熔煉含鐵、鈦和釩的礦物的方法
【專利摘要】提供了一種用于熔煉含已知初始量的鐵，鈦和釩的礦物的方法，在電熔煉爐(11)中設(shè)置有容納主體(12)，其圍繞中心軸線(X)延伸，并且可在一個包含中心軸線(X)的傾斜面上借助于旋轉(zhuǎn)而傾斜，所述方法將礦物和輔助材料饋送到所述容納主體(12)中，來供應(yīng)電能直到達到穩(wěn)定狀態(tài)功率(Pmax)和至少1450℃的穩(wěn)定狀態(tài)溫度，以保持所述穩(wěn)定狀態(tài)溫度來獲得含釩的液態(tài)鑄鐵(G)和含氧化鈦的液態(tài)熔渣(S)作為所述礦物的熔煉產(chǎn)物，其中液態(tài)鑄鐵(G)含至少75％的已知初始量的釩，并且液態(tài)熔渣(S)含至少90％的已知初始量的氧化鈦，并且在液態(tài)熔渣(S)中含至少40重量％的氧化鈦，以及利用所述容納主體(12)在第一方向上的第一傾斜來單獨排出液態(tài)熔渣(S)，和利用所述容納主體(12)在第二方向上的第二傾斜來單獨排出液態(tài)鑄鐵(G)。
【專利說明】
熔煉含鐵、鈦和釩的礦物的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于熔煉含鐵和鈦并也含氧化釩的礦物的方法。對于含氧化鐵和氧化鈦的大部分礦物來說，諸如例如但不限于鈦磁鐵礦或者鈦赤鐵礦。
[0002]特別地，本發(fā)明可用于優(yōu)化鐵和鋼的生產(chǎn)領(lǐng)域，其礦物原料從所述的含有高釩含量的液態(tài)鑄鐵和具有高氧化鈦含量的熔渣的鐵、鈦及氧化釩開始。
[0003]發(fā)明背景
[0004]例如，從US 3.929.461可知用于從含鈦和釩的鐵材料中回收鈦和釩的工業(yè)過程。
[0005]實際上眾所周知，鈦和鐵可以與釩一起以氧化物的形式在不同的礦物脈中存在。 主要由氧化鐵和氧化鈦組成且還含有氧化釩的礦物可包括:如果鐵以磁鐵礦(FE304)的形式存在，例如鈦磁鐵礦，且如果鐵以赤鐵礦(FE203)的形式存在，如鈦赤鐵礦。
[0006]使用含鐵、鈦和釩的這些礦物作為原料，以獲得含釩的鑄鐵和含氧化鈦的熔渣的需求同樣是眾所周知的。
[0007]也眾所周知，液態(tài)鑄鐵可用于提取釩，并且從熔煉所述礦物中得到的液態(tài)熔渣可用于提取氧化鈦。
[0008]為了這一目的，用于熔煉所述礦物的技術(shù)也是眾所周知的，該技術(shù)使用高爐、或埋弧電爐(SAF)或開放式熔池爐，使含鐵和鈦的礦物通過加入焦炭而在還原條件下熔化開放式浴池爐。
[0009]這些已知技術(shù)可以使礦物經(jīng)過提取后或者通常借助于在回轉(zhuǎn)爐中燒制進行預(yù)還原之后而饋送到熔煉爐中。
[0010]使用這些技術(shù)，可以獲得含有可能存在于原生礦物中的釩的一部分的液態(tài)鑄鐵、 和含有存在于原生礦物中的氧化鈦的一部分的主要液態(tài)熔渣。后續(xù)工序可以提供來從鑄鐵獲得釩，同時可以從熔渣中獲得氧化鈦。
[0011]例如，當原生礦物為鈦鐵礦(鈦赤鐵礦)時，使用已知技術(shù)可以獲得具有高氧化鈦含量即，大于80%的熔渣。
[0012]用于熔煉鈦赤鐵礦的已知技術(shù)具有以下缺點:它們在不能夠最大程度地回收液態(tài)鑄鐵中的釩的過程條件下操作。實際上，在極高濃度的氧化鈦下，當在只有溫和的還原條件下操作時，必須限制熔渣的導(dǎo)電性，以便在熔渣中獲得大于5重量％的氧化鐵濃度。因此事實上，通過使用這些已知技術(shù)，釩的回收率即，熔渣中所含有的釩和初始存在于礦物中的釩之間的比率小于75%。[〇〇13]通常用于這種類型熔煉的熔煉爐可以為上述兩種類型的電爐，即埋弧電爐和開放式浴池爐，通常為設(shè)有完全由耐火材料覆蓋的墻壁的固定類型，即不可傾斜。
[0014]也眾所周知鈦磁鐵礦的熔煉技術(shù)，其提供以使用具有埋弧電爐或開放式浴池爐的固定式(即不可傾斜)高爐或電爐來生產(chǎn)液態(tài)鑄鐵和熔渣，其中，液態(tài)鑄鐵隨后被處理以從中回收釩，熔渣無需處理，在下游用于回收氧化鈦。實際上，這些已知技術(shù)的目的不是使熔渣中氧化鈦的含量最大化，其通常小于40重量％，而是為了減少氧化釩。
[0015]因此，根據(jù)如上述的已知技術(shù)，熔煉過程提供以使用稀釋熔渣的材料(諸如石灰石和白云石)來降低氧化鈦的濃度，且因此也降低了粘度。
[0016]以這種方式獲得足夠的液態(tài)熔渣以便在小于1，500°C的溫度下操作，且由于用于這些過程的鈦磁鐵礦通常具有大于1重量％的氧化釩含量，故可獲得高于75%的釩回收率。
[0017]這種根據(jù)開放式浴池爐過程提供在不可傾斜電爐中進行的熔煉過程的已知熔煉技術(shù)的一個缺點為:它們在調(diào)整熔爐中所含有的熔渣的量方面具有很小的靈活性。使熔渣 (如同液態(tài)鑄鐵)通過在熔爐殼的壁上預(yù)先限定的高度上制得的通孔離開，這使得不可能最大限定地排空爐渣，而不冒使其與鑄鐵一起退出的情況，因為該出渣孔必然在由鑄鐵和熔渣之間的分離界面的一定高度下制得。
[0018]另一方面，從含有鐵、鈦和釩的礦物的熔煉過程中，為了同時獲得具有高氧化鈦含量的熔渣和具有高釩含量的液態(tài)鑄鐵，需要在熔煉結(jié)束時使盡可能多的熔渣被排出。這種必要性最主要是由于這一事實:熔渣本身構(gòu)成了在下游可被處理的產(chǎn)物，且此外具有防止在以獲得具有高釩含量的鑄鐵所需的還原條件(在浴爐中高溫和高焦炭含量)下的熔爐內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的氧化鈦的過度持久性的目的，以防止碳化鈦的過多形成，該碳化鈦可導(dǎo)致熔渣的粘度過度升高。
[0019]也眾所周知，在礦物中所含有的高百分比的氧化物(除了氧化鐵之外)會產(chǎn)生大量的熔渣，也可指示性地處于每生產(chǎn)一噸液態(tài)鑄鐵而有約0.5噸的熔渣的量級。因此這使得必須控制熔渣及其排出的水平。
[0020]在固定式熔爐中使用側(cè)向通道出渣的現(xiàn)有技術(shù)的另一缺點是它不允許有效地且易于控制熔煉爐內(nèi)的熔渣的厚度。這與以下需求有沖突:在熔煉爐中，需要受控厚度的熔渣，以便既獲得通過在液態(tài)鑄鐵中所含有的焦炭還原存在于熔渣中的氧化釩的適當速度， 又利于在與礦物一起饋送的焦炭的液態(tài)鑄鐵中熔煉。
