熱裝高爐渣碳化電爐及其裝備技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱裝高爐渣碳化電爐及其裝備技術(shù)。高爐煉鐵所產(chǎn)生的副產(chǎn)品（含鈦）高爐渣的廢棄堆積，對生態(tài)環(huán)境會造成巨大的危害。本發(fā)明的電爐爐體加蓋有水冷爐蓋，水冷爐蓋頂部設(shè)置有導(dǎo)電橫臂、側(cè)邊有爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)裝置，電極升降裝置和吊架固定連接；電爐爐體置于冶煉工位設(shè)置的傾動平臺上，傾動平臺由液壓系統(tǒng)提供動力；電爐爐體出渣口處設(shè)置出渣車；電爐爐體內(nèi)的爐料通過變壓器經(jīng)大電流線路和導(dǎo)電橫臂送電；接渣工位設(shè)置有爐體平車，電爐爐體由吊具吊裝至接渣工位的爐體平車上，由渣包車向電爐爐體內(nèi)傾倒高爐渣。本發(fā)明可有效地利用高爐余熱，具有節(jié)能、降耗的作用，具備專用爐型結(jié)構(gòu)，能將高爐渣進行二次高溫冶煉，可綜合處理高爐渣。
【專利說明】熱裝高爐渣碳化電爐及其裝備技術(shù)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金工業(yè)裝備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及ー種熱裝高爐渣碳化電爐及其裝備技木。
【背景技術(shù)】
[0002]高爐煉鐵所產(chǎn)生的副產(chǎn)品(含鈦)高爐渣的廢棄堆積，對生態(tài)環(huán)境會造成巨大的危害。當前，化學(xué)組成中鈦氧化物含量為8~30%的含鈦高爐渣提取鈦元素的方法主要有酸化法和電爐冶煉法。酸化法因其品位低、大型化技術(shù)難以取得突破，而且有大量的廢渣和化學(xué)酸液排出，對環(huán)境二次污染很大，不具有可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化條件。而電爐冶煉法的エ藝路線具有エ藝流程短、可現(xiàn)場熱裝碳化、高爐渣鈦總收得率高(可達80%)、處理能力大、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)勢，市場產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?jié)摿薮蟆?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種熱裝高爐渣碳化電爐及其裝備技術(shù)，能有效緩解高爐煉鐵所產(chǎn)生的副產(chǎn)品——(含鈦)高爐渣廢棄堆積對生態(tài)環(huán)境造成的危害。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
熱裝高爐渣碳化電爐，包含有電爐爐體，其特征在于:
所述的電爐爐體在接渣エ位和冶煉エ位之間熱裝熱送，由吊具進行吊裝；電爐爐體在冶煉エ位時，其座立于傾動平臺上，頂部設(shè)有水冷爐蓋，水冷爐蓋上部設(shè)置有導(dǎo)電橫臂，導(dǎo)電橫臂由電極升降裝置支撐于 爐蓋頂升及旋轉(zhuǎn)裝置上，電極升降裝置固定于吊架上；電爐爐體出渣口下方設(shè)置出渣車；
由變壓器經(jīng)大電流線路和導(dǎo)電橫臂通過石墨電極向電爐爐體內(nèi)的爐料送電。
[0005]所述的熱裝高爐渣碳化電爐設(shè)置有爐體平車，在接渣エ位和吊裝エ位之間運行，電爐爐體由吊具吊裝到爐體平車上運行至接渣エ位，由渣包車向電爐爐體內(nèi)傾倒高爐渣；接渣完成后，爐體平車再次將電爐爐體轉(zhuǎn)運至吊裝エ位，由吊具將電爐爐體吊裝至冶煉エ位。
[0006]所述的電爐爐體設(shè)置有四個耳軸，采用熱負荷狀態(tài)下的四點吊裝。
[0007]所述的熱裝高爐渣碳化電爐設(shè)置有冷卻水系統(tǒng)，連接于水冷爐蓋、導(dǎo)電橫臂和大電流線路。
[0008]所述的熱裝高爐渣碳化電爐設(shè)置有用于石墨電極接長與存放的電極接長站，電極接長站單獨設(shè)置。
[0009]所述的熱裝高爐渣碳化電爐設(shè)置有提供動能的液壓系統(tǒng)，與傾動平臺、電極升降裝置、爐蓋提升與旋轉(zhuǎn)裝置及導(dǎo)電橫臂的驅(qū)動機構(gòu)相連接。
