一种多电极高炉渣碳化熔炼电炉制造技术

本发明专利技术属于电炉领域，涉及一种多电极高炉渣碳化熔炼电炉，包括炉壳、盖合在所述炉壳上的水冷炉盖以及设置在所述水冷炉盖上的若干电极；每个电极经由设置在炉盖表面的电极孔探入炉壳内部，均通过电极密封装置封闭电极与炉盖表面电极孔之间的间隙，每个电极均连接在电极横臂前端，电极横臂通过抱紧装置固定于电极升降机构，所述电极横臂通过电流传输线路连接至变压器；所述炉盖上连接有烟气收集管道。该炉用于大规模熔炼富含二氧化钛的高温液态高炉渣，通过高温下进行的碳还原反应，高炉渣中富含的二氧化钛被还原为碳化钛，将普通含钛高炉渣变为氯化法制取钛白粉的原料。炉渣变为氯化法制取钛白粉的原料。炉渣变为氯化法制取钛白粉的原料。

【技术实现步骤摘要】
一种多电极高炉渣碳化熔炼电炉


[0001]本专利技术属于电炉领域，涉及一种多电极高炉渣碳化熔炼电炉。

技术介绍

[0002]在现有技术中，针对富含二氧化钛的高炉渣，为回收其中的二氧化钛，利用冶炼电炉将液态高炉渣由1200℃～1300℃加热升温到1550℃到2200℃之间，加入碳质还原剂，将其中的二氧化钛在高温下还原为碳化钛，将含钛高炉渣转变为碳化渣，成为氯化法制取钛白粉的原料。
[0003]现有高炉渣高温碳化熔炼电炉，已知有几种中小型熔炼电炉，单台熔炼电炉最大年处理高炉渣10万t，电炉变压器容量不到27000kVA。现有高炉渣高温碳化熔炼电炉，采用的是3台单相变压器和3根石墨电极组成电炉供电主回路。电极两两之间的电流是三相供电回路的线电流。
[0004]现有高炉渣高温碳化熔炼电炉3根石墨电极在圆形炉膛内呈正三角形分布，电流在3根石墨电极的两两之间以熔池熔体为载体传输，电极下端部与熔融物产生电弧，或者电流在位于3根电极之间的熔融物内产生电阻热，用来熔化或加热熔池内高炉渣。电流大小与变压器容量、变压器二次电压是函数关系。要实现单台电炉年处理高炉渣20万t～40万t，电炉变压器总容量将超过50000kVA，最大可以达到120000kVA。
[0005]若仍采用三电极结构电炉结构，一台年处理20万吨高炉渣高温碳化熔炼电炉，变压器容量将达到54000kVA，三电极之间产生的线电流将超过9万安培，需要使用直径Φ700mm以上超高功率石墨电极。若想实现单台碳化电炉年处理含钛高炉渣30万吨以上，则三电极结构碳化电炉所需变压器容量将增加到 75000kVA以上，三电极之间产生的线电流将可能超过11万安培，现有石墨电极产品将无法满足使用要求，需要特殊定制。
[0006]在电炉冶炼生产中，石墨电极是电炉生产过程中的消耗品，占据生产成本的很大一部分。现有石墨电极生产工艺决定了超过Φ700直径的超高功率石墨电极，其制造成本比常规石墨电极增加3～4倍。另一方面，国内具备生产直径超过Φ700mm合格超高功率石墨电极的厂家非常少。如果选择进口，采购成本将更高。
[0007]在另一方面，在现有技术已知的碳化电炉中，熔池的水平截面是圆形，呈正三角形分布的3个电极形成3个加热点，将熔池划分成3个高温热区和3个相对低温区，熔池内热场分布不均匀现象对于中小型碳化炉电炉可以接受，当碳化电炉处理能力增加后，熔池直径相应增加，熔池内热场分布不均匀现象将严重影响熔炼效果，为弥补温度不均匀现象，需要消耗更多的电能。
[0008]在另一方面，在现有技术已知的碳化电炉中，在炉墙耐火衬和钢壳之间无水冷块或只有少量水冷块。高炉渣高温碳化熔炼最高温度接近2200℃，且高温碳化过程具有特殊的熔池动力条件，炉内熔炼反应剧烈，这种炉衬结构在应对高炉渣高温碳化熔炼需要的超高温度表现不好，在高温和熔渣侵蚀下，小型碳化熔炼电炉一次砌筑的耐火衬使用寿命不到200炉次就必须停炉更换。严重制约电炉产能，且频繁更换耐火衬大大增加产品处理直接
成本，不适用大规模或超大规模生产。