[0021]因此，這是以上所述的已知技術(shù)的缺點:它們已減少了效率且極少有操作靈活性， 尤其是與熔煉爐的靜態(tài)配置有關(guān)時。
[0022]在旨在使釩的選擇性回收最大化，且同時通過使用原始材料(如它原本是或預(yù)還原的礦物)使熔渣中的氧化鈦的濃度最大化的情況中，這種缺點尤為嚴重，對該原始材料來說，調(diào)節(jié)熔爐內(nèi)的熔渣量特別重要。
[0023]為了通過還原反應(yīng)使氧化釩的選擇性回收最大化，尤其對于含有低的氧化釩百分比(例如低于1重量％)的礦物來說，必須在高于1，450°C的溫度下運行，且采用滲碳金屬浴。 即，在具有高于3重量％的碳濃度的鑄鐵中。
[0024]為了使熔爐的生產(chǎn)率最大化，還必須用以下方式使熔煉爐內(nèi)的熔渣量最小化:饋送的礦物(例如它是原礦或是預(yù)還原)容易與含有還原過程所需的焦炭的液態(tài)鑄鐵接觸。
[0025]使熔煉爐內(nèi)的熔渣的含量最小化還滿足了此類需要:使氧化鈦在熔煉爐本體中停留的平均時間最小化，且由于高濃度的氧化鈦和尤其強烈的還原條件，使易于形成的碳化鈦的形成最小化。用這種方式，其旨在限制熔渣的粘度，以便改善熔爐的功能和還原氧化釩的效率，氧化釩的還原速度不僅依賴于進行熔煉過程的溫度，而且還依賴于熔渣的粘度。
[0026]在鈦磁鐵礦的高爐中熔煉的一個缺點是由于因碳化鈦的形成而引起的阻塞。
[0027]在埋弧電爐中熔煉會具有以下缺點:它本來不允許以最大化回收液體鑄鐵中的釩，因為減慢化學(xué)還原動力學(xué)的加工溫度低，并且不允許爐渣的足夠的流動性，其設(shè)置有與尚含量的氧化欽相關(guān)的尚粘度。
[0028]在具有開放式浴池的不可傾斜式電爐中熔煉引起了在調(diào)節(jié)上缺乏靈活性的問題， 且尤其是具有不允許使熔爐內(nèi)的熔渣頭最小化的缺點。而在鈦磁鐵礦的還原過程中，調(diào)節(jié)爐內(nèi)的爐渣頭是必須的，以使氧化釩的還原最大化，且同時使熔渣在熔爐內(nèi)的停留時間最小化。
[0029]本發(fā)明的一個目的是完善以下方法:通過熔煉含鐵、鈦和釩的礦物(例如鈦磁鐵礦)，允許同時獲得既具有高于礦物中初始所含有的釩的7 5 %的釩含量的液態(tài)鑄鐵，又具有高于40重量％的氧化鈦的熔渣。
[0030]本發(fā)明的另一目的是實現(xiàn)一種用于熔煉含鐵、鈦和釩的礦物的方法，其保證了熔煉過程步驟的操作靈活性、高生產(chǎn)率、效率及控制。
[0031]本發(fā)明的又一個目的是完善用于熔煉含鐵、鈦和釩的礦物的方法，其允許含有并優(yōu)化同時獲得氧化釩的最大還原程度和熔渣中最大濃度的氧化鈦所需的能量消耗、時間及成本，以便盡可能有效地進行從鑄鐵中提取釩，且從熔渣中提取氧化鈦的后續(xù)過程。
[0032]本
【申請人】已設(shè)計、試驗和具體實施了本發(fā)明，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，并獲得這些以及其它目的和優(yōu)點。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0033]在獨立權(quán)利要求中對本發(fā)明做了介紹并闡述了其特征，而從屬權(quán)利要求中則描述了本發(fā)明的其它特征或其主要發(fā)明構(gòu)思的變體。
[0034]根據(jù)上述目的，一種用于熔煉含鐵、鈦和釩的礦物的方法在熔煉爐中進行，該熔煉爐設(shè)置有在相對于中心軸線橫向的傾斜軸線上通過旋轉(zhuǎn)可傾斜地圍繞該中心軸線延伸的容納主體。
[0035]該方法首先使得將所述礦物(可能添加有諸如還原劑和/或除渣劑的輔助材料)以增加的輸送速率饋送容納主體中以便達到穩(wěn)定狀態(tài)輸送，且以增加的速率供應(yīng)電能以便達到穩(wěn)定狀態(tài)功率。
[0036]穩(wěn)定狀態(tài)輸送速率取決于待實現(xiàn)生產(chǎn)率，取決于結(jié)束一個鑄件需要的過程的總時間(即，一個鑄件的最終出渣和隨后鑄件的最終出渣之間的時間)，以及可能的過渡步驟，其中礦物的饋送速率可小于穩(wěn)定狀態(tài)輸送速率。[〇〇37]根據(jù)本發(fā)明，穩(wěn)定狀態(tài)功率必須這樣以保持等于或高于1，450°C的穩(wěn)定狀態(tài)溫度， 該溫度是將釩的回收率最大化且限制熔渣的粘度所需要的，這是由于其含有高濃度的氧化鈦。
[0038]根據(jù)反比，穩(wěn)定狀態(tài)功率取決于饋送到熔爐的礦物的比輸送;此比輸送被計算為饋送輸送和同時供應(yīng)的電功率之間的比。[〇〇39] 根據(jù)本發(fā)明的一些方面，礦物的比輸送在約10kg/(min*Mff)和約35kg/(min*Mff)之間，特別是 15kg/(min*Mff)和約 30kg/(min*Mff)之間。
[0040]比輸送取決于所饋送的礦物的特性，特別取決于旨在作為金屬鐵和總鐵之間的重量比的金屬化度，取決于碳含量的重量百分比，取決于饋送溫度，以及取決于除氧化鐵之外的氧化物含量的總重量百分比。
[0041]金屬化度的增加、碳含量增加、溫度增高(每個均等于其他因素)對應(yīng)于所供應(yīng)的電功率的降低，同時氧化物含量的增加決定了相應(yīng)的對供給功率的更大需求。
[0042]輔助材料連同預(yù)還原礦物被饋送到爐中，比如還原材料和成渣材料。
[0043]焦炭優(yōu)選地用作質(zhì)量適于冶金過程的還原材料，例如冶金焦炭。[〇〇44]成渣材料用于糾正熔渣的成分，旨在改善其物理性質(zhì)，特別是降低粘度。[〇〇45]例如，石灰石、白云石和含有氧化鋁(A1203)和/或氟化鈣(CaF2)的材料可用做成渣材料。
[0046]這些輔助材料的比消耗，其測量為在一個鑄件用于在鑄件的期間中用于饋送的每個單元的礦物量的過程中饋送的輔助材料的質(zhì)量，取決于使用的礦物的化學(xué)成分，特別是取決于氧化鈦和除氧化鐵之外的總氧化物之間的重量比。[〇〇47]根據(jù)本發(fā)明，為獲得釩的所需還原度以及具有高于40%的氧化鈦重量含量的熔渣，還原材料的特定消耗在約15kg/kg和約40kg/kg之間，特別是在約20kg/kg和約35kg/kg 之間，同時成渣材料的特定消耗低于40kg/kg，特別是低于35kg/kg。
