CN206607263U - 一种处理钒钛磁铁矿的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种处理钒钛磁铁矿的系统，所述系统包括原料成型系统、转底炉直接还原系统、熔化分离系统和转炉提钒系统；其中，原料成型系统的出料口与转底炉直接还原系统的入料口相通，转底炉直接还原系统的出料口与熔化分离系统的入料口相通，熔化分离系统的出料口与转炉提钒系统的入料口相通。采用本实用新型系统处理钒钛磁铁矿，可以采用未烘干的钒钛磁铁矿生球直接入炉，取消了工艺前端的烘干流程，节约投资，同时降低能耗；利用热态还原产物显热的同时有效提高了金属化率。

Description

一种处理钒钛磁铁矿的系统

技术领域

本实用新型涉及一种处理钒钛磁铁矿的系统，本实用新型进一步涉及应用该系统处理钒钛磁铁矿的方法，属于钒钛磁铁矿的综合利用领域。

背景技术

钒钛磁铁矿是磁铁矿(Fe₃O₄)－钛铁晶石(2FeO·TiO₂)－镁铝尖晶石(MgO·Al₂O₃)－钛铁矿(FeO·TiO₂)密切共生的复合体。钒钛磁铁矿不仅是铁的重要来源，而且伴生的钒和钛等组份，具有很高的综合利用价值。我国钒钛磁铁矿床分布广泛，储量丰富，储量和开采量居全国铁矿的第三位，已探明储量98.3亿吨，远景储量达300亿吨以上，主要分布在四川攀西(攀枝花-西昌)地区、河北承德地区、陕西汉中地区、湖北郧阳、襄阳地区、山东临沂、广东兴宁及山西代县、辽宁朝阳等地区。在中国和俄罗斯采用的高炉—转炉工艺流程，钛回收效果不理想；目前在国内采用转底炉工艺处理钒钛磁铁矿逐渐发展起来，但采用转底炉进行处理时，需对原料进行造块、烘干等处理，工艺流程较长，设备较多、投资较大、占地面积也较大。

转底炉直接还原工艺多采用物料成型(压球或者造球)—烘干—直接还原流程，成型后的球团需经烘干后才能布入转底炉，因此须单独设置烘干设备进行烘干；此外，经转底炉直接还原的金属化球团，还需经过冷却后才能排出转底炉，并通过设置在转底炉冷却段上的水冷壁进行冷却，这也造成了金属化球团热量的浪费。

公开号为CN1235268A的中国实用新型专利公开了一种用于回转工作台，尤其是转底炉的进料与布料装置。该装置包括物料进给机构(2,3)，物料移送机构(304)和物料重力倾倒导槽(4)，上述设备包括用于差分的分 配物料的静态装置，所述机构包括倾倒导槽(4)的布料前缘(214)，它具有基本上为曲线的外形，该曲线的导数是回转工作台(10)的在工作台中心和其边缘之间的部分的半径的递增线性函数。倾倒导槽(4)相对回转台(10)大致径向地设置，并且设置在一个几乎平行于所述回转工作台(10)的平面的平面上，并且与一料槽(5)一起动作，该料槽的出口边缘(205)靠近工作台的表面设置，并且具有与倾倒导槽(4)的布料前缘(214)基本类似的曲线外形。倾倒导槽(4)由固定在所述导槽(4)的基部(204)上的多个隔壁(114)分隔成多个通道(104)，导槽(5)被多个隔壁(115)分隔多个通道(105)，通道具有与导槽(4)的通道(104)的料口一样的截面。供料装备(103)包括用于操纵将倾倒导槽(4)分隔成通道(104)的所述隔壁(114)的机构，所述隔壁可以相对所述导槽(4)得基部(204)移动。同时，供料调节装置包括动态机构(103)，用于在倾倒导槽(4)的整个横截面上进行差分式供料，该装置设置在导槽(4)和进给装置(2，3)之间。动态的差分供料装置包括多个闸门(113)，这些闸门具有适当的相互独立的操作装置(123)并且被设置成可控制由导槽所分隔成的每一条通道(104)的入口。这些闸门都安装在一个倾倒导槽(4)的顶部上形成的滑槽(203)中。以上装置通过合适的悬挂机构(101)安装在一个支撑框架(1)上；该方法所存在的主要缺陷是无法处理未烘干的球团，需要在造球阶段加入烘干工艺，增加了工艺能耗；同时无法直接利用烟气所携带的热量，增加热损失。

