用于电铝热法钒钛冶炼炉的喷气搅拌系统

摘要

本发明公开了一种喷气搅拌系统，尤其是公开了一种用于电铝热法钒钛冶炼炉的喷气搅拌系统，属于钒铁冶炼工艺装备设计制造技术领域。提供一种能协助冶炼熔池的冶炼原料进行有效混合的用于电铝热法钒钛冶炼炉的喷气搅拌系统。所述的喷气搅拌系统通过双喷嘴向钒钛冶炼炉内的熔池喷入搅拌气搅拌位于所述熔池内的熔融物料。

权利要求

1.一种用于电铝热法钒钛冶炼炉的喷气搅拌系统，其特征在于：所述的喷气搅拌系统通过双喷嘴(1)向钒钛冶炼炉内的熔池喷入搅拌气搅拌位于所述熔池内的熔融物料，所述的喷气搅拌系统还包括含有双输送通道(2)的喷头(3)，所述的双喷嘴(1)分别对应的布置在所述喷头(3)的双输送通道(2)的气体喷出端，所述的喷气搅拌系经还包括气体输送通道过渡段(4)，所述气体输送通道过渡段(4)的两端分别与所述的喷头(3)和外部的供气装置(15)连接，所述的喷气搅拌系统还包括万向支撑结构(5)，所述的气体输送通道过渡段(4)支撑在所述的万向支撑结构(5)上；位于所述喷头(3)的气体喷出端上的双喷嘴(1)，通过所述的气体输送通道过渡段(4)，在所述的万向支撑结构(5)的配合下可以在任何一个方向上运动，所述的万向支撑结构(5)包括可移动式支架(6)和安装在该可移动式支架(6)上的万向节(7)，所述的气体输送通道过渡段(4)支撑在所述的万向节(7)上，所述的可移动式支架(6)包括车架(8)和安装在该车架(8)底部的自锁式车轮(9)，所述的万向节(7)固装在所述的车架(8)上，所述的万向节(7)包括底架(10)和过渡支撑架(11)，所述的过渡支撑架(11)可绕自身轴向中心线旋转的安装在所述的底架(10)上，所述的气体输送通道过渡段(4)沿竖直方向可旋转的支撑在所述的过渡支撑架(11)上。

2.根据权利要求1所述的用于电铝热法钒钛冶炼炉的喷气搅拌系统，其特征在于：所述的过渡支撑架(11)包括过渡架(12)和支撑架(13)，所述的支撑架(13)铰接在所述的过渡架(12)上，所述的气体输送通道过渡段(4)固装在所述的支撑架(13)上，所述的过渡支撑架(11)通过所述的过渡架(12)可绕自身轴向中心线旋转的安装在所述的底架(10)上。

3.根据权利要求1或2所述的用于电铝热法钒钛冶炼炉的喷气搅拌系统，其特征在于：

所述的喷气搅拌系统还包括配重(14)，所述的配重(14)布置在所述气体输送通道过渡段(4)与外部的供气装置(15)连接的一端上。

4.根据权利要求3所述的用于电铝热法钒钛冶炼炉的喷气搅拌系统，其特征在于：所述的车架(8)为桁架结构。

说明书

用于电铝热法钒钛冶炼炉的喷气搅拌系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种喷气搅拌系统，尤其是涉及一种用于电铝热法钒钛冶炼炉的喷气搅拌系统，属于钒铁冶炼工艺装备设计制造技术领域。

背景技术

[0002] 钒铁合金是重要的炼钢合金添加剂，通常采用V2O5电硅热法冶炼工艺冶炼，该冶炼法的生产工艺成熟，装备水平先进，产品质量稳定，国外采用电硅热法的钒回收率为95％以上，国内采用V2O5电硅热法工艺生产的钒铁产品质量和钒回收率与国外先进水平尚有一定差距。除此之外，国内外还有许多企业采用电铝热法制备钒铁合金，与电硅热法相比其冶炼时间短，炉况容易控制，工人劳动强度低，产品质量稳定，环境污染小，综合成本低。一般是将V2O3或V2O5及铁粒、铝粉等材料装入电炉内，通电加热，促进反应进行。用电铝热法冶炼高钒铁能使钒的回收率也能到95％以上，为了达到更高的技术经济指标，各钒铁生产商又作了进一步的技术改进，比如卢森堡的CASA厂和攀钢北海特种铁合金有限公司就在电铝热法的基础上，增加了一套喷吹设备。通过该设备使熔渣中的残钒从2％降低到1.2％以下，从而使钒回收率提高到97％以上。电铝热法冶炼钒铁的工艺流程如附图3所示

