钛渣冶炼炉新工艺介绍
关于钛渣冶炼炉的新工艺介绍
目前，发达国家中的钛渣炉，容量都比较大，多采用全封闭，湿法除尘和回收煤气，并向干法除尘转变。这些大型电炉采用计算机进行控制，从原料准备到产品出炉全过程自动化，生产效率高，产品质量稳定，环保设施完善，有利于资源的综合利用，也是中国钛渣生产发展的方向。国某企业从南非引进的3万kVA全密闭直流高钛渣炉，已经将高钛渣的吨产电耗
从国普遍的3500kwh/t～4500 kwh/t降至2600kwh/t～2800kwh/t，大大降低了生产成本（注：由于该企业对引进技术吸收消化严重不足，加之过份神秘化的隔绝，导致试生产周期特长，生产时断时续。不久前，此高钛渣炉炉底熔穿目前正停产维修。该企业的负责人在接待国家工信部考察人员时介绍说：技术指标是非常先进的，政治上丰收，经济效益趋于零）。
国钛渣冶炼通常采用三相交流敞口电炉或半密闭电炉，一次性加料生产工艺，污染严重、热辐射高、操作环境恶劣。炉膛热量直接从炉口或烟道散出，电炉热损失大，容易造成除尘器布袋的烧蚀。
三相交流电炉的三根电极之间的电流为平面流动形式，由于炉料的导电性，而不能选用较高的二次电压，否则会出现电极不能深插，炉底温度低的现象，使得SiC沉积造成炉底上涨。
交流电炉炉膛的深、径比小，每次排渣或出铁水后，炉温度下降快，当下一炉的生料加入后，需要焙烧一段时间以提高炉温，增大了耗电量。
综合上述几个原因，使得国钛渣、工业硅、铁合金及电石等冶炼成本居高不下，市场竞争力低。
目前世界上最为先进的冶炼方法，是密闭直流电炉空心电极连续加料冶炼方式。
密闭直流电炉空心电极粉料连续入炉冶炼工艺具有如下优点：
⑴炉膛密闭，无外部空气进入，烟气量小，除尘设备负担小。
⑵密闭电炉无外部空气进入，冶炼操作在密闭的高还原性气氛下进行，降低了电极的高温氧化和还原剂的氧化烧损。可以节省电极消耗达50%以上。
⑶富含一氧化碳的高温烟气，显热直接用来干燥矿粉，降低矿粉中的水分，充分利用烟气的热量，比半密闭/敞口炉的潮矿入炉减少了电能消耗。降温除尘后的一氧化碳气体可以用来驱动燃气发电机发电，能源得到综合利用。
⑷粉料连续入炉，原料和还原剂均为粉末，物料反应的表面积增大。物料直接进入熔池，在液态下进行还原反应，还原反应充分、速度快——“瞬间还原”。
⑸粉料连续入炉，省去繁重的捣炉作业，减轻了劳动强度，改善了工作环境。
⑹直流电炉炉膛的深/径比大于交流电炉的深/径比，即相同容量直流电炉的炉膛比交流电炉深，直径比交流电炉小，热量集中，热损失小。
⑺直流电炉炉膛深/径比大，炉膛表面积小，比交流电炉节省炉衬材料。
⑻直流电炉炉底作为导电电极，使电弧引向炉底，直流电流对熔池具有上下运动的电磁搅拌作用，使熔池上下层温度均匀，大大改善金属氧化物高温还原反应的热力学和动力学条件，消除了炉底上涨的可能。
⑼直流电炉的顶电极位于炉膛中心，产生的电弧对炉衬的高温辐射烧损小，故炉衬材料的消耗降低，使用寿命延长。
⑽直流电炉二次侧短网和熔池无感抗影响，且无电流集肤效应和邻近效应，电网供给
的交流电通过24脉整流，电压脉动系数减少，产生的高次谐波极弱，对电网干扰小，功率因数高。
⑾直流电炉，炉盖只有一个电极孔，易于密封和除尘。
⑿直流电弧无电流过零息弧，噪音小，电弧稳定。
⒀直流电炉在炉膛为垂直导电方式，不受炉料电阻率的影响，易于实现高电压长弧冶炼操作，提高冶炼速度。仅直流供电一项即可比交流电炉节电10%以上。
⒁停炉、修炉后起弧方便，易于操作。
密闭直流电炉与半密闭交流电炉性能对比见表1。
高钛渣冶炼过程中烟气带走的热量（包括可燃性气体的化学能）几乎相当于输入炉的电能转化的热量。因此，充分利用此能源是钛渣生产降耗的出路之一。
利用密闭电炉的高浓度CO气体进行发电，同时，适当增加投资，亦可回收利用液态铁水的显热等，都是二次能源利用。
密闭直流电炉空心电极粉料连续入炉生产工艺能够利用密闭炉气的显热来干燥炉料，降温、除尘、净化后的炉气，用来驱动燃气发电机产生电力，反馈为电炉电能的补充，使得电能的消耗大大降低。仅此一项即可节能15%～20%。
综合起来，密闭直流电炉空心电极粉料连续入炉生产工艺综合节电效果可以达到25 %～35%。
表1直流密闭空心电极电炉与交流半密闭/敞口电炉性能对比
高钛渣冶炼工艺流程
以钛精矿为主要原料、炭为还原剂，密闭直流电炉空心电极粉料连续入炉，生产工艺流程图如图一所示。
经粉碎后符合粒度要求的粉状原料经装载机分别倒运装入配料站的各储料仓。
根据冶炼制度确定炉料的组成及其配比。各种符合粒度要求的粉状原料经电子秤精确称量混合后经矿粉预热干燥机送至炉顶料仓，再由气力给料机通过空心电极直接将混合后的粉料加入电炉，被输入到炉的电能冶炼，连续发生一系列物化反应后生成液态的钛渣和半钢，积于炉底并利用其密度差异自动分离，俗称“熔分”。
每隔约4～6小时，打开一次出渣口和出铁口，将渣和铁分别放出，熔状钛渣经水喷射后成为水淬渣（便于破碎时的渣铁分离，提高产品质量），在鳞板输送机上利用自身余热干燥，再破碎、除铁、筛分、均化、钛渣产品包装；
铁水包运到浇铸间浇入锭模,或由出铁咀直接流入铸铁机，凝固后脱模,经过精整运入成品库。
炉中产生的高温炉气，温度在1000℃以上，CO含量高达80%。高温炉气经隔热烟道送至余热锅炉第一次降温。余热锅炉产生的蒸汽动力，驱动汽轮发电机发电。经余热锅炉降温后炉气，送至矿粉预热干燥机第二次降温、计算机控喷雾（确保收尘布袋不结露）炉气温度可降至200℃以下。最后经过脱硫除尘，富含CO的低温洁净炉气送至燃气发电机发电。
直流电炉车间主要设备特点
直流电炉车间的电炉采用空心单电极密闭式炉型。可把生产中产生的废气（主要成分是一氧化碳）回收利用。冶炼过程全封闭微正压操作，煤气发生过程连续稳定，煤气体积只有敞口电炉烟气体积的10～20%。因此煤气净化设备小，组合简单，净化操作便利。
密闭炉的炉盖为混合式结构，采用水冷骨架，其间打结耐火混凝土或铺以水冷盖板，在水冷盖板侧打结耐火混凝土。骨架使用钢管制作以减少焊缝，靠近电极处采用防磁材料制作，以减少涡流和磁滞损失。炉盖呈锥台形，中部的水平面装有电极密封孔和料管密封孔，侧壁装有带防爆盖的密封炉门，用以取出折断的电极头和进行炉检修，还装设1～2个烟囱以引导炉气排入除尘系统或大气中。为便于操作检修，并保证安全运行，封闭电炉炉盖上设置若干个带盖的窥视、检修和防爆孔。炉底部炉衬设置安装数只热电偶，信号进入计算机，实时监控、报警，确保生产安全。
电炉结构形式
直流电炉为全封闭矿热炉的结构形式为：全封闭、空心单电极、固定式圆形炉体。电炉装备除烟罩使用全封闭式和气封系统使用氮气外均与交流炉类似。
2万KVA（单台）钛渣炉主要技术经济指标
编制：东大科技有限责任公司佟玉鹏戴小平
百斯特热能工程单总工程师（分公司经理）2015-03-20
