本發明涉及一種處理釩鈦磁鐵礦的系統，本發明進一步涉及應用該系統處理釩鈦磁鐵礦的方法，屬于釩鈦磁鐵礦的綜合利用領域。

背景技術：

釩鈦磁鐵礦是磁鐵礦(Fe₃O₄)－鈦鐵晶石(2FeO·TiO₂)－鎂鋁尖晶石(MgO·Al₂O₃)－鈦鐵礦(FeO·TiO₂)密切共生的復合體。釩鈦磁鐵礦不僅是鐵的重要來源，而且伴生的釩和鈦等組份，具有很高的綜合利用價值。我國釩鈦磁鐵礦床分布廣泛，儲量豐富，儲量和開采量居全國鐵礦的第三位，已探明儲量98.3億噸，遠景儲量達300億噸以上，主要分布在四川攀西(攀枝花-西昌)地區、河北承德地區、陜西漢中地區、湖北鄖陽、襄陽地區、山東臨沂、廣東興寧及山西代縣、遼寧朝陽等地區。在中國和俄羅斯采用的高爐—轉爐工藝流程，鈦回收效果不理想；目前在國內采用轉底爐工藝處理釩鈦磁鐵礦逐漸發展起來，但采用轉底爐進行處理時，需對原料進行造塊、烘干等處理，工藝流程較長，設備較多、投資較大、占地面積也較大。

轉底爐直接還原工藝多采用物料成型(壓球或者造球)—烘干—直接還原流程，成型后的球團需經烘干后才能布入轉底爐，因此須單獨設置烘干設備進行烘干；此外，經轉底爐直接還原的金屬化球團，還需經過冷卻后才能排出轉底爐，并通過設置在轉底爐冷卻段上的水冷壁進行冷卻，這也造成了金屬化球團熱量的浪費。

公開號為CN1235268A的中國發明專利公開了一種用于回轉工作臺，尤其是轉底爐的進料與布料裝置。該裝置包括物料進給機構(2,3)，物料移送機構(304)和物料重力傾倒導槽(4)，上述設備包括用于差分的分配物料的靜態裝置，所述機構包括傾倒導槽(4)的布料前緣(214)，它具有基本上為曲線的外形，該曲線的導數是回轉工作臺(10)的在工作臺中心和其邊緣之間的部分的半徑的遞增線性函數。傾倒導槽(4)相對回轉臺(10)大致徑向地設置，并且設置在一個幾乎平行于所述回轉工作臺(10)的平面的平面上，并且與一料槽(5)一起動作，該料槽的出口邊緣(205)靠近工作臺的表面設置，并且具有與傾倒導槽(4)的布料前緣(214)基本類似的曲線外形。傾倒導槽(4)由固定在所述導槽(4)的基部(204)上的多個隔壁(114)分隔成多個通道(104)，導槽(5)被多個隔壁(115)分隔多個通道(105)，通道具有與導槽(4)的通道(104)的料口一樣的截面。供料裝備(103)包括用于操縱將傾倒導槽(4)分隔成通道(104)的所述隔壁(114)的機構，所述隔壁可以相對所述導槽(4)得基部(204)移動。同時，供料調節裝置包括動態機構(103)，用于在傾倒導槽(4)的整個橫截面上進行差分式供料，該裝置設置在導槽(4)和進給裝置(2，3)之間。動態的差分供料裝置包括多個閘門(113)，這些閘門具有適當的相互獨立的操作裝置(123)并且被設置成可控制由導槽所分隔成的每一條通道(104)的入口。這些閘門都安裝在一個傾倒導槽(4)的頂部上形成的滑槽(203)中。以上裝置通過合適的懸掛機構(101)安裝在一個支撐框架(1)上；該方法所存在的主要缺陷是無法處理未烘干的球團，需要在造球階段加入烘干工藝，增加了工藝能耗；同時無法直接利用煙氣所攜帶的熱量，增加熱損失。