技术实现思路

[0009]鉴于现有中小型含钛高炉渣高温碳化熔炼电炉技术已经无法满足大规模或超大规模处理含钛高炉渣，本专利技术的目的在于提供一种多电极高炉渣碳化熔炼电炉，具体为一种特大型六电极含钛高炉渣高温碳化熔炼电炉，用于解决大规模或超大规模处理含钛高炉渣所需的大型或特大型熔炼电炉的问题。
[0010]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0011]一种多电极高炉渣碳化熔炼电炉，包括炉壳、盖合在所述炉壳上的水冷炉盖以及设置在所述水冷炉盖上的若干电极；每个电极经由设置在炉盖表面的电极孔探入炉壳内部，均通过电极密封装置封闭电极与炉盖表面电极孔之间的间隙，每个电极均连接在电极横臂前端，电极横臂通过抱紧装置固定于电极升降机构，所述电极横臂通过电流传输线路连接至变压器；所述炉盖上连接有烟气收集管道。
[0012]可选的，所述传输线路沿由变压器至电极的方向依次设有低压侧出线端子、软补偿器、导电铜管、水冷电缆、电极横臂；所述导电铜管和水冷电缆每相设有若干根，每相通过电极横臂分别独立与电极相连。
[0013]可选的，所述电极升降机构包括升降液压缸、与所述升降液压缸相连且用于引导所述升降液压缸运动方向的升降立柱和导向轮组，所述升降立柱连接至导向横臂，所述电极布置在所述导向横臂上。
[0014]可选的，所述水冷炉盖上设有用于与炉壳相连的法兰、吊挂组件、加料管密封座、观察门、高炉渣兑渣口、防爆阀。
[0015]可选的，所述炉壳包括底板以及设置在所述底板上的侧筒，所述侧筒内部设有水冷块、所述底板下部设有水冷通道。
[0016]可选的，所述炉壳内部设有耐火炉衬，所述耐火炉衬包括炉墙耐火衬、炉底耐火衬以及设置在所述炉墙耐火衬侧边的放渣通道和放渣溜槽。
[0017]可选的，所述烟气收集管道包括若干烟气传输管及初级重力除尘器，烟气传输管最终与除尘器相连。
[0018]可选的，所述烟气传输管包括上升段、过渡段、下降段及初级重力除尘器。
[0019]可选的，所述烟气传输管上设有泄爆阀及气体分析仪。
[0020]可选的，所述电极设有6根，呈六边形或五边形布置。
[0021]本专利技术的有益效果在于：
[0022]本专利技术为大规模处理热态含钛高炉渣提供了一种解决方案，单台碳化电炉每年可以处理20万吨～40万吨含钛高炉渣。
[0023]本专利技术利用单相变压器相电流只有线电流0.57倍的优势大大减小了碳化电炉工作电流，有效地解决了碳化电炉大型化或超大型化无石墨电极可用的问题。
[0024]本专利技术利用炉壳内壁镶嵌的水冷块对耐火衬的强制冷却，有效减缓了耐火衬被熔渣侵蚀消耗的速度，可提高耐火衬使用寿命达到数千炉次。
[0025]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可
以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0027]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0028]图2为图1的A-A剖视图；
[0029]图3为六电极接线示意图，其中，(a)为六电极六边形布置结构的接线示意图，(b)为六电极五边形布置结构的接线示意图；
[0030]图4为输电线路示意图；
[0031]图5为电极升降机构示意图；
[0032]图6为水冷炉盖的主视图；
[0033]图7为水冷炉盖的俯视图；
[0034]图8为炉壳示意图；
[0035]图9为耐火炉衬示意图；
[0036]图10为烟气收集管道的主视图；
[0037]图11为烟气收集管道的俯视图。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多电极高炉渣碳化熔炼电炉，其特征在于，包括炉壳、盖合在所述炉壳上的水冷炉盖以及设置在所述水冷炉盖上的若干电极；每个电极经由设置在炉盖表面的电极孔探入炉壳内部，均通过电极密封装置封闭电极与炉盖表面电极孔之间的间隙，每个电极均连接在电极横臂前端，电极横臂通过抱紧装置固定于电极升降机构，所述电极横臂通过电流传输线路连接至变压器；所述炉盖上连接有烟气收集管道。2.如权利要求1中所述的多电极高炉渣碳化熔炼电炉，其特征在于，所述传输线路沿由变压器至电极的方向依次设有低压侧出线端子、软补偿器、导电铜管、水冷电缆、电极横臂；所述导电铜管和水冷电缆每相设有若干根，每相通过电极横臂分别独立与电极相连。3.如权利要求1中所述的多电极高炉渣碳化熔炼电炉，其特征在于，所述电极升降机构包括升降液压缸、与所述升降液压缸相连且用于引导所述升降液压缸运动方向的升降立柱和导向轮组，所述升降立柱连接至导向横臂，所述电极布置在所述导向横臂上。4.如权利要求1中所述的多电极高炉渣碳化熔炼电炉，其特征在于，所述水冷炉盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东利，田杭亮，韩星，高翮，石秋强，
申请(专利权)人：中冶赛迪工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：