附：东大科技、直流炉优势、百斯特能源回收
简介
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东大科技有限责任公司成立于2000年，依托东北大学在冶金领域雄厚的科研、实验背景，成果突出。
一．东大科技有限责任公司
总经理：佟玉鹏教授（2013年6月退休于东北大学）。
将可控硅整流成功地应用于直流冶炼炉上，国首创！实践已充分证实：给冶炼工作带来了一系列显著的便利和益处。
对大容量用电设备的危害——谐波问题，在电器设计上，已从根本上给予杜绝，无需再考虑谐波治理。
独特的底电极设计，简单、实用、可靠。借鉴国成熟的交流电炉炉底技术，简化了炉底电极结构型式，消除了直流炉炉底熔穿的隐患，确保直流电炉安全、长期、高效使用。
巧妙利用直流电炉的供电特点，简化了电炉煤气发电的技术原理，解决了电炉煤气发电直接利用的难题，使得被电力行业称为“垃圾电”的炉气发电得到有效利用。
学者理念：“务实！尽可能地把复杂的问题吃透后，简单化设计”。
总经理助理：戴小平工程师（在职）。
在、、、，成功对数台黄磷炉、电石炉、钛合金炉施工技术的组织，及自主完成三个钛渣冶炼厂设计并施工；自2012年起，配合佟玉鹏教授，完成了弘源钛业4台9000KVA直流炉及系统的设计，随后进行了3台36000KVA、2台65000KVA直流炉初设。
二．关于直流矿热炉
1.噪音特别小
冶炼炉噪音小，不只是“人性化”改善了操作环境，同时反应出减少了噪音的能量损失，最直观地体现是：降噪节电。
2.全密闭、保温、能源回收（与百斯特联手）减少热能流失。
第1步：将热烟气余热发电（螺杆膨胀动力机）、烘干原料；
第2步：烟气净化后（若CO含量≧55%），直接引入燃气发电机组发电（目前国产机组直接输出电压MAX:10.5KV），很容易反馈到电炉变。此两步方案可回收的电能，不低于炉变电耗的15～20%。
3.除尘器体积小，功耗和投资低
由于密闭冶炼，不让烟气中的CO遇空气燃烧，烟气体积未膨胀，造就了除尘器小型化，引风机功率也只需过去传统除尘的1/8。虽然全过程（含密封装置、氮气保护等）有额外装置，
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但环保的总投资仍降低40%以上；尤其是引风机所需的小功率，将长期受益。
4.可实现炉料连续入炉、产品连续出炉
对大容量电炉来说，运用此方式特别简化。优点①产品规格化；②无需反复开堵炉眼，延长炉龄，减轻了劳动强度；③由于连续工作制，没有出炉的冶炼间歇，效率得以提高。
5.节能、环保
因为直流炉没有电流方向改变时的电弧熄灭，效率无疑！实践证实：比传统的交流炉节电15%以上。产品质量相对稳定、易控。[但是，纵观国外矿热炉，先进国家使用直流技术较多，收效无疑。但国，受技术难度、技术封锁的约束，使用直流技术虽已开始，但起步却很艰难！如：某公司花高价引进南非技术，建成后反复改造、试验了一年多，总算达到了自认为满意的技术指标，但因为对事物的理解认识不足（我们看出其技术上的明显缺陷）还盲目封闭，致使经济效益趋于零]。
6.炉底不易上涨、可在凝炉状态下启动
采用可控硅整流技术，很容易将顽固的沉积物熔出；在凝炉状态下的也可启动！无需经常清炉、甚至炸炉。
7.电炉多功能，实施转换产品
可控硅整流，二次电压的可调幅度特别宽，适应性特强。
8.炉台作业面人数少
生产流程全密闭，计算机控制，全过程自动化，炉台上的生产人员可减半！
9.设备故障率特别低
直流炉的机械部分全外露低温环境，比交流炉简单、易维护；容易出问题的是电器可控硅整流部分，但本公司在东北，已针对多种产品的直流炉探讨，经多年的研究，已总结出一套成熟方案。
10.对有条件实行粉末化的矿种快速冶炼
采用中空电极，利用气体（净化炉烟气）作射流载体，将配制好的粉状炉料，实行连续喷射入炉，流经电弧时，在等离子状态下进行快速瞬间还原，大大提高冶炼速度，达到高产、高效目的！
三．百斯特热能公司
钛渣的冶炼原理
钛渣的冶炼原理 1．钛渣冶炼的原理及工艺流程 电炉熔炼钛渣的实质是钛铁矿与固体还原剂无烟煤(或石油焦或叫焦炭)等混合加入电炉中进行还原熔炼，矿中铁的氧化物被选择性地还原为金属铁，钛的氧化物被富集在炉渣中，经渣铁分离后，获得钛渣和副产品金属铁。钛精矿的主要组成是TiO2和FeO，其余为SiO2、CaO、MgO、Al2O3和V2O5 等，钛渣冶炼就是在高温强还原性条件下，使铁氧化物与碳组分反应，在熔融状态下形成钛渣和金属铁，由于比重和熔点差异实现钛渣与金属铁的有效分离。期间可能发生的化学反应如下： Fe2O3+C=2FeO+CO （1） FeO+C=Fe+CO （2） 以钛精矿为原料，敞口电炉冶炼钛渣的工艺流程如图1所示。 钛渣 图1、工艺流程图 2. 电炉冶炼的主要特征
钛渣是一种高熔点的炉渣，钛渣熔体具有强的腐蚀性、高导电性和其粘度在接近熔点温度时而剧增的特性，而且这些性能在熔炼过程中随其组成的变化而发生剧烈的变化。 2.1钛渣的高电导率和熔炼钛渣的开弧熔炼特征 2.1.1钛渣的高电导率 钛铁矿在熔化状态具有较大的电导率，在1500℃时为2.0～2.5ks/m,在1800℃为5.5～6.0ks/m，随着还原熔炼钛铁矿过程的进行，熔体组成发生变化，FeO含量减少，而TiO2和低价钛氧化物的含量增加，因此其电导率迅速上升，如加拿大索雷尔钛渣在1750℃电导率为15～20ks/m，而一般的炉渣在1750℃电导率为100s/m，可见钛渣的电导率比普通冶金炉渣的电导率高数十倍甚至几百倍，比普通离子型电解质（如Nacl液体在900℃时的电导率约为400s/m）的电导率都高很多，且温度变化对钛渣电导率影响不大,这些都说明钛渣具有电子型导电体的特征。 2.1.2熔炼钛渣电炉的开弧熔炼特征 钛渣的高电导率决定了熔炼钛渣电炉的开弧熔炼特征，即熔炼钛渣的热量来源主要依靠电极末端至熔池表面间的电弧热，这就是所谓的“开弧冶炼”,而在高电阻炉渣的情况下，电极埋入炉渣,熔炼过程的热量来源主要是渣阻热，即所谓的“埋弧熔炼”。在敞口电炉熔炼钛渣的初期具有短期的矿热炉埋弧冶炼的特征，随着熔炼过程的深入进行，开弧冶炼的电弧特征越来越明显。熔炼过程超过1小时后，电弧热所占比例可达90%，熔炼过程的后期电弧热所占比例可达97%。 2.2.钛渣熔点和粘度特性对熔炼过程的影响 2.2.1钛渣熔点对熔炼过程的影响 钛氧化物中的钛－氧键很牢固，它们的熔点很高。钛渣主要是由钛的氧化物组成，因此它的熔点很高，按其组成其熔点在1580～1700℃之间，钛渣的熔点随其中TiO2含量的增加而升高，熔炼钛渣要在高温下进行，这就要求热量必须高度集中在还原熔炼区。 2.2.2钛渣粘度对熔炼过程的影响 钛渣具有短渣的特性，在温度高于熔点处于完全熔化的钛渣熔体具有很低的粘度，但当渣温接近其熔点时，其粘点急剧增加。这是因为钛渣的结晶温度范围很窄，温度接近熔点时少量结晶固体析出悬浮在熔体中，使熔体变得十分粘稠，造成渣流动性变坏，出炉时困难。 2.3钛渣熔体的高化学活性对电炉的影响 钛渣的主要成分是TiO2 ，但还含相当数量的低价钛氧化物，因而具有极高的化学活性，几乎能与所有的金属和非金属材料发生作用。事实上钛渣熔体能很快的腐蚀普通的耐火材料，所以钛渣的还原熔炼是在炉衬上
