鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法
2023-04-25 19:43:26
專利名稱：鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法
技術領域：
本發明涉及 一種在電弧爐中用冶煉的方法對鈦鐵礦中的鈦和鐵分離時用 的電弧爐爐蓋，特別是 一種鈦鐵分離電弧爐蓋的組成和製作步驟。
背景技術：
用在電弧爐中冶煉還原的方法可把鈦鐵礦中的鈦和鐵分離開，冶煉還原時 是把鈦鐵礦粉和含有固定碳的還原劑作為爐料放在電弧爐中，用電弧爐把爐料
升溫、加熱到攝氏2000多度的高溫，並在高溫下保持一定長的還原時間，使 鈦和鐵分離開來。在用電弧爐冶煉還原鈦鐵礦時，敞口的電弧爐不能保證爐內 的分離溫度和還原時間，為了保證爐內的分離溫度和還原時間，電弧爐在冶煉 分離鈦鐵礦時電弧爐口上應封蓋有電弧爐蓋。現有技術中，由於電弧爐口較大， 溫度較高，沒有專用的鈦鐵分離電弧爐蓋，在用電弧爐冶煉分離鈦鐵礦時，為 了爐內保溫，冶煉時，在鈦鐵礦粉和含有固定碳的還原劑爐料中加入一定量的 瀝青，電弧爐加熱時，爐料內的瀝青特別是下部爐料內的瀝青在高溫下先行熔 解、揮發、燃燒，瀝青揮發、燃燒時產生大量的瀝青煙，瀝青煙是濃黑色的氣 體，其中大部分是0.1 ^m的焦油細霧粒，焦油細霧粒在爐料上層可以被吸附 下來一部分，吸附在上層爐料的焦油細霧粒因受熱可被碳化，在繼續的加熱中， 上層爐料中的碳與上層爐料結成一定厚度的殼體，在繼續的加熱中，上層爐料 結成的殼體強度和密實程度逐漸增強，成為封蓋在電弧爐口上的 一次性電弧爐 蓋，電極從一次性電弧爐蓋穿過，該一次性電弧爐蓋具有一定的保持爐溫的作 用。這種電弧爐蓋有如下不足
1. 瀝青在高溫電弧爐內熔解、揮發、燃燒時，要排出大量的瀝青煙，.大 量的瀝青煙穿過爐料從爐口冒出，瀝青中的螢光物質、致癌物質3,4苯並芘也 隨瀝青煙揮發出來，為在爐料上層結殼，上層爐料只是吸附極小部分的瀝青煙， 絕大多數的新青煙從電弧爐口噴冒出來，極大地汙染勞動環境和周圍環境；
2. 上層爐料結成的殼體不能多次使用，只能用在一爐生產， 一爐料熔煉 結束後要搗爐，搗爐時要搗碎上層爐料結成的殼體，搗碎的殼體碎塊落到爐裡 後，會從爐裡衝冒出大量的粉塵，不僅勞動強度大，也極大地汙染環境；
3. 在生產時，上層爐料結成的殼體的厚度、強度和密實程度不是可控的， 有時上層爐料結成的殼體會有薄弱環節，在熔煉過程中，具有薄弱環節的上層 爐料結成的殼體隨時可能崩裂、塌料，造成翻渣事故，具有安全隱患；
4. 在生產時，上層爐料結成的殼體的厚度、強度和密實程度不是可控的,
4所以上層爐料結成的殼體的保溫性能不是很好，不易使爐內的溫度達到分離溫 度和保持還原時間，使冶煉加熱時間長，能耗高，產品質量較差；
5. —次加入爐內的爐料裡，上層爐料用於結殼，不能用於熔煉，單爐產
量低，上層爐料結成的殼體搗爐後重新冶煉，增加能耗和生產費；
6. 只是為了在上層爐料結成一層具有保持爐溫作用的一次性殼體而在爐
料中加入瀝青，增加生產成本、尾氣治理裝置和費用。
發明內容
本發明的目的是為了克服上述不足，提出一種強度和密實程度較高，可用 於多爐生產使用、保溫性能好、能使單爐產量高、生產成本低、勞動強度低、 熔煉分離的產品質量好、安全、節能、環保的鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法
