CN107687763B - 一种钛渣冶炼电炉加料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钛渣冶炼技术领域，具体涉及一种钛渣冶炼电炉加料的方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种钛渣冶炼电炉加料的方法，总共设计加料点16个，中心加料点、电极外侧主要加料点、相间主要加料点、外侧次要加料点。本发明方法通过对加料点的合理布局，能够取得在冶炼过程中整炉化料效果好，无物料堆积现象，炉况稳定；整炉无翻渣、起泡现象；吨渣冶炼电耗明显降低，冶炼酸溶性钛渣的炉前吨渣电耗为2300kWh/t左右，电炉热效率提升明显。

Description

一种钛渣冶炼电炉加料的方法
技术领域
本发明属于钛渣冶炼技术领域，具体涉及一种钛渣冶炼电炉加料的方法。特别适用于交流、圆形钛渣冶炼电炉加料工序。
背景技术
国内钛渣冶炼加料工艺的基本现状为：(1)10MW以内的小型钛渣电炉多采用3个加料点间歇式加料或者一次性人工投料，且对加料位置的合理性缺少具体论证；(2)10～30MW大中型交流圆形钛渣冶炼电炉部分采用了连续加料工艺，但仍然缺少加料位置合理性研究及加料量分布方法；(3)国内以云南新立为代表的直流电炉钛渣冶炼技术，采用中空电极作为主要的连续加料点，其冶炼方式与交流圆形电炉存在根本区别；(4)总体来说，目前国内对钛渣电炉加料点布局、加料量分布等重要加料特性研究较少，未见直接相关的文献报道。
本发明采取的技术思路为：(1)通过电炉温度场模拟及电极传热基础理论，确定钛渣冶炼电炉加料点的合理布局方式；(2)通过热量分布、反应理论电耗测算等，确定各加料点合理的加料量分布；(3)通过合理的装备选择实现物料连续入炉。
发明内容
针对现有钛渣冶炼电炉加料存在的问题，针对具有三个电极的钛渣冶炼电炉，本发明提供了一种新的钛渣冶炼电炉加料的方法。
本发明所要解决的技术问题是提供一种钛渣冶炼电炉加料的方法，设置16个加料点，分别为中心加料点1个，电极外侧主要加料点3个，相间主要加料点6个，外侧次要加料点6个。
其中，上述钛渣冶炼电炉加料的方法中，所述中心加料点为电炉圆心Y。
其中，上述钛渣冶炼电炉加料的方法中，所述电极外侧主要加料点(A1～A3)：位于电极圆心与电炉圆心Y连接线的延长线上，与电炉圆心的距离为L2；L2＝L1+(1.8～3.5)*L5；L1为电炉圆心Y与电极圆心的距离；L5为电极半径。
其中，上述钛渣冶炼电炉加料的方法中，所述相间主要加料点(B1～B6)为：电极圆O1与极心圆O2的交叉点；O1为电极圆心为圆心、L4为半径的圆；O2为电炉圆心Y为圆心、L1为半径的圆；L4＝(2.8～4.5)*L5；L1为电炉圆心Y与电极圆心的距离；L5为电极半径。
其中，上述钛渣冶炼电炉加料的方法中，所述外侧次要加料点(C1～C6)为：位于电炉圆心Y为圆心、L3为半径的圆O3上，为电炉圆心Y与电极圆心连接线的延长线与O3的交叉点，其余各点位于O3上依次间隔60度，L3＝L2+(3～7)*L5；L2＝L1+(1.8～3.5)*L5；L1为电炉圆心Y与电极圆心的距离；L5为电极半径。
进一步的，上述钛渣冶炼电炉加料的方法中，还包括加料量分配原则为：假设单炉每小时加料量为M，则：
中心加料点加料量为(5～10％)*M；
电极外侧主要加料点单点加料量为(8～15％)*M；
相间主要加料点单点加料量为(3～8％)*M；
外侧次要加料点单点加料量为(3～8％)*M。