高钛渣生产新工艺
高钛渣生产新工艺 这种新技术的核心机理在于"超细粉"、"高活化"。在超细粉条件下，启动还原反应的温度可以显著降低，从而实现低温冶金。从热力学来说，粉体的表面能增加可以降低吸热反应的自由烩；从动力学来说，反应表面积的增加加快了反应速度。近期的工作表明，这种新工艺不仅能处理铁矿粉，同样可运用于处理钒钛磁铁矿和钛铁矿等矿种。 我国的钛蕴藏极其丰富，以Ti02计，达9.65亿吨，占世界总储量的38.85%，居首位。其中90%以上分布在攀枝花西部地区。攀西地区的钒钛磁铁矿是多金属共生的世界特大型矿床，其中含钛、钒、铬等多种金属。因资源复杂、品位较低、细颗粒选矿困难等原因，以钢铁为主业的现有生产系统对钛资源的利用率仅为14.5%。每年排放含Ti02约22%的高钛型高炉渣300万吨，经济损失巨大，资源浪费极其严重，并且对长江上游造成严重的环境污染，甚至威胁三峡库区的水质安全。因此，研发清洁高效的钛、钒多金属综合利用与生产的新技术、新方法，具有重大战略意义和迫切性。 传统的高钛渣生产采用电炉熔炼法。由于电炉熔炼法属于高温冶金，能耗高是其固有的特点，生产1吨高钛渣，大约需要3000kWh的电能，而实际上将铁从钛铁矿中还原出来所需的化学能量仅在500kWh左右，能量的有效利用率仅在17%左右，非常低。另外，电炉熔炼法使用冶金焦或石油焦作还原剂，会造成环境污染。
钢铁研究总院赵沛等人运用煤基低温冶金流程的原理，发现当钛精矿粉体的平 均粒度减小到10微米左右时，能使它的还原温度降低到600℃左右。实验证明，在600°C下恒温1小时，还原率可以达到95%以上。 低温快速还原生产高钛渣的具体流程为，将钛铁矿粉和煤粉分别在高效球磨机 中磨细成超细粉，然后将它们按一定比例混匀，造球后在加热设备中还原。还 原后的产品经冷却后磨碎通过磁选方式得到铁粉和高钛渣。 初步工作表明，这种新工艺的最大特点是降低冶炼能耗。由于冶炼温度低(600℃)，物料(高钛渣)的物理热量仅相当于电炉熔炼法的1/4左右。其次，600℃左右时的化学反应较单一，化学反应耗热少，约为电炉熔炼法的60%左右。还有，在低温条件下，尾气冷却水带走的热量也仅相当于电炉熔炼法的1/4左右。因此，低温法冶炼高钛渣的能量相当于电炉熔炼法的1/3左右。这种新工 艺除了可以用电加热外，也可采用煤，这样可进一步降低生产成本。
钛渣生产流程
薛工： 现将几个问题的意见写给你，供参考 1.钛渣在钛产业链中的地位 1.1钛产业链目前的大致走向 钛精矿---硫酸法制钛白粉 钛精矿---酸溶性钛渣---硫酸法钛白 钛精矿---高钛渣---四氯化钛---氯化法钛白 钛精矿---高钛渣---四氯化钛---海绵钛---钛合金 钛精矿---钛铁 钛精矿---钢结碳氮化钛---超硬材料 用钛精矿直接生产钛白时，铁在酸溶时生成硫酸铁，为脱Fe，需加铁粉将其还原成硫酸亚铁，再冷冻结晶后，从钛酸液中沉淀出来。才能保证钛白质量。因这一路线的酸耗大，流程长，逐渐被钛渣制钛白粉代替。 用酸溶性钛渣生产钛白，因大部分铁已在冶炼中脱出，酸溶时耗酸少，并可减少硫酸铁还原和硫酸亚铁结晶工序，可降低成本，近年来发展很快。 酸溶钛渣和高钛渣的区别在于钛品位高低，钛渣的酸溶性好坏取决于物相，在以Ti3O5为基，溶解FeO、MgO等组成的黑钛石相酸溶性最好。因此酸溶性钛渣需保存一定的FeO量，MgO存在是有益的。TiO2的还原程度也不能高。通常用指标Ti2O3/ TiO2的比值衡量。而高钛渣是做四氯化钛的原料，TiO2与氯气反应，要求Mg，Ca，Fe含量少，钛高。对钛的价位没有特别要求。 2.两段法生产钛渣，因在固相还原时，铁的金属化率可控，TiO2的还原成低价钛
也可控。因此这种工艺生产的钛渣容易满足不同用户的要求。 3.由钛精矿富集成富钛料有人造金红石法，钛渣法等，钛渣的优点是钛和铁都能应用。特别是高铁，低钛原料，铁的回收是一个重要的利润来源。 将铁只作为渣铁回收是最差的方法，只有在设计对将铁的处理一并考虑，将熔分的铁水处理成带合金元素的金属料，是提高附加值的重要方法。 4.钛铁矿固相还原的原理 ①钛铁矿的组成TiO2●FeO ②在液态还原时其中的反应 FeO●TiO2→FeO+ TiO2 FeO→Fe TiO2→Ti3O5→Ti2O3→TiO→Ti→TiCN ③钛渣一段法生产时，铁与钛的还原都能进行，铁在低温下完成还原，但要保证渣的流动性，须提高炉温。钛还原成低价钛的趋势增加，当生成较多的TiCN时，渣稠，出渣就很困难了，操作时应采用低温，但难度较大。 ④合理的方法是将Fe还原过程放在固相完成。 ⑤钛精矿中除钛铁矿外同时还有磁铁矿等物相，固相还原时，铁还原遵循逐级还原原理。 Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe 而TiO2还原为却与液态还原不同，为非逐级还原。其过程为： TiO2→Ti3O5→TiCN ⑥可见，两段法生产钛渣时，质量比一段法易控，可使用较低的炉温，电耗低。
钛渣冶炼炉新工艺介绍
关于钛渣冶炼炉的新工艺介绍 前言 本方案瞄准国际先进技术，借鉴国内引进的成败实例，结合我团队自主研发并已成熟应用的成果而制定。 本方案所采用的各种“非常规”措施，最终将体现为： 1.节能，比常规交流电炉耗电低25%～35%，真正实现低成本运行； 2.生产环境优良，低噪音、全密闭，突显“人性化”，尾气排放可满足新国标；由于工艺上的改革，使除尘器过滤面积、烟管面积、风机及功率，与传统工艺的除尘器相比，≦1/8，并且通过新工艺，使被过滤的烟气温度有效、可靠地控制在200℃以下，促使滤袋寿命成倍地延长。 3.生产过程简化，实行计算机控制，在原编制上可大幅削减冶炼工人； 4.电炉设计上，倾向于多功能——满足冶炼多种产品（随意可调的宽幅电压）； 5.产品生产的质量特别稳定、易控。 6.电炉本体故障率特低，平时只需巡视和加注润滑等基本保养。 本方案其它特点： 1.独创的底电极结构，从根本上杜绝了铜质针刺因高温频繁烧蚀的断电事故，彻底保障了导电可靠性。 2.电炉功率因数高（只考虑动力补偿）；同时，在电气设计上已消除了谐波危害。 3.采用可控硅整流方式，能很方便地化解凝炉（非正常停电）、因SiC沉积造成的炉底上涨现象。 