一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，包括電弧爐，用于給電弧爐供料的給料裝置、用于給電弧爐供還原氣體的還原氣體輸送裝置和延伸至電弧爐底部的電極、所述電弧爐上設(shè)置有觀察窗、用于收集煙霧的煙道和出鈦口，電弧爐底部設(shè)置有與電極相對設(shè)置的還原氣體入口，本實用新型一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置通過利用電極電弧作為熱源，達(dá)到10000℃左右的溫度和使用H2+CO混合氣體作為還原劑，在電弧爐中強制還原高爐渣中或釩鈦鐵礦石中的鈦成為金屬鈦、鈦鐵合金或釩鈦合金鋼。
【專利說明】一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于冶金化工領(lǐng)域，具體是涉及一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]鈦在金屬發(fā)展史上，除了鋼和鋁，鈦是新崛起的第三金屬，二十一世紀(jì)將是鈦的世紀(jì)。這是因為鈦具有比重小、強度高、抗腐蝕等優(yōu)良性能，鈦合金能經(jīng)受500°C以上的高溫和深冷、低溫的考驗，是制造航空、火箭、導(dǎo)彈、坦克、潛艇和航空母艦等現(xiàn)代化武器不可缺少的絕佳金屬材料；另外鈦家屬有記憶功能和貯氫功能。
[0003]目前釩鈦精礦在高爐冶煉中，由于高爐冶煉溫度不夠高和還原劑焦炭的性能不佳，鈦金屬不能被還原于鐵中而成為高爐渣，該爐渣在高爐中被富集是冶煉鈦金屬的絕佳材料，例如攀鋼目前主要是采用高爐流程冶煉釩鈦磁鐵礦，回收了鐵和釩，而鈦以Ti02形式進(jìn)入高爐渣(質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%左右)，由于礦相結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以回收利用。目前已累積含鈦高爐渣超過7000萬噸，且仍以每年300萬噸的速度增加。大量堆積的含鈦高爐渣不僅占用寶貴的土地資源，更是鈦資源的嚴(yán)重浪費。
[0004]前處理含鈦高爐渣的主要有以下幾種方法。(I)制備水泥和混凝土等建筑材料:但是含TiO2高爐渣的強的結(jié)晶能力，使得生產(chǎn)的水泥活性較差；(2)酸法處理:使用硫酸或鹽酸浸出含鈦高爐渣分離提取TiO2，但是渣中較高的雜質(zhì)含量，使得該工藝酸耗量大，成本高，產(chǎn)生的廢酸和尾渣多，對環(huán)境污染嚴(yán)重；(3)堿法處理:使用NaOH或Na2CO3分離提取Ti02。但是堿法處理工藝復(fù)雜，鈉鹽的回收成本高，高溫下鈉鹽的揮發(fā)嚴(yán)重腐蝕實驗設(shè)備；
[4]高溫碳化低溫氯化法:通過碳化反應(yīng)使高爐渣中的TiO2轉(zhuǎn)化為TiC，然后通過氯化反應(yīng)使之氯化成TiCl4,作為制備海綿鈦或鈦白的原料，過程中大量生成的CaCl2和MgCl2具有沸點高、粘性強、以液相存在的特點，使得氯化設(shè)備難以長期正常運轉(zhuǎn)；(5)高溫選擇性結(jié)晶法:將含鈦高爐渣中分散的鈦富集于某一種含鈦物相中(鈣鈦礦或黑鈦石)，然后通過選礦方法實現(xiàn)含鈦相與雜質(zhì)相的分離，但是目前仍無法成功做到這一點；(6)制備鐵合金:采用硅鐵、道采用硅鋁鐵作為還原劑在熔融狀態(tài)下還原含鈦高爐渣，制備硅鈦、硅鋁鈦鐵合金，同時需要鈦、硅和鋁作為合金化劑的鋼種很少，限制了該法的大規(guī)模使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，該裝置通過利用電極電弧作為熱源，達(dá)到10000°c左右的溫度和使用H2+C0混合氣體作為還原齊U，在電弧爐中強制還原高爐渣中或釩鈦鐵礦石中的鈦成為金屬鈦、鈦鐵合金或釩鈦合金鋼。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本實用新型一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，包括電弧爐，用于給電弧爐供料的給料裝置、用于給電弧爐供還原氣體的還原氣體輸送裝置和延伸至電弧爐底部的電極、所述電弧爐上設(shè)置有觀察窗、用于收集煙霧的煙道和出鈦口，電弧爐底部設(shè)置有與電極相對設(shè)置的還原氣體入口。[0007]進(jìn)一步，還包括傾動機(jī)構(gòu)，所述傾動機(jī)構(gòu)包括支承在電弧爐底部的弧形輥道和連接在電弧爐外壁上用于驅(qū)動電弧爐在弧形輥道上滑動的驅(qū)動軸。
[0008]進(jìn)一步，所述給料裝置包括貯料倉和振動給料器，所述電弧爐頂部與振動給料器相對設(shè)置有受料斗。
[0009]進(jìn)一步，所述還原氣體輸送裝置包括還原氣體輸送管、與還原氣體輸送管連接的集氣箱和與集氣箱連通的噴槍，所述噴槍出口與還原氣體入口連接。
[0010]進(jìn)一步，所述噴槍內(nèi)壁上設(shè)置有不少于I條螺旋溝槽或者來復(fù)線溝槽。
[0011]進(jìn)一步，所述集氣箱內(nèi)的氣壓設(shè)置為0.8-lMPa。
[0012]進(jìn)一步，所述還原氣體設(shè)置為H2+C0混合氣體
[0013]進(jìn)一步，所述出鈦口設(shè)置在電弧爐側(cè)壁底部，所述出鈦口處對應(yīng)設(shè)置有出鈦槽。
[0014]本實用新型的有益效果在于:
