一种钛金矿冶炼系统及其使用方法与流程

本发明涉及钛金矿冶炼领域，具体涉及一种钛金矿冶炼系统及其使用方法。

背景技术：

目前西南地区钛渣生产工艺主要从乌克兰、南非等地引进，部分企业参照矿热炉进行设计生产，这些技术关键部位集中在上料、下料、冶炼，半成品，没有对完整的钛渣生产工艺进行研究，没有形成从原料到成品的工艺设计图，从而导致引进的技术在生产后，根据实际情况多次进行技改。现在在西南地区从事生的钛渣的企业，在工艺上存在很多问题；生产工艺布置没有综合考虑，主要从几个方面体现，原料场设计不合理，导致生产过程中的二次搬运费用高、堆放原料有限，土地成本和建设成本增加。除尘设备布置不合理，余热利用不充分，增加生产运行成本。生产车间(高低位水池、电极进出、炉体设置)理论要求与实际生产过程中的要求不一样，工艺复杂，建设成本高、收效低(成品除尘收集)，安全性低，电极二次搬运成本高、效率低、安全隐患大；冷却场地中的水蒸气和微量有腐蚀性气体排放不合理，建筑物使用寿命短，安全隐患大；破碎车间布置不合理，运行成本高，成品和半成品除尘效果不好、环境污染大，成品收益减少。

发明

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种钛金矿冶炼系统及使用方法解决了现有钛金矿冶炼系统生产成本高、效率低、浪费能源的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种钛金矿冶炼系统，其包括设置在原料场中的倒料及晒料平台和上料系统，与上料系统的出料口相连接的生产系统；连接生产系统与原料场的高温烟气余热利用系统，以及与生产系统相连接的冷却系统；

冷却系统包括高位水池和低位水池，高位水池高于生产系统并连接外部水源，低位水池低于生产系统并设置有降温设备；高位水池和低位水池之间设置有水泵；

生产系统包括设置在上料系统出料口处的钛渣炉，以及分别与钛渣炉相连接的酸渣加工装置、半钢加工装置和高渣加工装置；

半钢加工装置包括铁水输送装置和中频炉；钛渣炉和中频炉上均设置有分别与高位水池和低位水池相连接的冷却水管；高渣加工装置包括高渣冷却装置和高渣破碎装置。

本发明的有益效果是：全方位合理利用各个系统、装置之间的关系，节约制造成本，合理利用高温烟气和废弃物，高位水池可以保证在市政水网突然断水时，本系统能正常运行至停运，防止钛渣炉缺少冷却而损坏；本发明每生产一吨钛成品，可以节约用电600-800度，节约用水400公斤左右，有效降低生产成本，提高生产效率，促进废物再利用。

进一步地，上料系统包括传送机和设置在传送机上的自动控料料斗。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过自动控料料斗设定的比例自动添加钛精矿和还原剂，减少人工操作，节约人力资源成本。

进一步地，上料系统还包括设置在传送机上的原料加热装置，原料加热装置包括设置在钛渣炉入料口上方的入炉料仓，入炉料仓内设置有与高温烟气余热利用系统相连接的管道。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过原料加热装置使得高温烟气对即将送入钛渣炉的原料进行加热，将进入钛渣炉的原料温度从室温提升到100-130°，有效降低钛渣炉的电耗，提高余热能利用。

进一步地，钛渣炉包括炉体、捣渣机和电极，炉体上设置有入料口、炉窗、炉眼和炉门；炉眼高于酸渣加工装置的进料口、半钢加工装置的进料口和高渣加工装置的进料口；酸渣加工装置的出料口、半钢加工装置的出料口和高渣加工装置的出料口均高于成品存放装置的进料口；成品存放装置的出料口高于成品装车车道。

