CN102061346A

CN102061346A - 改善钒钛高炉渣冶金性能的方法

Info

Publication number: CN102061346A
Application number: CN2011100077160A
Authority: CN
Inventors: 张海军; 宋剑; 张远祥; 何木光; 李刚; 曾华锋; 张志刚
Original assignee: Pangang Group Steel Vanadium and Titanium Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Steel Vanadium and Titanium Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2011-05-18

Abstract

本发明提供了一种改善钒钛高炉渣的冶金性能的方法。所述方法包括的步骤有：在高炉中加入含钒钛铁矿的炉料；调节炉温；冶炼后渣铁分离，在炉料中加入萤石使高炉渣中CaF₂的重量百分比含量控制在0.5％～5％的范围内。根据本发明的方法不仅能改善含钒、钛的铁精矿高炉冶炼含钒生铁炉渣的性能，同时使用萤石改善含钒、钛的铁精矿高炉冶炼炉温波动范围，使高炉温度可控范围变大。

Description

改善钒钛高炉渣冶金性能的方法

技术领域

本发明涉及冶金领域中改善高炉炉渣性能的方法，更具体地讲，涉及一种利用添加剂改善钒钛高炉渣的冶金性能的方法。

背景技术

在利用普通铁矿石进行高炉冶炼时，由于高炉渣熔化温度低、粘度低、流动性好，所以下渣中带铁量少，一般为2％～3％，只占高炉总铁损失量的30％左右。然而，在利用钒钛磁铁矿进行高炉冶炼时，由于炉渣中的TiO₂含量较高，导致炉渣熔化温度高、粘度高、流动性差，所以下渣中带铁量多，正常炉况时一般为6％～8％，炉况差时一般为10％左右，占高炉总铁损失量的60％～80％，造成了巨大的铁损失。另外，如果下渣中带铁量过多，在下渣进入渣灌中时，高温的铁会损坏渣灌，缩短渣灌的使用寿命，严重时高温渣铁直接将渣罐烧穿。

冶炼钒钛磁铁矿的高炉炉缸的可操作温度区间窄，高炉抗波动的能力小。由于含TiO₂的炉渣的熔化温度高，而提高高炉炉缸渣铁温度又会造成TiO₂还原过多，恶化炉渣性质。因此，炉缸的过热度(实际温度高出炉渣熔化性温度的范围)仅有50℃左右，比冶炼普通矿低100℃以上。遇上意外情况，冶炼钒钛磁铁矿的高炉易发生炉缸粘结或者高炉铁损较高的现象。

在申请号为201010132382.5、发明名称为“一种钒钛磁铁矿高炉冶炼方法”的中国发明专利申请中，公开了一种钒钛磁铁矿高炉冶炼方法。在该方法中，使用MnO与CaF₂两种物质作为添加剂来改善高炉渣冶金性能，渣中MnO重量百分比控制在1.0％～4.5％之间。渣中较高的MnO重量百分比(1.0％～4.5％)会造成铁水中含相对较高的[Mn]，而铁水含[Mn]会影响下道工序提钒，降低钒渣中的V₂O₅含量。此外，锰矿相对萤石的价格也较高。另外，在该申请中，将萤石磨成-200目的细粉，均匀混入高炉喷吹的煤粉中，随高炉喷吹煤粉一道喷入高炉内，增加了制粉成本，并且通过喷枪喷入高炉内，吸收大量热量，不利于提高煤粉的燃烧率。

因此，亟需一种能够改善钒钛高炉渣的冶金性能的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善钒钛高炉渣的冶金性能的方法，并且根据本发明的方法不仅能改善含钒、钛的铁精矿高炉冶炼含钒生铁炉渣的性能，同时使用萤石改善含钒、钛的铁精矿高炉冶炼炉温波动范围，使高炉温度可控范围变大。

为了实现上述目的，提供了一种改善钒钛高炉渣的冶金性能的方法，所述方法包括的步骤有：在高炉中加入含钒钛铁矿的炉料；调节炉温；冶炼后渣铁分离，所述方法的特征在于，在炉料中加入萤石使高炉渣中CaF₂的重量百分比含量控制在0.5％～5％的范围内。