申请号为201510648755.7的中国实用新型专利公开了一种用于转底炉中的冷却与烘干同步的方法，具体步骤如下：首先，将转底炉红球通过第一导料槽均匀地落在进料端A2的该下层链板上，同时将该转底炉生球通过第一布料器均匀地落在进料端B1的该上层链板上；其次，通过调节该上层链板和该下层链板的转速，确保二者的转动方向相反；随后，冷空气上升并穿过位于该下层链板上的红球，对该红球进行降温，同时冷空气温度升高转变成预热 空气；然后，该预热空气继续上升，再穿过该上层链板上的生球，对该生球进行烘干，预热，同时该预热空气温度下降，转变成含有一定热量的热空气；最后，该热空气被抽出，进入尘降室，再由该尘降室进入该除尘室，通过该除尘室转入转底炉中的空气预热系统中使用。该方法中转底炉还原产品红球须排出转底炉炉外才能进行冷却处理，不仅需要单独设置冷却装置，还会造成热量损耗；此外，对转底炉还原产品采用空气冷却，容易造成转底炉产品的氧化，会降低产品的金属化率，影响产品品质。

中国专利申请号201320041232.2公开了一种多层式钢网传送烘干机，其包括：一种多层式钢网传送烘干机，所述烘干机包括多层钢网传送带，相邻两层钢网传送带之间的传送方向相反，上一层钢网传送带的下行端较下一层钢网传送带的上行端缩进。每一层钢网传送带均连接有独立的传动器。本实用新型提供的多层式钢网传送烘干机，可以实现对不同物料的烘干处理，同时在增加物料处理量的同时，即满足高烘干效率的要求，节约占地面积，并可达到安全生产的目的。该方法的烘干机仅能实现烘干功能，且需要单独使用。

综合上述可见，在目前利用转底炉处理钒钛磁铁矿的工艺中，生球的烘干和还原产物的冷却分别采用不同的设备和工艺进行处理，占地面大，工艺流程长，热利用效率低，这不仅建设成本增大，还会造成能耗指标偏高、生产成本偏高等问题，亟待改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于处理钒钛磁铁矿的系统；

采用本实用新型的系统处理钒钛磁铁矿，可以取消成型后的烘干工艺，在转底炉内实现球团的烘干、预热，再经转底炉直接还原，熔分炉熔化分离和转炉吹炼铁水提钒等工序，实现钒钛磁铁矿资源的综合利用。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型首先提供了一种用于处理钒钛磁铁矿的系统，包括：原料成型系统、转底炉直接还原系统、熔化分离系统和转炉提钒系统；其中，原料成型系统的出口与转底炉直接还原系统的给料口相通，转底炉直接还原系统的出口与熔化分离系统的给料口相通，熔化分离系统的出口与转炉提钒系统的给料口相通；

所述免烘干直接还原转底炉系统包括布料装置干燥以及预热、转底炉预热及直接还原、转底炉冷却、转底炉出料，其结构包括环形炉体和可转动的环形炉底，该环形炉体由内周炉壁、外周炉壁和环形炉顶组成，内周炉壁与外周炉壁同轴设置，环形炉顶的内、外边分别连接在内周炉壁和外周炉壁的顶端，形成环形炉膛，所述的环形炉底对应设在该环形炉膛的下方；在该环形炉膛内沿圆周依次设置有布料区、预热区、中温区、高温区和冷却区，且冷却区和布料区相邻，布料区和预热区之间、高温区和冷却区之间用径向的挡墙分隔，在该挡墙的下端与环形炉底之间留有能够至少通过一层物料的间隔；在该预热区、中温区和高温区的内、外周炉壁上装有烧嘴，在冷却区和布料区的炉底之间设有螺旋出料器，在溜槽布料器下方的转底炉冷却区和螺旋出料器之间靠近环形炉底的内、外周炉壁上设有气体喷吹装置；在溜槽布料器上方的转底炉炉顶设有排气烟囱；在该布料区和冷却区之间的炉底上设有溜槽布料器且溜槽布料器横断面两端位于挡墙之间；在该溜槽布料器上方的炉顶对应于冷却区的一侧设有给料口；在溜槽布料器之间设置多个辐射管。

