CN102505060A

CN102505060A - 一种冶炼钒钛矿的方法和冶炼系统

Info

Publication number: CN102505060A
Application number: CN2011104602923A
Authority: CN
Inventors: 王皎月; 李元廷; 刘顺明; 邓孝天; 汪洋; 廖存富
Original assignee: Dazhou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Dazhou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2011-12-31
Filing date: 2011-12-31
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-12-31
Also published as: CN102505060B

Abstract

本发明公开提供一种冶炼钒钛矿方法，获取炉料，所述炉料包括矿料、添加剂和还原剂，其中，按重量比计所述矿料中钒钛烧结矿占75～80％、钒钛球团占15～22％和铁块矿占3～5％，然后将上述炉料进行化学反应得到零价铁的生成物，最后分离零价铁的生成物得到零价铁和炉渣。在此基础上公开一种冶炼钒钛矿系统，包括用于将按重量比钒钛烧结矿占75～80％、钒钛球团占15～22％和块矿占3～5％的矿料和添加剂均匀搅拌并传输的物料搅拌配送装置、物料还原反应装置和分离装置。本发明公开的一种冶炼钒钛矿方法和冶炼系统，提高了炉料中钒钛矿的比例，减少了普通铁矿石的比例，从而降低了配料成本。

Description

一种冶炼钒钛矿的方法和冶炼系统

技术领域

本发明涉及冶金方法和冶金设备的领域，具体来说是一种冶炼钒钛矿的方法和冶炼系统。

背景技术

随着高炉炼铁高风温技术的不断发展，高炉鼓风热风温度已经达到1300℃以上。鼓风带入的物理热在高炉风口区域形成的理论燃烧度有一定的富余，高炉操作大都通过加湿鼓风或增加喷煤量来降低理论燃烧温度，以便理论温度在一定的区域内保持温度。高炉鼓风温度的提高会消耗低价值的高炉煤气，可以减少高炉炉内高价值焦炭消耗。

现代冶炼普矿大高炉，按实现“精料”入炉原则，不设计出渣口装置，将由矿料、添加剂和还原剂组成的炉料混合均匀，从炉顶进料口分批加入高炉内，同时把预热过的空气从炉腹底部的进风口鼓入高炉内，炉料在高炉中经过化学还原得到铁，但是现在的普通铁矿石需要很大，供给紧张，导致普通铁矿石成本高涨，这样企业的生产成本也会较大程度的增加，而钒钛磁铁矿矿粉的价格较之其他铁精粉，例如国内普通铁精粉和进口矿粉相对低廉许多，尤其是跟进口矿粉相比，价格更是低了不少。现有炼铁的炉料中钒钛矿所占比例为50％左右，但是炉料中普通铁矿石仍然占据了很大的部分，配料成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种冶炼钒钛矿方法和冶炼系统，提高炉料中钒钛矿的比例，从而降低配料成本。

为了解决以上的技术问题，本发明提供的一种冶炼钒钛矿的方法，包括，

获取炉料，所述炉料包括矿料、添加剂和还原剂，所述矿料的各组分比例为：

钒钛烧结矿 75～80％

钒钛球团 15～22％

铁块矿 3～5％

以上组成比例按重量计

将上述炉料进行化学反应得到零价铁的生成物；

分离零价铁的生成物得到零价铁和炉渣。

所述矿料的各组分比例为：

钒钛烧结矿 76～79％

钒钛球团 18～20％

铁块矿 3～4％

以上组成比例按重量计。

所述钒钛烧结矿中包括以下成分：

以上组成比例按重量计。

所述钒钛球团中包括以下成分：

以上组成比例按重量计。

所述铁块矿中包括以下成分：

以上组成比例按重量计。

所述炉料在高炉中的反应温度为1200～1500℃。

所述炉料在高炉中的反应温度为1250～1350℃。

一种冶炼钒钛矿系统，其特征在于，包括用于将按重量比钒钛烧结矿占75～80％、钒钛球团占15～22％和铁块矿占3～5％的矿料和添加剂均匀搅拌并传输的物料搅拌配送装置、物料还原反应装置和分离装置。

所述物料还原反应装置为无渣口高炉，所述无渣口高炉下部设置有风口，热风炉通过风口与无渣口高炉相通，用于为高炉送风的同时使高炉中的风量保持在3800～4000m³/min。

所述分离装置上设置有撇渣器，通过在出铁期间撇渣器处加入一定量的化渣消泡剂，用于分离零价铁的生成物。

与现有技术相比，本发明提供一种冶炼钒钛矿方法和冶炼系统，进入高炉中炉料中钒钛烧结矿占75～80％，降低了配料成本，而且热风炉用于确保炉料在无渣口高炉中的反应温度为1200～1500℃并使高炉中的风量保持在3800～4000m³/min，减少钒和钛元素出现在零价铁中，从而提高炉渣中钒和钛的含量，延伸提钒和提钛产业链，开发附加值高的产品.

