CN101289697A

CN101289697A - 高炉炼铁原料及其制备方法

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Publication number: CN101289697A
Application number: CNA2008101093830A
Authority: CN
Inventors: 甘勤; 杜炽; 何群; 文永才; 饶家庭; 杜德志; 刘龙全
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd; Panzhihua New Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2008-06-02
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2028-06-02
Also published as: CN101289697B

Abstract

本发明涉及一种高炉炼铁原料及其制备方法，该高炉炼铁原料包含烧结矿和球团矿，烧结矿中TiO₂的重量含量为5.91％～4.7％。本发明的高炉炼铁原料的制备方法只涉及到烧结原料结构的调整，不用对现场工艺流程进行改造，可行性强。

Description

高炉炼铁原料及其制备方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，特别涉及高炉炼铁原料及其制备方法。

背景技术

铁精矿粉，加上燃料(焦粉或无烟煤)和熔剂(石灰石或石灰)经过焙烧造块的产品-烧结矿，是高炉炼铁所必需的“熟料”。因为高TiO₂型钒钛磁铁精矿具有TiO₂重量含量高(12％～13％)、SiO₂低、粒度粗且组成不合理、亲水性差等特点，所以该矿属于难烧矿种。因为该精矿粒度粗，亲水性差，所以烧结混合料制粒困难，料层透气性差；因为该精矿TiO₂重量含量高，在烧结过程中生成了性脆的钙钛矿(CaO·TiO₂)，导致烧结矿强度低，返矿率高。目前国内外普通矿炼铁生产中有些钢铁企业同时采用了烧结矿和球团矿，但仅仅是从优化高炉炉料结构的角度出发，并没有涉及到改善烧结矿产质量的目的。

发明内容

本发明提供了一种高炉炼铁原料及其制备方法，从而克服了上述技术问题中的一个或多个技术问题。

根据本发明的高炉炼铁原料包含烧结矿和球团矿，烧结矿中TiO₂的重量含量为5.91％～4.7％。

根据本发明的一方面，球团矿中TiO₂的重量含量为12.27％。

根据本发明的一方面，烧结矿的重量与球团矿的重量之比为80∶20～70∶30。

根据本发明的一方面，烧结矿中TiO₂的重量含量为5.91％，烧结矿的重量与球团矿的重量之比为80∶20。

根据本发明的一方面，烧结矿中TiO₂的重量含量为5.5％，烧结矿的重量与球团矿的重量之比为75∶25。

根据本发明的一方面，烧结矿中TiO₂的重量含量为4.7％，烧结矿的重量与球团矿的重量之比为70∶30。

根据本发明的高炉炼铁原料的制备方法包括制备TiO₂重量含量为5.91％～4.7％的烧结矿的步骤和制备球团矿的步骤，由该方法制备的高炉炼铁原料包含烧结矿和球团矿。

根据本发明的一方面，制备烧结矿的步骤包括以下步骤：由TiO₂重量含量为5.91％～4.7％的烧结原料制备烧结矿，其中，所述烧结原料包含TiO₂重量含量为12％～13％的第一钒钛磁铁精矿、TiO₂重量含量为10％～11％的第二钒钛磁铁精矿、TiO₂重量含量为2％的钢渣、成分与烧结矿的成分相同的返矿以及不含有TiO₂的铁矿粉、熔剂和烧结燃料。

根据本发明的一方面，第一钒钛磁铁精矿和第二钒钛磁铁精矿的重量之和占烧结原料总重量的42％～45％，钢渣的重量占烧结原料总重量的3.2％，返矿的重量占烧结原料总重量的20％。

根据本发明的一方面，制备球团矿的步骤包括由TiO₂重量含量为12％～13％的第一钒钛磁铁精矿制备球团矿。

根据本发明的高炉炼铁原料的制备方法具有以下优点：

(1)可改善烧结原料的粒度组成，提高烧结料层的透气性和烧结速度，从而提高烧结矿产量，同时可以改善烧结矿的制粒性能。

(2)可使烧结料的熔点下降，有利于强化烧结过程，减少燃料消耗。

(3)采用的烧结料中的TiO₂重量含量较低，有利于改善烧结矿的矿物组成和结构，提高烧结矿的强度和成品率。

(4)可改善烧结矿的冶金性能，有利于提高高炉炼铁的技术经济指标。

具体实施方式

现在，将对根据本发明实施例的高炉炼铁原料及其制备方法进行详细描述。

根据本发明实施例的高炉炼铁原料包含烧结矿和球团矿，烧结矿中TiO₂的含量(重量含量，下同)为5.91％～4.7％。球团矿中TiO₂的含量可以为12.27％。该高炉炼铁原料中包含的烧结矿与球团矿的重量比可以为80∶20～70∶30。