所述溜槽布料器包括多段倾斜式溜槽构成，其中倾斜式溜槽数量可以为2～5段，若数量过少，则生球在单条溜槽上容易造成堆积，影响烘干效果；若数量过多，则单条溜槽尺寸过小，粒径较大的生球无法进入；作为一种优选的结构，所述溜槽布料器包括三段倾斜式溜槽，即：第一段倾斜式溜槽、第二段倾斜式溜槽和第三段倾斜式溜槽，三段倾斜式溜槽首尾 依次相连且在圆周方向相互交替错开，三段倾斜式溜槽通过两个固定链接装置连接并固定在一起，固定链接装置的上端与位于炉顶的振动器相连；作为进一步优选的结构，其中一个振动器位于给料口附近；所述三段倾斜式溜槽均呈扇形，其两端的弧度与转底炉圆周方向上的弧度一致，其横断面与转底炉径向方向平行；第一段倾斜式溜槽、第二段倾斜式溜槽以及第三段倾斜式溜槽各自由两个隔板以及围在隔板内的溜槽跑道组成；在第二段倾斜式溜槽的首端以及第三段倾斜式溜槽的首端分别设有下料挡板；第一段倾斜式溜槽溜槽跑道的首端位于给料口的正下方；优选的，给料口沿转底炉径向的宽度与第一段倾斜式溜槽的溜槽跑道的宽度相同。

本实用新型对溜槽布料器的又一种优选的结构，倾斜式溜槽和水平面的夹角为5～15°，若夹角过小，球团在布料装置中停留时间过长，会影响生产效率；若夹角过大，球团停留时间过短，无法达到充分的烘干效果，球团在进入预热区后会发生爆裂；进一步优选的，第一段倾斜式溜槽和水平的夹角为5～10°，第二段倾斜式溜槽和水平的夹角为8～13°，第三段倾斜式溜槽和水平的夹角为10～15°；三段倾斜式溜槽的中心在螺旋出料器之上，第三段倾斜式溜槽的尾端位于布料区的正上方，且第三段倾斜式溜槽尾端的最低点距离转底炉炉底高度为40～80mm。由此，可确保溜槽布料器能够将球团均匀、顺利的布至转底炉炉底，并最大程度地减少球团在跌落过程中的碎裂现象。

本实用新型对溜槽布料器的进一步的改进，在三段倾斜式溜槽之间设置多个辐射管，在三段倾斜式溜槽之间设置的辐射管沿转底炉径向方向均匀布置，并横贯于内、外周炉壁之间；其中，在第一段倾斜式溜槽与第二段倾斜式溜槽之间以及在第二段倾斜式溜槽和第三段倾斜式溜槽之间沿转底炉径向方向均匀设置多个辐射管；其中，同一层辐射管的中心距优选为500～900mm；若距离过大，无法将生球团加热到所需温度；若距离过 小，则会造成热量的浪费。

进一步优选的，所述辐射管的辐射温度为200～1000℃，若温度过低，无法起到烘干的效果；若温度过高，则会影响辐射管寿命，同时下端辐射管的辐射温度高于上端辐射管的辐射温度，由此可以适应不同烘干和预热段球团对温度的要求。

倾斜式溜槽末端的下料通道的宽度为100～200mm，由此可使球团落至下层溜槽；溜槽与转底炉连接处设有振动器，实现均匀给料，防止堵料。

最底端的倾斜式溜槽出口位于布料区内，距离转底炉炉底高度为40～80mm。若该高度过大，球团在落下过程中会更易碎裂；若高度过小，底端受热过多，影响装置的寿命。

所述隔板的高度为80～100mm，同时其高度比料层高出至少40mm；所述溜槽跑道的底部均匀分布有气孔；优选的，所述气孔为圆形气孔，更优选的，所述圆形气孔为直径为4～7mm的圆形气孔。气孔直径过小，气体与生球团的接触面小，影响其烘干效果，气孔直径过大，生球团会漏下或卡在气孔内。由此，合格的球团可以均匀布至溜槽布料器上，且可保证喷吹气体和热量顺利向上运动。

本实用新型对溜槽布料器的更进一步的优选结构，所述溜槽布料器在圆周方向距转底炉两侧炉壁的距离为50～100mm；由此溜槽式布料器可以上下振动，但不会碰撞到转底炉的侧壁，且还可将球团布满转底炉炉底。