[0048]還可提供，在整個過程期間，為了液池的攪拌度更有效，且從而改善熔渣和鑄鐵之間的接觸以促進還原過程，使用一個或多個多孔板是可能的，所述多孔板安裝在殼體的底部且向其饋送惰性氣體(例如氮氣、氬氣)。
[0049]在第一熔煉步驟中，保持穩(wěn)定狀態(tài)溫度達所需熔煉時間段以熔煉含鐵、鈦和釩的礦物，以及作為此熔煉的產(chǎn)物，液態(tài)鑄鐵含有釩且和液態(tài)熔渣含有氧化鈦。
[0050]在穩(wěn)定狀態(tài)操作條件期間，電功率和礦物以及輔助材料的輸送的正確平衡，允許獲得鑄鐵中至少等于礦物中含有的總釩的75%的釩的回收以及熔渣中至少等于礦物中含有的總鈦的90 %的鈦的回收。
[0051]特別是，本發(fā)明允許獲得具有大于或等于40%的最低氧化鈦含量的熔渣，與存在于饋送的礦物中的氧化鈦的重量百分比和饋送的礦物中含有的除氧化鐵之外的氧化物的重量百分比之間的比成正比。[〇〇52]在熔煉時間段期間，定期監(jiān)測熔池的溫度和液態(tài)鑄鐵和液態(tài)熔渣的化學(xué)成分以控制有效地進行還原過程是優(yōu)選的。[〇〇53]所需熔煉時間段一直繼續(xù)直到達到確定最大量的液態(tài)熔渣。[〇〇54]最大量的液態(tài)熔渣可限定為可物理地含在爐內(nèi)的最大體積的熔渣，這樣，如果超過該值，那么這會導(dǎo)致液態(tài)熔渣通過側(cè)向除渣開孔自發(fā)地從熔爐的容納主體溢出且因此不合需要地溢出容納主體。
[0055]在變體解決方案中，最大量的液態(tài)熔渣可由熔渣的最大厚度所限定，這樣，如果超過最大量，那么由于缺少與液態(tài)鑄鐵的接觸，這會導(dǎo)致難以進一步還原饋送的材料。熔渣的最大厚度取決于所需生產(chǎn)率且取決于所需氧化釩的還原度。
[0056]根據(jù)本發(fā)明，由于熔爐的尺寸，熔渣的最大厚度小于650mm。[〇〇57]因此，所述方法提供以檢測液態(tài)鑄鐵和因此獲得的液態(tài)熔渣的化學(xué)成分以驗證液態(tài)鑄鐵含有礦物中初始所含有的釩的至少75%，以及液態(tài)熔渣含有礦物中初始含有的氧化鈦的至少90%，以及至少40重量％的氧化鈦。[〇〇58]如果驗證結(jié)果是肯定的，那么根據(jù)本發(fā)明的方法提供以分別通過在第一方向上傾斜容納主體排出液態(tài)熔渣，以及通過在與第一方向相反的第二方向上傾斜容納主體來排出液態(tài)鑄鐵。[〇〇59]如果化學(xué)成分的驗證結(jié)果是否定的，那么所述方法還可提供在第一熔煉時間段后，過程時間包括在無礦物添加的情況下保持溫度以完成還原過程的可能時間段，以及然后，在進一步驗證了液態(tài)鑄鐵和液態(tài)熔渣的化學(xué)成分后，以分別通過在第一方向上傾斜容納主體排出液態(tài)熔渣，以及通過在與第一方向相反的第二方向上傾斜容納主體排出液態(tài)鑄鐵。
[0060]在本發(fā)明的變體解決方案中，當所需熔煉時間段過后，如果需要減少熔渣的體積以獲得所需過程條件，那么就會中斷將礦物和輔助材料饋送到容納主體中以及可檢測且驗證熔渣和鑄鐵的化學(xué)成分。在此檢測和驗證后，以及在供應(yīng)電功率的情況下保持溫度的可能后續(xù)時間段以及僅可能饋送輔助材料后，為獲得所需還原度(如果這在熔煉時間段期間尚未達到)，會通過在第一方向上傾斜容納主體來部分排出液態(tài)熔渣。[〇〇61]在所述可能部分排出熔渣結(jié)束時，熔煉方法然后提供了第二熔煉步驟，其以與上述第一熔煉步驟同樣的方式進行，直到獲得在沒有確定所述自發(fā)溢出的情況下在爐中可含有的液態(tài)鑄鐵的最大量。然后所述方法提供以驗證液態(tài)鑄鐵和因此獲得的液態(tài)熔渣的化學(xué)成分，以及在沒有添加礦物的情況下保持溫度的可能時間段后，為完成換還原過程，以分別通過在第一方向上傾斜容納主體排出液態(tài)熔渣，以及通過在與第一方向相反的第二方向上傾斜容納主體排出液態(tài)鑄鐵。
[0062]特別是，當液態(tài)鑄鐵含有礦物中初始所含有的釩的至少75%時，液態(tài)鑄鐵出渣，以及當液態(tài)熔渣含有礦物中初始所含有的氧化鈦的至少90%時，液態(tài)熔渣被排出。
[0063]由于在過程期間部分排出了液態(tài)熔渣，相當靈活地控制容納主體中含有的量且選擇性地控制在礦物、液態(tài)熔渣和液態(tài)鑄鐵之間出現(xiàn)的反應(yīng)動力學(xué)，以及獲得熔煉產(chǎn)物的所需特性是可能的。[〇〇64]這樣，選擇性地且分別排出含有鐵、鈦和釩的礦物的熔煉液態(tài)產(chǎn)物(S卩，具有高釩含量的液態(tài)熔渣和高氧化鈦含量的液態(tài)鑄鐵)是可能的。
[0065]這種工作方式還允許在熔煉期間控制存在于容納主體中的成分的量。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的變體方面，在達到容納主體的幾何結(jié)構(gòu)允許的液態(tài)鑄鐵的最大量之前且在第二保持時間段期間，熔煉方法提供了液態(tài)熔渣的至少另一次部分排出，以維持后者的水平低于650mm，這取決于容納主體的幾何結(jié)構(gòu)以及處理的鐵、鈦和釩的礦物類型。【附圖說明】
[0067]從下文結(jié)合附圖作為非限制性實例給出的實施例的一些形式的描述中，本發(fā)明的這些和其他特性將更加顯而易見，其中:
[0068]-圖1是根據(jù)本發(fā)明的熔煉裝置的平面圖；
[0069]-圖2是相應(yīng)熔煉方法的不同步驟中的圖1中的裝置的側(cè)截面圖；
[0070]-圖3是從圖1中的裝置的一個部件的下方看到的三維視圖；
[0071]-圖4是圖1中的裝置的組件的側(cè)截面圖；
[0072]-圖5是根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟的示例性圖表。