申請號為201510648755.7的中國發明專利公開了一種用于轉底爐中的冷卻與烘干同步的方法，具體步驟如下：首先，將轉底爐紅球通過第一導料槽均勻地落在進料端A2的該下層鏈板上，同時將該轉底爐生球通過第一布料器均勻地落在進料端B1的該上層鏈板上；其次，通過調節該上層鏈板和該下層鏈板的轉速，確保二者的轉動方向相反；隨后，冷空氣上升并穿過位于該下層鏈板上的紅球，對該紅球進行降溫，同時冷空氣溫度升高轉變成預熱空氣；然后，該預熱空氣繼續上升，再穿過該上層鏈板上的生球，對該生球進行烘干，預熱，同時該預熱空氣溫度下降，轉變成含有一定熱量的熱空氣；最后，該熱空氣被抽出，進入塵降室，再由該塵降室進入該除塵室，通過該除塵室轉入轉底爐中的空氣預熱系統中使用。該方法中轉底爐還原產品紅球須排出轉底爐爐外才能進行冷卻處理，不僅需要單獨設置冷卻裝置，還會造成熱量損耗；此外，對轉底爐還原產品采用空氣冷卻，容易造成轉底爐產品的氧化，會降低產品的金屬化率，影響產品品質。

中國專利申請號201320041232.2公開了一種多層式鋼網傳送烘干機，其包括：一種多層式鋼網傳送烘干機，所述烘干機包括多層鋼網傳送帶，相鄰兩層鋼網傳送帶之間的傳送方向相反，上一層鋼網傳送帶的下行端較下一層鋼網傳送帶的上行端縮進。每一層鋼網傳送帶均連接有獨立的傳動器。本實用新型提供的多層式鋼網傳送烘干機，可以實現對不同物料的烘干處理，同時在增加物料處理量的同時，即滿足高烘干效率的要求，節約占地面積，并可達到安全生產的目的。該方法的烘干機僅能實現烘干功能，且需要單獨使用。

綜合上述可見，在目前利用轉底爐處理釩鈦磁鐵礦的工藝中，生球的烘干和還原產物的冷卻分別采用不同的設備和工藝進行處理，占地面大，工藝流程長，熱利用效率低，這不僅建設成本增大，還會造成能耗指標偏高、生產成本偏高等問題，亟待改進。

技術實現要素：

本發明的目的之一是提供一種用于處理釩鈦磁鐵礦的系統；

本發明的目的之二是提供一種應用所述系統處理釩鈦磁鐵礦的方法；

采用本發明的系統和方法處理釩鈦磁鐵礦，可以取消成型后的烘干工藝，在轉底爐內實現球團的烘干、預熱，再經轉底爐直接還原，熔分爐熔化分離和轉爐吹煉鐵水提釩等工序，實現釩鈦磁鐵礦資源的綜合利用。

本發明的上述目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明首先提供了一種用于處理釩鈦磁鐵礦的系統，包括：原料成型系統、轉底爐直接還原系統、熔化分離系統和轉爐提釩系統；其中，原料成型系統的出口與轉底爐直接還原系統的給料口相通，轉底爐直接還原系統的出口與熔化分離系統的給料口相通，熔化分離系統的出口與轉爐提釩系統的給料口相通；

所述免烘干直接還原轉底爐系統包括布料裝置干燥以及預熱、轉底爐預熱及直接還原、轉底爐冷卻、轉底爐出料，其結構包括環形爐體和可轉動的環形爐底，該環形爐體由內周爐壁、外周爐壁和環形爐頂組成，內周爐壁與外周爐壁同軸設置，環形爐頂的內、外邊分別連接在內周爐壁和外周爐壁的頂端，形成環形爐膛，所述的環形爐底對應設在該環形爐膛的下方；在該環形爐膛內沿圓周依次設置有布料區、預熱區、中溫區、高溫區和冷卻區，且冷卻區和布料區相鄰，布料區和預熱區之間、高溫區和冷卻區之間用徑向的擋墻分隔，在該擋墻的下端與環形爐底之間留有能夠至少通過一層物料的間隔；在該預熱區、中溫區和高溫區的內、外周爐壁上裝有燒嘴，在冷卻區和布料區的爐底之間設有螺旋出料器，在溜槽布料器下方的轉底爐冷卻區和螺旋出料器之間靠近環形爐底的內、外周爐壁上設有氣體噴吹裝置；在溜槽布料器上方的轉底爐爐頂設有排氣煙囪；在該布料區和冷卻區之間的爐底上設有溜槽布料器且溜槽布料器橫斷面兩端位于隔墻之間；在該溜槽布料器上方的爐頂對應于冷卻區的一側設有給料口；在溜槽布料器之間設置多個輻射管。