溜槽布料器两端的挡墙距离转底炉炉底高度为60～150mm，用于将冷却区、布料区与其他区域隔离开，确保喷吹气体对高温金属化球团冷却的同时不会影响其他区域气氛，且换热后的气体可上行烘干和预热生球；此外，还不会影响各区域的物料移动。若挡墙距离炉底高度过大，不能保证隔离效果，若高度过小，会影响物料在炉内的运动。

所述气体喷吹装置喷吹的还原性气体，所述还原性气体为煤制气、 高炉煤气或焦炉煤气中的一种或几种。

本实用新型进一步提供了应用所述的系统处理钒钛磁铁矿的方法，包括：

(1)将钒钛磁铁矿、还原剂和粘结剂混合通过原料成型系统制成含水分的生球团；

(2)含水的生球团通过转底炉直接还原系统的给料口布入到溜槽布料器，通过溜槽布料器的溜槽跑道逐步下降最后通过下料通道布入到布料区；其中，气体喷吹装置喷吹的还原性气体与进入到冷却区的高温还原产物进行热交换产生预热气体，上行的预热气体以及设置在溜槽布料器中的辐射管产生的辐射热量共同对在溜槽跑道逐步下降的生球团进行加热烘干使球团得到预热；

预热的球团通过溜槽布料器的最末段的下料通道到达转底炉进料区，依次经过转底炉预热区、中温区、高温区发生还原反应，得到高温的还原产物；高温的还原产物进入冷却区与气体喷吹装置喷吹的气体接触，将高温的还原产物冷却，冷却后的还原产物球团通过还原产物出料装置排出炉外；在冷却过程转给产生的预热气体在挡墙的作用下上行至布料装置中用于烘干含水生球；

(3)将排出炉外的还原产物球团送入熔化分离系统进行熔分，得到含钒铁水和钛渣；

(4)含钒铁水送入转炉提钒系统吹扫提钒后，得到半钢和五氧化二钒产品。

步骤(1)中钒钛磁铁矿含水8％～10％，还原煤烘干后含水2％～5％。

步骤(2)中所述钒钛磁铁矿生球水分含量不超过15％；由此，采用常规的造球或压球工艺产出的球团均可直接布入转底炉进行直接还原。

步骤(3)中气体喷吹装置喷吹的气体为常温的高炉煤气、焦炉煤气 和煤制气；

步骤(3)冷却后还原产物的温度为700～800℃；由此还原产物的球团表面出现明显的硬化，有利于还原产物的运输，并为熔分过程提供良好的原料条件，同时在此温度下的还原产物进行熔分时，熔化分离过程及能耗不受明显影响。

所述的还原剂为还原碳、兰炭、石油焦、煤或半焦中的任意一种或一种以上按照任意比例组成的混合物；所述的添加剂是粘结剂，优选的，所述粘结剂是石灰石或膨润土。

采用本实用新型系统处理钒钛磁铁矿，含水的钒钛磁铁矿生球可以在转底炉内实现烘干、预热，取消了前面的烘干工艺，再经转底炉直接还原、熔化分离和转炉提钒处理后，即可实现钒钛磁铁矿中有价元素的综合利用。

综上所述，利用本实用新型系统和方法处理钒钛磁铁矿主要的有益效果如下：

(1)可以采用未烘干的钒钛磁铁矿生球直接入炉，取消了工艺前端的烘干流程，节约投资，同时降低能耗。

(2)利用热态还原产物显热的同时，还可以提高其金属化率。

附图说明

图1本实用新型的转底炉处理钒钛磁铁矿的系统的结构示意图。

图2本实用新型转底炉直接还原过程的系统结构示意图。

图3本实用新型的转底炉俯视结构示意图。

图4本实用新型的溜槽结构俯视图。

图5本实用新型的溜槽横断面剖视图。

图6本实用新型溜槽布料器在转底炉圆周方向结构示意图。

附图标记说明：

1、布料区；2、预热区；3、中温区；4、高温区；5、冷却区；6、隔板；7、气体喷吹装置；8、气孔；9a，9b、下料挡板；10、螺旋出料器；11、溜槽跑道；12、溜槽1；13、溜槽2；14、溜槽3；15、振动给料器；16、固定链接装置；17、辐射管；18a，18b、挡墙；19、排气烟囱；20、给料口。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本实用新型，本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解所述实施例仅是范例性的，不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本实用新型的保护范围。

