CN103725812B

CN103725812B - 提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料及方法

Info

Publication number: CN103725812B
Application number: CN201310612907.9A
Authority: CN
Inventors: 石军; 陆高峰; 林文康; 邹仕华; 曾中兴; 李清明; 江凌; 黄云; 毛建林; 胡勇; 张志强; 饶家庭; 刘燕; 姚国勋; 陈剑锋; 朱香
Original assignee: Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2033-11-27
Also published as: CN103725812A

Abstract

本发明提供一种提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料及方法，所述高炉炉料包括64-90wt%的钒钛烧结矿、1-35wt%钒钛球团矿、0-9wt%酸性块矿和1-10wt%高品位块矿，所述高品位块矿中Fe元素的重量百分比为40-65%，SiO₂的重量百分比为5-15%。本发明还提供了一种提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的方法，所述方法包括将本发明所述高炉炉料进行高炉冶炼。根据本发明可以提高高炉入炉品位，提高高炉产量，降低焦比，降低高炉炉料的成本。

Description

提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料及方法

技术领域

本发明涉及一种提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料及方法，更具体地说，本发明涉及一种以高品位块矿为原料的低成本的提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料及方法。

背景技术

我国钒钛磁铁矿床分布广泛，储量丰富，储量和开采量居全国铁矿的第三位，主要分布在四川攀枝花-西昌等地区。其中，攀枝花-西昌地区是我国钒钛磁铁矿的主要成矿带，也是世界上同类矿床的重要产区之一。钒钛磁铁矿不仅是铁的重要来源，而且伴生的钒、钛、铬、钴、镍、铂族和钪等多种组份，具有重要的综合利用价值。

铁矿石的品位（即，指铁矿石的含铁量）以TFe％表示。品位是评价铁矿石质量的主要指标。矿石有无开采价值，开采后能否直接入炉冶炼及其冶炼价值如何，均取决于矿石的含铁量。铁矿石含铁量高有利于降低焦比和提高产量。根据生产经验，矿石品位提高1wt％，焦比（单位，千克/吨）可降低2％，生铁产量（单位，吨）可提高3％。因为随着矿石品位的提高，脉石数量减少，熔剂用量和渣量也相应减少，所以这样既节省热量消耗，又有利于炉况顺行。

钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的提高可显著减小高炉冶炼的渣量，降低焦比，提高高炉冶炼的产量。块矿（尤其高品位块矿）是高炉使用的重要含铁原料之一，它与高碱度烧结矿、酸性球团矿一起构成高炉的含铁炉料结构。块矿可以直接入炉，与球团矿、烧结矿相比，能够节约造球、烧结过程中的加工费用。

攀西地区中低品位块矿中Fe元素的质量百分比为20-30%，现有技术中，使用该中低品位块矿，会造成钒钛磁铁矿的综合入炉品位偏低，焦比较高，产量低。然而，使用高品位进口矿制备烧结矿、球团矿来提高高炉入炉品位的方法，对于国外进口矿的依赖度高，炉料不经济，造成生铁成本较高，难以在国际市场中取得较高的利润。因此，期望提供一种经济型的高炉炉料，且该高炉炉料可以提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料及方法，根据本发明可以提高高炉入炉品位，提高高炉产量，降低焦比，降低高炉炉料的成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一种提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料，所述高炉炉料包括64-90wt%的钒钛烧结矿、1-35wt%钒钛球团矿、0-9wt%酸性块矿和1-10wt%高品位块矿，所述高品位块矿中Fe元素的重量百分比为40-65%，SiO₂的重量百分比为5-15%。

根据本发明的一方面，所述钒钛烧结矿的重量为所述高炉炉料的重量的85-90%，所述钒钛球团矿的重量为所述高炉炉料的重量的1-4%，所述酸性块矿的重量为所述高炉炉料的重量的0-2%。

根据本发明的一方面，所述钒钛烧结矿中钒钛铁精矿的重量为所述钒钛烧结矿的重量的20-70%，所述钒钛球团矿中TiO₂的重量为所述钒钛球团矿的重量的1-15%，所述酸性块矿中SiO₂的重量为所述酸性块矿的重量的10-50%。