所述溜槽布料器包括多段傾斜式溜槽構成，其中傾斜式溜槽數量可以為2～5段，若數量過少，則生球在單條溜槽上容易造成堆積，影響烘干效果；若數量過多，則單條溜槽尺寸過小，粒徑較大的生球無法進入；作為一種優選的結構，所述溜槽布料器包括三段傾斜式溜槽，即：第一段傾斜式溜槽、第二段傾斜式溜槽和第三段傾斜式溜槽，三段傾斜式溜槽首尾依次相連且在圓周方向相互交替錯開，三段傾斜式溜槽通過兩個固定鏈接裝置連接并固定在一起，固定鏈接裝置的上端與位于爐頂的振動器相連；作為進一步優選的結構，其中一個振動器位于給料口附近；所述三段傾斜式溜槽均呈扇形，其兩端的弧度與轉底爐圓周方向上的弧度一致，其橫斷面與轉底爐徑向方向平行；第一段傾斜式溜槽、第二段傾斜式溜槽以及第三段傾斜式溜槽各自由兩個隔板以及圍在隔板內的溜槽跑道組成；在第二段傾斜式溜槽的首端以及第三段傾斜式溜槽的首端分別設有下料擋板；第一段傾斜式溜槽溜槽跑道的首端位于給料口的正下方；優選的，給料口沿轉底爐徑向的寬度與第一段傾斜式溜槽的溜槽跑道的寬度相同。

本發明對溜槽布料器的又一種優選的結構，傾斜式溜槽和水平面的夾角為5～15°，若夾角過小，球團在布料裝置中停留時間過長，會影響生產效率；若夾角過大，球團停留時間過短，無法達到充分的烘干效果，球團在進入預熱區后會發生爆裂；進一步優選的，第一段傾斜式溜槽和水平的夾角為5～10°，第二段傾斜式溜槽和水平的夾角為8～13°，第三段傾斜式溜槽和水平的夾角為10～15°；三段傾斜式溜槽的中心在螺旋出料器之上，第三段傾斜式溜槽的尾端位于布料區的正上方，且第三段傾斜式溜槽尾端的最低點距離轉底爐爐底高度為40～80mm。由此，可確保溜槽布料器能夠將球團均勻、順利的布至轉底爐爐底，并最大程度地減少球團在跌落過程中的碎裂現象。

本發明對溜槽布料器的進一步的改進，在三段傾斜式溜槽之間設置多個輻射管，在三段傾斜式溜槽之間設置的輻射管沿轉底爐徑向方向均勻布置，并橫貫于內、外周爐壁之間；其中，在第一段傾斜式溜槽與第二段傾斜式溜槽之間以及在第二段傾斜式溜槽和第三段傾斜式溜槽之間沿轉底爐徑向方向均勻設置多個輻射管；其中，同一層輻射管的中心距優選為500～900mm；若距離過大，無法將生球團加熱到所需溫度；若距離過小，則會造成熱量的浪費。

進一步優選的，所述輻射管的輻射溫度為200～1000℃，若溫度過低，無法起到烘干的效果；若溫度過高，則會影響輻射管壽命，同時下端輻射管的輻射溫度高于上端輻射管的輻射溫度，由此可以適應不同烘干和預熱段球團對溫度的要求。

傾斜式溜槽末端的下料通道的寬度為100～200mm，由此可使球團落至下層溜槽；溜槽與轉底爐連接處設有振動器，實現均勻給料，防止堵料。

最底端的傾斜式溜槽出口位于布料區內，距離轉底爐爐底高度為40～80mm。若該高度過大，球團在落下過程中會更易碎裂；若高度過小，底端受熱過多，影響裝置的壽命。

所述隔板的高度為80～100mm，同時其高度比料層高出至少40mm；所述溜槽跑道的底部均勻分布有氣孔；優選的，所述氣孔為圓形氣孔，更優選的，所述圓形氣孔為直徑為4～7mm的圓形氣孔。氣孔直徑過小，氣體與生球團的接觸面小，影響其烘干效果，氣孔直徑過大，生球團會漏下或卡在氣孔內。由此，合格的球團可以均勻布至溜槽布料器上，且可保證噴吹氣體和熱量順利向上運動。