参考图1-图2，原料成型系统S100、转底炉直接还原系统S200、熔化分离系统S300和转炉提钒系统S400；其中，原料成型系统S100的出料口与转底炉直接还原系统S200的入料口相通，转底炉直接还原系统S200的出料口与熔化分离系统S300的入料口相通，熔化分离系统S300的出料口与转炉提钒系统S400的入料口相通；

参考图3-图6，所述免烘干直接还原转底炉系统S200包括布料装置干燥以及预热S201、转底炉预热及直接还原S202、转底炉冷却S203、转底炉出料S204，其结构包括环形炉体和可转动的环形炉底，该环形炉体由内周炉壁、外周炉壁和环形炉顶组成，内周炉壁与外周炉壁同轴设置，环形炉顶的内、外边分别连接在内周炉壁和外周炉壁的顶端，形成环形炉膛，所述的环形炉底对应设在该环形炉膛的下方；在该环形炉膛内沿圆周依次设置有布料区1、预热区2、中温区3、高温区4和冷却区5，且冷却区5和布料区1相邻，布料区1和预热区2之间、高温区4和冷却区5之间用径向的挡墙18a，18b分隔，在该挡墙18a，18b的下端与环形炉底之 间留有能够至少通过一层物料的间隔；在该预热区2、中温区3和高温区4的内、外周炉壁上装有烧嘴，在冷却区5和布料区1的炉底之间设有螺旋出料器10，在溜槽布料器下方的转底炉冷却区5和螺旋出料器10之间靠近环形炉底的内、外周炉壁上设有气体喷吹装置7；在对应于溜槽布料器上方的转底炉炉顶设有回收挥发的铅锌元素的装置19；其中，在该布料区1和冷却区5之间的炉底上设有溜槽布料器，且溜槽布料器横断面两端位于挡墙18a，18b之间；在该溜槽布料器上方的炉顶对应于冷却区5的一侧设有给料口20；在溜槽布料器之间设置多个辐射管17。

所述气体喷吹装置7喷吹的气体为还原性气体，所述还原性气体为煤制气、高炉煤气或焦炉煤气中的一种或几种。

所述溜槽布料器在圆周方向距转底炉两侧炉壁的距离为50～100mm。

所述溜槽布料器包括多段倾斜式溜槽；作为一种优选的结构，所述溜槽布料器包括三段倾斜式溜槽，即：第一段倾斜式溜槽12、第二段倾斜式溜槽13和第三段倾斜式溜槽14，三段倾斜式溜槽12、13、14首尾依次相连且在圆周方向相互交替错开，三段倾斜式溜槽12、13、14通过两个固定链接装置16连接并固定在一起，固定链接装置16的上端与位于炉顶的振动器15相连；优选的，其中一个振动器15位于给料口20附近；三段倾斜式溜槽12、13、14均呈扇形，其两端的弧度与转底炉圆周方向上的弧度一致，其横断面与转底炉径向方向平行；第一段倾斜式溜槽12、第二段倾斜式溜槽13以及第三段倾斜式溜槽14各自由两个隔板6以及围在隔板内的溜槽跑道11a、11b、11c组成；在第二段倾斜式溜槽13的首端以及第三段倾斜式溜槽14的首端分别设有下料挡板9a，9b；第一段倾斜式溜槽12溜槽跑道11a的首端位于给料口20的正下方；作为优选的结构，给料口20沿转底炉径向的宽度与第一段倾斜式溜槽12的溜槽跑道 11a的宽度相同；第一段倾斜式溜槽12和水平的夹角为5～10°，第二段倾斜式溜槽13和水平的夹角为8～13°，第三段倾斜式溜槽14和水平的夹角为10～15°；三段倾斜式溜槽12、13、14的中心在螺旋出料器10之上，第三段倾斜式溜槽13的尾端位于布料区的正上方，且第三段倾斜式溜槽14尾端的最低点距离转底炉炉底高度为40～80mm。

所述隔板6的高度为80～100mm，同时其高度比料层高出至少40mm；所述溜槽跑道11a、11b、11c的底部均匀分布有气孔8；作为一种更优选的结构，所述气孔8为圆形气孔，更优选的，所述圆形气孔为直径为4～7mm的圆形气孔。

作为一种优选的具体结构，在第一段倾斜式溜槽12与第二段倾斜式溜槽13之间以及在第二段倾斜式溜槽13和第三段倾斜式溜槽14之间沿转底炉径向方向均匀设置多个辐射管17；

