[发明专利]一种含钛高炉渣高温碳化制取碳氮化钛的系统及工艺

权利要求书

1.一种含钛高炉渣高温碳化制取碳氮化钛的系统，包括炉体(2)，其特征在于：所述炉体(2)外侧环绕设置感应线圈(3)，所述炉体(2)内部设置栅板(4)，所述栅板(4)顶部设置发热体(5)，所述炉体(2)一侧设置上升通道(6)，所述上升通道(6)通过上斜流液洞与炉体(2)相连，所述上升通道(6)另一端连接加压渣液罐(7)，所述感应线圈(3)包括上层感应线圈和下层感应线圈，所述上层感应线圈缠绕设置在炉体(2)外侧且位于栅板(4)上部位置，所述下层感应线圈缠绕设置在炉体(2)外侧且位于栅板(4)下部位置，所述炉体(2)顶端设置密封炉盖，所述密封炉盖上设置高炉渣入口，所述高炉渣入口包括中间包、水口和塞棒，所述中间包通过水口与炉体(2)连通，所述水口内部活动插入塞棒，所述炉体(2)内壁中下部设置流液洞洞口，所述炉体(2)的炉底设置用于碳氮化钛和铁水流出的出口，所述炉体(2)上且位于栅板(4)的下端位置设置熔剂入口，所述栅板(4)为中空结构的石墨栅板(4)，所述栅板(4)顶部和侧边均设置喷口，所述发热体(5)包括石墨和生铁。

2.根据权利要求1所述的一种含钛高炉渣高温碳化制取碳氮化钛的系统，其特征在于：所述加压渣液罐(7)底端连通粒化—余热回收装置(8)。

3.一种含钛高炉渣高温碳化制取碳氮化钛的工艺，其特征在于，采用如权利要求1-2任一项所述的含钛高炉渣高温碳化制取碳氮化钛的系统，包括以下步骤：

S1、炉体(2)内装填发热体(5)，装填位置在栅板(4)上，发热体(5)的高度与上层感应线圈的顶端平齐，向栅板(4)内通入氮气，将上层感应线圈通电，发热体(5)迅速发热；

S2、热装含钛高炉渣，初始与热装的渣液同时加入焦炭,在液位上面形成焦炭滤层，还原碳化剂由焦煤掺入铁粉压制成球再烧结成焦炭，比重重于含钛高炉渣渣液，其加入的量可在发热体(5)上部积累一定的厚度，焦炭、碳化剂、发热体(5)随生产过程按工艺要求随时添加，渣液温度1500℃-1650℃；

S3、紧挨栅板(4)下喷入熔剂，当熔剂主要成分为氧化铁时，熔剂的喷入量使氧化铁在渣液中占比达到3％-5％，根据渣液粘度调节，渣液合适粘度＜0.1Pa.S；

S4、将下层感应线圈通电，调整至强磁磁场，并使还原的单质铁、碳氮化钛感应加热，铁液积累较多排放前进行搅拌；

S5、渣液分离出还原铁、碳氮化钛后沿斜上流液洞上升至上升通道(6)，上升过程进一步重力沉降未分离的碳氮化钛，澄清焦炭；

S6、上升通道(6)液面与炉体(2)内液面平齐，溢流入加压渣液罐(7)，上升通道(6)与加压罐之间设置滑动水口，加压罐间断加压间断入料、排料，加压渣液罐(7)加压为碳化炉炉气；

S7、提钛后高炉渣经加压进入粒化—余热回收装置(8)中的粒化装置，粒化的液滴喷入粒化—余热回收装置(8)中的热回收装置，被固化、冷却、收集，冷却渣中TiO₂含量小于2％。

4.根据权利要求3所述的一种含钛高炉渣高温碳化制取碳氮化钛的工艺，其特征在于：S3中熔剂为氧化钙、氧化镁、氟化钙、氧化铁中的一种或多种,氧化铁为电石渣、钛石膏、磷石膏、赤泥、铁矿矿粉中的一种或多种。