4.原料连续入炉、大容量电炉可实现产品连续出炉。 5.利用电炉产生的高温烟气烘干原料及煤气回收发电技术。烟气进入原料干燥装置降温后，再进除尘器除尘，由煤气风机送至煤气发电车间，全程安全可控。 根据国家对铁合金、电石等冶炼行业的准入限制，为适应国家可能出台的新政策，综合考虑钛渣炉性价比，建议钛渣炉的单台容量≧2万kVA。 工信部规定，容量在6300KVA以下的交流矿热炉逐步淘汰，新上的交流矿热炉容量必须≥25000KVA，直流炉容量≥12500KVA。内蒙、贵州及四川攀枝花等地已经在落实。 一台2万KVA空心电极直流密闭炉，可年产主产品钛渣67000吨左右，副产品半钢5000吨左右。与传统冶炼方式相比，生产一吨主产品可节省电能1200～1800度。 建造一台生产钛渣的2万KVA空心电极直流密闭炉，约需人民币6000～7000万元。投产后1～2年即可收回投资。 直流密闭炉节能效果显著，为国内首创。建设单位可以向国家工信部申报节能减排项目，寻求国家奖励或资助。贵州兴义某企业计划新建4台30000万KVA半密闭直流铁合金炉，已获得当地政府3亿元的贴息贷款扶植。内蒙古卓资县一铁合金企业新建一台16500KVA全密闭直流铁合金炉，已获得当地政府4百万元资助，正在向工信部申请立项。 目前，发达国家中的钛渣炉，容量都比较大，多采用全封闭，湿法除尘和回收煤气，并向干法除尘转变。这些大型电炉采用计算机进行控制，从原料准备到产品出炉全过程自动化，生产效率高，产品质量稳定，环保设施完善，有利于资源的综合利用，也是中国钛渣生产发展的方向。国内某企业从南非引进的3万kVA全密闭直流高钛渣炉，已经将高钛渣的吨产电耗从国内普遍的3500kwh/t～4500 kwh/t降至2600kwh/t～ 2800kwh/t，大大降低了生产成本（注：由于该企业对引进技术吸收消化严重不足，加之过份神秘化的保密隔绝，导致试生
高钛渣生产工艺规程
高钛渣生产工艺技术规程
高钛渣生产工艺技术规程 一、总则 为了更好的落实公司对高钛渣生产、质量方针，以及更好的完成公司下达的生产计划，做到文明生产和安全生产，提高公司的经济效益和社会效益，特制定本公司的高钛渣生产工艺技术规程。 二、高钛渣生产工艺流程图（见下页） 三、生产工艺规程 1、原料 1.1严格按照配料单配料 1.2所有原材料分别准确检斤，按照配料单的比例均匀混合。 1.3混合好的原材料，按照指定的位置进行堆放，严禁与其它炉料混合 1.4如果有偏加料的炉料，指定专门的堆放位置，供冶炼偏加使用。 1.5所有原料都不得混入其它杂质，必要时，采取相关的措施。 1.5运行混料设备时，要进行工作前的相关检查，只有设备
高钛渣生产工艺流程图
工作状态良好，方可启动混料操作。 1.6所有的炉料，堆放要整齐规整，地面保持清洁，防止杂质的进入。 1.7如有配料发生变化，要及时通知冶炼车间，并告知不同料比的混合炉料的堆放地址，防止冶炼上错料 1.8所有人员，进入操作现场，都必须佩戴好劳保用品，防止不安全因素的产生。 1.9生产工具，在操作完成后，必须撤离现场，按照指定的位置整齐摆放。 2、冶炼 2.1原料主要成分： 2.2基本化学反应方程式 TeTiO3+C==TiO2+Fe+CO
2.3化学反应条件 开始反应温度1116K，所以，为了达到铁还原率95%以上，要远远高于这个温度，也就是说，冶炼要达到熔分效果，冶炼温度要达到16000C以上。 2.4高钛渣的冶炼，是阶段性连续式冶炼，也是间歇式冶炼方式，即一次性加料到出炉，再进行下一炉的冶炼。 2.5冶炼设备 矿热熔炼电炉，也就是矿石还原加热电炉。大体上分为炉体、电极、电极把持器系统、排烟系统、出铁系统，短网、变压器等。 2.6热量来源 总体上就是电阻热和电弧热两种，不同时期的热量来源是不同的，所占的比例相互变化也不同。 2.6生产工艺 2.6.1入炉原材料为原料车间按照配料通知单混合好的原料，均匀加入炉内，料面为电极根部凸起200左右，料面呈馒头状微微凸起。进入冶炼工序。 2.6.2矿热炉是高钛渣生产的主要生产设备，主要的化学反应都在这里完成。 2.6.3冶炼的是间歇式的，一次投料，一次出炉， 2.6.4随着送电的时间加长，炉料逐渐熔化，熔池也加大，此时的化学反应也在逐步进行。
电炉冶炼配料与计算
电炉冶炼的配料、装料 配料的要求与计算 配料的首要任务是保证冶炼的顺利进行。科学的配料既要准确，又要合理地使用钢铁料，同时还要确保缩短冶炼时间、节约合金材料并降低金属及其他辅助材料的消耗。 一、对配料的基本要求 1、准确配料 配料的准确性包括炉料重量及配料成分两个方面。配料重量不准，容易导致冶炼过程化学成分控制不当或造成铸件浇不足，也可能出现过量而增加消耗。炉料化学成分配得不准，会给冶炼操作带来困难，严重时将使冶炼无法进行。以氧化法冶炼为例，如配碳量过高，会增加矿石用量或延长用氧时间；配碳量过低，熔清后势必进行增碳；如炉料中S、P太高，给炉前操作带来极大困难，不仅延长冶炼时间，而且对炉衬侵蚀严重，有时甚至要终止冶炼。为了杜绝以上情况，配料前掌握有关钢铁料及铁合金的化学成分是十分必要的。 2、钢铁料的使用原则 钢铁料的使用原则主要考虑冶炼方法、装料方法、钢种的化学成分以及产品对质量的要求等。此外，在配料时，还应预先掌握好钢铁的块度和单位体积重量。一般炉料中应配入大块料30~40%、中块料40~50%、小块料或轻薄料15~25%。
二、配料计算公式 1、装入量=出钢量 / 钢铁综合收得率 2、配料量=装入量—铁合金总量—矿石进铁量—余钢回炉量 3、铁矿石进铁量=铁矿石加入量×含铁量×铁的收入率 矿石加入量一般按出钢量的4%计算，矿石含铁量为55%，铁的收得率按80%回收，炉料总的综合收得率波动于92~96%，一般按94%计算。 装料方法及要求 一、装料方法 电炉炼钢最常见的是冷装料，按其入炉方式不同分为人工装料和机械装料。人工装料多用于公称容量小于3t的电炉，缺点是装料时间长、生产率低、劳动强度大。料筐顶装料是目前最理想的装料方法，速度快、热损失小，且炉料可事先提前装好，布料合理。 二、对装料的要求 为了缩短时间，保证合金元素的收得率，降低电耗和提高炉衬的使用寿命，装料时要求做到：准确无误、装得致密、布料合理及快速入炉。 装料前，配料工要认真按计划炉号、钢种的要求配料，依据不同钢种工艺的要求，认真分析计算，准确配料。因此在装料前需核定所需配入的钢铁料的组成、合金成分，还要校核计量仪器，
大型钛渣冶炼电炉中谐波的产生与治理