所述辐射管17的辐射温度为200～1000℃，若温度过低，无法起到烘干的效果；若温度过高，则会影响辐射管寿命，同时下端辐射管的辐射温度高于上端辐射管的辐射温度，由此可以适应不同烘干和预热段球团对温度的要求。

所述免烘干直接还原转底炉系统S200的工作原理如下：生球团通过在振动器15上、转底炉外设置的给料机进行给料，经由溜槽12缓慢向下移动，到达溜槽末端通过下料挡板9a给至溜槽13，再经由溜槽13缓慢向下移动后，到达溜槽末端通过下料挡板9b给至溜槽14，最后经由溜槽14均匀给料至转底炉炉底的布料区1完成布料；烘干的生球依次经过转底炉预热区2、中温区3、高温区4，在此过程中球团不会发生明显的爆裂现象，同时发生还原反应，生成高温的金属化球团；高温金属化球团达到冷却区5后，与气体喷吹装置7喷吹的还原性气体进行热交换，起到冷却球团的目的，使得冷却区5内热态金属化球团进一步还原并快速冷却，同时气体被预热；一方面发生热交换，高温 球团被气体冷却，而预热的气体继续上行用于烘干生球团；另一方面还原性气体可以将金属化球团的铁氧化物进一步还原，有助于提高铁的还原效果；通过挡墙18a，18b的作用向上运动，并通过在溜槽12、13、14上设置的圆形气孔8传递给生球团，辐射管17通过采用可燃气体燃烧产生的热量也辐射至生球团，共同对生球团进行预热和干燥，进一步降低球团水分、提高球团预热温度，烘干和预热产生的挥发性的铅锌则通过回收装置19回收。生球团经过初步预热和干燥后，再布入转底炉的布料区1，再依次经过预热区2、中温区3、高温区4和冷却区5，球团在直接还原过程中不会发生明显爆裂并完成直接还原反应，再经出料螺旋10排出转底炉外，得到冷却后的金属化球团。由此，生球团无需单独经过干燥装置，且在转底炉冷却区5的炉顶无需设计水冷壁，即可实现生球直接布入转底炉进行直接还原，同时热态金属化球团得到冷却且其热量得到综合利用，提高了转底炉的热利用效率，减少了设备投资和占地面积，进一步降低生产成本。

下面将结合实施例对本实用新型的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限定本实用新型的范围。

实施例1

某钒钛磁铁矿，其成分为TFe 7.14％，TiO₂ 10.21％，V₂O₅ 0.68％，含水10％；某还原煤，固定碳70％，含水2％。

采用原料成型系统S100将钒钛磁铁矿、还原煤及有机粘结剂按照一定比例混合均匀后制成含水生球，含水量10％。

将含水生球通过布料装置布入转底炉直接还原系统S200；该布料装置为溜槽式布料器，包括给料通道、三段与水平面有一定夹角的倾斜式溜槽(溜槽1，溜槽2，溜槽3)、设置在倾斜式溜槽中的辐射管17、振动 给料器15和固定装置16，由固定链接装置16进行固定，通过振动给料器15传动进行振动给料。

其中，同层辐射管17中心距为500mm，温度200℃，溜槽1和水平面夹角为5°，溜槽2和水平面夹角为8°，溜槽3和水平面夹角为10°，溜槽3的最底端距离炉底高度为40mm，溜槽3的出口位于布料区1之上。溜槽式布料器沿转底炉径向方向的两端距转底炉侧壁的距离为100mm。

溜槽内由两道隔板6分割为3个供料溜槽，且溜槽弧度与转底炉圆周方向上的弧度一致、溜槽横断面与转底炉径向方向平行，隔板6高度为60mm，溜槽内底部均匀分布有直径为4mm的圆形气孔8。溜槽末端有宽度为100mm下料通道，溜槽与转底炉连接处设有振动给料器15，保证球团均匀给料、避免堵料。

布料装置两端的挡墙18a，18b距离转底炉炉底高度为60mm。

球团通过布料装置最底端的溜槽3下料通道进入转底炉布料区1，依次经过预热区2、中温区3、高温区4，球团在此阶段停留时间为20min，高温区4温度为1380℃，生成的1330℃以上的高温还原产物到达冷却区5，其金属化率为88％。