技術領域：
本發明是用如下方法實現的。
本發明的發明方案是以炭素材料顆粒和耐火材料顆粒為原料，瀝青為粘結 劑，經配料、混合、成型和焙燒後，製成球冠形鈦鐵分離電弧爐蓋。
為實現上述發明方案，鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法有如下步驟
(1) 按電弧爐上口的尺寸用鋼板製做爐蓋模具，爐蓋模具有凸面向上的球冠 形部分，球冠形部分的周邊連有水平的圓環形邊沿，圓環形邊沿的尺寸與電弧 爐口的爐壁上圓環面尺寸相配合，圓環形邊沿的外圓周邊連有圓環形水圈，球 冠形部分上有與電弧爐上的電極相配合的三個圓孔，圓孔的孔口上部分別有圓 簡，圓簡的軸線與球冠形部分的底面圓所在平面相垂直；
(2) 按質量百分數計分別取40%~50%的炭素材料顆粒，30% 40%的鎂碳磚 顆粒，15% 20%的新青，
上述炭素材料顆粒是粒徑1 5亳米的冶金焦顆粒、石油焦顆粒中的一種或 冶金焦顆粒與石油焦顆粒以任意比例混合的混合焦顆粒，也可以是上述冶金焦 顆粒、石油焦顆粒或混合焦顆粒與粒徑1 5亳米的石墨顆粒混合的石墨焦顆粒， 石墨焦顆粒中石墨顆粒的質量百分數是8 12%,
上述鎂碳磚顆粒是粒徑小於30亳米的用新鎂碳磚粉碎後的顆粒或用廢舊 鎂碳磚粉碎後顆粒，
上述瀝青是煤瀝青、石油瀝青中的一種或煤瀝青與石油瀝青以任意比例混 合的混合新青；
(3) 把上述按量取出的炭素材料顆粒和鎂碳磚顆粒混合均勻，得到骨料顆 粒，把骨料顆粒加熱到100°C~300°C，在骨料顆粒內加入上述按量取出的瀝青， 混合均勻，得到瀝青混凝土；
(4) 把爐蓋模具放到電弧爐口上，圓環形邊沿在電弧爐口的爐壁上圓環面 上，球冠的凸面朝上，把新青混凝土攤放到爐蓋模具上，讓爐蓋模具面上的瀝 青混凝土的厚度是250 350亳米，把瀝青混凝土在爐蓋模具上夯實、表面拍平， 得到爐蓋予製件；
(5) 在電弧爐內加入爐料，把電極從電極孔插入，通電加熱爐料，讓爐內升溫加熱焙燒爐蓋予製件，焙燒爐蓋予製件時，把爐蓋予製件先在30(TC 40(TC 的溫度下焙燒5 10個小時，再在60(TC 70(TC的溫度下焙燒IO個小時，得到 鈦鐵分離電弧爐蓋。
製得鐵鐵分離電弧爐蓋後，就可以用上述鈦鐵分離電弧爐蓋封閉的電弧爐 中用冶煉還原的方法分離爐料中的鈦和鐵。在生產中，電弧爐的溫度超過爐蓋 模具鋼板的熔化溫度，爐蓋模具鋼板的球冠形部分可以熔化落入爐中隨鐵排 出，在繼續的加熱中，鈦鐵分離電弧爐蓋的強度還可以增加。
用上述方法方製成的鈦鐵分離電弧爐蓋有球冠形部分，球冠形部分上有與 三個電極相配合的三個電極孔，球冠形部分的周邊有圓環形邊沿。
用本發明的方法製得的鈦鐵分離電弧爐蓋強度和密實程度較高，耐高溫性 能好，保溫性能好，使用壽命較長，可在多爐生產中使用，在鈦鐵分離生產中， 能耗低、得到的產品質量高、生產安全性好、勞動強度小； 一次加入爐內的爐 料能在一次熔煉過程中全部參與熔煉分離，單爐產量高；爐料中沒有瀝青，生 產成本低、熔煉生產時沒有因瀝青在電弧爐內熔解、揮發、燃燒而產生的大量 瀝青煙，使勞動環境清潔，對周圍環境沒有汙染，節省尾氣治理裝置和費用。
下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步地說明。
圖1是根據本發明的發明方案提出的 一種製作鈦鐵分離電弧爐蓋用的爐蓋 模具的主剖視示意圖2是圖1的俯視局剖示意圖3是鈦鐵分離電弧爐蓋的主剖視示意圖4是圖3的俯視局剖示意圖5是燒掉爐蓋模具球冠形部分的鈦鐵分離電弧爐蓋的側剖視示意圖。
