专利名称：一种低频冶炼高钛渣电炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冶炼高钛渣电炉，具体地，涉及一种低频冶炼高钛渣电炉。
背景技术：
钛渣是以钛精矿为原料通过电炉冶炼的一种含TW2较高的富钛料。钛渣与人造金红石、天然金红石都是生产钛白粉、海绵钛和电焊条的主要原料，在世界富钛料生产中占主导地位。钛渣按其用途可分为酸溶性钛渣(TW275 85% )和高钛渣(TiA彡90% )两种，酸溶性钛渣适合硫酸法生产钛白，高钛渣适合氯化法生产钛白和海绵钛。目前，代表着当今全球钛渣最先进生产技术的，大致可以分为四种类型一是加拿大魁北克钛铁公司(QIT)和南非里兹查湾矿业公司(RBM)的交流矩形薄料层连续加料熔炼工艺；二是挪威廷斯弗钛铁公司(TTI)的交流圆形密闭电炉预还原球团的两段法熔炼工艺；三是乌克兰扎波热罗钛镁联合企业和俄罗斯、哈萨克斯坦等企业的交流圆形半密闭电炉粉料或球团料的间断法熔炼工艺；四是南非纳马克瓦砂矿公司(NSL)的密闭直流-空心电极电炉电极中空连续加料的熔炼工艺。然而以QIT、RBM为代表的交流矩形密闭电炉、以 TTI为代表的交流圆形密闭电炉、以及以NSL为代表的直流密闭电炉生产钛渣工艺，仅能冶炼生产TW2品位彡85%的酸溶性钛渣，无法生产TW2彡90%的高钛渣，以乌克兰为代表的交流半密闭电炉生产工艺虽然可以冶炼生产TiO2 >90%的高钛渣，但随着电炉容量的增大 (大于9000KVA)，冶炼高钛渣其生产工艺指标则大幅度变差，也仅适宜于用来冶炼< 85% 的酸溶性钛渣。目前主要以工频(50HZ)交流敞口或半密闭式电炉工艺生产高钛渣，冶炼过程中， 由于炉料的导电率变化大、活性高、熔渣熔点高、粘度高且具有短渣特性，存在炉况极不稳定、电流波动大、翻渣频繁等不利因素，生产技术水平落后，其电耗高、产量低、噪音大、现场环境差。
实用新型内容本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种低频冶炼高钛渣电炉，兼具有工频电源和直流电源冶炼的优点，同时又避开它们相应的缺点，实现了炉况稳定、噪音低、现场环境好、电耗低、效率高、产量高的优点。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是—种低频冶炼高钛渣电炉，包括炉壳、设置在炉壳上方的矮烟罩、设置在炉壳内部的内衬、设置在炉壳上的出渣口、自焙电极、短网、变频电源柜、联接母线、电炉变压器；所述自焙电极穿过矮烟罩设置在炉壳内；所述电炉变压器的低压二次输出端经联接母线与变频电源柜连接，所述变频电源柜的输出端通过短网与自焙电极相连接；所述炉壳和其上方的矮烟罩形成三相半密闭式圆形电炉。三相敞口钛渣炉这样的变换均落在本实用新型的保护范围内。进一步地，所述低频冶炼高钛渣电炉容量为3200KVA 30000KVA，供电频率0. 01 ;3HZ。进一步地，所述变频电源柜包括变频主电路、变频控制器、电流控制器、电流检测显示系统、电极升降控制系统、触发器及保护报警。其中变频控制器与变频主电路相连接实现对供电频率的控制，电流检测显示系统、触发器分别与变频主电路相连接，电流控制器分别与电流检测显示系统、电极升降控制系统、触发器及保护报警相连接，从而实现对装置电流的控制及系统保护。所述变频主电路实现对钛渣电炉低频供电，将三相50HZ的交流电转变成0. 01 3HZ三相交流电。进一步地，所述出渣口设置在炉壳的侧壁上。本实用新型各项电炉技术参数与低频供电特征相匹配，电炉炉膛内衬根据冶炼特征采用相应的耐火材料及厚度。本实用新型提供的低频冶炼高钛渣工艺，步骤如下(1)、主要原料化学成份要求钛精矿11 彡 46%，且 Ti&+Fe0+Fi5203 ^ 92%还原剂C彡85%, V彡10%，可采用石油焦、冶金焦、无烟煤、兰碳中的一种或多种。O)、原料入炉形式当钛精矿粒度+120 ^ 70%，采用散料方式入炉；当钛精矿粒度+120 ^ 70%，采用球团料方式入炉。(3)、原料制球团将钛精矿、还原剂、有机粘结剂按一定的重量比混合均勻，压制成球团，其特征为球团大小为30 60mm，球团含水量为2 8%。0)、冶炼过程将配制好的炉料一次性加入电炉进行冶炼，在炉内三相坩埚相互熔通形成大熔池之后，对钛渣进行取样分析判断，根据分析判断结果与预定含量相比较，分别加入钛精矿或还原剂进行调整钛渣成份。冶炼过程特征为保持熔渣温度为1680 2200°C，每炉冶炼时间为3 6小时，所述钛渣预定(TiO2)含量在92 96%范围内。在钛渣达到预定含量，且处于过热状态即熔渣温度彡1800°C的情况下，即可出渣、出铁。