CN204594221U - 一种短流程冶炼高钛渣的矿热炉 - Google Patents

一种短流程冶炼高钛渣的矿热炉 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及短流程冶炼高钛渣的矿热炉，包括炉缸和炉盖，炉盖的外壳为钢质材料，内衬隔热材料和耐火材料，炉盖的中心区域开设有电极孔，电极通过电极孔伸入矿热炉内且电极与电极孔之间设置有水冷密封圈，电极的中心具有贯穿整个电极的穿心孔，穿心孔与粉料罐相连，粉料罐与储气罐相连，电极与直流电源的负极相连，炉缸的炉壁从外到内依次为钢质材料制作的炉壳、隔热纤维毡和耐火砖，炉缸的缸底采用石墨材料制成，缸底通过连接器与直流电源的正极相连。该矿热炉减少了高钛渣的冶炼工序，缩短了冶炼生产工艺的流程，节省了能量，可进一步提高能量的利用率，并可降低工人的劳动强度。

Description

一种短流程冶炼高钛渣的矿热炉
技术领域
本实用新型属于资源回收利用技术领域，涉及一种高钛渣冶炼回收利用装置，尤其涉及一种短流程冶炼高钛渣的矿热炉。
背景技术
高钛渣中具有高含量的钛，通过其回收利用，可以获得较大的经济价值。目前，高钛渣的回收利用方式主要是冶炼。高钛渣冶炼的原料为钛精粉，还原剂为焦炭或无烟煤。
目前，国内冶炼高钛渣用的矿热炉绝大多数为50Hz交流供电的敞口炉或半密闭炉。这种敞口炉和半密封炉耗能高，污染大，是典型的“三高”生产，已经难以满足现在低能耗、高环保的要求。
为了降低电能消耗，有些冶炼企业将原料和还原剂配以粘合剂混合，制成球团。并将所述球团经干燥、预烧结后再投入炉冶炼进行冶炼。这在一定程度上虽然降低了能耗，但是，所消耗的能量仍然较高，难以满足降低能耗的要求。同时，其仍然存在高污染等问题。
因此，目前迫切需要一种新型的高钛渣冶炼用的矿热炉。
发明内容
本实用新型旨在克服现有技术的不足，提供一种高钛渣冶炼矿热炉，其减少了高钛渣的冶炼工序，缩短了冶炼生产工艺的流程，节省了能量，并可进一步提高能量的利用率，同时，可降低工人的劳动强度。
为此，本实用新型提供如下技术方案：一种短流程冶炼高钛渣的矿热炉，其包括炉缸和设置在所述炉缸上并与所述炉缸密封连接的炉盖，所述炉盖的外壳为钢质材料，内衬隔热材料和耐火材料，所述炉盖的中心区域开设有电极孔，电极通过所述电极孔伸入所述矿热炉内且所述电极与所述电极孔之间设置有水冷密封圈，所述电极的中心具有贯穿整个电极的穿心孔，所述穿心孔与粉料罐相连，并且所述粉料罐与储气罐相连，所述电极与直流电源的负极相连，所述炉缸的炉壁从外到内依次为钢质材料制作的炉壳、隔热纤维毡和耐火砖，所述炉缸的缸底采用石墨材料制成，且所述缸底通过连接器与所述直流电源的正极相连。
进一步地，其中，所述炉盖的中心区域开设有一个或三个电极孔，相应地具有一个或三个电极，所述电极为石墨电极或自焙电极，且流过所述电极的电流密度应满足：石墨电极10A/cm2～20A/cm2，自焙电极4A/cm2～8A/cm2。
更进一步地，其中，所述储气罐中存储有高压惰性气体或一氧化碳气体。
再进一步地，其中，所述炉盖的电极孔的周围还分布有6～18个辅助投料孔，所述辅助投料孔经密闭输料管道与密闭料仓相连。
再更进一步地，其中，所述矿热炉的炉膛腔体的高度与炉膛腔体的直径的比值在0.7～1.3之间。
另一方面，其中，所述炉盖上设置有炉膛压力检测传感器和炉膛温度检测传感器，且所述炉盖上设置有观察窗。
进一步地，其中，所述耐火砖为高铝砖、刚玉砖、镁砖、碳砖、镁碳砖中的一种或者两种，且所述耐火砖形成的炉壁的耐火材料厚度在800mm～1200mm之间。
本实用新型的矿热炉能实现高钛渣的短流程冶炼，省掉制成球团、预烧结等中间环节，省去了球团制作、干燥或者预烧结的工序，缩短了冶炼生产工艺的流程，节省了这些工序所需的能量。同时，可以回收利用矿热炉烟气的余热干燥炉料，进一步提高能量的利用率。