根据本发明实施例的高炉炼铁原料的制备方法包括制备TiO₂含量为5.91％～4.7％的烧结矿的步骤和制备球团矿的步骤。

可以由TiO₂含量为5.91％～4.7％的烧结原料制备烧结矿，其中，该烧结原料可以包含高TiO₂(含量为12％～13％)钒钛磁铁精矿、低TiO₂(含量为10％～11％)钒钛磁铁精矿、TiO₂含量为2％的钢渣、成分与烧结矿的成分相同的返矿以及不含有TiO₂的铁矿粉、熔剂和烧结燃料。高TiO₂钒钛磁铁精矿和低TiO₂钒钛磁铁精矿的重量之和可占烧结原料总重量的42％～45％，钢渣的重量可以占烧结原料总重量的3.2％，返矿的重量可以占烧结原料总重量的20％。

制备球团矿的步骤可以包括由上述高TiO₂(含量为12％～13％)钒钛磁铁精矿制备球团矿的工艺，球团矿中TiO₂的含量可以为12.27％。由该方法制备的高炉炼铁原料中包含的烧结矿与球团矿的重量比可以为80∶20～70∶30。

下面的实施例更加详细地说明了根据本发明的高炉炼铁原料及其制备方法。然而，应该理解，本发明不受这些实施例的限制。

实施例1

烧结矿的制备

首先，制备TiO₂含量为5.91％的烧结原料，采用石灰石和生石灰作为烧结熔剂，焦炉煤气作为点火燃料，焦粉作为烧结燃料，用梭式布料器布料，料层厚度为549mm，采用130m²的带式烧结机对该烧结原料进行烧结，其中，烧结风量为92m³/m²·min，主管负压为12600Pa。烧结完毕后，将烧结矿从机尾卸下，用单辊破碎机破碎，再进入热振动筛筛分，然后进入环冷机冷却，最后进入固定筛筛分。经固定筛筛分后，粒径不小于10mm的烧结矿用作根据本实施例的高炉炼铁原料的一部分(其中，分出小部分10mm～16mm的烧结矿作烧结机铺底料)，粒径小于10mm的烧结矿返回烧结作为返矿。烧结前后TiO₂的含量相同，因此由该实施例制备的烧结矿的TiO₂含量为5.91％。

下面的表1示出了实施例1的烧结原料的配料百分比(干料用量)。

表1

	烧结原料的TiO₂含量	高TiO₂钒钛磁铁精矿	低TiO₂钒钛磁铁精矿	印度矿粉	混匀粉	中加粉	钢渣	生石灰	石灰石	焦粉	返矿(外配)
	烧结原料的TiO₂含量	高TiO₂钒钛磁铁精矿	低TiO₂钒钛磁铁精矿	印度矿粉	混匀粉	中加粉	钢渣	生石灰	石灰石	焦粉	返矿(外配)	对比	7.48	54.0	0	18.0	6.0	4.0	4.0	7.0	2.4	4.6	25

例
例												实施例1	5.91	42.5	11.9	18.0	6.0	4.0	4.0	7.0	2.0	4.6	25
实施例2	5.50	32.88	21.92	18.0	6.0	4.0	4.0	7.0	1.6	4.6	25	实施例1	5.91	42.5	11.9	18.0	6.0	4.0	4.0	7.0	2.0	4.6	25
实施例2	5.50	32.88	21.92	18.0	6.0	4.0	4.0	7.0	1.6	4.6	25	实施例3	4.70	22.08	33.12	18.0	6.0	4.0	4.0	7.0	1.2	4.6	25

表1中的各种配料的主要化学成分的重量百分比如表2所示。

表2

在表2中，Ig表示烧损，指在烧结过程中的损失率。

球团矿的制备

以膨润土为球团粘结剂，采用φ6m×2的球盘机对上述高TiO₂钒钛磁铁精矿造球，碱度保持0.18，然后采用年产120万吨的大型链篦机-回转窑对生球进行干燥、预热、焙烧和冷却，从而制得球团矿。球团矿的主要化学成分如表3所示。表3中示出的球团矿，即由100％的上述高TiO₂钒钛磁铁精矿制成的球团矿，有时也被称作全钒钛球团矿。

表3

成分	TFe	FeO	SiO₂	CaO	Al₂O₃	V₂O₅	TiO₂	MgO	S
成分	TFe	FeO	SiO₂	CaO	Al₂O₃	V₂O₅	TiO₂	MgO	S	球团矿	52.01	1.00	3.81	0.68	3.89	0.52	12.27	2.63	0.029