新筑电炉在使用前应执行以下工艺进行炉壁挂渣操作烘炉结束后，分批次往炉内加入配制好的炉料，其中还原剂的配入量为理论计算量的160 200%，第一次加入的炉料量约为总料量的1/5，待炉内炉料熔化形成大熔池后，分批次向炉内加入还原剂或钛精矿或配制好的混合料，使炉内熔渣形成大沸腾，使得炉壁上挂上一层100 200mm的高熔点渣，逐渐将料面提高到正常生产料面高度要求即可按正常生产进行操作，本过程根据电炉容量的大小持续时间约2 6天。有益效果本实用新型结构简单、合理、紧凑，它兼具有工频电源和直流电源冶炼的优点，同时又避开它们相应的缺点，与现有技术(50HZ交流敞口炉及半密闭炉冶炼生产高钛渣)相比较主要具有以下几方面优点1)大大降低了短网的电抗，短网电压损失减少，提高了入炉功率，电网功率因数达到0. 9以上；2)三相供电平衡，电弧稳定，热效率高，从而炉况稳定、电流波动小，钛渣产能提高30%以上，电耗降低10%以上；3)电极电流的趋肤效应小，电极中的电流密度分布均勻，电极焙烧质量好，电极消耗低，基本上不存在自焙电极的软断事故；4)现场环境好、噪音低，工人操作劳动强度低；5)当炉内短路时，低频电源系统立即封锁，停止对电极供电，有效的避免了高压开关的频繁跳闸及对电网的冲击。
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中图1为本实用新型低频冶炼高钛渣电炉的结构示意图。结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下1-内衬；2-炉壳；3-矮烟罩；4-自焙电极；5-短网；6_变频电源柜；7_联接母线； 8-电炉变压器；9-高压开关；10-高压及动力控制柜；11-变频控制柜；12-电极升降控制柜；13-电炉主控系统。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1所示，本实用新型提供的低频冶炼钛渣装置由矮烟罩3、炉壳2、内衬1、出渣口 14、自焙电极4、短网5、变频电源柜6、电炉变压器8等组成。电炉变压器8的低压二次输出端经联接母线7与变频电源柜6接，变频电源柜6输出端通过短网5与自焙电极4相连接。其中变频电源柜6由变频控制柜11实行触发控制，使变频电源柜6输出的低频三相交流电其特征频率控制在0. 01 3HZ范围内，并可按需要进行调节；电极升降控制柜12直接控制自焙电极4的自动升降；变频控制柜11、电极升降控制柜12、以及高压及动力控制柜 10的相应信号均接入电炉主控系统13，由电炉主控系统13对生产过程实施自动控制。高压开关9用于进线电源与电炉变压器8的连接及断开。表1为实施本实用新型与传统工频(50HZ)供电的钛渣炉生产技术指标对照表，直观的反映了本实用新型的优势。表 权利要求1.一种低频冶炼高钛渣电炉，其特征在于，包括炉壳O)、设置在炉壳(2)上方的矮烟罩(3)、设置在炉壳O)内部的内衬(1)、设置在炉壳(2)上的出渣口(14)、自焙电极0)、 短网(5)、变频电源柜(6)、联接母线(7)、电炉变压器(8)，所述自焙电极⑷穿过矮烟罩⑶设置在炉壳⑵内；所述电炉变压器⑶的低压二次输出端经联接母线(7)与变频电源柜(6)连接，变频电源柜(6)的输出端通过短网(5) 与自焙电极相连接；所述炉壳(2)和其上方的矮烟罩(3)形成三相半密闭式圆形电炉。
2.根据权利要求1所述的低频冶炼高钛渣电炉，其特征在于，电炉容量为3200KVA 30000KVA，供电频率为0. 01 3HZ。
3.根据权利要求1所述的低频冶炼高钛渣电炉，其特征在于，所述变频电源柜(6)包括变频主电路、变频控制器、电流控制器、电流检测显示系统、电极升降控制系统、触发器及保护报警。
4.根据权利要求1所述的低频冶炼高钛渣电炉，其特征在于，所述出渣口(14)设置在炉壳O)的侧壁上。
专利摘要本实用新型公开了一种低频冶炼高钛渣电炉，包括炉壳(2)、设置在炉壳(2)上方的矮烟罩(3)、设置在炉壳(2)内部的内衬(1)、设置在炉壳(2)上的出渣口(14)、自焙电极(4)、短网(5)、变频电源柜(6)、联接母线(7)、电炉变压器(8)，自焙电极(4)穿过矮烟罩(3)设置在炉壳(2)内；电炉变压器(8)的低压二次输出端经联接母线(7)与变频电源柜(6)连接，变频电源柜(6)的输出端通过短网(5)与自焙电极相连接；炉壳(2)和其上方的矮烟罩(3)形成三相半密闭式圆形电炉。本实用新型结构简单、合理、紧凑，克服了现有技术的诸多缺点，实现了炉况稳定、噪音低、现场环境好、电耗低、效率高、产量高的优点。
文档编号F27B3/10GK201935551SQ201020578978
公开日2011年8月17日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者余代权 申请人:上海虹禧机械设备有限公司