并且，在本实用新型的矿热炉中，按照一定比例混合好的粉状炉料，通过电极中心的穿心孔，直接吹送到电极端部电弧区下的熔池中，快速熔化、快速反应，瞬间还原，解决了传统矿热炉的炉料透气性和导电性问题，整个冶炼过程，杜绝了塌料、翻渣，也省略了繁重的人工捣炉作业，能够降低工人的劳动强度。
附图说明
图1是本实用新型的短流程冶炼高钛渣的矿热炉的构成示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本实用新型的具体实施方式，具体实施方式的内容不作为对本实用新型的保护范围的限定。
本实用新型涉及一种高钛渣冶炼矿热炉，其减少了高钛渣的冶炼工序，缩短了冶炼生产工艺的流程，节省了能量，并可进一步提高能量的利用率，同时，可降低工人的劳动强度。
图1示出了本实用新型的短流程冶炼高钛渣的矿热炉的构成示意图。如图1所示，本实用新型的短流程冶炼高钛渣的矿热炉包括炉缸1和炉盖2。其中，所述炉盖2设置在所述炉缸1上并与所述炉缸1密封连接。这样，在所述炉缸1和炉盖2之间形成冶炼用的密封炉膛。这种密封式的矿热炉一方面能够提高热量利用率，另一方面能够降低环境污染。
在本实用新型中，所述炉盖2为球冠形或者圆台型。所述炉盖2的外壳为钢质材料，内衬隔热材料和耐火材料。其中，钢质材料制成的外壳可以确保所述炉盖2具有较高的强度。隔热材料可以防止炉膛内的热量传递到所述外壳，从而防止伤人。耐火材料可以防止所述炉盖2被烧坏。所述炉盖2的中心区域开设有电极孔。优选地，所述炉盖2的中心区域开设有一个或三个电极孔。电极3通过所述电极孔伸入所述矿热炉内。当然，由于所述电极3与所述电极孔的数量相应，因此，在本实用新型中，优选地，共有一个或三个所述电极3，每个所述电极孔中插入一个电极3。所述电极3与所述电极孔之间设置有水冷密封圈4。通过所述水冷密封圈4，使得所述电极3不直接与所述炉盖2接触，从而防止所述炉盖2的热量损坏所述电极3。
所述电极3的中心具有贯穿整个电极的穿心孔。所述穿心孔通过密封管道与粉料罐5相连。所述粉料罐5中存储有由原料(钛精粉)和还原剂(焦炭或无烟煤)混合而成的粉状炉料。所述粉料罐5通过气管与储气罐6相连。所述储气罐6中存储有高压氩气、氮气等惰性气体或一氧化碳气体。这样，在本实用新型中，将粉状炉料送入炉内的传送方式为气力输送。即，所述储气罐6中的高压气体促使所述粉料罐5中存储的粉状炉料通过所述电极3内的穿心孔进入到炉膛内。
此外，在本实用新型中，优选地，所述炉盖2的电极孔的周围还分布有6～18个辅助投料孔。所述辅助投料孔经密闭输料管道与密闭料仓相连。这样，可以通过所述辅助投料孔将一部分粉状炉料投递到所述矿热炉内，从而可以提高炉料的投递效率，并可以提高电能的利用效率。
并且，在本实用新型中，优选地，所述炉盖2上设置有炉膛压力检测传感器和炉膛温度检测传感器，这样，便于及时了解炉膛内的压力和温度，从而有助于更好地控制冶炼的进行。更优选地，所述炉盖2上设置有观察窗，从而便于观察炉膛内的冶炼情况。
所述电极3与直流电源7的负极相连，由所述直流电源7提供电力。在本实用新型中，优选地，所述电极3为石墨电极或自焙电极。所述电极3的直径根据流过的电流选择，使得流过所述电极3的电流密度满足：石墨电极10A/cm2～20A/cm2，自焙电极4A/cm2～8A/cm2。
在本实用新型中，所述炉缸1的炉壁从外到内依次为钢质材料制作的炉壳10、隔热纤维毡11和耐火砖12。其中，钢质材料制成的炉壳10可以确保所述炉缸1具有较高的强度。隔热纤维毡11可以防止炉膛内的热量传递到所述炉壳10，从而防止伤人。耐火砖12可以防止所述炉缸1被烧坏。优选地，所述耐火砖12可以是高铝砖、刚玉砖、镁砖、碳砖、镁碳砖中的一种或者两种，最多三种搭配使用。更优选地，所述耐火砖12形成的炉壁的耐火材料厚度在800mm～1200mm之间，从而使得其具有足够的耐火性