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/448956595.html, 大型钛渣冶炼电炉中谐波的产生与治理 作者：杨天能 来源：《中国科技博览》2018年第15期 [摘要]钛渣冶炼的工艺主要指的是电气特性问题，谐波产生的机理，需要利用软件分析攀钢钛渣冶炼电炉的电能质量，对比静态无功补偿的优缺点问题，然后根据加装SVC前后进行测试，通过数据可以证明钛渣冶炼的电炉会存在一定谐波问题，需要采用现代化的流行装置方式进行很好治理。 [关键词]钛渣；冶炼；电炉；谐波；治理 中图分类号：TF823 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）15-0005-01 钛渣指的就是钛精矿作为原料的生产的一种材料，含有较高的富钛料，被称作是高钛渣，和人造金红石、天然金红石同属于是生产钛白粉、海绵钛和电焊产品的优质原料。在生产钛渣的各种方法中，电炉熔炼法工艺比较简单，电炉烟气经过净化可以回收利用，属于副产品的容易被回收加工，也是钛渣的生产的主要方法。电炉还原熔炼钛渣的实质就是还原铁、富集钛和钛铁矿等无烟煤混合物质。 一、钛渣的生产流程分析 1、钛渣的生产主要是以钛铁矿和无烟煤作为原料，在电弧炉内进行还原反应生产，钛铁矿本身是一种偏钛酸晶格为主要基础的多组分复杂固溶体，经过分析可以得出钛矿的碳热还原过程可以分为两个阶段，一个是固态还原过程，可以还原水平达到50%，另一个是还原剩下的50%，最终可以造成熔化造过程，根据钛铁矿杂志的成分种类，固体碳还原钛铁矿反应一般需要及时考虑到主要成分反应问题。 2、我国的钛渣冶炼多采用敞口式圆形矿热电炉，功率和炉产能也比较小，炉内部容量也比较小，渣铁会出现没法排除问题，也就不容易得到很好控制，需要针对铁进行综合利用，单炉生产粉尘一般比较大，炉气会从电极周边逸出进入大气中，污染环境，热损也会比较大，操作环节环境也比较恶劣。通常电炉密闭化是解决熔炼过程连续化的分布主要燃烧问题，由于密闭电炉中热分布良好，就会造成热交换料分布不均衡问题，需要在电弧炉供暖工作区域建立良好的还原渣，形成良好的配合管理，提高密闭电炉回收利用率，减少钛物料损失问题。同时还可以采用大功率的直流电弧炉熔高钛渣工艺，还原原料干燥、连续下料和降低节能效果，综合利用，提高环境友好型钛渣的生产线操作工作流程管理。 3、钛渣工艺流程主要是干燥好的钛铁砂矿精矿和极低的无烟煤配比，均匀加入电炉中，在高温条件下可以进行有效还原，钛铁精矿中的铁氧化物可以被选择性的还原成为金属铁，钛的氧化物富集在渣中，经过渣铁分离可以有效排除渣，然后定期做好铁水包和渣包，分别可以
电炉冶炼不锈钢工艺最优化
电炉冶炼不锈钢工艺最优化 2007年，德国粗钢产量 4860万t,其中31%为电炉生产。近年来，能源和炼钢原材料价格的不断上涨，不仅引起全球的高度重视，也促进了欧洲钢铁工业界开发新的冶炼工艺以降低原材料燃料消耗和生产成本。此外，最近几年欧洲钢铁界也致力于把直接和间接CO2 排放量降至最低。通过精确的工艺控制最大限度减少了原材料消耗，欧洲钢铁工业的生产成 本有了显著降低。同样，通过严格而准确控制脱C，也降低了原料加工过程中CO2的间接 排放。一种新的电炉炼钢工艺的出现使钢铁工业面临着新的机遇和挑战。 Deutsche Edelstahlwerke GmbH公司每年利用电炉生产不锈钢的产量较大。为了最大限 度提高喷氧时碳、硅的氧化效率，并最大限度地减少铁和铬氧化造成的经济损失和环境污染。 DEW公司(即Deutsche Edelstahlwerke GmbH )对硅、碳氧化与喷氧量的关系进行了研究。 虽然Ellingham图(氧势图)中的内容关于电炉冶炼不锈钢时元素氧化及化学反应， 但由于电炉内有很多反应同时进行，而使问题变得复杂化。而且，元素的氧化与温度、氧气 分压以及钢液与炉渣的化学成分有关。基于上述原因，以下将对各元素的复杂氧化过程进行 更详细讨论。元素氧化模拟： 以冶炼工艺为基础模拟电炉喷氧期间氧化反应，且仅考虑热力学平衡条件而不考虑其 它任何因素，例如不考虑传热、传质或动力学因素对模拟的影响。此外，假设模拟时温度和 元素分布均匀。 热力学模拟证实，氧喷射出现三个阶段，即早期、中期和末期。喷氧的第一个临界点 在早期阶段结束。中间阶段保持在第一个临界点和第二个临界点之间。硅的剧烈氧化在喷氧 早期出现。当喷氧强度达 4.3kgO2/t钢时，硅氧化结束。随后，钢液中硅维持在较低水平。 Ellingham图表明，由于硅氧化的吉布斯能( Gibbs Energy )较低，所以硅的氧化较其它元素更容易。此外，硅的活度系数是一定值，所以随着钢液中硅活度的降低，钢液中的硅活性随 之降低。实践证明，硅的低活度遵循亨利定律( Henry Law )。 在此情况下，喷氧中期C和Cr开始强烈氧化。C活性随着钢液中硅浓度的降低而增 加，该结果与其它研究结果一致。第一个临界点后，当C的氧化开始减弱时，铬将强烈氧
钛渣冶炼炉新工艺介绍
关于钛渣冶炼炉的新工艺介绍 目前，发达国家中的钛渣炉，容量都比较大，多采用全封闭，湿法除尘和回收煤气，并向干法除尘转变。这些大型电炉采用计算机进行控制，从原料准备到产品出炉全过程自动化，生产效率高，产品质量稳定，环保设施完善，有利于资源的综合利用，也是中国钛渣生产发展的方向。国某企业从南非引进的3万kVA全密闭直流高钛渣炉，已经将高钛渣的吨产电耗
从国普遍的3500kwh/t～4500 kwh/t降至2600kwh/t～2800kwh/t，大大降低了生产成本（注：由于该企业对引进技术吸收消化严重不足，加之过份神秘化的隔绝，导致试生产周期特长，生产时断时续。不久前，此高钛渣炉炉底熔穿目前正停产维修。该企业的负责人在接待国家工信部考察人员时介绍说：技术指标是非常先进的，政治上丰收，经济效益趋于零）。 国钛渣冶炼通常采用三相交流敞口电炉或半密闭电炉，一次性加料生产工艺，污染严重、热辐射高、操作环境恶劣。炉膛热量直接从炉口或烟道散出，电炉热损失大，容易造成除尘器布袋的烧蚀。 三相交流电炉的三根电极之间的电流为平面流动形式，由于炉料的导电性，而不能选用较高的二次电压，否则会出现电极不能深插，炉底温度低的现象，使得SiC沉积造成炉底上涨。 交流电炉炉膛的深、径比小，每次排渣或出铁水后，炉温度下降快，当下一炉的生料加入后，需要焙烧一段时间以提高炉温，增大了耗电量。 综合上述几个原因，使得国钛渣、工业硅、铁合金及电石等冶炼成本居高不下，市场竞争力低。 目前世界上最为先进的冶炼方法，是密闭直流电炉空心电极连续加料冶炼方式。 密闭直流电炉空心电极粉料连续入炉冶炼工艺具有如下优点： ⑴炉膛密闭，无外部空气进入，烟气量小，除尘设备负担小。 ⑵密闭电炉无外部空气进入，冶炼操作在密闭的高还原性气氛下进行，降低了电极的高温氧化和还原剂的氧化烧损。可以节省电极消耗达50%以上。 ⑶富含一氧化碳的高温烟气，显热直接用来干燥矿粉，降低矿粉中的水分，充分利用烟气的热量，比半密闭/敞口炉的潮矿入炉减少了电能消耗。