[0010]熱裝高爐渣碳化電爐的裝備技術(shù)，其特征在于:
由以下步驟實現(xiàn):
步驟ー:將熱態(tài)高爐渣經(jīng)專用高爐渣罐車從高爐區(qū)運輸至接渣エ位；通過爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)裝置將電爐爐體上的水冷爐蓋頂起后旋轉(zhuǎn)a角度，利用吊具將上ー爐出渣完畢的空爐體吊出放至爐體平車上,運行至接渣エ位,渣包車傾倒一定量的熱態(tài)高爐渣進入電爐爐體內(nèi)；
步驟二:接渣完畢后渣包車回復(fù)原位，將電爐爐體吊運至冶煉エ位，旋回水冷爐蓋、頂部的導(dǎo)電橫臂與電極升降裝置、水冷爐蓋及爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)裝置恢復(fù)至冶煉狀態(tài)，變壓器送電，經(jīng)過大電流線路和導(dǎo)電橫臂送電升溫；達到加料條件時，通過設(shè)置在水冷爐蓋上的加料裝置往電爐爐體內(nèi)均勻加入焦炭粉實現(xiàn)還原碳化；
步驟三:冶煉完成后，打開電爐爐體出渣ロ，固定在傾動平臺下方的傾動油缸在液壓系統(tǒng)的作用下傾動P角度，碳化渣沿著電爐爐體的出渣ロ進行出渣，并實時測量碳化渣的溫度，當溫度降低到一定程度時，直接進行通電升溫以保證出渣順暢；
步驟四:出渣完畢后，在出渣操作平臺上人工清理出渣通道并完成堵爐作業(yè)，提升并旋開水冷爐蓋、電極升降裝置與導(dǎo)電橫臂的組合體，吊裝電爐爐體進入下ー爐次的循環(huán)作業(yè)。
[0011]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
I)可有效地利用高爐余熱，具有節(jié)能、降耗的作用。
[0012]設(shè)計特殊的專用吊裝工具，實現(xiàn)將高爐煉鐵的副產(chǎn)品液態(tài)(含鈦)高爐鈦渣直接快速、平穩(wěn)地裝入電爐，并快速、平穩(wěn)、準確地吊裝至冶煉エ位進行冶煉，以滿足高爐渣熱裝熱送エ藝的連續(xù)性生產(chǎn)要求。
[0013]2)具備專用爐型結(jié)構(gòu)，可綜合處理高爐渣。
[0014]將高爐煉鐵所產(chǎn)生的(含鈦)高爐廢渣進行二次提煉，具有爐蓋頂升并旋開、爐體傾動與吊裝、爐頂旋轉(zhuǎn)加料、環(huán)保除塵及冶煉自動化控制等功能。該專用設(shè)備能夠?qū)⒏郀t渣中有益元素鈦等以碳化物的形式提取出來，提取后的高爐殘渣能夠作建筑材料處理，最終達到綜合處理高爐渣的目的。
[0015]3)具備帶電冶煉的狀態(tài)下完成電爐傾動出渣的功能。
[0016]采用石墨電極以電弧加熱的方式向爐內(nèi)提供電能，結(jié)合專有的自動化控制調(diào)節(jié)技術(shù)使其具備了通電情況下傾動出渣的功能，以保證能夠順利完成成品渣的出爐工作。
[0017]4)具有潔凈的環(huán)保除塵功能，可對二次有毒煙氣進行有效地處理。
[0018]采用了特殊的密封結(jié)構(gòu)和煙氣收集技術(shù)，可將大部分熱量限制在爐體內(nèi)，并將大部分的弧光及起弧噪音密閉至爐體內(nèi)；從水冷爐蓋排出來的煙氣經(jīng)二次處理后進行無毒排放，其熱能也能可進行有效再利用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為熱裝高爐渣碳化電爐總立面圖。
[0020]圖2為熱裝高爐渣碳化電爐操作示意圖。
[0021]圖中，1-傾動平臺，2-電爐爐體，3-水冷爐蓋，4-電極升降裝置，5-導(dǎo)電橫臂，6_大電流線路，7-爐蓋頂升及旋轉(zhuǎn)裝置，8-冷卻水系統(tǒng)，9-液壓系統(tǒng)，10-吊架，11-出渣車，12-變壓器，13-爐體平車，14-吊具，15-電極接長站，16-渣包車。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細的說明。[0023]參見圖1和圖2，本發(fā)明涉及的一種熱裝高爐渣碳化電爐，包含有電爐爐體2，電爐爐體2在接渣エ位和冶煉エ位之間熱裝熱送，由吊具14進行吊裝，電爐爐體2設(shè)置有四個耳軸，采用四點吊裝。電爐爐體2在冶煉エ位時，其座立于傾動平臺I上，頂部設(shè)有水冷爐蓋3，水冷爐蓋3上部設(shè)置有導(dǎo)電橫臂5，導(dǎo)電橫臂5由電極升降裝置4支撐于爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)裝置7上，電極升降裝置4固定于吊架10上。電爐爐體2出渣ロ處設(shè)置出渣車11。由變壓器12經(jīng)大電流線路6和導(dǎo)電橫臂5通過石墨電極向電爐爐體2內(nèi)的爐料送電。