在本发明的实施例中，可通过调节喷煤量来调节炉温。

本发明的另外方面和/或优点将在下面的描述中部分地阐明，并且从描述中部分是清楚的，或者通过本发明的实施可以被理解。

具体实施方式

在利用钒钛磁铁矿进行高炉冶炼时，由于炉渣中的TiO₂含量较高，导致炉渣熔化温度高、粘度高、流动性差，所以下渣中带铁量多，铁损较大。为了解决现有技术中的这一问题，根据本发明的改善钒钛高炉渣冶金性能的方法采用在原料中加入添加剂来改善钒钛高炉渣的冶金性能。

冶炼钒钛磁铁矿高炉炉缸粘结、炉况恢复、或高炉铁损较高时，在每批炉料中加入一定量的萤石，使高炉渣中CaF₂的重量百分比含量在0.5％～5％范围内，可以解决炉缸粘结、炉况恢复、高炉铁损高时炉渣冶金性能差的问题。

萤石的主要成分是CaF₂，主要作用原理如下：除了CaF₂和SiO₂能加速CaO的溶解速度外，CaF₂的电离度大，电离出的F-离子破坏了Si_xO_y ^2-的网状结构而降低了钛渣的粘度，改善了炉渣流动性，强化了铁水与熔渣的分离作用；CaF₂进入炉渣与其它组分形成低共熔物质，即使加入少量的CaF₂也可降低炉渣的熔化性温度，从而增加炉缸的过热度范围；提高非表面活性物质CaF₂的含量，可以增加高钛渣质点间的作用力而使渣铁两熔融液相间界面上的表面自由能比较过剩，从而减少了熔渣与铁水之间的接触面积，导致铁在熔渣中的溶解损失减少。炉渣物性的这些改善对钒钛磁铁矿冶炼中增钒、降低铁损、提高渣的脱硫能力、炉况顺行等具有明显实际作用。

尽管高炉增加普通块矿使用量也可以改善高炉炉渣性能，但这样会导致生铁成分发生较大变化以及钒钛磁铁矿使用比例下降明显增加生铁成本，同时给下道工序带来一系列不利影响(如铁水含V下降、Si上升等)；CaF₂改善炉渣冶金性能不但明显优于MnO，而且不影响下道工序钒渣中的V₂O₅含量。

以下，将通过具体的实施例来描述本发明。

对比示例1

每批炉料构成：26.6吨钒钛烧结矿+9.5吨钒钛球团矿+1.9吨普通块矿+8.74吨焦炭。从炉顶加入2000m³高炉冶炼，通过喷煤量调节炉温，炉温[Ti]0.15％～0.30％，平均炉温[Ti]0.203％，高炉利用系数2.115t/(m³·d)，铁损6.5％。

实施例1

每批炉料构成：26.6吨钒钛烧结矿+9.5吨钒钛球团矿+1.9吨普通块矿+0.105吨萤石+8.74吨焦炭。从炉顶加入2000m³高炉冶炼，通过喷煤量调节炉温，炉温[Ti]0.15％～0.31％，炉渣含CaF₂为0.5％，平均炉温[Ti]0.200％，高炉利用系数2.152t/(m³·d)，铁损6.12％。

实施例2

每批炉料构成：26.6吨钒钛烧结矿+9.5吨钒钛球团矿+1.9吨普通块矿+0.520吨萤石+8.74吨焦炭。从炉顶加入2000m³高炉冶炼，通过喷煤量调节炉温，炉温[Ti]0.13％～0.33％，炉渣含CaF₂为2.5％，平均炉温[Ti]0.186％，高炉利用系数2.232t/(m³·d)，铁损5.1％。

