CN103205514B - 用高有害元素低品位贫化矿冶炼合格生铁的方法 - Google Patents

用高有害元素低品位贫化矿冶炼合格生铁的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用高有害元素低品位贫化矿生产合格生铁的方法，将下列质量比的矿石：贫化烧结矿60～75%，贫化球团矿10～15%，常规球团矿10～20%，块矿0～7%，上述三种矿总和为100%，以及含固定碳80%的焦炭，按常规量送入高炉中冶炼，得低成本合格生铁。高炉炉况保持一定冶炼强度，长周期稳定顺行，硅含量控制稳定，产量保持不变，燃料比稳定，充分利用本地低品位矿石资源。

Description

用高有害元素低品位贫化矿冶炼合格生铁的方法
技术领域
    本发明涉及一种冶炼方法，尤其是一种以含高有害元素、低品位贫化矿为矿石原料，以一定比例固定碳含量为80%的低品质焦炭为还原剂，生产低成本合格生铁的方法，属于高炉冶炼技术领域。
背景技术
在钢铁联合企业生产过程中，生铁冶炼成本占吨材全成本的70～75%，伴随国内矿石的溃乏、进口矿石价格及运输费用的攀升，使得钢铁企业大部分利润被海外矿山及运输单位占据。降低炼铁成本对于增强钢铁企业市场竞争力至关重要。系统研发利用本地性价比较高的贫杂矿烧结成的贫化烧结矿、贫化球团矿，以及使用一定比例固定碳含量为80%的焦炭，作为高炉原料进行冶炼的方法，是解决目前生铁成本高昂的重要途径之一。但由于本地贫杂矿品位低、二氧化硅含量高，且还含有多种有害元素，同时固定碳含量在80%的焦炭其灰分高，水分不稳定、发热值低，因此，高炉冶炼时会造成渣量增加、燃料比升高、生铁硅含量及炉渣碱度波动大，同时会因有害元素含量高而造成高炉内衬上涨，甚至破坏高炉内衬，引起高炉内型及炉体发生变化。尤其在风口带会造成风口中套变形、引起小套上翘，导致炉缸初始气流分布不合理。上述种种均是造成炉况不稳定的因素，使高炉强化冶炼难于进行，甚至引起高炉产量、综合燃料比等指标恶化。因而在高炉冶炼中规模使用低品位贫化矿石以及固定碳含量为80%的焦炭，并按常规冶炼出合格生铁是极其困难的。因为现有低品位冶炼生铁的方法，仍然建立在整体入炉品位较高的水平，利用品位低于50%的矿石及固定碳含量为80%的焦炭，进行高炉冶炼的方法，则未见有相关文献报导。如攀钢高炉入炉矿石品位较低，并也保持着较高利用系数和较好技术经济指标，但其入炉矿石品位仍在50%附近，并且原燃料资源来源相当稳固，原燃料供应数量充足且成分性能稳定，有害元素较低。其他企业贫杂矿冶炼虽具一定特色，但其大多数仍然在资源上有自有矿山、球团厂及焦化厂。高炉所使用原燃料整体上讲来源单一、稳定性强，资源依赖性较高，且未能体现出有害元素高、固定碳含量在80%的焦炭使用比例高等特点。因此，必须研发能在高炉冶炼中规模使用低品位贫化矿石以及固定碳含量为80%的焦炭，生产出合格生铁的新方法。
发明内容
    本发明的目的在于提供一种能在高炉冶炼中，规模使用低品位、有害元素含量高的贫化矿石以及固定碳含量为80%的焦炭，并具有一定冶炼强度，能保持炉况长周期稳定顺行，最终低成本冶炼出合格生铁的方法，以扩大资源利用率。
本发明通过下列技术方案实现：一种用含高有害元素、低品位贫化矿生产合格生铁的方法，其特征在于经过下列步骤：
A、将下列质量比的矿石：
    贫化烧结矿                60～75%
贫化球团矿                10～15%
常规球团矿                10～20%
块矿                    0～7%
上述三种矿总和为100%，以及含固定碳80%的焦炭，按常规量送入高炉中；
B、在下列条件下进行冶炼：热风压力为0.23～0.33MPa，热风温度为1050～1150℃，入炉风量为1350～3300m3/min，氧气含量为800～5500 m3/h，煤粉喷吹量为120～160kg/t铁；
C、冶炼过程中，控制炉渣中镁铝比0.70~0.85、生铁中硅+钛含量0.50~0.65%、炉顶温度100~250℃；
D、按常规出渣、出铁，得低成本合格生铁。
所述贫化烧结矿是用质量比为70～80%的低品位贫化矿与20～30%的普通矿，经常规烧结而成，其化学成分为：烧结矿：TFe 42～47%,SiO2 8.0～9.8%，CaO 14.5～18.5%，MgO 3.3～3.5%，TiO2 <1.5%，S 0.100～0.130%，（Pb+Zn） 0.125～0.165%，（K2O+Na2O）0.300～0.500%。
所述贫化球团矿是用质量比为70～80%的低品位贫化矿与20～30%的普通矿，经常规方法制成，其化学成分为：TFe 52.5～54.5%,SiO2 11.5～13.0%，S0.110～0.130%，（Pb +Zn）0.05～0.08%，（K2O+ Na2O）0.550～0.750%。
所述焦炭成分为：C 80.0～84.0%， Ash 14.0～18.5%，CRI<30.0, CSR>60.0。
本发明基于高炉冶炼基础理论，结合高炉实际冶炼参数及控制，提高了高炉冶炼生铁时低品质高有害元素原燃料的应用比例，有效提升技术经济指标，显著降低了生铁冶炼成本，较大程度减弱了规模使用高有害元素低品位贫杂矿及低固定碳焦炭后对高炉生产的不利影响，使高炉炉况实现一定冶炼强度，以及长周期稳定顺行，大幅度减弱了高炉对矿石高品位的依赖性，抑制住了品位降低对高炉产量及燃料比的影响幅度，使生铁硅含量及炉渣碱度稳定，产量保持不变，综合燃料比等主要指标稳定，产品质量达标，有效扩大了高炉可使用资源范围。