在完成烧结矿和球团矿的制备之后，确定上述制备的烧结矿和球团矿的重量比。为了使整个高炉料的铁、钛保持平衡，在本实施例中，确定制备的烧结矿和球团矿的重量比为80∶20，从而制备根据本实施例的高炉炼铁原料。在实际使用过程中，可以将烧结矿和球团矿经各自的矿仓直接上到皮带上进入高炉，不需要在送入高炉之前混合烧结矿和球团矿。这样，使TiO₂含量高的球团矿与TiO₂含量低的烧结矿在高炉中混合，可以保持整个高炉料的铁、钛平衡。

然而，根据本实施例的高炉炼铁原料的进料方法不限于此，例如，可以将上述制备的烧结矿和球团矿按照80∶20的重量比混合后送入高炉。

实施例2

除了烧结原料的配料百分比以及烧结矿与球团矿的重量比不同之外，采用与实施例1的方法相同的方法制备高炉炼铁原料。其中，实施例2的配料百分比如表1所示，烧结原料和烧结矿中TiO₂的含量为5.50％，烧结矿与球团矿的重量比为75∶25。

实施例3

除了烧结原料的配料百分比以及烧结矿与球团矿的重量比不同之外，采用与实施例1的方法相同的方法制备高炉炼铁原料。其中，实施例3的配料百分比如表1所示，烧结原料和烧结矿中TiO₂的含量为4.70％，烧结矿与球团矿的重量比为70∶30。

对比例

除了烧结原料的配料百分比之外，采用与实施例1的方法相同的方法制备烧结矿。其中，对比例的配料百分比如表1所述。

结果与评价

在烧结原料的粒度组成、料层透气性、烧结速度、利用系数、烧结矿的转鼓强度、成品率、平均粒径、产量、低温还原分化率方面，对实施例1至实施例3与对比例制备的烧结矿进行比较。

下面的表4示出了实施例1至实施例3与对比例的烧结原料的粒度组成(百分比)。

表4

粒度(mm)	＞8	8～5	5～3	3～1	1～0.5	＜0.5	＞3	dcp
粒度(mm)	＞8	8～5	5～3	3～1	1～0.5	＜0.5	＞3	dcp	对比例	1.60	25.70	27.60	37.90	1.60	5.60	54.9	3.90
实施例1	1.85	27.30	26.80	37.40	1.60	5.0	55.95	3.98	对比例	1.60	25.70	27.60	37.90	1.60	5.60	54.9	3.90
实施例1	1.85	27.30	26.80	37.40	1.60	5.0	55.95	3.98	实施例2	1.93	26.90	27.50	36.70	1.40	4.60	56.33	4.01
实施例3	1.89	27.80	28.20	36.40	1.70	4.0	57.89	4.04	实施例2	1.93	26.90	27.50	36.70	1.40	4.60	56.33	4.01

在表4中，dcp表示平均粒径。

下面的表5示出了根据实施例1至实施例3制备的烧结矿相对于对比例制备的烧结矿在转鼓强度、成品率、平均粒径、产量、低温还原分化率方面的改进之处。

表5

	实施例1	实施例2	实施例3
	实施例1	实施例2	实施例3	转鼓强度	提高1.12～2.95个百分点	提高3.62～4.07个百分点	提高4.53～5.25个百分点
成品率	提高3.21～3.87个百分点	提高4.15～4.36个百分点	提高4.83～4.98个百分点	转鼓强度	提高1.12～2.95个百分点	提高3.62～4.07个百分点	提高4.53～5.25个百分点
成品率	提高3.21～3.87个百分点	提高4.15～4.36个百分点	提高4.83～4.98个百分点	平均粒径	增加0.62～0.8mm	增加0.91～1.18mm	增加1.2～1.83mm
产量	提高2.5％～3.46％	提高4.84％～	提高6.92～7.3％	平均粒径	增加0.62～0.8mm	增加0.91～1.18mm	增加1.2～1.83mm

		5.52％
		5.52％		低温还原粉化率	下降1.28～2.30个百分点	下降2.79～3.4个百分点	下降4.75～5.60个百分点

根据本发明的高炉炼铁原料的制备方法采用的烧结原料中TiO₂重量含量低，可使烧结原料的熔点下降，有利于强化烧结过程，并达到减少燃料消耗的目的，并且有利于改善烧结矿的矿物组成和结构，相对于对比例提高了烧结矿的强度和成品率，如表5所示。另外，由表5还可以看出，实施例1至实施例3的烧结矿的平均粒径比对比例的烧结矿的平均粒径增加了0.62～1.83mm，从而改善了烧结矿的制粒性能。