降温除尘后的一氧化碳气体可以用来驱动燃气发电机发电，能源得到综合利用。 ⑷粉料连续入炉，原料和还原剂均为粉末，物料反应的表面积增大。物料直接进入熔池，在液态下进行还原反应，还原反应充分、速度快——“瞬间还原”。 ⑸粉料连续入炉，省去繁重的捣炉作业，减轻了劳动强度，改善了工作环境。 ⑹直流电炉炉膛的深/径比大于交流电炉的深/径比，即相同容量直流电炉的炉膛比交流电炉深，直径比交流电炉小，热量集中，热损失小。 ⑺直流电炉炉膛深/径比大，炉膛表面积小，比交流电炉节省炉衬材料。 ⑻直流电炉炉底作为导电电极，使电弧引向炉底，直流电流对熔池具有上下运动的电磁搅拌作用，使熔池上下层温度均匀，大大改善金属氧化物高温还原反应的热力学和动力学条件，消除了炉底上涨的可能。 ⑼直流电炉的顶电极位于炉膛中心，产生的电弧对炉衬的高温辐射烧损小，故炉衬材料的消耗降低，使用寿命延长。 ⑽直流电炉二次侧短网和熔池无感抗影响，且无电流集肤效应和邻近效应，电网供给
钛渣冶炼炉新工艺介绍
钛渣冶炼炉新工艺介绍
关于钛渣冶炼炉的新工艺介绍 前言 本方案瞄准国际先进技术，借鉴国内引进的成败实例，结合我团队自主研发并已成熟应用的成果而制定。 本方案所采用的各种“非常规”措施，最终将体现为： 1.节能，比常规交流电炉耗电低25%～35%，真正实现低成本运行； 2.生产环境优良，低噪音、全密闭，突显“人性化”，尾气排放可满足新国标；由于工艺上的改革，使除尘器过滤面积、烟管面积、风机及功率，与传统工艺的除尘器相比，≦1/8，并且通过新工艺，使被过滤的烟气温度有效、可靠地控制在200℃以下，促使滤袋寿命成倍地延长。 3.生产过程简化，实行计算机控制，在原编制上可大幅削减冶炼工人； 4.电炉设计上，倾向于多功能——满足冶炼多种产品（随意可调的宽幅电压）； 5.产品生产的质量特别稳定、易控。 6.电炉本体故障率特低，平时只需巡视和加注润滑等基本保养。 本方案其它特点： 1.独创的底电极结构，从根本上杜绝了铜质针刺因高温频繁烧蚀的断电事故，彻底保障了导电可靠性。 2.电炉功率因数高（只考虑动力补偿）；同时，在电气设计上已消除了谐波危害。 3.采用可控硅整流方式，能很方便地化解凝炉（非正常停电）、因SiC沉积造成的炉底上涨现象。 4.原料连续入炉、大容量电炉可实现产品连续出炉。 5.利用电炉产生的高温烟气烘干原料及煤气回收发电技术。烟气进入原料干燥装置降温后，再进除尘器除尘，由煤气风机送至煤气发电车间，全程安全可控。 根据国家对铁合金、电石等冶炼行业的准入限制，为适应国家可能出台的新政策，综合考虑钛渣炉性价比，建议钛渣炉的单台容量≧2万kVA。 工信部规定，容量在6300KVA以下的交流矿热炉逐步淘汰，新上的交流矿热炉容量必须≥25000KVA，直流炉容量≥12500KVA。内蒙、贵州及四川攀枝花等地已经在落实。 一台2万KVA空心电极直流密闭炉，可年产主产品钛渣67000吨左右，副产品半钢5000吨左右。与传统冶炼方式相比，生产一吨主产品可节省电能1200～1800度。 建造一台生产钛渣的2万KVA空心电极直流密闭炉，约需人民币6000～7000万元。投产后1～2年即可收回投资。 直流密闭炉节能效果显著，为国内首创。建设单位可以向国家工信部申报节能减排项目，寻求国家奖励或资助。贵州兴义某企业计划新建4台30000万KVA半密闭直流铁合金炉，已获得当地政府3亿元的贴息贷款扶植。内蒙古卓资县一铁合金企业新建一台16500KVA
电炉冶炼工艺简介
电炉冶炼工艺简介 一、分类方法 一般是按造渣工艺特点来划分的，有单渣氧化法、单渣还原法、双渣还原法与双渣氧化法，目前普遍采用后两种。 1）双渣还原法 又称返回吹氧法，其特点是冶炼过程中有较短的氧化期（≤10min），造氧化渣，又造还原渣，能吹氧脱碳，去气、夹杂。但由于该种方法脱磷较难，故要求炉料应由含低磷的返回废钢组成。 由于它采取了小脱碳量、短氧化期，不但能去除有害元素，还可以回收返回废钢中大量的合金元素。因此，此法适合冶炼不锈钢、高速钢等含Cr、W高的钢种。 2）双渣氧化法 又称氧化法，它的特点是冶炼过程有正常的氧化期，能脱碳、脱磷，去气、夹杂，对炉料也无特殊要求；还有还原期，可以冶炼高质量钢。 目前，几乎所有的钢种都可以用氧化法冶炼，以下主要介绍氧化法冶炼工艺。 第二节冶炼工艺 传统氧化法冶炼工艺是电炉炼钢法的基础。其操作过程分为：补炉、装料、熔化、氧化、还原与出钢六个阶段。因主要由熔化、氧化、还原期组成，俗称老三期。 一、补炉 1）影响炉衬寿命的“三要素” 炉衬的种类、性质和质量； 高温电弧辐射和熔渣的化学浸蚀； 吹氧操作与渣、钢等机械冲刷以及装料的冲击。 2）补炉部位 炉衬各部位的工作条件不同（图5-1、图5-2）损坏情况也不一样。炉衬损坏的主要部位如下： 炉壁渣线受到高温电弧的辐射，渣、钢的化学侵蚀与机械冲刷，以及吹氧操作等损坏严重； 渣线热点区尤其2＃热点区还受到电弧功率大、偏弧等影响侵蚀严重，该点的损坏程度常常成为换炉的依据； 出钢口附近因受渣钢的冲刷也极易减薄； 炉门两侧常受急冷急热的作用、流渣的冲刷及操作与工具的碰撞等损坏也比较严重。 图5-1 槽出钢电炉炉衬情况
电炉炼钢工艺
【本章学习要点】本章学习电炉炼钢的配料计算，装料方法及操作，电炉熔化期、氧化期、还原期的任务及其操作，出钢操作等。 电炉炼钢，主要是指电弧炉炼钢，是目前国内外生产特殊钢的主要方法。目前，世界上90%以上的电炉钢是电弧炉生产的，还有少量电炉钢是由感应炉、电渣炉等生产的。通常所说的电弧炉，是指碱性电弧炉。 电弧炉主要是利用电极与炉料之间放电产生电弧发出的热量来炼钢。其优点是：（1）热效率高，废气带走的热量相对较少，其热效率可达65%以上。 （2）温度高，电弧区温度高达3000℃以上，可以快速熔化各种炉料。 （3）温度容易调整和控制，可以满足冶炼不同钢种的要求。 （4）炉内气氛可以控制，可去磷、硫，还可脱氧。 （5）设备简单，占地少，投资省。 第一节冶炼方法的分类 根据炉料的入炉状态分，有热装和冷装两种。热装没有熔化期，冶炼时间短，生产率高，但需转炉或其他形式的混铁炉配合；冷装主要使用固体钢铁料或海绵铁等。根据冶炼过程中的造渣次数分，有单渣法和双渣法。根据冶炼过程中用氧与不用氧来分，有氧化法和不氧化法。氧化法多采用双渣冶炼，但也有采用单渣冶炼的，如电炉钢的快速冶炼，而不氧化法均采用单渣冶炼。此外，还有返回吹氧法。根据氧化期供氧方式的不同，有矿石氧化法、氧气氧化法和矿、氧综合氧化法及氩氧混吹法。 冶炼方法的确定主要取决于炉料的组成以及对成品钢的质量要求，下面我们扼要介绍几种冶炼方法： (1)氧化法。氧化法冶炼的特点是有氧化期，在冶炼过程中采用氧化剂用来氧化钢液中的Si、Mn、P等超规格的元素及其他杂质。