冷却区5设置有气体喷吹装置7，其喷吹气体氧含量为煤制气。喷吹气体与高温还原产物接触，冷却球团的同时将产物中的部分铁进一步还原，提高还原产物的金属化率为93％以上。预热后的气体上行至布料装置，将含水生球进行烘干预热，随后和烘干过程产生的水蒸气一起从排气烟囱19排出；700～800℃的还原产物通过还原产物出料装置(螺旋出料器)10排出转底炉。

还原产物热态直接送入熔化分离系统S300进行熔分，得到含钒铁水和钛渣，钛渣中二氧化钛品位为57.9％；含钒铁水送入转炉提钒系统S400吹扫提钒后，得到半钢和钒渣，钒渣品位为14.5％。

实施例2

某钒钛磁铁矿，其成分为TFe 52.11％，TiO2 18.03％，V2O5 0.79％，含水11％；某还原煤，固定碳75％，含水5％；

采用原料成型成型系统S100将钒钛磁铁矿、还原煤及有机粘结剂按照一定比例混合均匀后制成含水生球，含水量12％。

该布料装置为溜槽式布料器，包括给料通道、四段与水平面有一定夹角的倾斜式溜槽(溜槽1，溜槽2，溜槽3和溜槽4)、振动给料器15、辐射管17和固定链接装置16，四段溜槽之间首尾相连，由固定链接装置16进行固定，通过振动给料器传动进行振动给料。

其中，同层辐射管17中心距为700mm，温度500℃；溜槽1和水平面夹角为6°，溜槽2和水平面夹角为8°，溜槽3和水平面夹角为10°，溜槽4和水平面夹角为12°，溜槽4的最底端距离炉底高度为60mm，溜槽4的出口位于布料区1之上。溜槽式布料器沿转底炉径向方向的两端距转底炉侧壁的距离为150mm。

溜槽内由两道隔板6分割为4个供料溜槽，且溜槽弧度与转底炉圆周方向上的弧度一致、溜槽横断面与转底炉径向方向平行，隔板6高度70mm，所述溜槽内底部均匀分布有直径为5mm的圆形气孔8。溜槽末端有宽度150mm的下料通道，溜槽与转底炉连接处设有振动给料器15，保证球团均匀给料、避免堵料。

布料装置两端的挡墙18a，18b距离转底炉炉底高度为110mm。

球团通过布料装置最底端溜槽的下料通道进入转底炉布料区1，依次经过预热区2、中温区3、高温区4，球团在此阶段停留时间为35min，高温区4温度为1350℃，生成的1300℃以上的高温还原产物到达冷却区5，其金属化率为90％。

冷却区5设置有气体喷吹装置7，其喷吹气体氧含量为高炉煤气。喷 吹气体与高温还原产物接触，冷却球团的同时将产物中的部分铁进一步还原，提高还原产物的金属化率为93％以上。预热后的气体上行至布料装置，将含水生球进行烘干预热，随后和烘干过程产生的水蒸气一起从排气烟囱19中排出。700～800℃的还原产物通过还原产物出料装置(螺旋出料器)10排出转底炉。

还原产物热态直接送入熔化分离系统S300进行熔分，得到含钒铁水和钛渣，钛渣中二氧化钛品位为57.8％；含钒铁水送入转炉提钒系统S400吹扫提钒后，得到半钢和钒渣，钒渣品位为19.2％。

实施例3

某钒钛磁铁矿，其成分为TFe 56.27％，TiO2 15.98％，V2O5 1.59％，含水12％；某还原煤，固定碳81％，含水5％；

采用原料成型系统S100将钒钛磁铁矿、还原煤及有机粘结剂按照一定比例混合均匀后制成含水生球，含水量15％。

将该球团通过布料装置布入转底炉。该布料装置为溜槽式布料器，包括给料通道、五段与水平面有一定夹角的倾斜式溜槽(溜槽1、溜槽2、溜槽3、溜槽4和溜槽5)、振动给料器15、辐射管17和固定链接装置16，五段溜槽之间首尾相连，由固定链接装置16进行固定，通过振动给料器16传动进行振动给料。

其中，同层辐射管17中心距为900mm，温度900℃，溜槽1和水平面夹角为5°，溜槽2和水平面夹角为7°，溜槽3和水平面夹角为9°，溜槽4和水平面夹角为12°，溜槽5和水平面夹角为15°，溜槽5的最底端距离炉底高度为80mm，溜槽5的出口位于布料区1之上。溜槽式布料器沿转底炉径向方向的两端距转底炉侧壁的距离为200mm。