本發明對溜槽布料器的更進一步的優選結構，所述溜槽布料器在圓周方向距轉底爐兩側爐壁的距離為50～100mm；由此溜槽式布料器可以上下振動，但不會碰撞到轉底爐的側壁，且還可將球團布滿轉底爐爐底。

溜槽布料器兩端的擋墻距離轉底爐爐底高度為60～150mm，用于將冷卻區、布料區與其他區域隔離開，確保噴吹氣體對高溫金屬化球團冷卻的同時不會影響其他區域氣氛，且換熱后的氣體可上行烘干和預熱生球；此外，還不會影響各區域的物料移動。若擋墻距離爐底高度過大，不能保證隔離效果，若高度過小，會影響物料在爐內的運動。

所述氣體噴吹裝置噴吹的還原性氣體，所述還原性氣體為煤制氣、高爐煤氣或焦爐煤氣中的一種或幾種。

本發明進一步提供了應用所述的系統處理釩鈦磁鐵礦的方法，包括：

(1)將釩鈦磁鐵礦、還原劑和粘結劑混合通過原料成型系統制成含水分的生球團；

(2)含水的生球團通過轉底爐直接還原系統的給料口布入到溜槽布料器，通過溜槽布料器的溜槽跑道逐步下降最后通過下料通道布入到布料區；其中，氣體噴吹裝置噴吹的還原性氣體與進入到冷卻區的高溫還原產物進行熱交換產生預熱氣體，上行的預熱氣體以及設置在溜槽布料器中的輻射管產生的輻射熱量共同對在溜槽跑道逐步下降的生球團進行加熱烘干使球團得到預熱；

預熱的球團通過溜槽布料器的最末段的下料通道到達轉底爐進料區，依次經過轉底爐預熱區、中溫區、高溫區發生還原反應，得到高溫的還原產物；高溫的還原產物進入冷卻區與氣體噴吹裝置噴吹的氣體接觸，將高溫的還原產物冷卻，冷卻后的還原產物球團通過還原產物出料裝置排出爐外；在冷卻過程轉給產生的預熱氣體在擋墻的作用下上行至布料裝置中用于烘干含水生球；

(3)將排出爐外的還原產物球團送入熔化分離系統進行熔分，得到含釩鐵水和鈦渣；

(4)含釩鐵水送入轉爐提釩系統吹掃提釩后，得到半鋼和五氧化二釩產品。

步驟(1)中釩鈦磁鐵礦含水8％～10％，還原煤烘干后含水2％～5％。

步驟(2)中所述釩鈦磁鐵礦生球水分含量不超過15％；由此，采用常規的造球或壓球工藝產出的球團均可直接布入轉底爐進行直接還原。

步驟(3)中氣體噴吹裝置噴吹的氣體為常溫的高爐煤氣、焦爐煤氣和煤制氣；

步驟(3)冷卻后還原產物的溫度為700～800℃；由此還原產物的球團表面出現明顯的硬化，有利于還原產物的運輸，并為熔分過程提供良好的原料條件，同時在此溫度下的還原產物進行熔分時，熔化分離過程及能耗不受明顯影響。

所述的還原劑為還原碳、蘭炭、石油焦、煤或半焦中的任意一種或一種以上按照任意比例組成的混合物；所述的添加劑是粘結劑，優選的，所述粘結劑是石灰石或膨潤土。

采用本發明系統處理釩鈦磁鐵礦，含水的釩鈦磁鐵礦生球可以在轉底爐內實現烘干、預熱，取消了前面的烘干工藝，再經轉底爐直接還原、熔化分離和轉爐提釩處理后，即可實現釩鈦磁鐵礦中有價元素的綜合利用。

