CN203360529U - 一种带原料预热装置的大型密闭式高钛渣冶炼专用电炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带原料预热装置的大型密闭式高钛渣冶炼专用电炉。在现有技术中,密闭式高钛渣熔炼电炉存在着容量小、产量低、能耗高、自动化程度低、环境污染严重问题。所述的电炉包括上料***大倾角皮带机、炉顶受料斗、炉顶称量仓、上段预热室和下段加热室、保温料仓、中空电极加料单元;炉顶称量仓与上段预热室中的分料仓和列管连通,在上段预热室的下端设置与下段加热室连通的放料阀,下段加热室与保温料仓连通,上述的上段预热室中列管外的腔体与下段加热室连通。因而本实用新型使原料被二次加热满足入炉冶炼所要求的温度,以节约冶炼电耗,而且减少了污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带原料预热装置的大型密闭式高钛渣冶炼专用电炉。
背景技术
钛渣是由钛精矿冶炼而成。钛渣是经过物理生产过程而形成的钛矿富集物俗称,通过电炉加热熔化钛矿,使钛矿中二氧化钛和铁熔化分离后得到的二氧化钛高含量的富集物。钛渣既不是废渣,也不是副产物,而是生产钛白粉、海绵钛及人造金红石产品的优质原料。钛渣产品∑TiO2大于90%俗称高钛渣,其余称为钛渣。目前由钛铁精矿经过预处理制取富钛料最有效、最经济合理、对环境破坏最小的方法是电炉熔炼钛渣法。
我国从50年代末开始冶炼钛渣的研究,当时采用电炉容量为400kVA敞开式电炉,到今天已有近50年的历史。截止目前,全国拥有钛渣电炉40多台,是世界上拥有钛渣电炉台数最多的国家。其中容量小于7000kVA的电炉占绝对多数,都是由半密闭(矮烟罩)式铁合金炉改建。主要产品是∑TiO2大于90%的高钛渣。这些电炉普遍存在容量小、产量低、能耗高、自动化程度低、环境污染严重。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题是提供一种容量大、产量高、能耗低、自动化程度高、环保的带原料预热装置的大型密闭式高钛渣冶炼专用电炉。
为解决上述的技术问题,本实用新型采取以下技术方案:
一种带原料预热装置的大型密闭式高钛渣冶炼专用电炉,所述的电炉包括电极单元、炉盖、炉壳、炉衬、放渣及放铁口;所述的炉壳、炉衬和炉盖组成一个密闭的炉膛,在炉膛侧壁设置放渣及放铁口;特殊在于:所述的电炉包括上料***大倾角皮带机、炉顶受料斗、炉顶称量仓、上段预热室和下段加热室、保温料仓、中空电极加料单元;所述的上料***大倾角皮带机一端固定在地面,另一端固定在炉顶平面,在炉顶平面上设置炉顶受料斗;炉顶受料斗下出口设置螺旋给料器;螺旋给料器与炉顶称量仓的8~12个独立的称量仓连通,每个独立的称量仓与上段预热室中的分料仓和列管连通,在上段预热室的下端设置与下段加热室连通的放料阀,下段加热室与保温料仓连通。
上述的上段预热室中列管外的腔体与下段加热室连通。
上述的中空电极加料单元包括移动小车、受料溜管、称量装置、软连接密封装置构成;中空电极加料单元与电极单元直接连接。
上述的电极单元采用倒挂式导电横臂石墨电极单元,包括固定框架、升降立柱、导向轮、升降油缸、导电横臂、电极夹紧压放机构、石墨电极;石墨电极极心圆直径Ф1300~Ф3000mm,石墨电极直径Ф450~Ф700mm。
上述的炉盖采用锥台形水冷炉盖,在炉盖外表面设置防爆阀、观察门、测压孔、下料孔、电极通过孔,在炉盖内表面设置耐火材料。
本实用新型的优点如下:
本实用新型采用带原料预热装置和大型上料***等,因而具备容量大、产量高、能耗低、自动化程度高、环保的优点。
附图说明:
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施例:
参见图1,本实用新型为一种带原料预热装置的大型密闭式高钛渣冶炼专用电炉,包括上料***大倾角皮带机1、炉顶受料斗2、炉顶称量仓3、上段预热室4和下段加热室5、保温料仓6、中空电极加料单元7、电极单元8、炉盖9、炉壳10、炉衬11、放渣及放铁口12、渣铁口开堵口机13;所述的炉壳10、炉衬11和炉盖9组成一个密闭的炉膛,在炉膛侧壁设置放渣及放铁口12。