具體實施例方式
實施例1
圖l、圖2中，鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法有如下步驟
(1) 按電弧爐上口的尺寸用鋼板製做爐蓋模具1,爐蓋模具有凸面向上的球 冠形部分2，球冠可以是圓球冠，也可以是橢球冠，球冠形部分的底面圓直徑 與電弧爐上口的內徑相同，球冠形部分的周邊有水平的圓環形邊沿3，圓環形 邊沿的尺寸與電弧爐口的爐壁上圓環面尺寸相配合，圓環形邊沿的外圓周邊連 有圓環形水圈4，水圈上有吊運環13，球冠形部分上有與電弧爐上的電極相配 合的三個圓孔5、 6、 7，圓孔的外徑比電極的外徑大50-100亳米，三個圓孔的 孔口上部分別有圓筒8、 9、 10,圓簡的軸線11與球冠形部分的底面圓所在平 面12相垂直；
(2) 按質量百分數計分別取45%的冶金焦顆粒，35%的鎂碳磚顆粒，20%的 煤瀝青，
上述冶金焦顆粒是粒徑1~5亳米的冶金焦顆粒，上述鎂碳磚顆粒是用廢舊
6鎂碳磚粉碎成粒徑小於30亳米的鎂碳磚顆粒；
(3) 把上述按量取出的冶金焦顆粒和鎂碳磚顆粒混合均勻，得到骨料顆粒， 把骨料顆粒加熱到100°C~300°C，在骨料顆粒內加入上述按量取出的煤瀝青， 混合均勻，得到瀝青混凝土；
(4) 把爐蓋模具放到電弧爐口上，圓環形邊沿在電弧爐口的爐壁上圓環面 上，球冠的凸面朝上，把瀝青混凝土攤放到爐蓋模具上，讓爐蓋模具面上的瀝 青混凝土的厚度是250 350毫米，把瀝青混凝土在爐蓋模具上夯實、表面拍平， 得到爐蓋予製件；
(5) 在電弧爐內加入爐料，把電極從電極孔插入，通電加熱爐料，讓爐內升 溫加熱焙燒爐蓋予製件，焙燒爐蓋予製件時，把爐蓋予製件先在30(TC 40(TC 的溫度下焙燒5 10個小時，再在60(TC 70(TC的溫度下焙燒IO個小時，得到 鈦鐵分離電弧爐蓋。
圖3、圖4中，製成的鈦鐵分離電弧爐蓋有燒成的耐高溫球冠形爐蓋體14， 爐蓋體上有與電弧爐的三個電極相配合的三個電極孔15、 16、 17，球冠形爐蓋 體下有鋼板製做爐蓋模具18，
用上述方法方法製成的鈦鐵分離電弧爐蓋在生產中使用時，爐蓋模具的球 冠形部分和球冠形部分上的三個圓孔孔口上圓簡可以被熔化掉，剩餘的圓環形 邊沿和水圈圍在球冠形爐蓋體的外圓周，水圈上的吊運環用於吊起鈥鐵分離電 弧爐蓋的起吊點。
圖5中，燒掉爐蓋模具球冠形部分和球冠形部分上的三個圓孔孔口上圓簡 的鈦鐵分離電弧爐蓋有燒成的耐高溫球冠形爐蓋體19，爐蓋體上有與電弧爐的 電極相配合的電極孔20、 21，球冠形爐蓋體的外圓周圍有圓環形邊沿和水圏 22,水圏上的吊運環23。
實施例2
在鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法中的
步驟(2)中，按質量百分數計分別取47%的石油焦顆粒，38%的鎂碳磚顆粒， 15%的煤瀝青，
上述石油焦顆粒是粒徑1~5毫米的石油焦顆粒，
步驟(3)中，把上述按量取出的冶金焦顆粒和鎂碳磚顆粒混合均勻，
其餘與實施例l相同。
實施例3
在鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法中的
步驟(2)中，按質量百分數計分別取22%的冶金焦顆粒，22%的石油焦顆粒， 38%的鎂碳磚顆粒，18%的煤瀝青，
上述石油焦顆粒是粒徑1 5亳米的石油焦顆粒，