溜槽由两道隔板6分割为2个环形跑道，且环形跑道弧度与转底炉圆周方向上的弧度一致、横断面与转底炉径向方向平行，隔板6高度80mm， 溜槽底部均匀分布有直径为5mm的圆形气孔8。每段倾斜式溜槽的末端有宽度200mm下料通道的挡料板9。

布料装置两端的挡墙18a，18b距离转底炉炉底高度为150mm。

球团通过布料装置最底端倾斜式溜槽出口进入转底炉布料区1，依次经过预热区2、中温区3、高温区4，球团在此阶段停留时间为30min，高温区4温度为1360℃，生成的1310℃以上的高温还原产物到达冷却区5，其金属化率为89％。

冷却区5设置有气体喷吹装置7，其喷吹气体氧含量为煤制气。喷吹气体与高温还原产物接触，冷却球团的同时将产物中的部分铁进一步还原，提高还原产物的金属化率为93％以上。预热后的气体上行至布料装置，将含水生球进行烘干预热，随后和烘干过程产生的水蒸气一起从排气烟囱19中排出。700～800℃的还原产物通过还原产物出料装置(螺旋出料器)10排出转底炉。

还原产物热态直接送入熔化分离系统S300进行熔分，得到含钒铁水和钛渣，钛渣中二氧化钛品位为58.4％；含钒铁水送入转炉提钒系统S400吹扫提钒后，得到半钢和钒渣，钒渣品位为21.5％。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是， 上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。例如将溜槽换成链板式、网带式等。

Claims (5)

1.一种处理钒钛磁铁矿的系统，其特征在于，包括：原料成型系统(S100)、转底炉直接还原系统(S200)、熔化分离系统(S300)和转炉提钒系统(S400)；其中，原料成型系统(S100)的出料口与转底炉直接还原系统(S200)的入料口相通，转底炉直接还原系统(S200)的出料口与熔化分离系统(S300)的入料口相通，熔化分离系统(S300)的出料口与转炉提钒系统(S400)的入料口相通；

所述转底炉直接还原系统(S200)包括环形炉体和可转动的环形炉底，在所述转底炉的环形炉膛内沿圆周依次设置有布料区(1)、预热区(2)、中温区(3)、高温区(4)和冷却区(5)，且冷却区(5)和布料区(1)相邻，布料区(1)和预热区(2)之间、高温区(4)和冷却区(5)之间用径向的挡墙(18a，18b)分隔，在该挡墙(18a，18b)的下端与环形炉底之间留有能够至少通过一层物料的间隔；在该预热区(2)、中温区(3)和高温区(4)的内、外周炉壁上装有烧嘴，在冷却区(5)和布料区(1)的炉底之间设有螺旋出料器(10)，在该布料区(1)和冷却区(5)之间的炉底上设有溜槽布料器，且溜槽布料器横断面两端位于挡墙(18a，18b)之间；在该溜槽布料器上方的炉顶对应于冷却区(5)的一侧设有给料口(20)；在溜槽布料器下方的转底炉冷却区(5)和螺旋出料器(10)之间靠近环形炉底的内、外周炉壁上设有气体喷吹装置(7)；在溜槽布料器上方的转底炉炉顶设有排气烟囱(19)；在溜槽布料器中间设置多个辐射管(17)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述溜槽布料器包括多段与水平面有一定角度的倾斜式溜槽、辐射管(17)、振动器(15)和固定装置(16)和下料挡板(9a，9b)构成，各段倾斜式溜槽首尾依次相连且在圆周方向相互交替错排列构成连续的物料下降通道；下料挡板(9a，9b)设置在每段溜槽首端；固定装置将各段倾斜式溜槽固定在一起并与炉顶的振动器(15)相连。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：各段倾斜式溜槽各由4个隔板(6)以及围在隔板内的3条溜槽跑道(11)组成；首段倾斜式溜槽(12)的溜槽跑道位于给料口(20)的正下方；末段倾斜式溜槽的溜槽跑道的末端为下料通道，该下料通道位于布料区的上方。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于：每两段倾斜式溜槽之间沿转底炉径向方向均匀设置一层辐射管(17)，并横贯于内、外周炉壁之间。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：在溜槽布料器的横断面两端设有挡墙设在内、外周炉壁上的气体喷吹装置(7)的位置高于进入冷却区物料的料层之上；在溜槽布料器横断面两端的挡墙(18a，18b)与炉底之间的距离为60～150mm。