綜上所述，利用本發明系統和方法處理釩鈦磁鐵礦主要的有益效果如下：

(1)可以采用未烘干的釩鈦磁鐵礦生球直接入爐，取消了工藝前端的烘干流程，節約投資，同時降低能耗。

(2)利用熱態還原產物顯熱的同時，還可以提高其金屬化率。

附圖說明

圖1本發明的轉底爐處理釩鈦磁鐵礦的系統的結構示意圖。

圖2本發明轉底爐直接還原過程的流程示意圖。

圖3本發明的轉底爐俯視結構示意圖。

圖4本發明的溜槽結構俯視圖。

圖5本發明的溜槽橫斷面剖視圖。

圖6本發明溜槽布料器在轉底爐圓周方向結構示意圖。

附圖標記說明：

1、布料區；2、預熱區；3、中溫區；4、高溫區；5、冷卻區；6、隔板；7、氣體噴吹裝置；8、氣孔；9、下料擋板；10、螺旋出料器；11、溜槽跑道；12、溜槽1；13、溜槽2；14、溜槽3；15、振動給料器；16、固定鏈接裝置；17、輻射管；18、擋墻；19、排氣煙囪；20、給料口。

具體實施方式

下面結合具體實施例來進一步描述本發明，本發明的優點和特點將會隨著描述而更為清楚。但是應理解所述實施例僅是范例性的，不對本發明的范圍構成任何限制。本領域技術人員應該理解的是，在不偏離本發明的精神和范圍下可以對本發明技術方案的細節和形式進行修改或替換，但這些修改或替換均落入本發明的保護范圍。

參考圖1-圖2，原料成型系統S100、轉底爐直接還原系統S200、熔化分離系統S300和轉爐提釩系統S400；其中，原料成型系統S100的出料口與轉底爐直接還原系統S200的入料口相通，轉底爐直接還原系統S200的出料口與熔化分離系統S300的入料口相通，熔化分離系統S300的出料口與轉爐提釩系統S400的入料口相通；

參考圖3-圖6，所述免烘干直接還原轉底爐系統S200包括布料裝置干燥以及預熱S201、轉底爐預熱及直接還原S202、轉底爐冷卻S203、轉底爐出料S204，其結構包括環形爐體和可轉動的環形爐底，該環形爐體由內周爐壁、外周爐壁和環形爐頂組成，內周爐壁與外周爐壁同軸設置，環形爐頂的內、外邊分別連接在內周爐壁和外周爐壁的頂端，形成環形爐膛，所述的環形爐底對應設在該環形爐膛的下方；在該環形爐膛內沿圓周依次設置有布料區1、預熱區2、中溫區3、高溫區4和冷卻區5，且冷卻區5和布料區1相鄰，布料區1和預熱區2之間、高溫區4和冷卻區5之間用徑向的擋墻18分隔，在該擋墻18的下端與環形爐底之間留有能夠至少通過一層物料的間隔；在該預熱區2、中溫區3和高溫區4的內、外周爐壁上裝有燒嘴，在冷卻區5和布料區1的爐底之間設有螺旋出料器10，在溜槽布料器下方的轉底爐冷卻區5和螺旋出料器10之間靠近環形爐底的內、外周爐壁上設有氣體噴吹裝置7；在對應于溜槽布料器上方的轉底爐爐頂設有回收揮發的鉛鋅元素的裝置19；其中，在該布料區1和冷卻區5之間的爐底上設有溜槽布料器，且溜槽布料器橫斷面兩端位于隔墻18a、18b之間；在該溜槽布料器上方的爐頂對應于冷卻區5的一側設有給料口20；在溜槽布料器之間設置多個輻射管17。

