劑加料完畢，反應(yīng)進(jìn)入精煉階段，降低二次電壓，經(jīng)加料孔加入調(diào)渣劑，減少氬氣流量，使還原反應(yīng)充分進(jìn)行； 步驟四、出渣:冶煉反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)后，采用固定在爐體行走車(5)上的爐體傾動(dòng)機(jī)構(gòu)(17)，將電爐爐體(3)倒向出渣口(12)側(cè)，控制倒?fàn)t角度，用開口機(jī)(13)打開出渣口(12)，殘?jiān)魅胛挥诔鲈_(tái)車(14)上的渣盤中；出渣完畢將電爐爐體(3)回正，出渣口(12)清理后用堵口機(jī)堵口； 步驟五、出合金:冶煉到達(dá)合金出爐條件后，采用固定在爐體行走車(5)上的爐體傾動(dòng)機(jī)構(gòu)(17)，將電爐爐體(3)倒向出合金口(15)側(cè)，控制倒?fàn)t角度，用開口機(jī)(13)打開出合金口(15)，合金直接流入出合金臺(tái)車(16)上的合金盤中；若合金在出爐后期溫度下降，則重新啟動(dòng)變壓器對(duì)合金層進(jìn)行直接加熱，保證合金完全流出；合金出完后，將電爐爐體(3)回正，關(guān)閉底吹氬裝置(6);出合金口(15)清理完畢用堵口機(jī)堵口； 步驟六、冷卻:提鈦殘?jiān)沙鲈_(tái)車(14)運(yùn)至緩冷區(qū)冷卻，經(jīng)破碎后進(jìn)入深度加工處理;合金由出合金臺(tái)車(16)運(yùn)至緩冷區(qū)冷卻，經(jīng)破碎后進(jìn)入深度加工處理； 步驟七:提升石墨電極，提升并旋開水冷爐蓋(7)，用爐體行走車(5)將電爐爐體(3)運(yùn)送至接渣工位，進(jìn)入下一輪作業(yè)。8.如權(quán)利要求7所述的熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的方法，其特征在于:電爐爐體(3)在接渣工位時(shí)，其爐口搭接有接渣溜槽(2)，渣罐車(I)傾倒熱態(tài)含鈦爐渣進(jìn)入接渣溜槽(2)，熱態(tài)含鈦爐渣經(jīng)接渣溜槽(2)流入電爐爐體(3)內(nèi)。9.如權(quán)利要求7或8所述的熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的方法，其特征在于:水冷爐蓋(7)上方平臺(tái)固定設(shè)有喂絲裝置(11)，水冷爐蓋(7)具有相適配的喂絲孔;水冷爐蓋(7)的加料孔配設(shè)有落料管;在步驟三所述的冶煉過程中，外加劑中的還原劑通過喂絲裝置(11)經(jīng)喂絲孔加入電爐爐體(3)內(nèi)，外加劑中的其它輔料通過落料管加入電爐爐體(3)內(nèi)。10.如權(quán)利要求7或8所述的熱裝含鈦爐渣熔融還原制取鈦硅鐵合金的方法，其特征在于:步驟一中裝入電爐爐體(3)內(nèi)的熱態(tài)含鈦爐渣中T12含量為15 %?55 %。
【文檔編號(hào)】C22B7/04GK105886788SQ201610477986
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】敖進(jìn)清, 王艷, 郭彪, 萬(wàn)九如, 張建軍, 吳斌, 余韻, 曾申龍, 蔣睿
【申請(qǐng)人】西華大學(xué)