[0024]熱裝高爐渣碳化電爐設(shè)置有爐體平車13，在接渣エ位和吊裝エ位之間運行，電爐爐體2由吊具14吊裝至接渣エ位的爐體平車13上，由渣包車16向電爐爐體2內(nèi)傾倒高爐渣；接渣完成后，爐體平車13再次將電爐爐體2轉(zhuǎn)運至吊裝エ位，由吊具14將電爐爐體2吊裝至冶煉エ位。
[0025]熱裝高爐渣碳化電爐設(shè)置有冷卻水系統(tǒng)8，連接于水冷爐蓋3、導(dǎo)電橫臂5和大電流線路6等水冷設(shè)備上。
[0026]熱裝高爐渣碳化電爐設(shè)置有用于石墨電極接長與存放的電極接長站15，電極接長站15單獨設(shè)置。
[0027]熱裝高爐渣碳化電爐設(shè)置有提供動能的液壓系統(tǒng)9，與傾動平臺1、電極升降裝置
4、爐蓋提升與旋轉(zhuǎn)裝置7，以及導(dǎo)電橫臂5等設(shè)備上的液壓驅(qū)動機構(gòu)相連接。
[0028]本發(fā)明的設(shè)備將高爐煉鐵所產(chǎn)生的(含鈦)高爐廢渣進行二次提煉，基于下述反應(yīng)，由C元素與含鈦高爐渣進行碳化反應(yīng)，生成TiC和CO:
Ti02+3C — TiC+2C0
其裝備技術(shù)由以下步驟實現(xiàn):
步驟ー:將熱態(tài)高爐渣經(jīng)專用高爐渣罐車從高爐區(qū)運輸至接渣エ位；通過爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)裝置7將電爐爐體2上的水冷爐蓋3頂起后旋轉(zhuǎn)a角度，利用吊具14將電爐爐體2吊運至爐體平車13上，運行至接渣エ位，渣包車16傾倒一定量的熱態(tài)高爐渣進入電爐爐體2內(nèi)。電爐爐體2采用四點吊裝，保證爐體平穩(wěn)可靠。
[0029]步驟二:接渣完畢后渣包車16回復(fù)原位，將電爐爐體2吊運至冶煉エ位，旋轉(zhuǎn)水冷爐蓋2、頂部的導(dǎo)電橫臂5與吊架10，水冷爐蓋3及電極升降裝置4恢復(fù)至冶煉狀態(tài)，變壓器12送電，經(jīng)過大電流線路6和導(dǎo)電橫臂5送電升溫；達到加料條件時，通過設(shè)置在水冷爐蓋3上的加料裝置往電爐爐體2內(nèi)均勻加入焦炭粉實現(xiàn)還原碳化。冶煉期間爐內(nèi)最高溫度1700°C以上，在熔化升溫階段和還原碳化階段實施不斷調(diào)整供電制度。
[0030]步驟三:冶煉完成后，打開電爐爐體2出渣ロ，傾動平臺I下的傾動油缸在液壓系統(tǒng)9的作用下傾動P角度，碳化渣沿著電爐爐體2的出渣ロ進行出渣。在出渣的過程中，即時檢測出渣液的溫度，當渣液溫度接近或低于所要求的出渣溫度時，要及時通電升溫。
[0031]步驟四:出渣完畢后，在出渣操作平臺上人工清理出渣通道并完成堵爐作業(yè)，打開水冷爐蓋2、電極升降裝置4與吊架10的組合體，吊裝電爐爐體2進入下一爐次的循環(huán)作業(yè)。
[0032]在周期性冶煉工作開始前，必須要保證液壓系統(tǒng)9、冷卻水系統(tǒng)8等公輔設(shè)施運行完好，電極接長站15、出渣車11等輔助設(shè)備工作正常等。
[0033]本發(fā)明理論上可將攀西地區(qū)鈦資源的綜合利用率由當前的17%提升到50%左右，使該地區(qū)的鈦資源得到更為有效的利用。按單臺設(shè)備年處理碳化渣3萬噸，可生產(chǎn)精TiCl4約1.3萬噸，按目前精TiCl4價格10000元/噸，年綜合經(jīng)濟效益(利潤)為7128萬元(未計算渣鐵回收價值)；產(chǎn)業(yè)化初期，年處理高爐渣40萬噸，則碳化渣利潤可達4752萬元，年總經(jīng)濟效益(利潤)逾7億元。產(chǎn)業(yè)化后，按300萬噸渣/a處理，年總經(jīng)濟效益達75億元！僅僅是攀西地區(qū)，按高爐渣的蘊藏量7000萬噸計算，其實際的價值含量在2000億元以上。加上毎年高爐渣按300萬噸的增速増加，即，毎年都有約100億元的處理空間。