[0003] 在实际生产中为了将钒氧化物充分还原，一般都加入过量的铝粉，这就会造成合金中铝含量较高；炉渣熔点高、冶炼温度较高，不利于冶炼顺利进行；渣中夹铁等问题。现在为了将合金冶中的铝脱除，一般采用V2O5作为氧化剂将铝氧化；同时，为了降低渣的熔点和流动性，常采用CaF2为调渣剂。这种方法不仅增加了成本，造成渣中钒含量较高，需要将富钒渣返回炉中使用，增加了冶炼操作难度，并且加入CaF2后炉渣会对炉衬造成侵蚀。因此，需要一种廉价的、易控制、无侵蚀的调渣剂对现有工艺进行改进。

[0004] 专利“冶炼钒铁的方法CN102115821B”公开的方法：将10wt％～35wt％的石灰、15wt ％～35wt％的铝以及余量的V2O3和/或V2O5配成混合料；将混合料加入电炉，同时按照要求加入预定量的铁；通电熔化电炉内的物料，以通过铝来还原V2O3和/或V2O5，待炉渣中全钒含量低于0.2wt％时，出80wt％～95wt％的炉渣；再将由石灰15wt％～35wt％、铁氧化物0wt ％～30wt％和余量为V2O5组成的精炼料按照10～80kg/t钒铁加入电炉中，进行精炼，待钒铁合金液中的铝含量和钒含量符合所要生产的钒铁合金产品对铝含量和钒含量的要求时，出合金液和精炼渣；浇铸，得到钒铁合金产品。

[0005] 专利“生产钒铁的方法CN102206754A”其特征在于包括如下步骤：a、配料：将含钒原料、铁红粉、铝粉、CaO混匀得到混合物料；其中，所述的含钒原料为多钒酸铵、偏钒酸铵中至少一种；含钒原料以钒计、铁红粉以铁计的重量配比为1∶0.16～0.26；配铝系数为 1.05～1.15，所述的配铝系数为实际加入的纯铝重量与理论计算需要加入的纯铝重量之比；配CaO系数为0.35～0.47，所述的配CaO系数为实际加入的CaO重量与理论计算需加入的纯铝重量之比；b、造球：所得混合物料造球，球团干燥；c、入炉冶炼：干燥后的球团入炉冶炼至混合物料反应完全；d、出炉，得到钒铁。

[0006] 专利“生产钒铁的方法CN102206754B”其特征在于包括如下步骤：a、配料：将含钒原料、铁红粉、铝粉、CaO混匀得到混合物料；其中，所述的含钒原料为多钒酸铵、偏钒酸铵中至少一种；含钒原料以钒计、铁红粉以铁计的重量配比为1:0.16～0.26；配铝系数为1.05～ 1.15，所述的配铝系数为实际加入的纯铝重量与理论计算需要加入的纯铝重量之比；配CaO 系数为0.35～0.47，所述的配CaO系数为实际加入的CaO重量与理论计算需加入的纯铝重量之比；其中，所述含钒原料的粒度为0.040～0.300mm，所述铁红粉的粒度为0.090～
0.250mm，所述铝粉的粒度为0.063～0.250mm，所述CaO的粒度为0.09～10.00mm；所述的多钒酸铵的 V2O5含量为80.00～91.00wt％，铁红粉以Fe2O3计其Fe2O3含量≥97.0wt％，铝粉Al含量≥99.0wt％；所述的CaO为CaO含量为66.45～90.00wt％的生石灰或熟石灰；b、造球：
所得混合物料造球，球团干燥；c、入炉冶炼：干燥后的球团入炉冶炼至混合物料反应完全；
d、出炉，得到钒铁。

[0007] 专利“中钒铁的冶炼方法CN 101724752B”步骤如下：A、配制底料和主料；B、冶炼初期，首先加入底料进行冶炼；C、当底料反应平稳后，再加入主料；D、精炼。其中，底料为铝、V2O5、铁、石灰；主料为V2O3、铝、V2O5、铁、石灰、莹石。本发明方法既充分利用了反应热，又简化了工艺过程，降低了炉渣的粘度，钒铁冶炼回收率稳步提高达96％以上。

[0008] 专利“一种电铝热法生产钒铁的方法CN103045929A”其特征在于，所述方法包括：a) 配混包括钒氧化物、铝粒、铁屑和石灰的冶金原料；b)在冶炼炉中进行还原冶炼并在还原冶炼结束时出渣；c)向钒铁合金液中加入铁基氧化物以将钒铁合金液中的Al含量降低至不大于 0.5％。