步驟(3)中，把上述按量取出的冶金焦顆粒，石油焦顆粒和鎂碳磚顆粒混合 均勻，其餘與實施例l相同。 實施例4
在鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法中的
步驟(2)中，按質量百分數計分別取22%的冶金焦顆粒，22%的石油焦顆粒， 38%的鎂碳磚顆粒，10%的煤瀝青和8%的石油瀝青， 上述石油焦顆粒是粒徑1~5亳米的石油焦顆粒，
步驟(3)中，把上述按量取出的冶金焦顆粒，石油焦顆粒和鎂碳磚顆粒混合 均勻，得到骨料顆粒，把骨料顆粒加熱到100°C~300°C，在骨料顆粒內加入上 述按量取出的煤莉青和石油瀝青，混合均勻，得到瀝青混凝土；
其餘與實施例l相同。
實施例5
在鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法中的
步驟(2)中，按質量百分數計分別取20%的冶金焦顆粒，25%的石油焦顆粒， 5%的石墨顆粒，35%的鎂碳磚顆粒，15%的煤瀝青，
上述石油焦顆粒是粒徑1~5亳米的石油焦顆粒，石墨顆粒是粒徑1~5亳米 的石墨顆粒，
步驟(3)中，把上述按量取出的冶金焦顆粒，石油焦顆粒、石墨顆粒和鎂碳 磚顆粒混合均勻，
其餘與實施例l相同。 實施例6
在鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法中的
步驟(2)中，按質量百分數計分別取22。/。的冶金焦顆粒，21%的石油焦顆粒， 4%的石墨顆粒，35%的鎂碳磚顆粒，10。/。的煤新青，8%的石油瀝青，
上述石油焦顆粒是粒徑1 5亳米的石油焦顆粒，石墨顆粒是粒徑1~5亳米 的石墨顆粒，
步驟(3)中，把上述按量取出的冶金焦顆粒，石油焦顆粒、石墨顆粒和鎂碳 磚顆粒混合均勻，得到骨料顆粒，把骨料顆粒加熱到10(TC 30(TC，在骨料顆 粒內加入上述按量取出的煤莉青和石油新青，混合均勻，得到瀝青混凝土；
其餘與實施例l相同。
上述炭素材料顆粒也可以是粒徑1~5毫米的廢舊電極粉碎後的顆粒，在制 作鈦鐵分離電弧爐蓋時，廢舊電極粉碎後的顆粒用量與上述冶金焦顆粒或石油 焦顆粒的用量相同。
權利要求
1.一種鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法，其特徵在於有如下步驟(1)按電弧爐上口的尺寸用鋼板製做爐蓋模具，爐蓋模具有凸面向上的球冠形部分，球冠形部分的周邊連有水平的圓環形邊沿，圓環形邊沿的尺寸與電弧爐口的爐壁上圓環面尺寸相配合，圓環形邊沿的外圓周邊連有圓環形水圈，球冠形部分上有與電弧爐上的電極相配合的三個圓孔，圓孔的孔口上部分別有圓筒，圓筒的軸線與球冠形部分的底面圓所在平面相垂直；(2)按質量百分數計分別取40％～50％的炭素材料顆粒，30％～40％的鎂碳磚顆粒，15％～20％的瀝青，上述炭素材料顆粒是粒徑1～5毫米的冶金焦顆粒、石油焦顆粒中的一種或冶金焦顆粒與石油焦顆粒以任意比例混合的混合焦顆粒，也可以是上述冶金焦顆粒、石油焦顆粒或混合焦顆粒與粒徑1～5毫米的石墨顆粒混合的石墨焦顆粒，石墨焦顆粒中石墨顆粒的質量百分數是8～12％，上述鎂碳磚顆粒是粒徑小於30毫米的用新鎂碳磚粉碎後的顆粒或用廢舊鎂碳磚粉碎後顆粒，上述瀝青是煤瀝青、石油瀝青中的一種或煤瀝青與石油瀝青以任意比例混合的混合瀝青；(3)把上述按量取出的炭素材料顆粒和鎂碳磚顆粒混合均勻，得到骨料顆粒，把骨料顆粒加熱到100℃～300℃，在骨料顆粒內加入上述按量取出的瀝青，混合均勻，得到瀝青