实施例3

每批炉料构成：26.6吨钒钛烧结矿+9.5吨钒钛球团矿+1.9吨普通块矿+1.03吨萤石+8.74吨焦炭。从炉顶加入2000m³高炉冶炼，通过喷煤量调节炉温，炉温[Ti]0.13％～0.35％，炉渣含CaF₂为5.0％，平均炉温[Ti]0.181％，高炉利用系数2.235t/(m³·d)，铁损4.5％。

从实施例1至3与对比示例1的比较可以看出，在炉料中加入萤石使高炉渣中CaF₂的重量百分比含量控制在0.5％～5％的范围内，可以降低平均炉温，提高高炉利用系数并减少铁损。具体地讲，对于钒钛高炉渣冶炼，高温时炉渣中生成的TiC、TiN高熔点物质相对较多，炉渣流动性差，渣铁难出，造成渣铁按通常应出的渣铁量在高炉内排不尽，高炉受憋，炉温长期高、铁损高。然而加入萤石后，炉渣的流动性得到改善，特别是在炉温相对高的情况下，渣铁难出现象得到缓解，炉温易于控制，高炉温时间短，平均炉温水平下降。

实施例4

1200m³高炉，每批炉料构成(14.7吨钒钛烧结矿+5.355吨钒钛球团矿+0.945吨普通块矿+4.773吨焦炭)，发生炉缸粘结，炉温[Ti]＞0.25％时渣铁排放困难，风量逐渐萎缩，炉温[Ti]0.13％～0.36％，平均炉温[Ti]0.245％，高炉利用系数2.350t/(m³·d)，铁损8.5％；然后每批炉料构成变为14.7吨钒钛烧结矿+5.355吨钒钛球团矿+0.945吨普通块矿+0.57吨萤石+4.773吨焦炭，炉渣含CaF₂为5.0％，冶炼24小时后，然后每批炉料构成变为14.7吨钒钛烧结矿+5.355吨钒钛球团矿+0.945吨普通块矿+0.37吨萤石+4.773吨焦炭，炉渣含CaF₂为3.2％，冶炼16小时后，然后每批炉料构成变为14.7吨钒钛烧结矿+5.355吨钒钛球团矿+0.945吨普通块矿+0.17吨萤石+4.773吨焦炭，炉渣含CaF₂为1.5％，这样炉况逐渐好转且萤石用量逐渐减少，第四天开始高炉利用系数大于2.55t/(m³·d)，铁损小于6.5％，炉温[Ti]0.15％～0.32％，平均炉温[Ti]0.200％，炉况基本处于正常水平。

从实施例4可以看出，当炉况处于异常时，可以用萤石作为添加剂来处理炉缸粘结的情况。具体地讲，在现有技术中，通常需通过改变炉料结构增加普通块矿的配比来调整钒钛球团矿和钒钛烧结矿的配比，从而降低炉渣中TiO₂含量(即，将炉渣中TiO₂含量控制在正常冶炼条件炉渣TiO₂含量的1/2来改善炉渣流动性冶炼一段时间，使炉缸工作状态正常后，又逐渐调整回原来的炉料结构)。然而在本发明中，可以通过加入萤石作为添加剂来改善炉渣的流动性，从而解决炉缸粘结的问题。在实施例4中，在每批炉料中，萤石的含量逐渐减少，因为长时间大量使用萤石(即，萤石的使用量使高炉渣中CaF₂的重量百分含量大于5％且连续超过15天)，会影响高炉内耐火材料的寿命。

因此，根据本发明的方法不仅能改善含钒、钛的铁精矿高炉冶炼含钒生铁炉渣的性能，同时使用萤石改善含钒、钛的铁精矿高炉冶炼炉温波动范围，使高炉温度可控范围变大。

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。

Claims

1.一种改善钒钛高炉渣的冶金性能的方法，所述方法包括的步骤有：在高炉中加入含钒钛铁矿的炉料；调节炉温；冶炼后渣铁分离，所述方法的特征在于，在炉料中加入萤石使高炉渣中CaF₂的重量百分比含量控制在0.5％～5％的范围内。

2.根据权利要求1所述的改善钒钛高炉渣的冶金性能的方法，其中，通过调节喷煤量来调节炉温。