[0009] 专利“一种电铝热法生产钒铁的方法CN103045929B”其特征在于，所述方法包括：a) 配混包括钒氧化物、铝粒、铁屑和石灰的冶金原料；b)在冶炼炉中进行还原冶炼并在还原冶炼结束时出渣；c)精炼阶段，包括出钒铁合金液至铁水包，在出钒铁合金液至铁水包的过程中将铁基氧化物加入铁水包中以将钒铁合金液中的Al含量降低至不大于0.5％；在步骤b) 中，将钒铁合金液中的Al含量控制在1.5％～6.0％，在冶炼渣中的V含量不大于1％时出渣。

[0010] 专利“一种高钒铁的冶炼方法CN103757171B”其特征在于，所述方法包括以下步骤：a、将冷态含钒富渣和石灰加入电弧炉垫底，再加入由五氧化二钒、铝粒、石灰、钢屑组成的一期混合料进行冶炼，随即将上一炉的热态含钒富渣返回电弧炉中，在冶炼渣中的钒含量小于 0.5％时出渣，其中，所述返回至电弧炉中的热态含钒富渣实现了引弧点火的目的；b、加入由三氧化二钒、铝粒、石灰、钢屑组成的二期混合料进行冶炼，在冶炼渣中的钒含量小于0.5 ％时出渣，并且在出渣前加入铝或铝镁合金进行还原处理；c、加入由五氧化二钒与石灰或由铁鳞与石灰组成的精炼混合料进行冶炼，控制炉内钒铁合金液的温度为1900℃以上，并在钒铁合金液中的钒含量为78～82％且铝含量低于1.5％时出钒铁合金液和含钒富渣，将钒铁合金液浇注至预热达500℃以上的锭模中，冷却、脱模、破碎后得到钒含量在
80％以上的高钒铁。

[0011] 以上现有的专利技术并没有解决现有技术中存在的上述技术问题，更没有提出用于解决上述的技术问题的，适用于新工艺方法的工艺装备。

发明内容

[0012] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种能协助冶炼熔池的冶炼原料进行有效混合的用于电铝热法钒钛冶炼炉的喷气搅拌系统。

[0013] 为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于电铝热法钒钛冶炼炉的喷气搅拌系统，所述的喷气搅拌系统通过双喷嘴向钒钛冶炼炉内的熔池喷入搅拌气搅拌位于所述熔池内的熔融物料。

[0014] 本发明的有益效果是：本申请通过设置一套包含有两个喷嘴的喷气搅拌体系统，并通过该双喷嘴向钒钛冶炼炉内的熔池喷入搅拌气搅拌位于所述熔池内的熔融物料。从而有效的协助冶炼熔池的冶炼原料进行快速、充分而又有效的混合，进而可以有效的加速冶炼熔池内的冶炼原料之的反应，达到提高冶炼效率以及提高钒铁收率的目的。

[0015] 进一步的是，所述的喷气搅拌系统还包括含有双输送通道的喷头，所述的双喷嘴分别对应的布置在所述喷头的双输送通道的气体喷出端。

[0016] 上述方案的优选方式是，所述的喷气搅拌系经还包括气体输送通道过渡段，所述气体输送通道过渡段的两端分别与所述的喷头和外部的供气装置连接。

[0017] 进一步的是，所述的喷气搅拌系统还包括万向支撑结构，所述的气体输送通道过渡段支撑在所述的万向支撑结构上；位于所述喷头的气体喷出端上的双喷嘴，通过所述的气体输送通道过渡段，在所述的万向支撑结构的配合下可以在任何一个方向上运动。

[0018] 上述方案的优选方式是，所述的万向支撑结构包括可移动式支架和安装在该可移动式支架上的万向节，所述的气体输送通道过渡段支撑在所述的万向节上。

[0019] 进一步的是，所述的可移动式支架包括车架和安装在该车架底部的自锁式车轮，所述的万向节固装在所述的车架上。

[0020] 上述方案的优选方式是，所述的万向节包括底架和过渡支撑架，所述的过渡支撑架可绕自身轴向中心线旋转的安装在所述的底架上，所述的气体输送通道过渡段沿竖直方向可旋转的支撑在所述的过渡支撑架上。