根据本发明的一方面，所述高炉炉料的Fe元素的入炉品位为47-51%。

根据本发明的一方面，所述高炉炉料的高炉冶炼炉渣中TiO₂的重量百分比为15-22%，所述炉渣中CaO的重量与SiO₂的重量的比值为1.00-1.10。

根据本发明的一种提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的方法，所述方法包括将高炉炉料进行高炉冶炼，所述高炉炉料为所述的提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料。

根据本发明，可以提高高炉入炉品位，提高高炉产量，降低焦比，降低高炉炉料的成本。

具体实施方式

以下结合具体实施例对根据本发明的提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料及方法进行详细说明。然而，它们可以以不同的形式实施，而不应解释为局限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并将把示例实施例的范围充分地传达给本领域技术人员。

在下文中，将描述根据本发明的示例性实施例。

根据本发明实施例的提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料包括64-90wt%的钒钛烧结矿、1-35wt%的钒钛球团矿、0-9wt%的酸性块矿以及1-10wt%高品位块矿，其中，高品位块矿中Fe元素的重量百分比为40-65%，SiO₂的重量百分比为5-15%。

钒钛烧结矿含铁低、FeO和SiO₂含量低，TiO₂、MgO、Al₂O₃含量高，碱度较高，还原性良好。冶炼普通矿有时也产生泡沫渣，但没有钒钛矿冶炼严重。在钒钛磁铁矿的高炉冶炼中，高炉下部有较多的FeO、TiO₂等氧化物从渣中还原，从而产生大量CO气体。同时，高钛型高炉渣表面吸附、富集的活性物质比普通渣高得多。表面活性物质的存在使液膜的表面黏度比体积黏度高，从而阻碍了排气速度，延长了泡沫的寿命。表面活性物质的存在又使炉渣表面张力大大下降，造成渣内分散气泡合并上浮困难，使气泡更稳定，从而形成泡沫渣。当钒钛磁铁矿中TiO₂的含量过高时，炉外和炉内都可产生泡沫渣，炉内的泡沫渣导致炉缸出现液泛现象，并且焦炭夹层的通液性变差，给高炉顺行和强化带来困难，导致出铁出渣操作困难，因而需要控制高炉炉料中TiO₂的含量。由于钒钛烧结矿中TiO₂的含量高，因此需控制高炉炉料中钒钛烧结矿的含量，在本发明的实施例中，钒钛烧结矿的重量为所述高炉炉料的重量的64-90%。

钒钛球团矿具有良好的冶金性能：粒度均匀、微气孔多、还原性好、强度高，有利于强化高炉冶炼。增加球团矿配比，可以提高入炉矿品位，同时可以提高烧结矿的碱度（高碱度烧结矿转鼓强度高、还原度高）。但是，球团矿有膨胀的缺点，且价格较高。此外，球团矿中TiO₂含量高，可导致炉渣中出现粘稠的泡沫渣。因此，在本发明的实施例中，钒钛球团矿的重量为所述高炉炉料的重量的1-35%。若钒钛球团矿的重量高于高炉炉料重量的35%，则容易导致炉渣中出现粘稠的泡沫渣，若钒钛球团矿的重量低于高炉炉料重量的1%，则不利于强化高炉冶炼。

酸性块矿的品位低，主要用于调整炉渣碱度，降低酸性块矿的比例，可以提高入炉矿石品位。因此，在本发明的实施例中，酸性块矿的重量为所述高炉炉料的重量的0-9%。如果酸性块矿的重量高于高炉炉料重量的9%，则会降低入炉矿石的品位。

攀西地区除生产低品位块矿外，还盛产高品位块矿，且该高品位块矿与国外进口高品位块矿相比，价格较低。在此高品位块矿中，Fe元素的重量百分比为40-65%，SiO₂的重量百分比为5-15%。

高品位块矿呈酸性，酸性的高品位块矿可以平衡碱性的钒钛烧结矿。如果高品位块矿的重量百分比低于高炉炉料重量的1%，则提高高炉入炉品位的作用不明显；而当高品位块矿的重量百分比高于高炉炉料重量的10%时，酸性的高品位块矿平衡钒钛烧结矿后还有富余的酸性，侵蚀高炉炉衬。因此，将高品位块矿的重量百分比控制在1-10%。此外，高品位块矿中Fe元素的品位与钒钛球团矿中Fe元素的品位相近，但球团矿的价格较高，每吨高品位块矿的成本比每吨球团矿的成本便宜100-200元，因此采用高品位块矿替代部分球团矿，可以降低成本。