[0073]在下列描述中，相同參考數(shù)字表示根據(jù)本發(fā)明的用于熔煉含有鐵、鈦和釩的礦物的裝置的相同部件，也以不同形式的實施例。應(yīng)了解，一種形式的實施例的元件和特性可方便地結(jié)合到其它形式的實施例中而無需進一步闡釋?！揪唧w實施方式】
[0074]現(xiàn)在我們將詳細參照本發(fā)明的各種形式的實施例，其中附圖中示出了一個或多個實例。通過說明本發(fā)明來提供每個實例，且每個實例不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。例如，由于是作為一種形式的實施例的一部分示出或描述的特性可在其它形式的實施例上被采用， 或可與其它形式的實施例相關(guān)聯(lián)以產(chǎn)生另一形式的實施例。應(yīng)理解，本發(fā)明應(yīng)包括所有這類修改和變體。
[0075]參照圖1和圖2,根據(jù)本發(fā)明的裝置10可用于熔煉含鐵、鈦和釩的礦物，以產(chǎn)生液態(tài)鑄鐵G和液態(tài)熔渣S。[〇〇76]特別地，礦物可含有大于0.5重量％的量的氧化釩V205且具有在氧化鈦和其它氧化物(除氧化鐵以外)之間的重量比-高于50%。
[0077]在以下描述中，將僅僅借助非限制性實例參考含屬于鈦磁鐵礦的族群的鐵、鈦和釩的礦物。
[0078]裝置10至少包括電弧熔煉爐11，該電弧熔煉爐通常可包括容納主體或殼體12,該容納主體或殼體的周界壁13界定熔煉室14。[〇〇79]在一些形式的實施例中，保護覆蓋件15可與殼體12的周界壁13相關(guān)聯(lián)，并且可包括一個或多個覆蓋層，用以隔熱目的或者用于去除熱量，其例如是耐火覆蓋層15a，該耐火覆蓋層位于熔煉室內(nèi)部作為用于周界壁13對熔煉室14內(nèi)部產(chǎn)生的熱量的屏障。
[0080]可與這里所描述的所有形式實施例組合的一些形式的實施例可提供包括一層或多層冷卻面板的保護覆蓋件15,該一層或多層冷卻面板具有管束15b，以允許通過借助載熱流體去除熱量來冷卻周界壁13并且還可能冷卻耐火覆蓋層15a。
[0081]殼體12可圍繞中心軸線X延伸并且可例如具有基本上圓筒形形狀或者由旋轉(zhuǎn)體限定。[〇〇82]殼體12可包括第一除渣孔17和第二出渣孔18,作為鈦磁鐵礦的熔煉產(chǎn)物而產(chǎn)生的液態(tài)熔渣S從該第一除渣孔排出，而源自所述熔煉的液態(tài)鑄鐵G可從該第二出渣孔排出。 [〇〇83]除渣孔17和出渣孔18相對于中心軸線X制造在殼體12的相對兩側(cè)上。[〇〇84] 可假設(shè)的是，出渣孔18制造在殼體12的一側(cè)上，與此相對應(yīng)地，熔煉爐11包括出渣噴口 19,該出渣噴口用作用于將鑄鐵G從熔煉室14朝向殼體12下方的第一容器20排出的器具。
[0085]也可假設(shè)的是，出渣孔18制造在殼體12的底部上，在該情形中，并不提供出渣噴口 19。
[0086]第二容器21可存在于除渣孔17下方，并能夠從熔煉爐11接收液態(tài)熔渣S。
[0087]圖1和圖2用于描述如下形式的實施例，其中，熔煉爐11是在交流電上起作用的類型并且包括三個電極16，這三個電極對稱地定位在熔煉室14的中心處。
[0088]然而，本發(fā)明也可適用于利用一對或多對電極在直流電流上起作用的熔煉爐。
[0089]熔煉爐11可包括支撐結(jié)構(gòu)22,在圖1和圖3中可見支撐結(jié)構(gòu)并且殼體11抵靠在其上。支撐結(jié)構(gòu)22可具有環(huán)形部分22a(在圖1中呈環(huán)形而在圖3中呈矩形或方形)，該環(huán)形部分界定外殼22b，殼體12至少部分地容納在該外殼內(nèi)部。
[0090]支撐結(jié)構(gòu)22在其下部也可包括至少一對弧形附件23,該弧形附件用作引導(dǎo)構(gòu)件并且限定殼體12的橫向于、例如正交于中心軸線X的傾斜軸線B。
[0091]當支撐結(jié)構(gòu)22通過運動構(gòu)件(在附圖中未示出)以已知方式傾斜時，弧形附件23允許殼體12相對于傾斜軸線B旋轉(zhuǎn)。線性致動器可包括在運動構(gòu)件之間，其配置成向上推動或向下牽拉支撐結(jié)構(gòu)22位于除渣孔17或出渣孔18中的一個附近的側(cè)向部分、或者直接地作用在弧形附件23上的電動機或液壓馬達或螺桿或齒條致動器。[〇〇92]殼體12的傾斜可沿著含中心軸線X的垂直平面、既在朝向除渣孔17的第一方向上又在朝向出渣孔18的第二方向上發(fā)生。[〇〇93]在可能的實施方式中，殼體12傾斜所沿的垂直平面通過除渣孔17的中心線和/或通過出渣孔18的中心線。
[0094]傾斜相對于中心軸線X基本上是垂直的狀況可以是對稱的或非對稱的。
[0095]殼體12沿第一方向的傾斜由除渣角a限定，該除渣角在每次由中心軸線X呈現(xiàn)的傾斜位置和所述軸線X在垂直狀況中的位置之間測得。
[0096]殼體12沿第二方向的傾斜由出渣角邱艮定，該出渣角在每次由中心軸線X呈現(xiàn)的傾斜位置和所述軸線X在垂直狀況中的位置之間測得。[〇〇97]在可能形式的實施例中，除渣角a可介于0°和15°之間。
[0098]在可與這里所描述的所有形式實施例組合的一些形式的實施例中，取決于熔煉爐 11類型并且取決于殼體12的幾何形狀的出渣角0可介于0°和40°之間。[〇〇99] 例如，當從殼體12的底部出渣時，出渣角介于0°和25°之間，而當通過出渣噴口 19 出渣時，該角可介于0°和40°之間。
[0100]如果熔渣具有高導(dǎo)電性，則通過裝置10在熔煉爐11中執(zhí)行的用于熔煉鈦磁鐵礦的方法有利地是接觸弧類型的，這例如可在圖2中觀察到，使得電極16升到液態(tài)熔渣S上方并且由此它們在由下文的液態(tài)熔渣S和液態(tài)鑄鐵G構(gòu)成的液態(tài)浴池外部引起電弧。
[0101]根據(jù)本發(fā)明，可為熔煉爐11饋送具有高于90%的金屬化程度的預(yù)還原鈦磁鐵礦， 以包含熔煉過程的比能量消耗。