发明与现有的高炉低品位冶炼生铁方法相比，在全外购原燃料条件下，不再依赖高品质资源，在低品位贫化矿石、低品质焦炭使用比例逐步增加的过程中，突破品位降低一个百分点、焦比上升2个百分点、产量下降3个百分点的传统冶炼模式。在高炉平均入炉品位降低2.0~3.5个百分点时，高炉炉况保持一定冶炼强度，长周期稳定顺行，硅含量控制稳定，产量保持不变，燃料比稳定，充分利用本地低品位矿石资源以及含固定碳80%的焦炭，使生铁冶炼成本降低了1.5~4.0个百分点。
具体实施方式
    下面结合实施例对本发明做进一步描述。
     实施例1
A、将下列质量比的矿石以及含固定碳83%的焦炭，按常规量送入高炉中：
    贫化烧结矿                70%
贫化球团矿                5%
常规球团矿                20%
块矿                       5%；
所述贫化烧结矿是用质量比为80%的低品位贫化矿与20%的普通矿，经常规烧结而成，其化学成分为：烧结矿：TFe 47%,SiO2 9.8%，CaO 18.5%，MgO 3.5%，TiO2 <1.5%，S 0.130%，（Pb+Zn） 0.165%，（K2O+Na2O）0.500%；
所述贫化球团矿是用质量比为80%的低品位贫化矿与20%的普通矿，经常规方法制成，其化学成分为：TFe 54.5%,SiO2 13.0%，S 0.130%，（Pb +Zn）0.08%，（K2O+ Na2O）0.750%；
所述焦炭成分为：C 83.0%， Ash 14.5%，CRI<28.0, CSR>60.0；
B、在下列条件下进行冶炼：风口进风面积0.2350m3，热风压力为0.33MPa，热风温度为1150℃，入炉风量为3300m3/min，氧气含量为5500 m3/h，煤粉喷吹量为160kg/t铁, 矿石批重32.0t，焦炭批重7.50t；
C、冶炼过程中，控制炉渣中镁铝比0.85、生铁中硅+钛含量0.65%、炉顶温度160℃，冷却水总温差7.5~8.5℃；
D、在常规出渣、出铁次数基础上增加2~3次/日，得低成本合格生铁；
有害元素排除率（Pb +Zn）>85.0%,（K2O+ Na2O）>98.0%,风口上翘变化速度减缓，未影响炉况稳定顺行及技术经济指标。
实施例2
A、将下列质量比的矿石以及含固定碳80%的焦炭，按常规量送入高炉中：
    贫化烧结矿                65%
贫化球团矿                15%
常规球团矿                20%；
所述贫化烧结矿是用质量比为70%的低品位贫化矿与30%的普通矿，经常规烧结而成，其化学成分为：烧结矿：TFe 42%,SiO2 8.0%，CaO 14.5%，MgO 3.35%，TiO2 <1.5%，S 0.100%，（Pb+Zn） 0.125%，（K2O+Na2O）0.300%；
所述贫化球团矿是用质量比为70%的低品位贫化矿与30%的普通矿，经常规方法制成，其化学成分为：TFe 52.5%,SiO2 11.5%，S0.110%，（Pb +Zn）0.05%，（K2O+ Na2O）0.550%；
所述焦炭成分为：C 80.0%， Ash 18.5%，CRI<30.0, CSR>60.0；
B、在下列条件下进行冶炼：风口进风面积0.1350m3,热风压力为0.23MPa，热风温度为1050℃，入炉风量为1350m3/min，氧气含量为800 m3/h，煤粉喷吹量为120kg/t铁, 矿石批重11.0t，焦炭批重2.90t；
C、冶炼过程中，控制炉渣中镁铝比0.70、生铁中硅+钛含量0.50%、炉顶温度220℃；
D、按常规出渣、出铁次数基础上增加2~3次/日，得低成本合格生铁。
有害元素排除率（Pb +Zn）>90.0%,（K2O+ Na2O）>98.0%,未见风口上翘及炉体变化，未影响炉况稳定顺行及技术经济指标。
实施例3
A、将下列质量比的矿石以及含固定碳83%的焦炭，按常规量送入高炉中：
    贫化烧结矿                65%
贫化球团矿                10%
常规球团矿                20%
块矿                      5%；
所述贫化烧结矿是用质量比为75%的低品位贫化矿与25%的普通矿，经常规烧结而成，其化学成分为：烧结矿：TFe 45%,SiO2 8.8%，CaO 16.5%，MgO 3.4%，TiO2 <1.5%，S 0.120%，（Pb+Zn） 0.145%，（K2O+Na2O）0.400%；
所述贫化球团矿是用质量比为75%的低品位贫化矿与25%的普通矿，经常规方法制成，其化学成分为：TFe 53.5%,SiO2 12.5%，S0.120%，（Pb +Zn）0.06%，（K2O+ Na2O）0.65%；
所述焦炭成分为：C 83.0%， Ash 14.5%，CRI<28.0, CSR>60.0；
B、在下列条件下进行冶炼：热风压力为0.33MPa，热风温度为1150℃，入炉风量为3200m3/min，氧气含量为3500 m3/h，煤粉喷吹量为140kg/t铁；
C、冶炼过程中，控制炉渣中镁铝比0.78、生铁中硅+钛含量0.55%、炉顶温度185℃；冷却水总温差8.0~9.0℃；
D、按常规出渣、出铁次数基础上增加2~3次/日，得低成本合格生铁。
有害元素排除率（Pb +Zn）>85.0%,（K2O+ Na2O）>98.0%,风口上翘变化速度减缓，未影响炉况稳定顺行及技术经济指标。