所述氣體噴吹裝置7噴吹的氣體為還原性氣體，所述還原性氣體為煤制氣、高爐煤氣或焦爐煤氣中的一種或幾種。

所述溜槽布料器在圓周方向距轉底爐兩側爐壁的距離為50～100mm。

所述溜槽布料器包括多段傾斜式溜槽；作為一種優選的結構，所述溜槽布料器包括三段傾斜式溜槽，即：第一段傾斜式溜槽12、第二段傾斜式溜槽13和第三段傾斜式溜槽14，三段傾斜式溜槽12、13、14首尾依次相連且在圓周方向相互交替錯開，三段傾斜式溜槽12、13、14通過兩個固定鏈接裝置16連接并固定在一起，固定鏈接裝置16的上端與位于爐頂的振動器15相連；優選的，其中一個振動器15位于給料口20附近；三段傾斜式溜槽12、13、14均呈扇形，其兩端的弧度與轉底爐圓周方向上的弧度一致，其橫斷面與轉底爐徑向方向平行；第一段傾斜式溜槽12、第二段傾斜式溜槽13以及第三段傾斜式溜槽14各自由兩個隔板6以及圍在隔板內的溜槽跑道11a、11b、11c組成；在第二段傾斜式溜槽13的首端以及第三段傾斜式溜槽14的首端分別設有下料擋板9a，9b；第一段傾斜式溜槽12溜槽跑道11a的首端位于給料口20的正下方；作為優選的結構，給料口20沿轉底爐徑向的寬度與第一段傾斜式溜槽12的溜槽跑道11a的寬度相同；第一段傾斜式溜槽12和水平的夾角為5～10°，第二段傾斜式溜槽13和水平的夾角為8～13°，第三段傾斜式溜槽14和水平的夾角為10～15°；三段傾斜式溜槽12、13、14的中心在螺旋出料器10之上，第三段傾斜式溜槽13的尾端位于布料區的正上方，且第三段傾斜式溜槽14尾端的最低點距離轉底爐爐底高度為40～80mm。

所述隔板6的高度為80～100mm，同時其高度比料層高出至少40mm；所述溜槽跑道11a、11b、11c的底部均勻分布有氣孔8；作為一種更優選的結構，所述氣孔8為圓形氣孔，更優選的，所述圓形氣孔為直徑為4～7mm的圓形氣孔。

作為一種優選的具體結構，在第一段傾斜式溜槽12與第二段傾斜式溜槽13之間以及在第二段傾斜式溜槽13和第三段傾斜式溜槽14之間沿轉底爐徑向方向均勻設置多個輻射管17；

所述輻射管17的輻射溫度為200～1000℃，若溫度過低，無法起到烘干的效果；若溫度過高，則會影響輻射管壽命，同時下端輻射管的輻射溫度高于上端輻射管的輻射溫度，由此可以適應不同烘干和預熱段球團對溫度的要求。

所述免烘干直接還原轉底爐系統S200的工作原理如下：生球團通過在振動器15上、轉底爐外設置的給料機進行給料，經由溜槽12緩慢向下移動，到達溜槽末端通過下料擋板9a給至溜槽13，再經由溜槽13緩慢向下移動后，到達溜槽末端通過下料擋板9b給至溜槽14，最后經由溜槽14均勻給料至轉底爐爐底的布料區1完成布料；烘干的生球依次經過轉底爐預熱區2、中溫區3、高溫區4，在此過程中球團不會發生明顯的爆裂現象，同時發生還原反應，生成高溫的金屬化球團；高溫金屬化球團達到冷卻區5后，與氣體噴吹裝置7噴吹的還原性氣體進行熱交換，起到冷卻球團的目的，使得冷卻區5內熱態金屬化球團進一步還原并快速冷卻，同時氣體被預熱；一方面發生熱交換，高溫球團被氣體冷卻，而預熱的氣體繼續上行用于烘干生球團；另一方面還原性氣體可以將金屬化球團的鐵氧化物進一步還原，有助于提高鐵的還原效果；通過擋墻18的作用向上運動，并通過在溜槽12、13、14上設置的圓形氣孔8傳遞給生球團，輻射管17通過采用可燃氣體燃燒產生的熱量也輻射至生球團，共同對生球團進行預熱和干燥，進一步降低球團水分、提高球團預熱溫度，烘干和預熱產生的揮發性的鉛鋅則通過回收裝置19回收。生球團經過初步預熱和干燥后，再布入轉底爐的布料區1，再依次經過預熱區2、中溫區3、高溫區4和冷卻區5，球團在直接還原過程中不會發生明顯爆裂并完成直接還原反應，再經出料螺旋10排出轉底爐外，得到冷卻后的金屬化球團。由此，生球團無需單獨經過干燥裝置，且在轉底爐冷卻區5的爐頂無需設計水冷壁，即可實現生球直接布入轉底爐進行直接還原，同時熱態金屬化球團得到冷卻且其熱量得到綜合利用，提高了轉底爐的熱利用效率，減少了設備投資和占地面積，進一步降低生產成本。