[0102]根據(jù)本發(fā)明的方法使得從熔煉中同時獲得液態(tài)鑄鐵G和液態(tài)熔渣S，該液態(tài)鑄鐵可用于釩的提取，并且例如含有高于0.5重量％的釩，而該液態(tài)熔渣用于鈦的提取，并例如具有高于40重量％的1102濃度。[〇1〇3]上文指出的百分比僅僅借助根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行的熔煉鈦磁鐵礦的可能產(chǎn)物的實例給出。
[0104]具體地說，借助所述方法，可獲得液態(tài)鑄鐵G和液態(tài)熔渣L，該液態(tài)鑄鐵含有鐵、鈦和釩礦物中初始所含有的釩的至少75 %、優(yōu)選地至少80 %，該液態(tài)熔渣含有所提供的礦物中初始所含有的氧化鈦的至少90%、更優(yōu)選地至少95%。[〇1〇5]若XTi02s是在熔渣中可獲得的氧化鈦的最低百分比、若XTi02m是存在于所饋送礦物中的氧化鈦的重量百分比并且若Xox m是含在所饋送礦物中的除了氧化鈦以外氧化物的總重量百分比，則氧化鈦XTi02的最低重量百分比可以利用以下公式來計算:XTi02_s = q* (XTi02_m)/(Xox_m)，其中q是基本上取決于所饋送除渣材料量的系數(shù)。
[0106]首先，熔煉必須在除了最初和最終過渡時間段以及可能的中間過渡時間段以外的整個過程時間段期間保持的高處理溫度(至少1，450°C)下執(zhí)行。取決于與待熔煉的鈦磁鐵礦的成分并且與所需的生產(chǎn)率相關(guān)聯(lián)的特定要求，該過程時間段可介于60分鐘和130分鐘之間，例如94分鐘。
[0107]需要高溫來防止熔渣的過大粘度，并且由此使熔渣S保持液態(tài)。熔渣的粘度導(dǎo)致其從熔煉爐11排出成為問題，并且也減慢了氧化釩的還原過程的動力學(xué)性能。
[0108]高粘度可能是由于熔渣中存在的高濃度氧化鈦。熔渣中的高濃度氧化鈦會由于為了獲得具有高Ti02含量的液態(tài)熔渣S所需的除渣物(石灰石、白云石)的最少添加引起。
[0109]此外，上述高溫允許在液態(tài)鑄鐵G中獲得足夠的釩回收，尤其是在初始鈦磁鐵礦中 V2〇5的濃度較低、也就是說指示性地小于1重量％的情形中。[〇11〇]然而，殼體12的周界壁13的與高處理溫度相關(guān)聯(lián)的熱應(yīng)力是有問題的。
[0111]該應(yīng)力也可由于在熔煉室14內(nèi)部同時存在電弧以及還有液態(tài)熔渣S導(dǎo)致，該電弧可處于液池外部、也就是液態(tài)熔渣S之上，而液態(tài)熔渣S具有高氧化鈦含量且由此具有高導(dǎo)電性。
[0112]該問題可要求熔煉方法包括用于制備熔煉爐11的制備步驟，其中，將保護覆蓋件 15施加于殼體12。
[0113]圖4用于描述示例形式的實施例，其中，保護覆蓋件15可包括在殼體12的底部上的常規(guī)耐火覆蓋件15a’和在殼體12的側(cè)向周界壁13上的導(dǎo)熱覆蓋件15a”。
[0114]在可能的解決方案中，常規(guī)耐火覆蓋件15a’以及可能的導(dǎo)熱覆蓋件15a”可由針對與鐵、鈦和釩的礦物的熔煉過程相關(guān)的特定要求進行適當?shù)匮芯康哪突鸶采w件更換，具體地用于防止與熔渣中高濃度氧化鈦相關(guān)聯(lián)的腐蝕。
[0115]導(dǎo)熱覆蓋件15a”可以是部分的并且不會影響殼體12的周界壁13的頂部，其中可提供一層或多層具有管束15b的冷卻面板，其自身定位在周界壁13內(nèi)部。
[0116]在可能的實施方式中，管束15b或其它類型的溫度冷卻或調(diào)節(jié)器件可對應(yīng)于在液態(tài)鑄鐵G和液態(tài)熔渣S之間的界面區(qū)域、定位在殼體12外部并且可圍繞其周界壁13。
[0117]導(dǎo)熱覆蓋件15a”和管束15b可導(dǎo)致位于液態(tài)熔渣S周圍的一部分固化，此種固化保護導(dǎo)熱覆蓋件15a”免受損傷。
[0118]在根據(jù)所述本發(fā)明來熔煉鈦磁鐵礦的溫度(高于1，450°C)下，形成碳化鈦的動力學(xué)性能較高，這是因為其隨著溫度升高而升高。碳化鈦(如果存在于熔渣中高于某一濃度) 客人導(dǎo)致熔渣過度粘性，由此中和在此溫度自身上的效應(yīng)，并且導(dǎo)致與粘度相關(guān)的上述相同缺點。
[0119]根據(jù)本發(fā)明，為了進行同時允許液態(tài)鑄鐵G中釩的有效還原以及液態(tài)熔渣S中高濃度Ti02的有效還原的過程，需要采用高于1，450°C的溫度，這代表用于形成碳化鈦的有利狀況。為了限制上述問題，因此需要與過程的動力學(xué)性能需求兼容地使得熔渣保留在熔煉爐內(nèi)部的時間最短。
[0120]為此，根據(jù)本發(fā)明的熔煉方法設(shè)置成使用上文所述并且圍繞傾斜軸線B傾斜的可傾斜熔煉爐11。
[0121]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，熔煉爐11與固定電爐相比是有利的，因為利用可傾斜熔煉爐11進行的過程同時提供具有高氧化鈦含量的液態(tài)熔渣S的回收以及在需要的時候通過在液態(tài)熔渣S上中斷來有效地還原液態(tài)鑄鐵G中的釩。
[0122]可傾斜熔煉爐11借助于合適的傾角(圖2)允許排出期望量的液態(tài)熔渣S，從而避免了其可能與液態(tài)鑄鐵G—起鑄造的風險，且通常通過管理熔煉爐11的時間和傾斜模式而使液態(tài)熔渣S的壓頭容易地保持在控制之下。
[0123]基于上述內(nèi)容，在覆蓋殼體12的制備步驟之后，如果在殼體12中沒有液體底部或 “液體池”H，那么用于熔煉鈦磁鐵礦的方法提供預(yù)備步驟，在該預(yù)備步驟中，在熔煉室14中引入有限的量，例如幾噸固體金屬材料(例如鐵肩)。
[0124]接著借助于電弧執(zhí)行固體金屬材料的預(yù)備熔煉，以獲得至少由液態(tài)金屬組成的所述液體池H。
[0125]如果熔煉爐11已經(jīng)執(zhí)行操作周期，那么液體池H可由先前熔煉中剩余且適當?shù)鼐S持在熔煉室14中的液態(tài)鑄鐵G和液態(tài)熔渣S組成。
[0126]含液體池H的熔煉爐11已準備好進行隨后的適當熔煉的步驟，其提供初始步驟，在該初始步驟期間，以減小的功率(介于在隨后熔煉步驟中供應(yīng)的功率的50 %至80 %之間)來供應(yīng)電能，且在熔煉爐11的熔煉室內(nèi)部開始固態(tài)鈦磁鐵礦的饋送。