因此，该法虽是采用粗料却能冶炼出高级优质钢，所以应用极为广泛。缺点是冶炼时间长，易氧化元素烧损大。 (2)不氧化法。不氧化法冶炼的特点是没有氧化期，一般全用精料，如本钢种或类似本钢种返回废钢以及软钢等，要求磷及其他杂质含量越低越好，配入的合金元素含量应进入或接近于成品钢规格的中限或下限。不氧化法冶炼可回收大量贵重合金元素和缩短冶炼时间。在缺少本钢种或类似本钢种返回废钢时，炉料中可配入铁合金，这种冶炼方法又叫做装入法，用“入”字表示，多用于冶炼高合金钢等钢种上。 不氧化法冶炼如果不采取其他有效措施相配合，则成品钢中的氢、氮含量容易偏高。为了消除这种缺点，从而出现了返回吹氧法。 (3)返回吹氧法。返回吹氧法简称返吹法，用“返”字表示。该法主要使用返回废钢并在冶炼过程中用氧气进行稍许的氧化沸腾，既可有利于回收贵重的合金元素，又能降低钢中氢、氮及其他杂质的含量。因此，该法多用于冶炼铬镍钨或铬镍不锈钢等钢种。 (4)氩氧混吹法。炉料全熔后，按比例将混合好的氩、氧气体从炉门或从炉底吹入，即相当于一台电炉又带一台AOD精炼炉。该法主要用于不锈钢的冶炼上，特点是铬的回收率高，成本低，操作灵活简便，且钢的质量好。
12500kVA钛渣冶炼电炉方案
12600kVA钛渣冶炼电炉 初 步 设 计 方 案 西安环冶电炉技术设备有限公司二〇一二年八月
一、设计依据 12600kVA钛渣冶炼电炉依据某公司的技术要求进行初步设计。 二、主要技术参数 （一）概述 1、电炉座数：1座 型式：固定式（带有二次燃烧室） 电炉额定功率：12600kVA 单台电炉年产量：3万吨酸溶钛渣 2、单台电炉技术参数 （1）变压器 额定容量：4200 kVA/35kV—单相 数量：3台/座 变压器一次电压：35kV 变压器冷却方式：螺旋板式油冷却器 （2）电极系统 型式：电极把持器 工作电极数量：3根/座 极心圆直径：Ф2200mm可调 电极直径：Ф780mm碳素电极 电极升降行程：2000mm 电极压放行程：50mm/次 压放一次完成时间：≤30秒
电极上升速度：0～3.0m/min线性可调 下降速度：0～1.0m/min线性可调 （3）配料及加料系统 称量站、固定配料运输机、大倾角皮带运输机、加料运输机、炉顶加料系统 （4）炉体 炉壳直径：?10600 炉膛直径：?8000 炉壳高度：5800 炉膛深度：2700 出铁口：1个 出渣口：1个 （5）水冷烟罩 净空间高度：2500 大炉门：3面 小炉门：3面 排烟口：2个 加料孔：13个 （6）正常工作用冷却水 压力：≥0.4MPa 流量：600m3/h 水管径：DN350 回水管径：DN500
硬度：≤50mg/l (以CaCO3计) PH值：8～9 悬浮物：≤10mg/L 进水温度：≤30℃ 出水温度：≤45℃ 事故状态冷却水（单台电炉水耗量）压力：≥0.25MPa ,合计：250 m3/h （7）液压系统 工作压力：16MPa 液压油品：HM—46 液压油清洁度等级：NAS7级 电极升降调节阀：比例换向阀 三、机械设备组成及功能描述 12600kVA钛渣冶炼电炉机械设备由以下部分组成：配料及加料系统、炉体部分（含炉衬、出渣出铁溜槽，渣铁口开堵口机）、烟罩、烟道及二次燃烧室、电极密封导向装置、电极系统、二次母线系统、冷却水系统、液压系统、电炉配套设备等。 1 配料及加料系统 称量站由流槽、称重料斗、电磁振动给料机、称重传感器等组成，当电炉发出求料信号后，称重料斗下的电磁振动给料机即开始动作，将料斗中的混合料自动卸下，送到固定配料运输机中。一批料卸完后，称重料斗上方的电磁传感器进行计量，达到相应重量后，电磁振动给
钛渣冶炼炉新工艺介绍
关于钛渣冶炼炉的新工艺介绍
目前，发达国家中的钛渣炉，容量都比较大，多采用全封闭，湿法除尘和回收煤气，并向干法除尘转变。这些大型电炉采用计算机进行控制，从原料准备到产品出炉全过程自动化，生产效率高，产品质量稳定，环保设施完善，有利于资源的综合利用，也是中国钛渣生产发展的方向。国内某企业从南非引进的3万kVA全密闭直流高钛渣炉，已经将高钛渣的吨产电耗从国内普遍的3500kwh/t～4500 kwh/t降至2600kwh/t～ 2800kwh/t，大大降低了生产成本（注：由于该企业对引进技术吸收消化严重不足，加之过份神秘化的保密隔绝，导致试生产周期特长，生产时断时续。不久前，此高钛渣炉炉底熔穿目前正停产维修。该企业的负责人在接待国家工信部考察人员时介绍说：技术指标是非常先进的，政治上丰收，经济效益趋于零）。 国内钛渣冶炼通常采用三相交流敞口电炉或半密闭电炉，一次性加料生产工艺，污染严重、热辐射高、操作环境恶劣。炉膛热量直接从炉口或烟道散出，电炉热损失大，容易造成除尘器布袋的烧蚀。 三相交流电炉的三根电极之间的电流为平面流动形式，由于炉料的导电性，而不能选用较高的二次电压，否则会出现电极不能深插，炉底温度低的现象，使得SiC沉积造成炉底上涨。 交流电炉炉膛的深、径比小，每次排渣或出铁水后，炉内温度下降快，当下一炉的生料加入后，需要焙烧一段时间以提高炉温，增大了耗电量。 综合上述几个原因，使得国内钛渣、工业硅、铁合金及电石等冶炼成本居高不下，市场竞争力低。 目前世界上最为先进的冶炼方法，是密闭直流电炉空心电极连续加料冶炼方式。 密闭直流电炉空心电极粉料连续入炉冶炼工艺具有如下优点： ⑴炉膛密闭，无外部空气进入，烟气量小，除尘设备负担小。 ⑵密闭电炉无外部空气进入，冶炼操作在密闭的高还原性气氛下进行，降低了电极的高温氧化和还原剂的氧化烧损。可以节省电极消耗达50%以上。 ⑶富含一氧化碳的高温烟气，显热直接用来干燥矿粉，降低矿粉中的水分，充分利用烟气的热量，比半密闭/敞口炉的潮矿入炉减少了电能消耗。降温除尘后的一氧化碳气体可以用来驱动燃气发电机发电，能源得到综合利用。 ⑷粉料连续入炉，原料和还原剂均为粉末，物料反应的表面积增大。物料直接进入熔池，在液态下进行还原反应，还原反应充分、速度快——“瞬间还原”。 ⑸粉料连续入炉，省去繁重的捣炉作业，减轻了劳动强度，改善了工作环境。 ⑹直流电炉炉膛的深/径比大于交流电炉的深/径比，即相同容量直流电炉的炉膛比交流电炉深，直径比交流电炉小，热量集中，热损失小。 ⑺直流电炉炉膛深/径比大，炉膛表面积小，比交流电炉节省炉衬材料。 ⑻直流电炉炉底作为导电电极，使电弧引向炉底，直流电流对熔池具有上下运动的电
钛渣生产工艺规程
×××××钛渣炉项目 生 产 工 艺 技 术 规 程 ××××工业炉制造有限公司编制 20-×××××