采用上述进一步方案的有益效果是：减少二次搬运和成品扬尘的损失，提高生产效率，使得生产每吨产品可以节约5-10元的成本。

进一步地，高温烟气余热利用系统包括通过烟道与钛渣炉、中频炉依次连接的旋风除尘装置、设置在原料场中的原料烘干装置和布袋除尘装置。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用高温烟气将原料加热，将水含量较高的原料进行烘干，回收烟气中携带的重金属粉尘，降低布袋除尘入口处的烟气尘温度，提高布袋使用寿命，提高废物利用并节约能源。

进一步地，原料烘干装置包括用于与原料进行热交换的烟道。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用本系统的高温烟气对含水量较高的原料进行烘干，节省原料自然晒干的时间，或者节约使用电能烘干器械带来的成本，进一步提高本系统的能量利用，降低生产成本。

进一步地，原料场、上料系统和高渣破碎装置上均设置有水雾除尘设备；原料场和成品存放装置的上方均设置有光伏板；酸渣加工装置、半钢加工装置和高渣加工装置的上方均设置有透气窗。

采用上述进一步方案的有益效果是：光伏板利用太阳能，提高新能源的利用；透气窗便于酸渣冷却、半钢冷却和高渣冷却工作过程中产生的微量腐蚀性气体排放，增加建筑物使用寿命，减少冷却场地水雾，增加该场地能见度，减少安全隐患。

提供一种钛金矿冶炼系统的使用方法，其包括以下步骤：

s1、从倒料及晒料平台向原料场堆放原料，并将堆放的原料作为新的倒料平台继续堆放原料，利用高温烟气将原料烘干；

s2、将堆放的原料通过上料系统送入钛渣炉内，同时通过航车将电极调入钛渣炉中，依次接通高位水池、钛渣炉的冷却水管和低位水池，并启动水泵；

s3、打开炉眼，将钛渣炉中冶炼出的酸渣送入酸渣加工装置；将钛渣炉中冶炼出的高渣通过高渣冷却装置冷却后送入高渣破碎装置；将钛渣炉中冶炼出的生铁水通过铁水输送装置直接送入中频炉，将中频炉的冷却水管与高位水池和低位水池接通；将钛渣炉中产生的高温烟气依次导入原料加热装置、旋风除尘装置、原料烘干装置和布袋除尘装置；

s4、将加工后的酸渣、破碎后的高渣，以及精炼后的成品铁分别送入成品存放装置；将中频炉中产生的高温烟气依次导入原料加热装置、旋风除尘装置、原料烘干装置和布袋除尘装置；

将旋风除尘装置得到的除尘灰作为原材料并通过上料系统送入钛渣炉；将布袋除尘装置得到的除尘灰作为堵塞炉眼的堵泥和混凝土制作原料；

s5、将存入成品存放装置的酸渣、高渣和/或铁通过成品装车车道进行运输。

本发明的有益效果是：全方位合理利用各个系统、装置之间的关系，节约制造成本，合理利用高温烟气和废弃物，高位水池可以保证在市政水网突然断水时，本系统能正常运行至停运，防止钛渣炉缺少冷却而损坏；本发明每生产一吨钛成品，可以节省300-500元；将铁水再利用，每吨铁水加工可以节约用电600-800度，节约用水400公斤左右，有效降低生产成本，提高生产效率，促进废物再利用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的流程图；