[0127]在初始步驟期間，可與鈦磁鐵礦一起，或在鈦磁鐵礦之后，將一種或多種還原劑 (例如，焦炭)引入至熔煉爐11中。
[0128]根據(jù)本發(fā)明，在熔煉室14內(nèi)期望地保持還原條件是有利的；為此目的，可使用特定策略來防止空氣進入熔煉室14中。例如，通過添加密封耐火材料，可提供熔煉爐的部件之間的可能間隙的謹慎且緊密的封閉。
[0129]在可能的實施方式中，可在與鈦磁鐵礦的同一時間或在鈦磁鐵礦之后，將可能的除渣劑引入至熔煉室14中，例如，石灰石和/或白云石和/或含有諸如A1203和CaF2的氧化物的材料。
[0130]在將鈦磁鐵礦插入至熔煉爐11之前，對鈦磁鐵礦進行化學(xué)分析以識別所含的每個成分(鐵、釩、氧化鈦)的含量，因而確定其初始已知量。
[0131]在隨后的過渡步驟中，增加電能的供應(yīng)直到達到穩(wěn)定狀態(tài)功率，其與要求的生產(chǎn)率成比例且與礦物的類型成比例，如從下文的【具體實施方式】中清楚地看出；也增加了固態(tài)材料的輸送，即，鈦磁鐵礦和/或還原劑和/或除渣劑，其被饋送至熔煉爐11直到達到超過1， 450 °C的穩(wěn)定狀態(tài)溫度。
[0132]穩(wěn)定狀態(tài)溫度保持約30分鐘的最短熔煉時間段，例如，介于30分鐘和130分鐘之間。
[0133]供應(yīng)電功率以及給熔煉爐11饋送預(yù)還原礦物的時間分布取決于后者的化學(xué)性質(zhì)， 這決定了熔煉所需的能量。針對特定類型的預(yù)還原礦物且相對于確定的所需生產(chǎn)率，已對分布進行了預(yù)備研究。
[0134]在所述熔煉時間段之后，熔煉方法可包括中間步驟，在該步驟期間，對液態(tài)熔渣S 和液態(tài)鑄鐵G進行取樣，然后驗證液態(tài)熔渣S和液態(tài)鑄鐵G的化學(xué)成分。
[0135]此外，在熔煉時間段結(jié)束時，有可能中斷鈦磁鐵礦和可能的輔助材料(諸如，還原劑和/或除渣劑)的饋送。
[0136]在某些情況下，熔煉時間段可限定獲得由殼體12的幾何形狀所允許的最大量的液態(tài)鑄鐵所需的時間。
[0137]在其它形式的實施例中，熔煉是啊近端之后可為約為5分鐘的最高溫度的維持期， 例如介于2分鐘和10分鐘之間，在該維持期期間，在沒有礦物饋送的情況下，供應(yīng)電能。
[0138]在化學(xué)成分的驗證之后或與化學(xué)成分驗證相關(guān)聯(lián)，中間步驟還可提供認為是液態(tài)熔渣S多余部分的部分排出。這可在殼體12傾斜達期望除渣角a之后通過除渣孔17來進行。
[0139]部分排出的目的是為了限制熔煉爐11內(nèi)的液態(tài)熔渣S的厚度，并減小其體積，以獲得所需的加工條件。取決于可能在每種情況中出現(xiàn)的具體要求或條件，部分排出可允許排出基本上任意量的液態(tài)熔渣S，甚至多達熔煉室14中存在的總液態(tài)熔渣S的90 %。
[0140]本發(fā)明提供以下變型:殼體12的傾斜(傾斜除渣角a和出渣角0兩者)具有小于 0.5°，有利地0.1°的精度。
[0141]由于殼體12的傾斜的精度，有可能獲得液態(tài)熔渣S的精確排出(甚至約數(shù)十千克)， 這賦予了熔煉方法極大的靈活性和操作精度。
[0142]顯然，獲得液態(tài)熔渣S的含量水平的恒定最佳值保證了更好質(zhì)量的結(jié)果。
[0143]還可提供的是，在所述部分排出之后，熔煉方法可包括第二熔煉步驟，其具有自己的第二熔煉時間段，約30分鐘的最短持續(xù)時間，例如介于30分鐘和70分鐘之間。
[0144]根據(jù)一種變型，熔煉方法使得交替兩個以上的熔煉步驟，每個步驟都有其自己的熔煉時間段，由液態(tài)熔渣S的一系列部分排出以及一系列不同量而分開。
[0145]在加工時間期間的任何時候，有可能控制溫度并檢測且驗證液態(tài)鑄鐵G和液壓熔渣S的化學(xué)成分。
[0146]在該檢測和驗證的結(jié)果的基礎(chǔ)上，當液壓鑄鐵G包含已知初始量的釩的至少75%， 例如80%，且液壓熔渣S包含已知初始量的Ti02的至少80%，例如90%至95%，且具體包含等于至少40%的重量％的1102時，電能的供應(yīng)被中斷且液壓熔渣S和液態(tài)鑄鐵G單獨排出。
[0147]借助于熔煉爐11的殼體12的第一漸進傾斜直到達到所需的除渣角a(其可例如為 8° )，且相對于第一傾斜在相反側(cè)上的殼體12的隨后第二漸進傾斜直到達到出渣角0，發(fā)生這種單獨排出。
[0148]作為實例，在從殼體12的底部出渣的情況下，出渣角0可為約14°，而在利用出渣噴口 19出渣的情況下，出渣角0可為約35°。
[0149]我們現(xiàn)在描述根據(jù)本發(fā)明的方法的一個應(yīng)用實例。
[0150]在該實例中，考慮了生產(chǎn)目標，在約120分鐘的加工時間段期間內(nèi)(兩次連續(xù)的鑄造之間)，其需要平均地饋送，礦物的平均輸送約為73ton/h。在加工時間內(nèi)，假設(shè)材料的饋送時間等于約94分鐘，則礦物的平均輸送為93ton/h。記住初始過渡步驟，其中輸送小于穩(wěn)定狀態(tài)輸送，穩(wěn)定狀態(tài)輸送Qmax可為約96ton/h。
[0151]可用在根據(jù)本發(fā)明的熔煉過程中的含鐵、鈦和釩的預(yù)還原礦物的實例可具有以下化學(xué)成分(以重量表不):
[0152]Fe = 63%，F(xiàn)e0 = 6.1% (金屬化程度93%)，C = 2.5%，CaO=l%，Mg0 = 2.7%，Si〇2 = 4.2%，A1203 = 4.0%，Ti02 = 15.1%，V205 = 0.7%。
[0153]礦物(鈦磁鐵礦)在室溫下(指示性地低于40°C)饋送。
[0154]生產(chǎn)率目標使得熔煉爐必須以等于73t/h的鈦磁鐵礦平均輸送(稱為平均鑄造時間，其包括不饋送材料的時間)進行饋送。
[0155]從以上內(nèi)容，可能優(yōu)選的是，選擇其中殼體12的內(nèi)徑足以允許液態(tài)鑄鐵G和液態(tài)熔渣S之間的大的接觸表面的熔煉爐11。因而，建議使用殼體12的內(nèi)徑等于約7m的熔煉爐11。 此外，殼體12應(yīng)該為使得其可以在每次鑄造中，產(chǎn)生且包含總量等于100噸的液態(tài)鑄鐵G。