下面的表6示出了实施例1至实施例3与对比例的主要烧结指标。

表6

编号	料层透气性系数(jpu)	烧结速度(mm/min)	利用系数(t./m²·h)
编号	料层透气性系数(jpu)	烧结速度(mm/min)	利用系数(t./m²·h)	对比例	9.25	73.65	1.220
实施例1	9.93	74.58	1.248	对比例	9.25	73.65	1.220
实施例1	9.93	74.58	1.248	实施例2	10.28	75.43	1.276
实施例3	10.87	75.82	1.281	实施例2	10.28	75.43	1.276

由表4可以看出，由于实施例1至实施例3的烧结原料相对于对比例提高了大于3mm的颗粒的百分比，即，改善了粒度组成，同时增大了平均粒径，因此可以改善料层透气性、烧结速度和利用系数，如表6所示。

因此，根据本发明的实施例的高炉炼铁原料的制备方法包括制备TiO₂含量为5.91％～4.7％的烧结矿的步骤和制备球团矿的步骤。相对于对比例，根据本发明实施例的高炉炼铁原料的制备方法可以将烧结矿转鼓强度提高1.12～5.25个百分点，成品率提高3.21～4.98个百分点，产量提高2.5％～7.3％，烧结矿的冶金性能也有较大的改善。

综上所述，本发明的高炉炼铁原料的制备方法只涉及到烧结原料结构的调整，不用对现场工艺流程进行改造，可行性强。

本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和修改。例如，本领域技术人员可以使用不同于实施例1至实施例3中的钒钛磁铁精矿的钒钛磁铁精矿来制备TiO₂含量为5.91％～4.7％的烧结矿。

Claims

1、一种高炉炼铁原料，其特征在于所述高炉炼铁原料包含烧结矿和球团矿，烧结矿中TiO₂的重量含量为5.91％～4.7％。

2、根据权利要求2所述的高炉炼铁原料，其特征在于球团矿中TiO₂的重量含量为12.27％。

3、根据权利要求1所述的高炉炼铁原料，其特征在于烧结矿的重量与球团矿的重量之比为80∶20～70∶30。

4、根据权利要求1所述的高炉炼铁原料，其特征在于烧结矿中TiO₂的重量含量为5.91％，烧结矿的重量与球团矿的重量之比为80∶20。

5、根据权利要求1所述的高炉炼铁原料，其特征在于烧结矿中TiO₂的重量含量为5.5％，烧结矿的重量与球团矿的重量之比为75∶25。

6、根据权利要求1所述的高炉炼铁原料，其特征在于烧结矿中TiO₂的重量含量为4.7％，烧结矿的重量与球团矿的重量之比为70∶30。

7、一种高炉炼铁原料的制备方法，其特征在于所述高炉炼铁原料包含烧结矿和球团矿，且所述制备方法包括以下步骤：

制备TiO₂重量含量为5.91％～4.7％的烧结矿；

制备球团矿。

8、根据权利要求7所述的高炉炼铁原料的制备方法，其特征在于所述制备烧结矿的步骤包括以下步骤：

由TiO₂重量含量为5.91％～4.7％的烧结原料制备烧结矿，其中，所述烧结原料包含TiO₂重量含量为12％～13％的第一钒钛磁铁精矿、TiO₂重量含量为10％～11％的第二钒钛磁铁精矿、TiO₂重量含量为2％的钢渣、成分与烧结矿的成分相同的返矿以及不含有TiO₂的铁矿粉、熔剂和烧结燃料。

9、根据权利要求8所述的高炉炼铁原料的制备方法，其特征在于第一钒钛磁铁精矿和第二钒钛磁铁精矿的重量之和占烧结原料总重量的42％～45％，钢渣的重量占烧结原料总重量的3.2％，返矿的重量占烧结原料总重量的20％。

10、根据权利要求7所述的高炉炼铁原料的制备方法，其特征在于所述制备球团矿的步骤包括由TiO₂重量含量为12％～13％的第一钒钛磁铁精矿制备球团矿。

11、根据权利要求10所述的高炉炼铁原料的制备方法，其特征在于球团矿中TiO₂的重量含量为12.27％。

12、根据权利要求7所述的高炉炼铁原料的制备方法，其特征在于烧结矿的重量与球团矿的重量之比为80∶20～70∶30。

13、根据权利要求7所述的高炉炼铁原料的制备方法，其特征在于烧结矿中TiO₂的重量含量为5.91％，烧结矿的重量与球团矿的重量之比为80∶20。

14、根据权利要求7所述的高炉炼铁原料的制备方法，其特征在于烧结矿中TiO₂的重量含量为5.5％，烧结矿的重量与球团矿的重量之比为75∶25。

15、根据权利要求7所述的高炉炼铁原料的制备方法，其特征在于烧结矿中TiO₂的重量含量为4.7％，烧结矿的重量与球团矿的重量之比为70∶30。