上料***大倾角皮带机1一端固定在地面,另一端固定在炉顶+51m平面,炉顶受料斗2嵌入式安装在+51m平面。钛精矿原料堆积在地面的原料棚,采用上料***大倾角皮带机1将原料输送到电炉主厂房+51m平面的炉顶受料斗2。
炉顶受料斗2下出口设计有一套可360°旋转的螺旋给料器,该给料器安装在+47m平面,由电机减速器驱动旋转。炉顶称量仓3由8~12个独立的料仓组成,螺旋给料器负责将炉顶受料斗2中的原料按照程序控制分别输送到8~12个称量仓中暂存。每个称量仓下出料口各设计有1个螺旋给料器,通过螺栓和法兰与称量仓3下口连接。每个称量仓内的原料通过其下出口的螺旋给料器输送到上段预热室4中的分料仓,各称量仓的下料量通过各自的称重传感器准确计量。
两段式原料预热单元包括上段预热室4,设计在+34.5m和+43.5m平面之间;下段加热室5,设计在+26.0m和+34.5m平面之间;保温料仓6,设计在+20.0m平面。在上段预热室分料仓内的原料靠自重分别进入上段预热室4中的列管内,在列管内进行初步加热。加热热源来自下段加热室5被抽出的烟气,烟气进入预热室后与列管内的冷态原料进行热交换初步预热炉料。
原料在上段预热室4中持续一定时间被第一次预热后,将打开上段预热室列管底部放料阀,原料靠自重流到下段加热室5的分料仓,在下段加热室分料仓内的原料靠自重分别进入下段加热室5的列管内,在列管内进行第二次加热。加热热源来自炉内被抽出的高温烟气。烟气内的CO气体在从锥台形炉盖9抽出后喷入雾化重油(或煤层气、天然气等)并鼓入空气进行二次燃烧,以消除安全隐患。
原料首先在上段预热室4中列管被短暂预热,再进入下段加热室5的列管停留一定时间被二次加热,此时的原料已经满足入炉冶炼所要求的温度。这样做的目的是最大限度的利用密闭电炉的烟气余热,以达到节约冶炼电耗的效果。
最终,被加热好的原料全部输送到保温料仓6暂时保存。烟气在通过下段加热室5和上段预热室4后,温度已经大幅度降低,将被引到除尘***进行净化达标排放。
保温料仓内被加热的原料将被中空电极加料单元7加到炉膛内进行还原冶炼。中空电极加料单元7设计在+20.0m平面。由移动小车、受料溜管、称量装置、软连接密封装置、平衡气设施、防护设施等组成。
保温料仓下出口设计三套螺旋给料器,分别向三套固定在移动小车上的受料溜管卸下预热原料,受料溜管通过软连接与中空石墨电极端部密封连接,同时考虑与石墨电极绝缘。
平衡气设施气源取自烟道内烟气,经引风机加压到3kPa对中空电极内下落的原料施加压力,使其接近自由落体速度进入炉膛内熔池。移动小车在+20.0m平面轨道上可以移动,加料过程中开行到电极***正上方。接续电极作业时,断开软连接,移开小车,完成接续电极作业,然后小车开会原地,重新连接软连接、平衡气等设备后进行正常加料作业。
与中空电极加料单元7直接相连的是倒挂式导电横臂石墨电极单元。该单元由固定框架、升降立柱、导向轮、升降油缸、导电横臂、电极夹紧压放机构、石墨电极等组成。固定框架通过地脚螺栓固定在+12.4m平台。框架分上下两层,各布置一层导向轮,立柱通过导向轮引导,在升降油缸的作用下可以上下自动移动,从而带动电极升降,满足钛渣冶炼对电极升降的要求。
石墨电极一端***锥台形水冷炉盖的顶面的中心炉盖区域,并在中心炉盖呈正三角形分布。锥台式水冷炉盖包括主水冷框架、周围炉盖、中心炉盖。炉盖水冷主框架通过法兰与炉壳10连接,侧面分为6~9块区域,覆盖管式水冷板,被称为周围炉盖;锥台形上表面中心区域覆盖板式或管式的水冷板,称为中心炉盖。
炉盖9表面设计有防爆阀、观察门、测压孔、下料孔、电极通过孔等。炉盖的作用是保持炉膛密闭还原气氛,使热量不散失或尽量减少散失。为延长水冷炉盖使用寿命,炉盖内表面打结一层耐火材料。
炉壳10和炉衬11以及炉盖9组成一个密闭的炉膛,在炉膛侧壁设计有1个或2个渣铁放出口12。
渣铁口开堵口机13安装在放渣或放铁操作平台表面,由液压驱动。当炉内反应达到工艺要求时,用开眼机打开放渣或放铁通道进行排渣或派铁作业,作业完成,开动堵口机封闭放渣或放铁通道,然后进行下一炉的冶炼。