优选地，根据本发明的另一个实施例，各炉料所占比例为：钒钛烧结矿的重量为高炉炉料重量的85-90%，钒钛球团矿的重量为高炉炉料重量的1-4%，酸性块矿的重量为高炉炉料重量的0-2%，高品位块矿的重量为高炉炉料重量的1-10%。

虽然根据实施例的按上述比例的包含钒钛烧结矿、钒钛球团矿、酸性块矿、高品位块矿的高炉炉料即可提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位，但在优选条件下，例如，以高炉炉料的总重量为基准，各个组分的优选比例分别为：钒钛烧结矿的含量可优选为82wt%、77.5wt%、76wt%，钒钛球团矿的含量优选为12.5wt%、15.5wt%、14wt%，酸性块矿的含量优选为2.5wt%、1wt%、0wt%，高品位块矿的含量优选为3wt%、6wt%、10wt%。

此外，根据本发明的又一个实施例，钒钛烧结矿中钒钛铁精矿的重量为钒钛烧结矿的重量的20-70%，钒钛球团矿中TiO₂的重量为钒钛球团矿的重量的1-15%，酸性块矿中SiO₂的重量为酸性块矿的重量的10-50%。

钒钛铁精矿中Fe元素的品位为40-55%，虽然钒钛铁精矿中Fe的品位高，但由于钒钛铁精矿中TiO₂含量较高，若钒钛烧结矿中钒钛铁精矿的重量超过钒钛烧结矿的重量的70%，则由于TiO₂含量高导致出铁出渣操作困难。在能够使高炉获得较好指标的冶炼需求的前提下，适当提高烧结矿中的钒钛铁精矿比例，能够达到降低生铁成本的目的。因此，应保证钒钛烧结矿中钒钛铁精矿的重量不低于钒钛烧结矿的重量的20%。为保证出铁出渣操作顺利，钒钛球团矿中的TiO₂的重量需控制在钒钛球团矿重量的1-15%之间。酸性块矿主要用于调整炉渣碱度，降低酸性块矿的比例，可以提高入炉矿石品位。而酸性块矿中的SiO₂是炉渣碱度主要的调剂手段，并可提高炉渣的流动性，酸性块矿中SiO₂的重量为所述酸性块矿的重量的10-50%。

此外，根据本发明的另一优选实施例，高炉炉料的Fe元素的入炉品位为47-51wt%。根据实施例的包含钒钛烧结矿、钒钛球团矿、酸性块矿、高品位块矿的高炉炉料的各组分含量，可确定Fe元素的入炉品位为47-51wt%。采用高品位块矿可显著提高高炉炉料的入炉品位，提高高炉产量，降低焦比。根据生产经验，矿石品位提高1wt％，焦比（单位，千克/吨）可降低2％，生铁产量（单位，吨）可提高3％。

此外，根据本发明的高炉炉料的高炉冶炼炉渣中TiO₂的重量百分比为15-22%，炉渣中CaO的重量与SiO₂的重量的比值为1.00-1.10。通过SiO₂与CaO的含量比确定炉渣碱度，控制在可操作范围内，确保炉渣的流动性和脱硫性。只有当渣中碱性氧化物（CaO、MgO等）与酸性氧化物（SiO₂等）的质量分数大体相等时，渣的熔点才较低，黏度也较小，这样才利于在炉内处理而不致有碍于正常操作。因此，在本发明提供的实施例中，炉渣中CaO的重量与SiO₂的重量的比值为1.00-1.10。

此外，根据本发明的实施例还提供了一种提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的方法，所述方法包括将高炉炉料进行高炉冶炼，所述高炉炉料为根据本发明所述的提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料。

以下结合示例性实施例对根据本发明的一种提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料及方法进行进一步说明，但本发明并不仅限于下述示例性实施例。