[0156]上面所述的通過實例給出的鈦磁鐵礦的化學(xué)成分使得，對于饋送的每噸材料而言，產(chǎn)生了約0.69噸量的液態(tài)鑄鐵G以及約0.30噸量的液態(tài)熔渣S。
[0157]因此，在鑄造的過程中，必須饋送約145噸鈦磁鐵礦，且因此加工時間等于約120分鐘。
[0158]考慮到液態(tài)熔渣的密度約為2.2ton/m3,在一次鑄造中產(chǎn)生的熔渣的體積等于 13.6m3〇
[0159]液體池的直徑被限定，S卩，熔煉室14的部分能夠包含液態(tài)鑄鐵G和液態(tài)熔渣S，其由殼體12的內(nèi)徑、保護覆蓋件15的壁和粘附至保護覆蓋件15的固態(tài)熔渣層的凈厚度來確定。 [〇16〇]后一個層存在于以下假設(shè)中:采用導(dǎo)熱的耐火覆蓋件15a，且其中殼體12借助于管束15b進行外部冷卻。
[0161]如果我們假設(shè)保護覆蓋件15的厚度等于約0.55m，且固態(tài)熔渣的厚度等于約 0.33m，與等于7m的殼體12的直徑相比較，液體池的直徑為約5.3m，且液體池22的表面為2m。
[0162]在加工時間期間產(chǎn)生的液態(tài)熔渣S的壓頭可定量在約620_。
[0163]因此，如果熔煉過程中產(chǎn)生的所有液態(tài)熔渣S仍然包含在熔煉爐中，且考慮到在鑄造開始時，熔渣的厚度必須至少為200mm以將電弧盡可能地浸沒在其中，那么熔渣的最終厚度為約820_。該厚度會使得還原過程極為困難，尤其是在過程的高級階段期間。為此原因， 鑒于饋送的材料的化學(xué)性質(zhì)以及熔煉爐11的尺寸，可取的是，選擇在熔煉時間段結(jié)束時包括液態(tài)熔渣S的中間排出的過程。
[0164]通過增加熔煉爐11的直徑以限制液態(tài)熔渣S的壓頭，不存在部分排出的單階段過程是有可能的;但是這一情況以及裝置成本的增加意味著過程中更多的熱量消散且因此造成過程的能量效率降低。
[0165]因此，已經(jīng)決定了進行具有液態(tài)熔渣S的中間排出的過程，其確定在所述熔煉時間段期間，在已經(jīng)饋送了總材料的一半之后，進行排出。因此，在部分排出開始時，預(yù)期的液態(tài)熔渣S的厚度等于約510_。
[0166]參考圖5,示例性過程包括以下步驟:
[0167]0-7分鐘:制備熔煉爐11的初始步驟(控制裝置以及熔煉爐11的部件的功能)；
[0168]7-15分鐘:初始過渡步驟，同時具有降低的輸送速率(50_70t/h)的材料供給和降低的電功率(35-55MW)的供應(yīng)，以便使液池達到所需的加工溫度(> 1，450 °C )。同時，可與礦物一起或通過另一入口饋送還原劑和成渣材料。
[0169]例如，參考以上指定的礦物并還假定如下，其特征在于，氧化鈦和總氧化物(氧化鐵除外)之間的重量比等于0.53,為獲得具有高氧化鈦含量(>40%)的熔渣和釩的所需要的還原程度，所需要的比消耗量(一次澆鑄期間材料饋送千克和一次澆鑄期間礦物饋送千克之間的比率)在以下范圍內(nèi):焦炭20-34kg/kg，成渣材料小于35kg/kg。
[0170]15-54分鐘:熔煉步驟，口癖最大的電功率供應(yīng)(65-75MW)和最大的礦物輸送速率 (85-105t/h)〇
[0171]例如，參考預(yù)還原礦物，其特征在于，金屬化93%，碳2%，總氧化物(氧化鐵除外) 28%，室溫(5-40°C )，在熔煉步驟期間，饋送到熔爐的礦物的具體的輸送速率Msp介于20-25kg/(min*MW)范圍內(nèi)。在熔煉步驟中，這個范圍決定了所要供應(yīng)的最大穩(wěn)定狀態(tài)的電功率。穩(wěn)定狀態(tài)功率被定義Pmax，其值從以下公式Pmax = k*Qmax/Msp中獲得。例如，在如上描述的Qmax和Msp的值下，Pmax約等于70MW。
[0172]在礦物具有不同于所考慮的化學(xué)成分和/或溫度的情況下，在保持步驟期間，電功率和礦物輸送速率之間的比率不斷變化。對于所述特征的不同值，如上標識的礦物具體的輸送速率Msp的值可通過將它乘以一個系數(shù)k、礦物金屬化函數(shù)、碳的含量百分比、氧化物 (氧化鐵除外)的含量百分比、以及礦物的饋送溫度來校正。
[0173]在熔煉期間，還原劑和成渣材料可與礦物同時饋送或通過另一入口饋送。停止饋送礦物之前的幾分鐘，可進行熔渣和液態(tài)鑄鐵的化學(xué)分析。
[0174]54-57分鐘:保持步驟，通過電能供應(yīng)而無需饋送礦物(但盡可能額外添加還原劑和/或成渣材料)盡可能地保持溫度或增加溫度，以便在液態(tài)熔渣S排出之前完成(基于前兩個步驟的化學(xué)分析)釩的還原反應(yīng)。
[0175]57-61分鐘:通過傾斜熔煉爐11的殼體12，液態(tài)熔渣S部分排出?？赏ㄟ^目測殼體12 內(nèi)部液態(tài)熔渣S的壓頭，或通過測量在合適容器內(nèi)液態(tài)熔渣S的量，或通過稱重熔煉爐11的系統(tǒng)來控制所排出的液態(tài)熔渣S的量。最后是使殼體12內(nèi)的液態(tài)熔渣S的壓頭達到介于 150mm和250mm之間的數(shù)值。
[0176]61-66 分鐘:如 7-15 分鐘。
[0177]66-107 分鐘:如 15-54 分鐘。
[0178]107-113 分鐘:如 54-57 分鐘。
[0179]113-120分鐘:通過傾斜熔煉爐的最后除渣以及通過相反方向的傾斜的隨后液態(tài)鑄鐵的出渣。