高钛渣生产工艺技术规程 一、总则 为了更好的掌握对高钛渣生产、质量要求，以及更好的生产计划，做到文明生产和安全生产，提高的经济效益和社会效益，特制定本高钛渣生产工艺技术规程。 二、高钛渣生产工艺流程图（见下页） 三、生产工艺规程 1、原料 1.1严格按照配料单配料。 1.2所有原材料分别准确检斤，按照配料单的比例均匀混合。 1.3混合好的原材料，按照指定的位置进行堆放，严禁与其它炉料混合。 1.4如果有偏加料的炉料，指定专门的堆放位置，供冶炼偏加使用。 1.5所有原料都不得混入其它杂质，必要时，采取相关的措施。 1.5运行混料设备时，要进行工作前的相关检查，只有设备工作状态良好，方可启动混料操作。
高钛渣生产工艺流程图 1.6所有的炉料，堆放要整齐规整，地面保持清洁，防止杂
质的进入。 1.7如有配料发生变化，要及时通知冶炼车间，并告知不同料比的混合炉料的堆放地址，防止冶炼上错料 1.8所有人员，进入操作现场，都必须佩戴好劳保用品，防止不安全因素的产生。 1.9生产工具，在操作完成后，必须撤离现场，按照指定的位置整齐摆放。 2、冶炼 2.1原料主要成分： 2.2基本化学反应方程式 TeTiO3+C==TiO2+Fe+CO 2.3化学反应条件 开始反应温度1116K，所以，为了达到铁还原率95%以上，
要远远高于这个温度，也就是说，冶炼要达到熔分效果，冶炼温度要达到16000C以上。 2.4高钛渣的冶炼，是阶段性连续式冶炼，也是间歇式冶炼方式，即一次性加料到出炉，再进行下一炉的冶炼。 2.5冶炼设备 矿热熔炼电炉，也就是矿石还原加热电炉。大体上分为炉体、电极、电极把持器系统、排烟系统、出铁系统，短网、变压器等。 2.6热量来源 总体上就是电阻热和电弧热两种，不同时期的热量来源是不同的，所占的比例相互变化也不同。 2.6生产工艺 2.6.1入炉原材料为原料车间按照配料通知单混合好的原料，均匀加入炉内，料面为电极根部凸起200左右，料面呈馒头状微微凸起。进入冶炼工序。 2.6.2矿热炉是高钛渣生产的主要生产设备，主要的化学反应都在这里完成。 2.6.3冶炼的是间歇式的，一次投料，一次出炉， 2.6.4随着送电的时间加长，炉料逐渐熔化，熔池也加大，此时的化学反应也在逐步进行。 2.6.5冶炼过程中，根据蘸观察确定产品的初步品位，蘸样时间一般在冶炼的中后期，也根据炉况随时进行，一次初步判
主要钛产品生产工艺流程
主要钛产品生产工艺流程 成都工业学院材料工程学院邹建新 攀枝花学院材料工程学院彭富昌 1 钛产品生产原则流程 所有钛产品的最初原料都是含钛矿物，通常为钛铁矿。最终钛产品有两种，一是单质的金属钛，二是氧化物TiO2，前者作为结构性钛（合金）材料，广泛用于航空航天、海洋、化工及高档民用等领域，后者作为功能性钛白粉颜料，广泛用于涂料、造纸、塑料及电子等领域。钛铁矿经选矿工艺后成为钛精矿，钛精矿经熔炼为钛渣或经湿法冶金处理为人造金红石或富钛料，钛精矿或酸溶性钛渣作为硫酸法钛白的原料，与浓硫酸酸解后生产钛白粉，氯化钛渣或人造金红石经氯化后生成四氯化钛，再用镁高温还原生产海绵钛，海绵钛经高温熔融为钛锭，即可进一步加工成钛材。工艺流程如图1所示。 图 1 钛产品生产原则工艺流程 2 钛渣生产工艺 电炉熔炼钛渣的工艺流程包括：配料，制团（可选），电炉熔炼，渣铁分离，冷却炉前钛渣，破碎，磁选，获得成品高钛渣等步骤。钛精矿与碳还原剂一起置于高温电弧炉中熔炼，铁氧化物被还原为金属铁，余下部分为二氧化钛、氧化钙、氧化镁、二氧化硅的熔融混合物，冷却后即为钛渣。如图 2所示。其中的半钢是指电炉熔炼后获得的含碳较高的铁水。
图 2 电炉熔炼钛渣的原则工艺流程 3 硫酸法钛白粉的生产工艺 钛白生产方法包括如下三种：①硫酸法，可生产金红石型和锐钛型钛白；②氯化法，国内仅中信锦州钛业、云南新立、洛阳万基、漯河兴茂、攀钢在生产或在建，国外55%企业采用，只能生产金红石型钛白；③盐酸法，尚未产业化，新西兰曾进行试生产，国内不少学者也开展过实验研究。 生产钛白的硫酸法与氯化法各有优缺点，业界评价褒贬不一。硫酸法会产生绿矾和废酸，但可综合利用，氯化法产生的氯化废渣处理难度较大，一般只能深埋，国内攀钢集团已开发了一种可以有效回收利用氯化废渣的专有技术。硫酸法可生产锐钛型钛白，但氯化法不行。随着环保成本的增加，硫酸法钛白粉厂只要愿意增大资金投入，其“三废”污染问题是可以得到较好解决的。 硫酸法生产钛白是成熟的生产方法，使用的原料为钛精矿或钛渣，以及矿渣混合物。硫酸法钛白生产，实际上是一个通过分离、提纯等化学和物理方法，去除钛精矿（钛渣）中的杂质，只保留90%以上TiO2的一个化工过程。 硫酸法钛白生产的主要环节包括： ①酸解；②钛液水解；③偏钛酸盐处理；④偏钛酸煅烧；⑤钛白后处理。 生产钛白的原料：钛精矿或钛渣、硫酸（本节以钛精矿为例）。生产钛白的产品：金红石型钛白或锐钛型钛白，另外副产硫酸亚铁。硫酸法生产钛白主要由下列几个工序组成：原矿准备，用硫酸分解精矿制取硫酸钛溶液，溶液净化除铁，由硫酸钛溶液水解析出偏钛酸，偏钛酸煅烧制得二氧化钛以及后处理工序等。原则工艺流程如图 3所示。
电炉熔炼基本原理
电炉熔炼的基本原理 作者：管理员发表时间：2011-10-28 10:45:57 阅读：次 电炉熔炼实质上可分为两个过程，即热工过程（如电能转换、热能分布等）与冶炼过程（如炉料熔化、化学反应、锍渣分离等）。为了叙述方便，对电炉熔炼基本原理，下面按电能的转换、物料的熔化、熔炼反应及产物三个方面加以讨论。1）电能的转换 如果向固体或液体通以电流，由于电阻的作用，电能转变为热能，可用焦耳楞次公式来确定： Q=I2Rt 式中Q─热量，J； I─通过电阻的电流，A； R─电阻，Ω； t─时间，h。 因为1J=0.239ca1或者0.239/1000kca1，并按欧姆定律IR=U，则上式可写成：Q=0.239/1000IUt (kcal) 如果电能以千瓦计，在t小时内将消耗： Q=IUt/1000(kWh) 因为1kW=0.239kcal.s-1，故1kWh=0.239×3600=860kcal，则t小时产生的热量为： Q=0.86IUt(kcal)×4.184=3.6IU(kJ) 电加热广泛应用在各种技术领域中对冶金工业尤为重要。在冶金工业中,电炉是冶金炉的一个重要类型。 配有一台额定容量为PkVA的三相变压器的电炉,当电炉负荷过到P额定时，其溶池中产生的热量按下式计算: 配有3台额定容量为PkVA的单相变压器的电炉，当电炉负荷过到P额定时，其池的热量按下式计算： Q=3×860P 额定cos?t/1000=2.58I 相 U 相 cos?t(kcal)=10.79I 相 U 相 cos?t(kJ) 式中Q─热量，kcal或用1kcal=4.184kJ；P 额定 ─变压器的额定容量，kVA或kW； U 线 ─线电压，V； I 线 ─线电流，A； U 相 ─相电压，V； I 相 ─相电流，A； cos?功率因数； t—时间,h。