以下实施例和对比例中，取样测定钒钛烧结矿、钒钛球团矿、酸性块矿、高品位块矿的主要成分如下，除有特殊说明外，以下均为质量百分数：

钒钛烧结矿：TFe：49.65%，SiO₂：5.47%，CaO：9.96%，TiO₂：7.38%，V₂O₅：0.45%。

钒钛球团矿：TFe：52.99%，SiO₂：5.7%，CaO：0.86%，TiO₂：9.46%，V₂O₅：0.642%。

酸性块矿：TFe：26.00%，SiO₂：43.89%，CaO：0.22%，TiO₂：0.49%；

高品位块矿：TFe：57.20%，SiO₂：10.80%，CaO：2.40%。

示例1

在本实施例中，提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料的组成（质量百分数）为：

钒钛烧结矿：82%；钒钛球团矿：12.5%；酸性块矿：2.5%；高品位块矿：3%。

将上述高炉炉料放入高炉内进行冶炼，其中，高炉炉渣成分、高炉入炉品位如表1所示。

示例2

钒钛烧结矿：77.5%；钒钛球团矿：15.5%；酸性块矿：1%；高品位块矿：6%。

示例3

钒钛烧结矿：76%；钒钛球团矿：14%；酸性块矿：0%；高品位块矿：10%。

对比例

钒钛烧结矿：82%；钒钛球团矿：12%；酸性块矿：6%；高品位块矿：0%。

表1高炉炉渣成分、高炉入炉品位

实施例	CaO/%	SiO₂/%	TiO₂/%	R	高炉入炉品位/%
						示例1	26.70	25.39	21.69	1.05	49.65
示例2	26.46	25.03	21.99	1.05	50.11
						示例3	26.14	25.63	21.82	1.02	50.84
对比例	26.42	25.84	21.54	1.02	49.50

表1中，R为CaO与SiO₂重量百分比的比值，高炉入炉品位指Fe元素的入炉品位。

表2中列出了高炉冶炼的高炉技术经济指标，包括高炉利用系数、高炉焦比、高炉煤比、生铁物耗成本。其中，示例为采用根据本发明的提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料进行高炉冶炼，对比例的高炉炉料中仅含有钒钛烧结矿、钒钛球团矿、酸性块矿，不添加高品位块矿。由表2可知，与对比例相比，采用根据本发明的提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料进行高炉冶炼，其高炉利用系数可提高0.108t.m^-3·d^-1，高炉焦比降低4kg·t^-1，生铁物耗成本降低15元·t^-1。示例中的生铁物耗成本降低主要有以下两方面原因：一是入炉品位提高，焦比降低，燃耗降低，根据生产经验，矿石品位提高1wt％，焦比（单位，千克/吨）可降低2％，生铁产量（单位，吨）可提高3％；二是采用高品质块矿取代部分价格较高的钒钛球团矿，降低生铁物耗成本。

表2高炉技术经济指标

由以上示例性实施例和对比例可发现，根据本发明的一种提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料及方法，在提高高炉入炉品位的同时，可以提高高炉利用系数，降低高炉焦比，减小高炉生铁物耗成本。

虽然已表示和描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims

1.一种提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料，其特征在于，所述高炉炉料包括64-90wt％的钒钛烧结矿、1-35wt％钒钛球团矿、1-9wt％的酸性块矿和1-10wt％的呈酸性的高品位块矿，所述高品位块矿中Fe元素的重量百分比为40-57.20％，SiO₂的重量百分比为5-15％，其中，所述钒钛烧结矿中钒钛铁精矿的重量为所述钒钛烧结矿的重量的20-70％，所述钒钛球团矿中TiO₂的重量为所述钒钛球团矿的重量的1-15％，所述酸性块矿中SiO₂的重量为所述酸性块矿的重量的10-50％。

2.根据权利要求1所述的高炉炉料，其特征在于，所述钒钛烧结矿的重量为所述高炉炉料的重量的85-90％，所述钒钛球团矿的重量为所述高炉炉料的重量的1-4％，所述酸性块矿的重量为所述高炉炉料的重量的1-2％。

3.根据权利要求1所述的高炉炉料，其特征在于，所述高炉炉料的Fe元素的入炉品位为47-51％。

4.根据权利要求1所述的高炉炉料，其特征在于，所述高炉炉料的高炉冶炼炉渣中TiO₂的重量百分比为15-22％，所述炉渣中CaO的重量与SiO₂的重量的比值为1.00-1.10。

5.一种提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的方法，所述方法包括将高炉炉料进行高炉冶炼，其特征在于，所述高炉炉料为权利要求1-4中任意一项所述的提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料。