[发明专利]一种短流程冶炼高钛渣的矿热炉

说明书

技术领域

本发明属于非金属冶炼技术领域，涉及一种节能型冶炼装置，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(High Titanium Slag)是经过物理生产过程而形成的钛矿富集物的俗称，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二氧化钛高含量的富集物。高钛渣既不是废渣，也不是副产物，而是生产四氯化钛、钛白粉和海绵钛产品的优质原料。钛渣是由钛精矿粉冶炼而成。

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，有些冶炼企业将钛精矿粉和还原剂粉配以粘合剂混合，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

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种短流程冶炼高钛渣的矿热炉，其整个生产过程完全在密封状态下运行，粉状炉料直接入炉，没有造球和烧结环节，减小了粉尘和废气的外逸，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，并可提高原料的利用率，同时，可降低工人的劳动强度。

为此，本发明提供如下技术方案：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，所述穿心孔通过高压输料软管与气力给料机相连，并且所述气力给料机分别与粉料罐和高压气源相连，所述电极通过电缆一与直流电源的负极相连，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和电缆二与所述直流电源的正极相连，所述炉盖上还设置有排烟口和块料投料孔，所述排烟口通过高温烟气管道与干燥机的一个入口相连，所述干燥机的另一个入口通过炉料输送管道与配料混料机相连，所述干燥机的一个出口通过炉气管道与炉气除尘脱硫设备相连、另一个出口与筛分机的入口相连，所述筛分机的一个出口通过粉料输送管道与所述粉料罐相连、另一个出口与所述块料投料孔相连。

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8A/cm²～20A/cm²，自焙电极4A/cm²～8A/cm²。

更进一步地，其中，所述高压气源为氩气、氮气或一氧化碳气体。

再进一步地，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。

再更进一步地，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。

另一方面，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、粘土砖和高温耐火砖。

进一步地，其中，所述高温耐火砖为高铝砖、刚玉砖、镁砖、碳砖、镁碳砖中的一种或者两种，且所述粘土砖和高温耐火砖形成的耐火材料的厚度在800mm～1200mm之间。

更进一步地，其中，所述电极上设置有电极连接器，且通过所述电极连接器与所述直流电源的负极相连。

本发明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，在本发明的矿热炉中，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是本发明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发明的具体实施方式，具体实施方式的内容不作为对本发明的保护范围的限定。