[发明专利]基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置及其方法

权利要求书

1.一种基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置，其特征在于，包括：给料系统、矿热炉加热还原系统、出铁出渣系统以及余热回收系统，其中，

所述给料系统，用于将炉料输送至所述矿热炉加热还原系统；

所述矿热炉加热还原系统，用于对所述炉料进行加热还原处理；

所述出铁出渣系统，用于处理所述矿热炉加热还原系统处理后的硅铝铁以及炉渣；

所述余热回收系统，用于回收所述矿热炉在对所述炉料进行加热还原处理时产生的烟气余热；

通过所述矿热炉加热还原系统将镍铁渣中铁、铝、硅还原成硅铝铁，由于硅、铝、铁的共同存在，使铝、硅的热力学还原温度大大降低，控制还原温度低于1800℃，可在还原硅、铝的同时不还原镁，在生产硅铝铁的同时生产氧化镁；

所述矿热炉加热还原系统包括炉体、设置在所述炉体上部及炉内的电极、设置在所述矿热炉炉体内壁上的喷枪，其中，

所述电极插入到所述炉体内的炉料中，在电流作用下产生的高温所作用到的区域形成熔池及炉料热区，并且所述熔池在所述电极的作用下熔化还原所述炉体内的炉料，形成硅铝铁水和炉渣；

在所述喷枪上包裹有碳化硅衬，所述喷枪将部分还原剂及部分稀渣剂喷入所述熔池中；

所述电极为自醅电极或石墨电极，其中，

所述电极通过独立变压器、水冷铜管、夹持器及水冷软电缆供电。

2.如权利要求1所述的基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置，其特征在于，

所述给料系统包括上料皮带、炉顶布料器、炉顶料仓以及与所述炉顶料仓相连接的下料管，其中，

所述下料管的出料口位于所述矿热炉上部，且插入所述矿热炉的熔池的上部料堆上；

通过所述上料皮带将所述炉料运输至所述炉顶布料器，所述炉顶布料器将所述炉料旋转加入至所述炉顶料仓中，通过所述下料管将所述炉顶料仓的所述炉料送至所述矿热炉中；其中，

所述炉料为固态镍铁渣、还原剂以及稀渣剂。

3.如权利要求2所述的基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置，其特征在于，

在所述炉顶料仓的内部设置有耐火保温层，其中，

所述耐火保温层，用于对所述炉顶料仓内的所述炉料进行保温。

4.如权利要求1所述的基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置，其特征在于，

所述出铁出渣系统包括设置在所述炉体一侧壁上的出铁口、设置在所述炉体另一侧壁上的出渣口，并且所述出渣口高于所述出铁口；

在所述出铁口处设置有铁水包和用于运输所述铁水包的铁水包车；

在所述出渣口处设置有保温渣包和用于运输所述保温渣包的渣包车。

5.如权利要求4所述的基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置，其特征在于，

在所述炉体内靠近炉墙处形成半凝态以及固态的死料层；

在所述炉体内底部设置有死铁层，并且，所述死铁层设置在所述铁水出口的下方。

6.如权利要求1所述的基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置，其特征在于，

所述余热回收系统包括设置在所述炉体顶端的烟罩、设置在所述烟罩上的排烟管，其中，所述排烟管与炉料烘干机连接，

所述排烟管将所述炉体内产生的热烟气导入所述炉料烘干机，并烘干加热所述矿热炉加热还原系统所需炉料。

7.如权利要求6所述的基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置，其特征在于，

所述烟罩为密闭矮烟罩或半密闭矮烟罩；其中，

所述电极垂直设置在所述炉体上部和炉内，且所述电极的上端设置在所述烟罩外部，所述排烟管包括多个排烟管，所述多个排烟管分别设置在所述电极的外侧，并且每个排烟管到所述电极的距离相等。

8.一种基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置进行冶炼，具体冶炼方法包括：

通过给料系统将炉料输送至矿热炉加热还原系统中，其中，在所述给料系统中设置有对所述炉料保温的耐火保温层；

通过所述矿热炉加热还原系统对所述炉料进行加热还原处理，其中，所述矿热炉加热还原系统包括炉体、设置在所述炉体内的电极，所述电极插入到所述炉体内的炉料中，在电流作用下产生的高温所作用到的区域形成熔池，并且所述熔池在所述电极的作用下熔化还原所述炉体内的炉料，形成铁水和炉渣；

通过出铁出渣系统对形成的铁水和炉渣进行处理；

并通过余热回收系统回收述矿热炉在对所述炉料进行加热还原处理时产生的烟气余热。