整个电炉冶炼工艺过程是:原料通过上料***大倾角皮带机1输送到炉顶炉顶受料斗2,由炉顶受料斗下的旋转螺旋给料器分布到炉顶称量仓3;再通过炉顶称量仓3经精确计量送入两段式原料预热单元4,初步预热后排放原料到下层加热室5进行进一步升温。热态原料在保温料仓6中暂存。通过螺旋给料器、中空电极加料单元7被送入炉膛。
倒挂式导电横臂石墨电极单元8共3套,分别对应三相电源。35kV高压电或110kV高压电被送至高压开关柜,再通过馈线柜馈出电缆送至电炉变压器,电炉变压器为一台三相变压器或三台单相变压器,再由导电母线、水冷电缆送至导电横臂,最终通过石墨电极对炉料起弧,高温电弧熔化炉料,使得炉料在炉膛内进行充分的还原反应使钛精矿中氧化钛与铁分离,氧化钛富集到渣中形成钛渣,铁变成铁水。
最终,经过开眼作业,从渣铁放出口排出钛渣及铁水。本装置采用留渣留铁作业的模式进行钛渣冶炼。
Claims (5)
1.一种带原料预热装置的大型密闭式高钛渣冶炼专用电炉,所述的电炉包括电极单元8、炉盖9、炉壳10、炉衬11、放渣及放铁口12;所述的炉壳10、炉衬11和炉盖9组成一个密闭的炉膛,在炉膛侧壁设置放渣及放铁口12;其特征在于:所述的电炉包括上料***大倾角皮带机1、炉顶受料斗2、炉顶称量仓3、上段预热室4和下段加热室5、保温料仓6、中空电极加料单元7;所述的上料***大倾角皮带机1一端固定在地面,另一端固定在炉顶平面,在炉顶平面上设置炉顶受料斗2;炉顶受料斗2下出口设置螺旋给料器;螺旋给料器与炉顶称量仓3的8~12个独立的称量仓连通,每个独立的称量仓与上段预热室4中的分料仓和列管连通,在上段预热室4的下端设置与下段加热室5连通的放料阀,下段加热室5与保温料仓6连通。
2.根据权利要求1所述的一种带原料预热装置的大型密闭式高钛渣冶炼专用电炉,其特征在于:所述的上段预热室4中列管外的腔体与下段加热室5连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种带原料预热装置的大型密闭式高钛渣冶炼专用电炉,其特征在于:所述的中空电极加料单元7包括移动小车、受料溜管、称量装置、软连接密封装置构成;中空电极加料单元7与电极单元8直接连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种带原料预热装置的大型密闭式高钛渣冶炼专用电炉,其特征在于:所述的电极单元8采用倒挂式导电横臂石墨电极单元,包括固定框架、升降立柱、导向轮、升降油缸、导电横臂、电极夹紧压放机构、石墨电极;石墨电极极心圆直径Ф1300~Ф3000mm,石墨电极直径Ф450~Ф700mm。
5.根据权利要求1或2所述的一种带原料预热装置的大型密闭式高钛渣冶炼专用电炉,其特征在于:所述的炉盖9采用锥台形水冷炉盖,在炉盖外表面设置防爆阀、观察门、测压孔、下料孔、电极通过孔,在炉盖内表面设置耐火材料。
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CN 201320379752 CN203360529U (zh) | 2013-06-28 | 2013-06-28 | 一种带原料预热装置的大型密闭式高钛渣冶炼专用电炉 |
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CN103305705A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-18 | 西安电炉研究所有限公司 | 带原料预热装置的大型密闭式高钛渣冶炼专用电炉 |
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CN103305705B (zh) * | 2013-06-28 | 2014-08-06 | 辽宁久星钛业有限责任公司 | 带原料预热装置的大型密闭式高钛渣冶炼专用电炉 |
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