[發明專利]一種密閉式還原爐及其在高鈦渣生產中的應用

無效

• 申請號: 201210128055.1
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN103374663A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 四川綠冶科技有限責任公司
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B5/12;F27B5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種密閉式還原爐及其在高鈦渣生產中的應用涉及一種金屬冶煉用爐子，具體地說涉及一種高鈦渣冶煉中用的固相還原爐及采用這種還原爐對鈦精礦中的其他金屬氧化物進行固相還原的方法。?

背景技術

在現有的金屬冶煉中，特別是高鈦渣冶煉中將煤粉與鈦精礦粉按比例混和造球烘干后裝入冶煉爐升溫，在高溫熔融狀態下對其中的鈣、鐵、鎂、鋅、鋁等金屬氧化物進行還原反應，目前國內大多采用電爐冶煉工藝，此工藝是通過三根石墨電極，對爐池中的鈦精礦粉進行高溫熔煉反應，石墨電解在鈦精礦中產生短路行成高溫熔煉鈦精礦，加入混合鈦精礦碳粉在高溫熔煉下產生還原反應3C+2Fe₂O₃?=?4Fe+3CO₂?,C+?MgO＝高溫?=?Mg?+?CO?,?C+CaO?=?Ca+CO；現有技術中的各種爐子在還原過程中有以下缺點：?

一、爐腔未密閉，還原后的Mg、Ca等金屬與空氣中的氧反應又生成MgO、CaO等氧化物,故此反應在不密閉環境下導致材料和能源的浪費，產品的品質也下降。

二、當鈦精礦里的Fe₂O₃、MgO、CaO等氧化物質與碳反應后生成大量的CO₂氣體從爐底往上排氣形成噴渣，爐壁掛渣，導致翻渣結殼、經常塌料，不得不搗爐，生產環境也十分惡劣。?

三、設備中感性負載較多，自然功率因數較低，電流波動大。?

四、在冶煉前要進行壓球、干燥等冶煉前的準備。?

五、石墨電解消耗為噸高鈦渣27kg左右。總之現有工藝存在著爐況不穩、翻渣結殼、經常塌料、電流波動大、勞動條件差、飛揚損失嚴重、電耗高、收率低、污染嚴重、熱輻射高、操作環境惡劣。?

發明內容

本發明為了克服現有爐子在金屬冶煉中特別是高鈦渣冶煉中所導致的上述缺點，采用密閉的爐腔中加入礦石粉末，電阻帶加熱升溫，通入還原性氣體，使固相狀態的礦石粉末中的金屬氧化物在密閉的環境下進行還原反應。?

技術方案：一種密閉式還原爐包括爐壁和爐腔，爐壁上有進料口、排氣管、出料口與爐腔聯通，進料口上有進料口閥門，排氣管上有排氣管閥門，出料口上有出料口閥門，爐腔中分布有電阻發熱帶和還原氣體輸送管，還原氣體輸送管穿過爐壁與爐壁外的還原氣體輸送管相連接，爐壁外的還原氣體輸送管上有還原氣體輸氣管閥門，電阻發熱帶穿過緊密地嵌在爐壁中的高溫陶瓷絕緣管與外接電源相連，電阻發熱帶表層有耐高溫絕緣涂層;?

位于爐腔內的還原氣體輸送管面對爐底方向的管壁上均勻分布有還原氣體通氣口;

爐壁內層采用310S不銹鋼板;

蒸汽輸送管采用310S不銹鋼管;

電阻發熱帶在爐腔中與爐底平行/或垂直均勻分布;

爐壁中間保溫隔熱層采用耐高溫陶瓷纖維板。

本發明所述還原爐可用于高鈦渣生產過程中對鈦精礦里含有的其他金屬氧化物的還原：打開進料口閥門從上端進料口將鈦精礦粉末加入爐腔中，關閉進料口閥門啟動電源，使電阻發熱帶發熱，爐腔內的溫度升至950℃以上，不超過1050℃時，打開還原氣體輸氣管閥門.輸入還原氣體H₂和/或CO，調節還原氣體輸氣管閥門和排氣管閥門使爐內壓強升至1公斤?~?2公斤/平方厘米，調節輸入電能使爐腔內的溫度維持在950℃?~?1050℃，持續38-45分鐘，待鈦精礦充分還原后打開出料口閥門從出料口經輸送管道輸入到高溫熔煉爐繼續進行冶煉。?

有益效果：用本發明所述爐子對礦石粉末中的金屬氧化物進行還原時因為在固態下還原，還原溫度低，無噴渣，也就不翻渣結殼、塌料，不需搗爐，生產環境有很大改善。?

在冶煉前不需進行壓球、干燥等冶煉前的準備，也無石墨電極損耗。?

還原過程中爐腔與空氣隔絕，還原后的Mg、Ca等金屬不再生成MgO、CaO等氧化物。?

采用電阻帶升溫，電阻發熱帶（104，204）表層有高溫絕緣涂層，電流負載不受爐腔內的礦渣及其還原情況的影響，所以電流負載穩定，電損低。?

電阻發熱帶在爐腔中與爐底平行/或垂直均勻分布，電阻發熱帶與礦粉緊密接觸加熱，升溫快，受熱均勻，爐腔內的溫度容易控制。?

附圖說明：圖1是還原爐縱截面正投影示意圖，其中101-爐壁外層,102-爐壁中間保溫隔熱層,103-爐壁內層,104-電阻發熱帶,105-高溫陶瓷絕緣管,106-還原氣體輸氣管,107-出料口,108-出料口閥門,109-排氣管,?110-排氣管閥門，111-進料口,112-進料口閥門。?