[发明专利]一种多电极高炉渣碳化熔炼电炉

说明书

本发明属于电炉领域，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。

技术领域

本发明属于电炉领域，涉及一种多电极高炉渣碳化熔炼电炉。

背景技术

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

发明内容

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，本发明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。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：