附图说明

图1是本发明无渣口高炉的结构示意图。

图中有关附图标记如下：

1——风口

2——风口

3——出铁口

4——出铁口

5——炉基

具体实施方式

为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。

本发明提供一种冶炼钒钛矿方法，包括以下步骤：

获取炉料，所述炉料包括矿料、添加剂和还原剂；

将上述炉料进行化学反应得到零价铁的生成物；

分离零价铁的生成物得到零价铁和炉渣。

所述钒钛烧结矿中主要组成成分包括，

以上组成比例按重量计。

所述钒钛球团中主要组成成分包括，

以上组成比例按重量计。

所述铁块矿中主要组成成分包括，

以上组成比例按重量计。

表1 矿料的配方

组分	钒钛烧结矿/％	钒钛球团/％	铁块矿/％
				配方1	75	22	3
配方2	76	20	4
				配方3	79	18	3
配方4	80	15	5

本发明冶炼钒钛矿的冶炼系统，通过搅拌设备将钒钛烧结矿、钒钛球团和铁块矿的矿料和一定量的添加剂搅拌均匀，然后将搅拌均匀的炉料经传输带传输到无渣口高炉中，无渣口高炉的下部设置有风口与热风炉相通，热风炉采用双预热技术，以便保证送入高炉的风量的风温达到预设的数值，在无渣口高炉的风口的下部设置有2个出铁口，所述出铁口与储铁式大沟相连，储铁式大沟上装有撇渣器，通过在出铁期间撇渣器处加入一定量的化渣消泡剂，用于分离零价铁的生成物得到零价铁和炉渣。出铁过程中，铁水温度在流动过程中下降幅度较大，导致铁水中的高熔点渣的粘度增大，流速减慢。逐步凝固而挂在铁沟的内衬上。铁水中的氧化铝等杂质以絮状、泡沫状也凝聚在上面，使出铁沟通道变小、变窄、阻力陡增、流速减慢，若仍以原出铁速度出铁时，则可能会出现溢沟，铁水漫流的危险现象，因此需要使用化渣消泡剂，能良好的稀释铁渣，即改善了铁渣的流动性能，有起到了清理渣铁和减少铁水罐的结渣量，同时还有吸附铁水中有害杂夹杂物和降低铁损及保温作用。所述化渣消泡剂是现有的，例如型号为XPJ951的化渣消泡剂，根据渣铁含量和铁沟长度、宽度，按吨铁0.8-1.5Kg加入所述型号的化渣消泡剂。

参见图1，本发明的无渣口高炉，设置有风口、铁口和炉基，其中风口设置在无渣口高炉的下部的左右两侧，而铁口设置在无渣口高炉风口的下部的左右两侧，所述无渣口高炉下端用炉基密封并支撑该高炉。无渣口高炉一般能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶不断地装入炉料，从高炉下部的风口吹进热风(1200～1500摄氏度)，喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的炉料，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将炉料中的氧夺取出来，得到铁。

实施例1：

按表1中配方1的比例计量称量，根据加入的矿料的重量按比例加入一定量的烧结改性剂经搅拌设备搅拌均匀之后，将所述炉料加入无渣口高炉中。所述钒钛烧结矿改性剂的组成(重量％)为：氯化钙80～90％，氯化铁10～20％，热风炉采用双预热技术，使高炉中的风量为3800m³/min的同时使高炉中风温为1200℃，这样使所述混合物反应更快，有利于冶炼的操作，利用储铁式大沟连接出铁口，使大沟能够连续作业，并采取两个铁口轮换作业，确保高钛渣、铁的适时排放，有利于炉料和煤气的相向运动，确保冶炼进程顺利，而且在储铁式大沟上装有撇渣器，在撇渣器处加入一定量的化渣消泡剂，炉渣流动性好，提高了渣、铁分离效果，保证了渣、铁排放正常，另外混合物的反应温度高于850℃及钒钛矿配75％时，炉料还原性较好，有利于钒氧化物的还原，减少钒中开始出现铁中。

实施例2：

按表1中配方2的比例计量称量，根据加入的矿料的重量按比例加入一定量的烧结改性剂经搅拌设备搅拌均匀之后，将所述炉料加入无渣口高炉中，使炉料在无渣口高炉中的风量稳定在3800m³/min的同时使高炉中风温为1250℃，在这样的条件下混合物的反应更加充分，使Fe的还原率在98％以上，使混合物中的铁充分被还原。

另外利用储铁式大沟连接出铁口，使大沟能够连续作业，并采取两个铁口轮换作业，确保高钛渣、铁的适时排放，有利于炉料和煤气的相向运动，确保冶炼进程顺利，而且在储铁式大沟上装有撇渣器，在撇渣器处加入一定量的化渣消泡剂，炉渣流动性好，提高了渣、铁分离效果，保证了渣、铁排放正常，另外混合物的反应温度高于850℃及钒钛矿配76％时，炉料还原性较好，有利于钒氧化物的还原，减少钒中开始出现铁中。