[0180]很明顯，在不脫離本發(fā)明的領(lǐng)域和范圍的情況下，可對如前文所述的裝置10和用于熔煉含鐵，鈦和釩的礦物的方法的部分進行修改和/或添加。[〇181]同樣明顯的是，盡管已參考一些特定實例對本發(fā)明進行了描述，但熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將肯定能實現(xiàn)許多其它等效形式的裝置和方法，其具有在權(quán)利要求中所述的特征且因此這些全都落在由權(quán)利要求所限定的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于熔煉含鐵，鈦，和釩的礦物的方法，所述內(nèi)容物每種具有已知的初始量，在 電熔煉爐(11)中設(shè)置有一容納主體(12)，其圍繞中心軸線(X)延伸、并可在包含所述中心軸 線(X)的傾斜面上借助于旋轉(zhuǎn)而傾斜，其特征在于，其包括:-將所述礦物以及包括還原劑和/或除渣劑的輔助材料以增加的輸送速率饋送到所述 容納主體(12)中，并以遞增方式將電能供應(yīng)到所述電熔煉爐(11)，直到達到穩(wěn)定狀態(tài)功率 (Pmax)和至少1450 °C的穩(wěn)定狀態(tài)溫度，其中所述穩(wěn)定狀態(tài)功率(Pmax)與饋送所述礦物的穩(wěn) 定狀態(tài)輸送速率(Qmax)成正比，并且與饋送到所述容納主體(12)中的所述礦物的具體的輸 送速率(Msp)成反比，所述具體的輸送速率(Msp)取決于所述礦物的金屬化程度，取決于碳 含量的重量百分比，取決于所述礦物的饋送溫度以及取決于氧化物含量的總重量百分比， 氧化鐵除外；-保持所述穩(wěn)定狀態(tài)溫度，所需的使其在所需的熔煉時間段內(nèi)足以獲得所述礦物的完 全熔煉，并且作為所述熔煉的產(chǎn)物，液態(tài)鑄鐵(G)含釩，且液態(tài)熔渣(S)含氧化鈦，所述熔煉 時間段延長，直到獲得最大量的液態(tài)熔渣(S)，其可在由所述容納主體(12)的幾何形狀所允 許的最大體積值和與所述礦物中所含的所述釩的還原不相容的有限厚度的液態(tài)熔渣(S)之 間進行選擇；-當所述所需的熔煉時間段過后，中斷將所述礦物饋送到所述容納主體(12)中；_在所述的熔煉時間段過后和/或在所述熔煉時間段期間，還可通過取樣來檢測和驗證 所述液態(tài)鑄鐵(G)和所述液態(tài)熔渣(S)的化學(xué)成分，以便控制所述液態(tài)鑄鐵(G)是否含所述 已知初始量的釩的至少75%，以及所述液態(tài)熔渣(S)是否含所述已知初始量的氧化鈦的至 少90 %，其中在所述液態(tài)熔渣(S)中含至少40重量％的所述氧化鈦；-使用所述容納主體(12)在第一方向上的第一傾斜來單獨地且在驗證所述化學(xué)成分后 排出所述液態(tài)熔渣(S)，并且使用所述容納主體(12)在第二方向上的第二傾斜來排出所述 液態(tài)鑄鐵(G)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述熔煉時間段后并且在分別地排出所 述液態(tài)熔渣(S)和所述液態(tài)鑄鐵(G)之前，根據(jù)所述液態(tài)熔渣(S)和所述液態(tài)鑄鐵(G)的所述 化學(xué)成分的所述檢測和驗證的結(jié)果，以使得中斷含鐵、鈦和釩的所述礦物的所述饋送，盡可 能地繼續(xù)所述輔助材料的所述饋送，并且供應(yīng)小于或等于所述穩(wěn)定狀態(tài)功率(Pmax)的電保 持功率，以便保持所述穩(wěn)定狀態(tài)溫度在一個保持時間段內(nèi)足以使得在所述液態(tài)鑄鐵(G)中 的隹凡達到所述已知初始量的銀的至少75%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述熔煉時間段過后，借助于通過所 述容納主體(12)在第一方向上的傾斜來部分排出所述液態(tài)熔渣(S )，使得液態(tài)熔渣(S)的含 量水平在每個時刻都保持在所需的數(shù)值內(nèi)，以便使得所需量的液態(tài)熔渣(S)從穿透所述容 納主體(12)的除渣孔(17)排出。4.根據(jù)權(quán)利要求所述3的方法，其特征在于，在所述部分排出期間，所述容納主體(12) 在所述第一方向上傾斜達小于或等于15°的除渣角(a)。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，在所述部分排出期間，存在于所述容納 主體(12)中的一部分液態(tài)熔渣(S)被排出，以便使所述液態(tài)熔渣(S)的含量水平保持在小于 650mm，優(yōu)選在100mm和300mm之間，更加優(yōu)選在150mm和250mm之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項所述的方法，其特征在于，所述容納主體(12)通過在所述第二方向上的傾斜來排出所述液態(tài)鑄鐵(G)的角度小于或等于40°的出渣角⑴)。7.根據(jù)權(quán)利要求3到6中任一項所述的方法，其特征在于，在所述部分排出之后，并且在 通過在所述第一和第二方向上傾斜所述容納主體(12)而分別地排出所述液態(tài)鑄鐵(G)和所 述液態(tài)熔渣(S)之前，所述方法執(zhí)行至少一次以下操作順序，包括:在增加的輸送速率下將 礦物和輔助材料饋送到所述容納主體(12)中，以及同時增加電能供應(yīng)直到達到所述穩(wěn)定狀 態(tài)功率(Pmax)和達到超過1450°C的所述穩(wěn)定狀態(tài)溫度，在所述穩(wěn)定狀態(tài)溫度下熔煉所述礦 物達所需的第二熔煉時間段，直到達到最大量的液態(tài)熔渣(S)，驗證所述液態(tài)熔渣(S)和所 述液態(tài)鑄鐵(G)的所述化學(xué)成分，并且進行液態(tài)熔渣(S)的進一步可能的部分排出。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在達到所述最大量的液態(tài)熔渣(S)之前，所 述方法使得中斷將所述礦物饋送到所述容納主體(12)中，并供應(yīng)等于或小于所述穩(wěn)定狀態(tài) 功率(Pmax)的電保持功率，用于在一段保持時間段內(nèi)使得足以在所述液態(tài)鑄鐵中至少獲得 的釩含量大于所述礦物中最初含的釩的75%。
【文檔編號】F27B3/28GK106062217SQ201480072844
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年11月11日
【發(fā)明人】阿爾貝托·佩薩莫斯卡, 慕里吉歐·法布羅, 阿蕾桑德拉·普里馬韋拉
【申請人】達涅利機械設(shè)備股份公司