图3为本发明的布局图。

其中：1、原料场；2、倒料及晒料平台；3、上料系统；4、钛渣炉；5、酸渣加工装置；6、半钢加工装置；7、高渣加工装置；8、成品存放装置；9、高位水池；10、低位水池；11、旋风除尘装置；12、布袋除尘装置；13、原料烘干装置；14、原料加热装置；15、成品装车车道；16、光伏板；17、透气窗。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1和图3所示，该钛金矿冶炼系统包括原料场1，设置在原料场1中的倒料及晒料平台2和上料系统3，与上料系统3的出料口依次连接的生产系统、成品存放装置8和成品装车车道15，连接生产系统与原料场1的高温烟气余热利用系统，以及与生产系统相连接的冷却系统；冷却系统包括高位水池9和低位水池10，高位水池9高于生产系统并连接外部水源，低位水池10低于生产系统并设置有降温设备；高位水池9和低位水池10之间设置有水泵；生产系统包括设置在上料系统3出料口处的钛渣炉4，设置在钛渣炉4上方的航车，以及分别与钛渣炉4相连接的酸渣加工装置5、半钢加工装置6和高渣加工装置7；半钢加工装置6包括铁水输送装置和中频炉；钛渣炉4和中频炉上均设置有分别与高位水池9和低位水池10相连接的冷却水管；高渣加工装置7包括高渣冷却装置和高渣破碎装置。

上料系统3包括传送机和设置在传送机上的自动控料料斗，上料系统3还包括设置在传送机上的原料加热装置14，原料加热装置14包括设置在钛渣炉4入料口上方的入炉料仓，入炉料仓内设置有与高温烟气余热利用系统相连接的管道。

钛渣炉4包括炉体、捣渣机和电极，炉体上设置有入料口、炉窗、炉眼和炉门；炉眼高于酸渣加工装置5的进料口、半钢加工装置6的进料口和高渣加工装置7的进料口；酸渣加工装置5的出料口、半钢加工装置6的出料口和高渣加工装置7的出料口均高于成品存放装置8的进料口；成品存放装置8的出料口高于成品装车车道15。

高温烟气余热利用系统包括通过烟道与钛渣炉4、中频炉依次连接的旋风除尘装置11、设置在原料场1中的原料烘干装置13和布袋除尘装置12。

原料烘干装置13包括用于与原料进行热交换的烟道。

原料场1、上料系统3和高渣破碎装置上均设置有水雾除尘设备；原料场1和成品存放装置8的上方均设置有光伏板16；酸渣加工装置5、半钢加工装置6和高渣加工装置7的上方均设置有透气窗17。

如图2所示，该钛金矿冶炼系统的使用方法包括以下步骤：

s1、从倒料及晒料平台2向原料场1堆放原料，并将堆放的原料作为新的倒料平台继续堆放原料，利用高温烟气将原料烘干；

s2、将堆放的原料通过上料系统3送入钛渣炉4内，同时通过航车将电极调入钛渣炉4中，依次接通高位水池9、钛渣炉4的冷却水管和低位水池10，并启动水泵；

s3、打开炉眼，将钛渣炉4中冶炼出的酸渣送入酸渣加工装置5；将钛渣炉4中冶炼出的高渣通过高渣冷却装置冷却后送入高渣破碎装置；将钛渣炉4中冶炼出的生铁水通过铁水输送装置直接送入中频炉，将中频炉的冷却水管与高位水池9和低位水池10接通；将钛渣炉4中产生的高温烟气依次导入原料加热装置14、旋风除尘装置11、原料烘干装置13和布袋除尘装置12；

s4、将加工后的酸渣、破碎后的高渣，以及精炼后的成品铁分别送入成品存放装置8；将中频炉中产生的高温烟气依次导入原料加热装置14、旋风除尘装置11、原料烘干装置13和布袋除尘装置12；

将旋风除尘装置11得到的除尘灰作为原材料并通过上料系统3送入钛渣炉4；将布袋除尘装置12得到的除尘灰作为堵塞炉眼的堵泥和混凝土制作原料；

s5、将存入成品存放装置8的酸渣、高渣和/或铁通过成品装车车道15进行运输。

综上所述，本发明通过全方位合理利用各个系统、装置之间的关系，节约制造成本，合理利用高温烟气和废弃物，高位水池9可以保证在市政水网突然断水时，本系统能正常运行至停运，防止冶炼系统缺少冷却而损坏；本发明每生产一吨钛成品，可以节约用电600-800度，节约用水400公斤左右，有效降低生产成本，提高生产效率，促进废物再利用。