优选的，上述钛渣冶炼电炉加料的方法中，所述M＝(0.8～1.3)W，W为输入功率，单位为MW。
优选的，上述钛渣冶炼电炉加料的方法中，每个加料点对应一个加料仓。
进一步的，上述钛渣冶炼电炉加料的方法中，加料仓的下料口设置圆盘给料器控制加料速度。
更进一步的，上述钛渣冶炼电炉加料的方法中，圆盘给料器下方安装料斗并使用计量螺旋进行物料传送和计量。
本发明方法通过对加料点合理布局，能够取得在冶炼过程中整炉化料效果好，无物料堆积现象，炉况稳定；整炉无翻渣、起泡现象；吨渣冶炼电耗明显降低，冶炼酸溶性钛渣的炉前吨渣电耗为2300kWh/t左右，电炉热效率提升明显。该方法与传统钛渣冶炼加料方式相比，具有加料点分布合理、电炉热效率高等突出特点。可有效避免冶炼过程中的翻渣现象，炉况稳定、热效率高，对降低钛渣冶炼电耗、提高电炉产能具有显著的效果。
附图说明
图1加料点分布示意图；
图2加料点布局改造示意图。
具体实施方式
根据现有钛渣冶炼存在的问题，本发明通过从以下几个方面进行研究(1)通过电炉温度场模拟及电极传热基础理论，确定钛渣冶炼电炉加料点的合理布局方式；(2)通过热量分布、反应理论电耗测算等，确定各加料点合理的加料量分布；(3)通过合理的装备选择实现物料连续入炉，得到了合适的钛渣冶炼电炉加料方法。
本发明提供了一种钛渣冶炼电炉加料的方法。该方法主要控制加料点布局，再配合合适的加料量分配、加料方式、加料速度等方面。
一种钛渣冶炼电炉加料的方法，主要包括设置加料点：
根据圆形电炉热量分布模拟、传热理论，同时考虑到对热能的充分利用，圆形交流钛渣电炉的加料点设计总体按照多点布料，合理分配加料量的方式设计。
电极周围为热量的集中释放区域，作为主要加料点，如图1所示：
其中L1为极心圆半径(电炉圆心Y与电极圆心的距离)；L5为电极半径；
“Y”为电炉中心加料点，即电炉圆心Y；
“A1～A3”为电极外侧主要加料点，其位于电极圆心与电炉圆心Y连接线的延长线上，与电炉圆心Y的距离L2＝L1+(1.8～3.5)*L5；
“B1～B6”为相间主要加料点，位于“电极圆”O1(以电极中心为圆心，以L4为半径的圆)和“极心圆”O2的交点处，L4＝(2.8～4.5)*L5；
“C1～C6”为外侧次要加料点，位于以L3为半径的圆O3上，L3＝L2+(3～7)*L5，C1位于A1、Y连接线的延长线与O3的交点上，其余各点位于O3上并依次间隔角度60度。
上述钛渣冶炼电炉加料的方法，还包括加料量分布：假设单炉每小时加料量为M，以下各点每小时加料总和为M，则：
“Y”点加料量为(5％～10％)*M；
“A1～A3”单点加料量为(8％～15％)*M；
“B1～B6”单点加料量为(3％～8％)*M；
“C1～C6”单点加料量为(3％～8％)*M。
上述钛渣冶炼电炉加料的方法，还包括加料方式及装备：
以圆盘给料机和计量螺旋为主要加料机构，加料过程中，根据输入功率(W，单位MW)匹配合适的加料量，每小时加料量M＝(0.8～1.3)W，由此确定单个加料点的下料速度。通过调整圆盘给料机和计量螺旋转速，匹配合适的下料速度。
对比例
如图2所示，某钛渣冶炼电炉原设计加料点布局方案为图2中圆点代表的位子(三角形点位未做改动)，其电炉极心圆半径为1400mm，电极半径为350mm。原设计的主加料点位于以R1为半径的电炉同心圆上，每根电极正对方向设置一个主加料点，R1＝2800mm；边缘加料点位于以R2为半径的电炉同心圆上，每根电极正对方向设置一个边缘加料点用于维护炉墙，R2＝4000mm。
其原有加料方式为：中心加料量占整炉加料量15％，三个主加料点加料量占整炉加料量75～85％，三个边缘加料点加料量占整炉加料量0～15％(视炉衬厚度而定)。整炉加料采用1～3次集中加料的方式分批完成。
