[發明專利]基于礦熱爐固態鎳鐵渣冶煉硅鋁鐵的裝置及其方法

有效

• 申請號: 202010830056.5
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN112143889B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 梁文玉;柏赟;李鳳善;黃忠源;張杰;馬煜真;陳欣舒
• 申請（專利權）人: 北京中冶設備研究設計總院有限公司
• 主分類號: C21B13/12
• 分類號: C21B13/12
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 張娓娓;袁文婷

1.一種基于礦熱爐固態鎳鐵渣冶煉硅鋁鐵的裝置，其特征在于，包括：給料系統、礦熱爐加熱還原系統、出鐵出渣系統以及余熱回收系統，其中，

所述給料系統，用于將爐料輸送至所述礦熱爐加熱還原系統；

所述礦熱爐加熱還原系統，用于對所述爐料進行加熱還原處理；

所述出鐵出渣系統，用于處理所述礦熱爐加熱還原系統處理后的硅鋁鐵以及爐渣；

所述余熱回收系統，用于回收所述礦熱爐在對所述爐料進行加熱還原處理時產生的煙氣余熱；

通過所述礦熱爐加熱還原系統將鎳鐵渣中鐵、鋁、硅還原成硅鋁鐵，由于硅、鋁、鐵的共同存在，使鋁、硅的熱力學還原溫度大大降低，控制還原溫度低于1800℃，可在還原硅、鋁的同時不還原鎂，在生產硅鋁鐵的同時生產氧化鎂；

所述礦熱爐加熱還原系統包括爐體、設置在所述爐體上部及爐內的電極、設置在所述礦熱爐爐體內壁上的噴槍，其中，

所述電極插入到所述爐體內的爐料中，在電流作用下產生的高溫所作用到的區域形成熔池及爐料熱區，并且所述熔池在所述電極的作用下熔化還原所述爐體內的爐料，形成硅鋁鐵水和爐渣；

在所述噴槍上包裹有碳化硅襯，所述噴槍將部分還原劑及部分稀渣劑噴入所述熔池中；

所述電極為自醅電極或石墨電極，其中，

所述電極通過獨立變壓器、水冷銅管、夾持器及水冷軟電纜供電。

2.如權利要求1所述的基于礦熱爐固態鎳鐵渣冶煉硅鋁鐵的裝置，其特征在于，

所述給料系統包括上料皮帶、爐頂布料器、爐頂料倉以及與所述爐頂料倉相連接的下料管，其中，

所述下料管的出料口位于所述礦熱爐上部，且插入所述礦熱爐的熔池的上部料堆上；

通過所述上料皮帶將所述爐料運輸至所述爐頂布料器，所述爐頂布料器將所述爐料旋轉加入至所述爐頂料倉中，通過所述下料管將所述爐頂料倉的所述爐料送至所述礦熱爐中；其中，

所述爐料為固態鎳鐵渣、還原劑以及稀渣劑。

3.如權利要求2所述的基于礦熱爐固態鎳鐵渣冶煉硅鋁鐵的裝置，其特征在于，

在所述爐頂料倉的內部設置有耐火保溫層，其中，

所述耐火保溫層，用于對所述爐頂料倉內的所述爐料進行保溫。

4.如權利要求1所述的基于礦熱爐固態鎳鐵渣冶煉硅鋁鐵的裝置，其特征在于，

所述出鐵出渣系統包括設置在所述爐體一側壁上的出鐵口、設置在所述爐體另一側壁上的出渣口，并且所述出渣口高于所述出鐵口；

在所述出鐵口處設置有鐵水包和用于運輸所述鐵水包的鐵水包車；

在所述出渣口處設置有保溫渣包和用于運輸所述保溫渣包的渣包車。

5.如權利要求4所述的基于礦熱爐固態鎳鐵渣冶煉硅鋁鐵的裝置，其特征在于，

在所述爐體內靠近爐墻處形成半凝態以及固態的死料層；

在所述爐體內底部設置有死鐵層，并且，所述死鐵層設置在所述鐵水出口的下方。

6.如權利要求1所述的基于礦熱爐固態鎳鐵渣冶煉硅鋁鐵的裝置，其特征在于，

所述余熱回收系統包括設置在所述爐體頂端的煙罩、設置在所述煙罩上的排煙管，其中，所述排煙管與爐料烘干機連接，

所述排煙管將所述爐體內產生的熱煙氣導入所述爐料烘干機，并烘干加熱所述礦熱爐加熱還原系統所需爐料。

7.如權利要求6所述的基于礦熱爐固態鎳鐵渣冶煉硅鋁鐵的裝置，其特征在于，

所述煙罩為密閉矮煙罩或半密閉矮煙罩；其中，

所述電極垂直設置在所述爐體上部和爐內，且所述電極的上端設置在所述煙罩外部，所述排煙管包括多個排煙管，所述多個排煙管分別設置在所述電極的外側，并且每個排煙管到所述電極的距離相等。

8.一種基于礦熱爐固態鎳鐵渣冶煉硅鋁鐵的方法，其特征在于，采用如權利要求1-7任一項所述的基于礦熱爐固態鎳鐵渣冶煉硅鋁鐵的裝置進行冶煉，具體冶煉方法包括：

通過給料系統將爐料輸送至礦熱爐加熱還原系統中，其中，在所述給料系統中設置有對所述爐料保溫的耐火保溫層；

通過所述礦熱爐加熱還原系統對所述爐料進行加熱還原處理，其中，所述礦熱爐加熱還原系統包括爐體、設置在所述爐體內的電極，所述電極插入到所述爐體內的爐料中，在電流作用下產生的高溫所作用到的區域形成熔池，并且所述熔池在所述電極的作用下熔化還原所述爐體內的爐料，形成鐵水和爐渣；

通過出鐵出渣系統對形成的鐵水和爐渣進行處理；

并通過余熱回收系統回收述礦熱爐在對所述爐料進行加熱還原處理時產生的煙氣余熱。