Claims (2)

1.一种用高有害元素低品位贫化矿生产合格生铁的方法，其特征在于经过下列步骤：
A、将下列质量比的矿石：
贫化烧结矿                60～75%
贫化球团矿                10～15%
常规球团矿                10～20%
块矿                      0～7%
上述四种矿总和为100%，以及含固定碳80%的焦炭，按常规量送入高炉中；
所述贫化烧结矿是用质量比为70～80%的低品位贫化矿与20～30%的普通矿，经常规烧结而成，其化学成分为：烧结矿：TFe 42～47%,SiO2 8.0～9.8%，CaO 14.5～18.5%，MgO 3.3～3.5%，TiO2 <1.5%，S 0.100～0.130%，Pb+Zn 0.125～0.165%，K2O+Na2O  0.300～0.500%；
所述贫化球团矿是用质量比为70～80%的低品位贫化矿与20～30%的普通矿，经常规方法制成，其化学成分为：TFe 52.5～54.5%,SiO2 11.5～13.0%，S0.110～0.130%，Pb +Zn 0.05～0.08%，K2O+ Na2O 0.550～0.750%；
B、在下列条件下进行冶炼：热风压力为0.23～0.33MPa，热风温度为1050～1150℃，入炉风量为1350～3300m3/min，氧气含量为800～5500 m3/h，煤粉喷吹量为120～160kg/t铁；
C、冶炼过程中，控制炉渣中镁铝比0.70~0.85、生铁中硅+钛含量0.50~0.65%、炉顶温度100~250℃；
D、按常规出渣、出铁，得低成本合格生铁。
2.如权利要求1所述的用高有害元素低品位贫化矿生产合格生铁的方法，其特征在于所述焦炭成分为：C 80.0～84.0%， Ash 14.0～18.5%，CRI<30.0, CSR>60.0。
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