运行效果为：(1)化料困难，边缘堆积物料严重，炉况不稳定；(2)翻渣、起泡现象频繁，单炉发生次数为1～3次；(3)吨渣冶炼电耗偏高，冶炼酸溶性钛渣的炉前吨渣电耗为2700kWh/t左右。
实施例
如图2所示，某钛渣冶炼电炉改造后的加料点布局方案为图2中黑色圆点代表的位子(三角形点位未做改动)，其电炉极心圆半径为1400mm，电极半径为350mm。改造后的主加料点位于以L2为半径的电炉同心圆上，每根电极正对方向设置一个主加料点，L2＝1400+2×350＝2100mm；改造后增加相间主加料点位于极心圆和以700mm为半径的电极圆交点上；改造后的边缘次要加料点位于以L3为半径的电炉同心圆上，每根电极正对方向设置一个边缘次要加料点，L3＝2100+4×350＝3500mm。
改造后每个加料点均采用圆盘下料、螺旋加料的两级控制方式连续加料入炉。其中：中心加料量占整炉加料量7％，三个电极外侧主加料点加料量占整炉加料量45％(平均分配)，六个相间主加料点加料量占整炉加料量30％(平均分配)；六个边缘次要加料点加料量占整炉加料量18％(平均分配)。整炉连续加料，通过调整圆盘和螺旋加料转速调整加料速度，出炉前0.5h停止加料。
运行效果为：(1)整炉化料效果好，无无聊堆积现象，炉况稳定；(2)整炉无翻渣、起泡现象；(3)吨渣冶炼电耗明显降低，冶炼酸溶性钛渣的炉前吨渣电耗为2300kWh/t左右，电炉热效率提升明显。

Claims (6)

1.钛渣冶炼电炉加料的方法，其特征在于：设置16个加料点，分别为中心加料点1个，电极外侧主要加料点3个，相间主要加料点6个，外侧次要加料点6个；
所述中心加料点为电炉圆心Y；
所述电极外侧主要加料点：位于电极圆心与电炉圆心Y连接线的延长线上，与电炉圆心的距离为L2；L2＝L1+(1.8～3.5)*L5；L1为电炉圆心Y与电极圆心的距离；L5为电极半径；
所述相间主要加料点为：电极圆O1与极心圆O2的交叉点；O1为电极圆心为圆心、L4为半径的圆；O2为电炉圆心Y为圆心、L1为半径的圆；L4＝(2.8～4.5)*L5；L1为电炉圆心Y与电极圆心的距离；L5为电极半径；
所述外侧次要加料点为：位于电炉圆心Y为圆心、L3为半径的圆O3上，为电炉圆心Y与电极圆心连接线的延长线与O3的交叉点，其余各点位于O3上依次间隔60度，L3＝L2+(3～7)*L5；L2＝L1+(1.8～3.5)*L5；L1为电炉圆心Y与电极圆心的距离；L5为电极半径。
2.根据权利要求1所述的钛渣冶炼电炉加料的方法，其特征在于：还包括加料量分配原则为：假设单炉每小时加料量为M，则：
中心加料点加料量为(5～10％)*M；
电极外侧主要加料点单点加料量为(8～15％)*M；
相间主要加料点单点加料量为(3～8％)*M；
外侧次要加料点单点加料量为(3～8％)*M。
3.根据权利要求2所述的钛渣冶炼电炉加料的方法，其特征在于：所述M＝(0.8～1.3)W，W为输入功率，单位为MW。
4.根据权利要求1～3任一项所述的钛渣冶炼电炉加料的方法，其特征在于：每个加料点对应一个加料仓。
5.根据权利要求4所述的钛渣冶炼电炉加料的方法，其特征在于：加料仓的下料口设置圆盘给料器控制加料速度。
6.根据权利要求5所述的钛渣冶炼电炉加料的方法，其特征在于：圆盘给料器下方安装料斗并使用计量螺旋进行物料传送和计量。
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