下面將結合實施例對本發明的方案進行解釋。本領域技術人員將會理解，下面的實施例僅用于說明本發明，而不應視為限定本發明的范圍。

實施例1

某釩鈦磁鐵礦，其成分為TFe 7.14％，TiO₂ 10.21％，V₂O₅ 0.68％，含水10％；某還原煤，固定碳70％，含水2％。

采用原料成型系統S100將釩鈦磁鐵礦、還原煤及有機粘結劑按照一定比例混合均勻后制成含水生球，含水量10％。

將含水生球通過布料裝置布入轉底爐直接還原系統S200；該布料裝置為溜槽式布料器，包括給料通道、三段與水平面有一定夾角的傾斜式溜槽(溜槽1，溜槽2，溜槽3)、設置在傾斜式溜槽中的輻射管17、振動給料器15和固定裝置16，由固定鏈接裝置16進行固定，通過振動給料器15傳動進行振動給料。

其中，同層輻射管17中心距為500mm，溫度200℃，溜槽1和水平面夾角為5°，溜槽2和水平面夾角為8°，溜槽3和水平面夾角為10°，溜槽3的最底端距離爐底高度為40mm，溜槽3的出口位于布料區1之上。溜槽式布料器沿轉底爐徑向方向的兩端距轉底爐側壁的距離為100mm。

溜槽內由兩道隔板6分割為3個供料溜槽，且溜槽弧度與轉底爐圓周方向上的弧度一致、溜槽橫斷面與轉底爐徑向方向平行，隔板6高度為60mm，溜槽內底部均勻分布有直徑為4mm的圓形氣孔8。溜槽末端有寬度為100mm下料通道，溜槽與轉底爐連接處設有振動給料器15，保證球團均勻給料、避免堵料。

布料裝置兩端的擋墻18距離轉底爐爐底高度為60mm。

球團通過布料裝置最底端的溜槽3下料通道進入轉底爐布料區1，依次經過預熱區2、中溫區3、高溫區4，球團在此階段停留時間為20min，高溫區4溫度為1380℃，生成的1330℃以上的高溫還原產物到達冷卻區5，其金屬化率為88％。

冷卻區5設置有氣體噴吹裝置7，其噴吹氣體氧含量為煤制氣。噴吹氣體與高溫還原產物接觸，冷卻球團的同時將產物中的部分鐵進一步還原，提高還原產物的金屬化率為93％以上。預熱后的氣體上行至布料裝置，將含水生球進行烘干預熱，隨后和烘干過程產生的水蒸氣一起從排氣煙囪19排出；700～800℃的還原產物通過還原產物出料裝置(螺旋出料器)10排出轉底爐。

還原產物熱態直接送入熔化分離系統S300進行熔分，得到含釩鐵水和鈦渣，鈦渣中二氧化鈦品位為57.9％；含釩鐵水送入轉爐提釩系統S400吹掃提釩后，得到半鋼和釩渣，釩渣品位為14.5％。

實施例2

某釩鈦磁鐵礦，其成分為TFe 52.11％，TiO2 18.03％，V2O5 0.79％，含水11％；某還原煤，固定碳75％，含水5％；

采用原料成型成型系統S100將釩鈦磁鐵礦、還原煤及有機粘結劑按照一定比例混合均勻后制成含水生球，含水量12％。

該布料裝置為溜槽式布料器，包括給料通道、四段與水平面有一定夾角的傾斜式溜槽(溜槽1，溜槽2，溜槽3和溜槽4)、振動給料器15、輻射管17和固定鏈接裝置16，四段溜槽之間首尾相連，由固定鏈接裝置16進行固定，通過振動給料器傳動進行振動給料。

其中，同層輻射管17中心距為700mm，溫度500℃；溜槽1和水平面夾角為6°，溜槽2和水平面夾角為8°，溜槽3和水平面夾角為10°，溜槽4和水平面夾角為12°，溜槽4的最底端距離爐底高度為60mm，溜槽4的出口位于布料區1之上。溜槽式布料器沿轉底爐徑向方向的兩端距轉底爐側壁的距離為150mm。

溜槽內由兩道隔板6分割為4個供料溜槽，且溜槽弧度與轉底爐圓周方向上的弧度一致、溜槽橫斷面與轉底爐徑向方向平行，隔板6高度70mm，所述溜槽內底部均勻分布有直徑為5mm的圓形氣孔8。溜槽末端有寬度150mm的下料通道，溜槽與轉底爐連接處設有振動給料器15，保證球團均勻給料、避免堵料。