[0034]本發(fā)明的內(nèi)容不限于實施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換， 均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.熱裝高爐渣碳化電爐，包含有電爐爐體(2)，其特征在于: 所述的電爐爐體(2)在接渣エ位和冶煉エ位之間熱裝熱送，由吊具(14)進行吊裝；電爐爐體(2)在冶煉エ位時，其座立于傾動平臺(I)上，頂部設(shè)有水冷爐蓋(3)，水冷爐蓋(3)上部設(shè)置有導(dǎo)電橫臂(5)，導(dǎo)電橫臂(5)由電極升降裝置(4)支撐于爐蓋頂升及旋轉(zhuǎn)裝置(7)上，電極升降裝置(4)固定于吊架(10)上； 電爐爐體(2)出渣口下方設(shè)置出渣車(11)； 由變壓器(12)經(jīng)大電流線路(6)和導(dǎo)電橫臂(5)通過石墨電極向電爐爐體(2)內(nèi)的爐料送電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱裝高爐渣碳化電爐，其特征在于: 所述的熱裝高爐渣碳化電爐設(shè)置有爐體平車(13)，在接渣エ位和吊裝エ位之間運行，電爐爐體(2)由吊具(14)吊裝到爐體平車(13)上運行至接渣エ位，由渣包車(16)向電爐爐體(2)內(nèi)傾倒高爐渣；接渣完成后，爐體平車(13)再次將電爐爐體(2)轉(zhuǎn)運至吊裝エ位，由吊具(14)將電爐爐體(2)吊裝至冶煉エ位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱裝高爐渣碳化電爐，其特征在于: 所述的電爐爐體(2)設(shè)置有四個耳軸，采用熱負荷狀態(tài)下的四點吊裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱裝高爐渣碳化電爐，其特征在于: 所述的熱裝高爐渣碳化電爐設(shè)置有冷卻水系統(tǒng)(8)，連接于水冷爐蓋(3)、導(dǎo)電橫臂`(5)和大電流線路(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱裝高爐渣碳化電爐，其特征在于: 所述的熱裝高爐渣碳化電爐設(shè)置有用于石墨電極接長與存放的電極接長站(15)，電極接長站(15)單獨設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱裝高爐渣碳化電爐，其特征在于: 所述的熱裝高爐渣碳化電爐設(shè)置有提供動能的液壓系統(tǒng)(9)，與傾動平臺(I)、電極升降裝置(4)、爐蓋提升與旋轉(zhuǎn)裝置(7)及導(dǎo)電橫臂(5)的驅(qū)動機構(gòu)相連接。
7.熱裝高爐渣碳化電爐的裝備技術(shù)，其特征在干: 由以下步驟實現(xiàn): 步驟ー:將熱態(tài)高爐渣經(jīng)專用高爐渣罐車從高爐區(qū)運輸至接渣エ位；通過爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)裝置(7)將電爐爐體(2)上的水冷爐蓋(3)頂起后旋轉(zhuǎn)a角度，利用吊具(14)將上ー爐出渣完畢的空爐體(2)吊出放至爐體平車(13)上，運行至接渣エ位，渣包車(16)傾倒ー定量的熱態(tài)高爐渣進入電爐爐體(2)內(nèi)； 步驟二:接渣完畢后渣包車(16)回復(fù)原位，將電爐爐體(2)吊運至冶煉エ位，旋回水冷爐蓋(2)、頂部的導(dǎo)電橫臂(5)與電極升降裝置(4)、水冷爐蓋(3)及爐蓋提升及旋轉(zhuǎn)裝置(7)恢復(fù)至冶煉狀態(tài)，變壓器(12)送電，經(jīng)過大電流線路(6)和導(dǎo)電橫臂(5)送電升溫；達到加料條件時，通過設(shè)置在水冷爐蓋(3)上的加料裝置往電爐爐體(2)內(nèi)均勻加入焦炭粉實現(xiàn)還原碳化； 步驟三:冶煉完成后，打開電爐爐體(2)出渣ロ，固定在傾動平臺(I)下方的傾動油缸在液壓系統(tǒng)(9)的作用下傾動P角度，碳化渣沿著電爐爐體(2)的出渣ロ進行出渣，并實時測量碳化渣的溫度，當溫度降低到一定程度時，直接進行通電升溫以保證出渣順暢； 步驟四:出渣完畢后，在出渣操作平臺上人工清理出渣通道并完成堵爐作業(yè)，提升并旋開水冷爐蓋(2)、電極升降裝置(4)與導(dǎo)電橫臂(5)的組合體，吊裝電爐爐體(2)進入下ー爐次的 循環(huán)作業(yè)。
【文檔編號】C22B7/04GK103498054SQ201310469868
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】趙景彪, 田杭亮, 郭杰, 寇君, 常旺珍, 朱琳, 朱小海 申請人:西安電爐研究所有限公司