所述炉缸1的缸底8采用石墨材料制成，且所述缸底8通过连接器9与所述直流电源7的正极相连。这样，可以通过所述直流电源7为冶炼过程提供电能。
在本实用新型中，优选地，所述炉缸1内的炉膛的几何形状是：上部为圆台，中部为圆柱，下部为圆台。更优选地，整个炉膛腔体高度与炉膛腔体直径的比值在0.7～1.3之间。
在采用本实用新型的短流程冶炼高钛渣的矿热炉冶炼高钛渣时，通过直流电源7提供电力，并且按照一定比例混合好的粉状炉料，通过所述电极3中心的穿心孔，直接吹送到所述电极3端部电弧区下的熔池中。因此，炉料快速熔化、快速反应，瞬间还原，解决了传统矿热炉的炉料透气性和导电性问题。同时，整个冶炼过程，杜绝了塌料、翻渣，也省略了繁重的人工捣炉作业。
具体实施方式的内容是为了便于本领域技术人员理解和使用本实用新型而描述的，并不构成对本实用新型保护内容的限定。本领域技术人员在阅读了本实用新型的内容之后，可以对本实用新型进行合适的修改。本实用新型的保护内容以权利要求的内容为准。在不脱离权利要求的实质内容和保护范围的情况下，对本实用新型进行的各种修改、变更和替换等都在本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种短流程冶炼高钛渣的矿热炉，其包括炉缸(1)和设置在所述炉缸(1)上并与所述炉缸(1)密封连接的炉盖(2)，所述炉盖(2)的外壳为钢质材料，内衬隔热材料和耐火材料，所述炉盖(2)的中心区域开设有电极孔，电极(3)通过所述电极孔伸入所述矿热炉内且所述电极(3)与所述电极孔之间设置有水冷密封圈(4)，所述电极(3)的中心具有贯穿整个电极的穿心孔，所述穿心孔与粉料罐(5)相连，并且所述粉料罐(5)与储气罐(6)相连，所述电极(3)与直流电源(7)的负极相连，所述炉缸(1)的炉壁从外到内依次为钢质材料制作的炉壳(10)、隔热纤维毡(11)和耐火砖(12)，所述炉缸(1)的缸底(8)采用石墨材料制成，且所述缸底(8)通过连接器(9)与所述直流电源(7)的正极相连。
2.如权利要求1所述的短流程冶炼高钛渣的矿热炉，其中，所述炉盖(2)的中心区域开设有一个或三个电极孔，相应地具有一个或三个电极(3)，所述电极(3)为石墨电极或自焙电极，且流过所述电极(3)的电流密度应满足：石墨电极10A/cm2～20A/cm2，自焙电极4A/cm2～8A/cm2。
3.如权利要求2所述的短流程冶炼高钛渣的矿热炉，其中，所述储气罐(6)中存储有高压惰性气体或一氧化碳气体。
4.如权利要求1所述的短流程冶炼高钛渣的矿热炉，其中，所述炉盖(2)的电极孔的周围还分布有6～18个辅助投料孔，所述辅助投料孔经密闭输料管道与密闭料仓相连。
5.如权利要求4所述的短流程冶炼高钛渣的矿热炉，其中，所述矿热炉的炉膛腔体的高度与炉膛腔体的直径的比值在0.7～1.3之间。
6.如权利要求5所述的短流程冶炼高钛渣的矿热炉，其中，所述炉盖(2)上设置有炉膛压力检测传感器和炉膛温度检测传感器，且所述炉盖(2)上设置有观察窗。
7.如权利要求1所述的短流程冶炼高钛渣的矿热炉，其中，所述耐火砖(12)为高铝砖、刚玉砖、镁砖、碳砖、镁碳砖中的一种或者两种，且所述耐火砖(12)形成的炉壁的耐火材料厚度在800mm～1200mm之间。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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