混凝土；(4)把爐蓋模具放到電弧爐口上，圓環形邊沿在電弧爐口的爐壁上圓環面上，球冠的凸面朝上，把瀝青混凝土攤放到爐蓋模具上，讓爐蓋模具面上的瀝青混凝土的厚度是250～350毫米，把瀝青混凝土在爐蓋模具上夯實、表面拍平，得到爐蓋予製件；(5)在電弧爐內加入爐料，把電極從電極孔插入，通電加熱爐料，讓爐內升溫加熱焙燒爐蓋予製件，焙燒爐蓋予製件時，把爐蓋予製件先在300℃～400℃的溫度下焙燒5～10個小時，再在600℃～700℃的溫度下焙燒10個小時，得到鈦鐵分離電弧爐蓋。2.按權利要求1所述的鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法，其特徵是所述的步驟2中，按質量百分數計分別取45％的冶金焦顆粒，35％的鎂碳磚顆粒，20％的煤瀝青。
2. 按權利要求1所述的鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法，其特徵 是所述的步驟(2)中，按質量百分數計分別取47%的石油焦顆粒，38% 的鎂碳磚顆粒，15%的煤瀝青。
3. 按權利要求1所述的鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法，其特徵 是所述的步驟(2)中，按質量百分數計分別取22%的冶金焦顆粒，22% 的石油焦顆粒，38%的鎂碳磚顆粒，18%的煤新青。
4. 按權利要求1所述的鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法，其特徵 是所述的步驟(2)中，按質量百分數計分別取22%的冶金焦顆粒，22% 的石油焦顆粒，38%的鎂碳磚顆粒，10%的煤瀝青和8%的石油瀝青。
5. 按權利要求l所述的鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法，其特徵 是所述的步驟(2)中，按質量百分數計分別取20%的冶金焦顆粒，25% 的石油焦顆粒，5%的石墨顆粒，35%的鎂碳磚顆粒，15%的煤瀝青。
6. 按權利要求l所述的鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法，其特徵 是所述的步驟U)中，按質量百分數計分別取22%的冶金焦顆粒，21% 的石油焦顆粒，4%的石墨顆粒，35%的鎂碳磚顆粒，10%的煤瀝青， 8%的石油新青。
全文摘要
鈦鐵分離電弧爐蓋的製作方法，先製做爐蓋模具，用炭素材料、鎂碳磚顆粒和瀝青製成瀝青混凝土，在爐蓋模具上成型，讓爐蓋模具面上的瀝青混凝土的厚度是250～350毫米，把瀝青混凝土在爐蓋模具上夯實，表面拍平，得到爐蓋予製件，把爐蓋予製件先在300℃～400℃的溫度下焙燒5～10個小時，再在600℃～700℃的溫度下焙燒10小時，得到鈦鐵分離電弧爐蓋。本發明制的鈦鐵分離電弧爐蓋強度和密實程度較高，保溫性能較好，可在多爐生產使用，生產安全性好、勞動強度低、能耗低、產品質量高；單爐產量高，節省能源；爐料中沒有瀝青，生產成本低、熔煉生產時沒有因瀝青在電弧爐內熔解、揮發、燃燒而產生的大量揮發份和菸灰，勞動環境清潔，對周圍環境沒有汙染。
文檔編號F27B3/10GK101619925SQ20091001294
公開日2010年1月6日 申請日期2009年8月6日 優先權日2009年8月6日
發明者姜雨臣, 立 孫, 尹昭翔, 韓東洋 申請人:鐵嶺龍鑫鈦業新材料有限公司