布料裝置兩端的擋墻18距離轉底爐爐底高度為110mm。

球團通過布料裝置最底端溜槽的下料通道進入轉底爐布料區1，依次經過預熱區2、中溫區3、高溫區4，球團在此階段停留時間為35min，高溫區4溫度為1350℃，生成的1300℃以上的高溫還原產物到達冷卻區5，其金屬化率為90％。

冷卻區5設置有氣體噴吹裝置7，其噴吹氣體氧含量為高爐煤氣。噴吹氣體與高溫還原產物接觸，冷卻球團的同時將產物中的部分鐵進一步還原，提高還原產物的金屬化率為93％以上。預熱后的氣體上行至布料裝置，將含水生球進行烘干預熱，隨后和烘干過程產生的水蒸氣一起從排氣煙囪19中排出。700～800℃的還原產物通過還原產物出料裝置(螺旋出料器)10排出轉底爐。

還原產物熱態直接送入熔化分離系統S300進行熔分，得到含釩鐵水和鈦渣，鈦渣中二氧化鈦品位為57.8％；含釩鐵水送入轉爐提釩系統S400吹掃提釩后，得到半鋼和釩渣，釩渣品位為19.2％。

實施例3

某釩鈦磁鐵礦，其成分為TFe 56.27％，TiO2 15.98％，V2O5 1.59％，含水12％；某還原煤，固定碳81％，含水5％；

采用原料成型系統S100將釩鈦磁鐵礦、還原煤及有機粘結劑按照一定比例混合均勻后制成含水生球，含水量15％。

將該球團通過布料裝置布入轉底爐。該布料裝置為溜槽式布料器，包括給料通道、五段與水平面有一定夾角的傾斜式溜槽(溜槽1、溜槽2、溜槽3、溜槽4和溜槽5)、振動給料器15、輻射管17和固定鏈接裝置16，五段溜槽之間首尾相連，由固定鏈接裝置16進行固定，通過振動給料器16傳動進行振動給料。

其中，同層輻射管17中心距為900mm，溫度900℃，溜槽1和水平面夾角為5°，溜槽2和水平面夾角為7°，溜槽3和水平面夾角為9°，溜槽4和水平面夾角為12°，溜槽5和水平面夾角為15°，溜槽5的最底端距離爐底高度為80mm，溜槽5的出口位于布料區1之上。溜槽式布料器沿轉底爐徑向方向的兩端距轉底爐側壁的距離為200mm。

溜槽由兩道隔板6分割為2個環形跑道，且環形跑道弧度與轉底爐圓周方向上的弧度一致、橫斷面與轉底爐徑向方向平行，隔板6高度80mm，溜槽底部均勻分布有直徑為5mm的圓形氣孔8。每段傾斜式溜槽的末端有寬度200mm下料通道的擋料板9。

布料裝置兩端的擋墻18距離轉底爐爐底高度為150mm。

球團通過布料裝置最底端傾斜式溜槽出口進入轉底爐布料區1，依次經過預熱區2、中溫區3、高溫區4，球團在此階段停留時間為30min，高溫區4溫度為1360℃，生成的1310℃以上的高溫還原產物到達冷卻區5，其金屬化率為89％。

冷卻區5設置有氣體噴吹裝置7，其噴吹氣體氧含量為煤制氣。噴吹氣體與高溫還原產物接觸，冷卻球團的同時將產物中的部分鐵進一步還原，提高還原產物的金屬化率為93％以上。預熱后的氣體上行至布料裝置，將含水生球進行烘干預熱，隨后和烘干過程產生的水蒸氣一起從排氣煙囪19中排出。700～800℃的還原產物通過還原產物出料裝置(螺旋出料器)10排出轉底爐。

還原產物熱態直接送入熔化分離系統S300進行熔分，得到含釩鐵水和鈦渣，鈦渣中二氧化鈦品位為58.4％；含釩鐵水送入轉爐提釩系統S400吹掃提釩后，得到半鋼和釩渣，釩渣品位為21.5％。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。例如將溜槽換成鏈板式、網帶式等。