实施例3：

按表1中配方3的比例计量称量，根据加入的矿料的重量按比例加入一定量的烧结改性剂经搅拌设备搅拌均匀之后，将所述炉料加入无渣口高炉中，使炉料在无渣口高炉中的风量稳定在3800m³/min的同时使高炉中风温为1350℃，当混合物的反应温度达到1350℃区间，金属铁渗碳和初渣的熔化温度下降，渣和铁开始熔化滴落。钒钛矿冶炼在滴落带反应的特点是钛的氧化物和钒的氧化物被碳还原。按照反应自由能变化，可能发生的主要反应有渣焦界面反应：

2TiO₂+C→Ti₂O₃+CO↑

TiO₂+C→TiO+CO↑

TiO₂+3C→TiC+2CO↑

TiO₂+1/2N₂+2C→TiN+2CO↑

TiO₂+2C→[Ti]+2CO↑

V₂O₃+C→2VO+CO↑

VO+C→[V]+CO↑

在这样的条件下促使TiO₂还原充分的同时抑制TiC和TiN的生成并使V₂O₃充分还原为V，以便保证Ti和V的不会出现在铁中，延伸提钒和提钛产业链，开发附加值高的产品，另外利用储铁式大沟连接出铁口，使大沟能够连续作业，并采取两个铁口轮换作业，确保高钛渣、铁的适时排放，有利于炉料和煤气的相向运动，确保冶炼进程顺利，而且在储铁式大沟上装有撇渣器，在撇渣器处加入一定量的化渣消泡剂，炉渣流动性好，提高了渣、铁分离效果，保证了渣、铁排放正常。

实施例4：

按表1中配方4的比例计量称量，根据加入的矿料的重量按比例加入一定量的烧结改性剂经搅拌设备搅拌均匀之后，将所述炉料加入无渣口高炉中，使炉料在无渣口高炉中的风量稳定在4000m³/min的同时使高炉中风温为1500℃，在这样的条件下混合物的反应更加充分，使Fe的还原率在98％以上，而且可以在抑制TiO₂还原的同时抑制TiC和TiN的生成，确保了Ti95％以上还原在废渣中，延伸提钛产业链，开发附加值高的产品，另外利用储铁式大沟连接出铁口，使大沟能够连续作业，并采取两个铁口轮换作业，确保高钛渣、铁的适时排放，有利于炉料和煤气的相向运动，确保冶炼进程顺利，而且在储铁式大沟上装有撇渣器，在撇渣器处加入一定量的化渣消泡剂，炉渣流动性好，提高了渣、铁分离效果，保证了渣、铁排放正常。

从上述实施例可以得出，本发明在炉料中加入75～80％的钒钛矿，减少了炉料中加入普通铁矿石比例，钒钛矿比普通铁矿石便宜很多，减少了物料成本，而且钒钛矿在还原铁的化学反应过程中，大量的钛出现在炉渣中，这样就会延伸提钛产业链，开发附加值高的产品。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种冶炼钒钛矿的方法，其特征在于，包括，

钒钛烧结矿 75～80％

钒钛球团 15～22％

铁块矿 3～5％

以上组成比例按重量计

将上述炉料进行化学反应得到零价铁的生成物；

分离零价铁的生成物得到零价铁和炉渣。

2.如权利要求1所述的冶炼钒钛矿的方法，其特征在于，所述混合物的各组分比例为：

钒钛烧结矿 76～79％

钒钛球团 18～20％

铁块矿 3～4％

以上组成比例按重量计。

3.如权利要求1所述的冶炼钒钛矿的方法，其特征在于，所述钒钛烧结矿中包括以下成分：

以上组成比例按重量计。

4.如权利要求1所述的冶炼钒钛矿的方法，其特征在于，所述钒钛球团中包括以下成分：

以上组成比例按重量计。

5.如权利要求1所述的冶炼钒钛矿的方法，其特征在于，所述铁块矿中包括以下成分：

以上组成比例按重量计。

6.如权利要求1所述的冶炼钒钛矿的方法，其特征在于，所述混合物在高炉中的反应温度为1200～1500℃。

7.如权利要求1所述的冶炼钒钛矿的冶方法，其特征在于，所述混合物在高炉中的反应温度为1250～1350℃。

8.一种冶炼钒钛矿的冶炼系统，其特征在于，包括用于将按重量比钒钛烧结矿占75～80％、钒钛球团占15～22％和铁块矿占3～5％的矿料和添加剂均匀搅拌并传输的物料搅拌配送装置、物料还原反应装置和分离装置。

9.如权利要求8所述的冶炼钒钛矿的冶炼系统，其特征在于，所述物料还原反应装置为无渣口高炉，所述无渣口高炉下部设置有风口，热风炉通过风口与无渣口高炉相通，用于为高炉送风的同时使高炉中的风量保持在3800～4000m³/min。

10.如权利要求9所述的冶炼钒钛矿的冶炼系统，其特征在于，所述分离装置上设置有撇渣器，通过在出铁期间撇渣器处加入一定量的化渣消泡剂，用于分离零价铁的生成物。