[0021] 进一步的是，所述的过渡支撑架包括过渡架和支撑架，所述的支撑架铰接在所述的过渡架上，所述的气体输送通道过渡段固装在所述的支撑架上，所述的过渡支撑架通过所述的过渡架可绕自身轴向中心线旋转的安装在所述的底架上。

[0022] 进一步的是，所述的喷气搅拌系统还包括配重，所述的配重布置在所述气体输送通道过渡段与外部的供气装置连接的一端上。

[0023] 进一步的是，所述的车架为桁架结构。

附图说明

[0024] 图1为本发明用于电铝热法钒钛冶炼炉的喷气搅拌系统的三维结构示意图；

[0025] 图2为图1的A部放大图；

[0026] 图3为本发明背景技术中涉及到的电铝热法冶炼钒铁的工艺流程图。

[0027] 图中标记为：双喷嘴1、双输送通道2、喷头3、气体输送通道过渡段4、万向支撑结构 5、可移动式支架6、万向节7、车架8、自锁式车轮9、底架10、过渡支撑架11、过渡架12、支撑架
13、配重14、供气装置15。

具体实施方式

[0028] 如图1、图2所示是本发明提供的一种能协助冶炼熔池的冶炼原料进行有效混合的用于电铝热法钒钛冶炼炉的喷气搅拌系统。所述的喷气搅拌系统通过双喷嘴1向钒钛冶炼炉内的熔池喷入搅拌气搅拌位于所述熔池内的熔融物料。本申请通过设置一套包含有两个喷嘴的喷气搅拌体系统，并通过该双喷嘴1向钒钛冶炼炉内的熔池喷入搅拌气搅拌位于所述熔池内的熔融物料。从而有效的协助冶炼熔池的冶炼原料进行快速、充分而又有效的混合，进而可以有效的加速冶炼熔池内的冶炼原料之的反应，达到提高冶炼效率以及提高钒铁收率的目的。

[0029] 上述实施方式中，由于冶炼工作具有高温、粉尘以及高强度的特点，所以如果采用人工近距离进行喷射搅拌，不仅劳动强度大，工作环境差，而且很容易出现因熔融液体的喷溅而发生安全事故。为此，本申请所述的喷气搅拌系统还包括含有双输送通道2的喷头3以及气体输送通道过渡段4，所述的双喷嘴1分别对应的布置在所述喷头3的双输送通道2的气体喷出端；所述气体输送通道过渡段4的两端分别与所述的喷头3和外部的供气装置15连接。同时，为了最大限度的降低操作人员的劳动强度，同时又保证喷气搅拌操作的方便，并照顾到需要搅拌的每一个部位，本申请所述的喷气搅拌系统还包括万向支撑结构5，所述的气体输送通道过渡段4支撑在所述的万向支撑结构5上；位于所述喷头3的气体喷出端上的双喷嘴1，通过所述的气体输送通道过渡段4，在所述的万向支撑结构5的配合下可以在任何一个方向上运动。此时，所述的万向支撑结构5优选为包括可移动式支架6和安装在该可移动式支架6上的万向节7的结构，所述的气体输送通道过渡段4支撑在所述的万向节7上；所述的可移动式支架6优选为包括车架8和安装在该车架8底部的自锁式车轮9的结构，所述的万向节7固装在所述的车架8上。

[0030] 进一步的，为了增加本申请所述喷气搅拌系统操作的灵活性，申请人还对所述的万向节 7作了充分的改进，即将所述的万向节7改进为包括底架10和过渡支撑架11的结构，所述的过渡支撑架11可绕自身轴向中心线旋转的安装在所述的底架10上，所述的气体输送通道过渡段4沿竖直方向可旋转的支撑在所述的过渡支撑架11上；而所述的过渡支撑架11又包括过渡架12和支撑架13，所述的支撑架13铰接在所述的过渡架12上，所述的气体输送通道过渡段4固装在所述的支撑架13上，所述的过渡支撑架11通过所述的过渡架12可绕自身轴向中心线旋转的安装在所述的底架10上。这样，通过移动式支架6、底架10、过渡架12 以及支撑架13便可以实现双喷嘴在任何一个方向上的移动，保证本申请所述喷气搅拌系统操作的高度灵活性。

[0031] 同时，由于喷气搅拌系统的双喷嘴端相对较长，为了减轻操作过程中操作人员的劳动强度，所述的喷气搅拌系统还包括配重14，所述的配重14布置在所述气体输送通道过渡段4 与外部的供气装置15连接的一端上。当然，为了简化本申请所述喷气搅拌系统的结构，方便制作，所述的车架8为桁架结构。