[實用新型]一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置

有效

• 申請號: 201320602322.4
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN203451593U
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 楊莉;劉華;王堯
• 申請（專利權）人: 重慶鋼鐵（集團）有限責任公司
• 主分類號: C22B34/12
• 分類號: C22B34/12;C22B7/04;C22B4/08;C22B5/12;C21B13/12
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本實用新型屬于冶金化工領域，具體是涉及一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置。

背景技術

鈦在金屬發展史上，除了鋼和鋁，鈦是新崛起的第三金屬，二十一世紀將是鈦的世紀。這是因為鈦具有比重小、強度高、抗腐蝕等優良性能，鈦合金能經受500℃以上的高溫和深冷、低溫的考驗，是制造航空、火箭、導彈、坦克、潛艇和航空母艦等現代化武器不可缺少的絕佳金屬材料；另外鈦家屬有記憶功能和貯氫功能。

目前釩鈦精礦在高爐冶煉中，由于高爐冶煉溫度不夠高和還原劑焦炭的性能不佳，鈦金屬不能被還原于鐵中而成為高爐渣，該爐渣在高爐中被富集是冶煉鈦金屬的絕佳材料，例如攀鋼目前主要是采用高爐流程冶煉釩鈦磁鐵礦，回收了鐵和釩，而鈦以TiO2形式進入高爐渣(質量分數25%左右)，由于礦相結構復雜，難以回收利用。目前已累積含鈦高爐渣超過7000萬噸，且仍以每年300萬噸的速度增加。大量堆積的含鈦高爐渣不僅占用寶貴的土地資源，更是鈦資源的嚴重浪費。

前處理含鈦高爐渣的主要有以下幾種方法。(1)制備水泥和混凝土等建筑材料：但是含TiO₂高爐渣的強的結晶能力，使得生產的水泥活性較差；(2)酸法處理：使用硫酸或鹽酸浸出含鈦高爐渣分離提取TiO₂，但是渣中較高的雜質含量，使得該工藝酸耗量大，成本高，產生的廢酸和尾渣多，對環境污染嚴重；(3)堿法處理：使用NaOH或Na₂CO₃分離提取TiO₂。但是堿法處理工藝復雜，鈉鹽的回收成本高，高溫下鈉鹽的揮發嚴重腐蝕實驗設備；(4)高溫碳化低溫氯化法：通過碳化反應使高爐渣中的TiO₂轉化為TiC，然后通過氯化反應使之氯化成TiCl₄，作為制備海綿鈦或鈦白的原料，過程中大量生成的CaCl₂和MgCl₂具有沸點高、粘性強、以液相存在的特點，使得氯化設備難以長期正常運轉；(5)高溫選擇性結晶法：將含鈦高爐渣中分散的鈦富集于某一種含鈦物相中(鈣鈦礦或黑鈦石)，然后通過選礦方法實現含鈦相與雜質相的分離，但是目前仍無法成功做到這一點；(6)制備鐵合金：采用硅鐵、道采用硅鋁鐵作為還原劑在熔融狀態下還原含鈦高爐渣，制備硅鈦、硅鋁鈦鐵合金，同時需要鈦、硅和鋁作為合金化劑的鋼種很少，限制了該法的大規模使用。

發明內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，該裝置通過利用電極電弧作為熱源，達到10000℃左右的溫度和使用H₂+CO混合氣體作為還原劑，在電弧爐中強制還原高爐渣中或釩鈦鐵礦石中的鈦成為金屬鈦、鈦鐵合金或釩鈦合金鋼。

為了達到上述目的，本實用新型一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，包括電弧爐，用于給電弧爐供料的給料裝置、用于給電弧爐供還原氣體的還原氣體輸送裝置和延伸至電弧爐底部的電極、所述電弧爐上設置有觀察窗、用于收集煙霧的煙道和出鈦口，電弧爐底部設置有與電極相對設置的還原氣體入口。

進一步，還包括傾動機構，所述傾動機構包括支承在電弧爐底部的弧形輥道和連接在電弧爐外壁上用于驅動電弧爐在弧形輥道上滑動的驅動軸。

進一步，所述給料裝置包括貯料倉和振動給料器，所述電弧爐頂部與振動給料器相對設置有受料斗。

進一步，所述還原氣體輸送裝置包括還原氣體輸送管、與還原氣體輸送管連接的集氣箱和與集氣箱連通的噴槍，所述噴槍出口與還原氣體入口連接。

進一步，所述噴槍內壁上設置有不少于1條螺旋溝槽或者來復線溝槽。

進一步，所述集氣箱內的氣壓設置為0.8-1MPa。

進一步，所述還原氣體設置為H₂+CO混合氣體

進一步，所述出鈦口設置在電弧爐側壁底部，所述出鈦口處對應設置有出鈦槽。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型一種利用高爐鈦渣煉鈦的冶煉裝置，該裝置通過利用電極電弧作為熱源，達到10000℃左右的溫度和使用H₂+CO混合氣體作為還原劑，在電弧爐中強制還原高爐渣中或釩鈦鐵礦石中的鈦成為金屬鈦、鈦鐵合金或釩鈦合金鋼，本發明創造可以從10萬噸含TiO₂、Ti₂O₃等為16%～25%的高爐鈦渣中還原8000噸～1.25萬噸金屬鈦，以現有的金屬鈦每噸10萬元，本實用新型將具有顯著的經濟效益。

附圖說明

圖1為本實用新型冶煉裝置的結構示意圖。