[0015]本實用新型一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，該裝置通過利用電極電弧作為熱源，達(dá)到ioooo°c左右的溫度和使用h2+co混合氣體作為還原劑，在電弧爐中強制還原高爐洛中或fL鈦鐵礦石中的鈦成為金屬鈦、鈦鐵合金或fL鈦合金鋼，本發(fā)明創(chuàng)造可以從?ο萬噸含Ti02、Ti2O3等為16%~25%的高爐鈦渣中還原8000噸~1.25萬噸金屬鈦，以現(xiàn)有的金屬鈦每噸10萬元，本實用新型將具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型冶 煉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記:1_貯料倉；2_振動給料器；3_受料斗；4_觀察窗；5_輥道；6_驅(qū)動軸；7-還原氣體輸送管道；8_集氣箱；9_噴槍；10_出鈦槽；11_電極；12_煙道。
【具體實施方式】
[0018]下面將結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0019]如圖1所示為本實用新型冶煉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本實用新型一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，包括電弧爐，用于給電弧爐供料的給料裝置、用于給電弧爐供還原氣體的還原氣體輸送裝置和延伸至電弧爐底部的電極11、所述電弧爐上設(shè)置有觀察窗4、用于收集煙霧的煙道12和出鈦口，電弧爐底部設(shè)置有與電極11相對設(shè)置的還原氣體入口。
[0020]本實施例通過將爐料為干燥后的含鈦高爐渣或釩鈦燒結(jié)礦，進(jìn)入還原爐內(nèi)，將電極末端覆蓋，通過利用電極電弧作為熱源，達(dá)到10000°c左右的溫度和使用H2+C0混合氣體作為還原劑，在電弧爐中強制含鈦高爐渣或釩鈦燒結(jié)礦中的鈦成為金屬鈦、鈦鐵合金或釩鈦合金鋼。
[0021]進(jìn)一步，還包括傾動機(jī)構(gòu)，所述傾動機(jī)構(gòu)包括支承在電弧爐底部的弧形輥道5和連接在電弧爐外壁上用于驅(qū)動電弧爐在弧形輥道5上滑動的驅(qū)動軸6。
[0022]進(jìn)一步，所述給料裝置包括貯料倉I和振動給料器2，所述電弧爐頂部與振動給料器2相對設(shè)置有受料斗3。
[0023]進(jìn)一步，所述還原氣體輸送裝置包括還原氣體輸送管7、與還原氣體輸送管連接的集氣箱8和與集氣箱8連通的噴槍9，所述噴槍9出口與還原氣體入口連接。
[0024]進(jìn)一步，所述噴槍9內(nèi)壁上設(shè)置有不少于I條螺旋溝槽或者來復(fù)線溝槽。[0025]進(jìn)一步，所述集氣箱8內(nèi)的氣壓設(shè)置為0.8-lMPa。
[0026]進(jìn)一步，所述還原氣體設(shè)置為H2+C0混合氣體。
[0027]進(jìn)一步，所述出鈦口設(shè)置在電弧爐側(cè)壁底部，所述出鈦口處對應(yīng)設(shè)置有出鈦槽10。
[0028]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實用新型權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，其特征在于:包括電弧爐，用于給電弧爐供料的給料裝置、用于給電弧爐供還原氣體的還原氣體輸送裝置和延伸至電弧爐底部的電極、所述電弧爐上設(shè)置有觀察窗、用于收集煙霧的煙道和出鈦口，電弧爐底部設(shè)置有與電極相對設(shè)置的還原氣體入口。
2.如權(quán)利要求1所述的一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，其特征在于:還包括傾動機(jī)構(gòu)，所述傾動機(jī)構(gòu)包括支承在電弧爐底部的弧形輥道和連接在電弧爐外壁上用于驅(qū)動電弧爐在弧形輥道上滑動的驅(qū)動軸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，其特征在于:所述給料裝置包括貯料倉和振動給料器，所述電弧爐頂部與振動給料器相對設(shè)置有受料斗。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，其特征在于:所述還原氣體輸送裝置包括還原氣體輸送管、與還原氣體輸送管連接的集氣箱和與集氣箱連通的噴槍，所述噴槍出口與還原氣體入口連接。
5.如權(quán)利要求4所述的一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，其特征在于:所述噴槍內(nèi)壁上設(shè)置有不少于I條螺旋溝槽或者來復(fù)線溝槽。
6.如權(quán)利要求4所述的一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，其特征在于:所述集氣箱內(nèi)的氣壓設(shè)置為0.8-lMPa。
7.如權(quán)利要求4所述的一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，其特征在于:所述還原氣體設(shè)置為h2+co混合氣體。
8.如權(quán)利要求2所述的一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，其特征在于:所述出鈦口設(shè)置在電弧爐側(cè)壁底部，所述出鈦口處對應(yīng)設(shè)置有出鈦槽。
【文檔編號】C22B5/12GK203451593SQ201320602322
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】楊莉, 劉華, 王堯 申請人:重慶鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司