CN104060006A - 喷吹用物料及其应用和高炉冶炼的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种喷吹用物料，其中，该喷吹用物料含有废石墨粉和煤粉。本发明提供了本发明所述的喷吹用物料在高炉冶炼中的应用。本发明提供了一种高炉冶炼的方法，该方法包括：在高炉冶炼过程中，将喷吹用物料通过高炉的风口喷入高炉中，其中，所述喷吹用物料含有废石墨粉。本发明中，将废石墨粉作为喷吹用物料使用，可以有效提高物料对焦炭的置换比（一般煤粉的置换比仅0.8左右），实现了高炉高强度的冶炼。采用该喷吹用物料进行喷吹能够有效降低高炉冶炼成本，并且使废石墨得到了有效的利用。

Description

喷吹用物料及其应用和高炉冶炼的方法

技术领域

本发明涉及一种喷吹用物料及其在高炉冶炼中的应用，以及一种高炉冶炼的方法。

背景技术

目前，钒钛磁铁矿高炉冶炼方法通常主要包括：将钒钛铁精矿和普通粉矿进行烧结生产出烧结矿，用钒钛铁精矿和普通铁精矿造球生产出球团矿，再把烧结矿、球团矿及少量块矿按一定的比例，与焦炭一起加入到高炉内，同时通过高炉风口喷吹煤粉和鼓入空气，使焦炭和喷吹的煤粉发生燃烧，生成还原气体（主要是CO和H₂），还原气体在炉内上升的过程中除去钒钛磁铁矿中的氧，还原得到铁，然后溶化滴落到炉缸实现渣、铁分离，从而完成冶炼过程。

高炉冶炼过程中，喷吹煤粉的作用是为了降低焦比，即用廉价的煤粉替代价格较高的焦炭，从而降低炼铁成本。目前在高炉喷吹过程中，主要喷吹无烟煤、烟煤、塑料等物质，事实上，喷吹物的好坏也直接影响到降低焦比的程度。然而由于现有技术使用的喷吹物（无烟煤、烟煤）仍价格较高，造成炼铁成本较高。因此，寻找替代的廉价的喷吹物为长远趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的价格低廉的喷吹用物料，采用该喷吹用物料进行喷吹能够降低高炉冶炼成本，且能够降低焦比和提高置换比。

废石墨电极是一种含碳极高的物质，含碳量在99质量%以上，灰份一般不超过0.5质量%，硫含量低于0.05质量%，密度高，具有良好的耐热性能。目前其一般作为废物回收利用，然而作为废物回收不能有效利用废石墨。而本发明的发明人通过研究发现，可以将废石墨粉代替至少部分煤粉作为喷吹用物料使用。

为实现前述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种喷吹用物料，其中，该喷吹用物料含有废石墨粉和煤粉。

根据本发明的第二方面，本发明提供了本发明所述的喷吹用物料在高炉冶炼中的应用。

根据本发明的第三方面，本发明提供了一种高炉冶炼的方法，该方法包括：在高炉冶炼过程中，将喷吹用物料通过高炉的风口喷入高炉中，其中，所述喷吹用物料含有废石墨粉。

本发明中，将废石墨粉作为喷吹用物料使用，可以有效提高物料对焦炭的置换比（一般煤粉的置换比仅0.8左右），即有利于提高喷吹物料的置换比，实现了高炉高强度的冶炼。采用该喷吹用物料进行喷吹能够有效降低高炉冶炼成本，并且使废石墨得到了有效的利用。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种喷吹用物料，其中，该喷吹用物料含有废石墨粉和煤粉。

按照本发明的技术方案，采用废石墨粉代替部分煤粉与煤粉混合作为喷吹用物料进行喷吹能够有效降低高炉冶炼成本，且能够降低焦比和提高置换比，并且使废石墨得到了有效的利用。

针对本发明，为了进一步降低焦比和提高置换比，优选所述废石墨粉的颗粒直径在100μm以下，更优选颗粒直径在75μm以下的废石墨粉的含量在60重量%以上。

针对本发明，为了进一步降低焦比和提高置换比，优选所述煤粉的颗粒直径在100μm以下，更优选颗粒直径在75μm以下的煤粉的含量在60重量%以上。

本发明中，颗粒直径指的是颗粒在空间范围所占据的线性尺寸，通过国际标准筛仪器测得。对此，本领域技术人员均能知悉，在此不详细描述。

根据本发明，为了进一步降低焦比和提高置换比，优选所述喷吹用物料中，所述废石墨粉与煤粉的重量比为0.1-1:1，更优选为0.1-0.5:1。

根据本发明，所述煤粉可以为本领域常规的高炉用喷吹煤粉。针对本发明，优选情况下，所述煤粉为无烟煤粉、瘦煤粉和烟煤粉中的一种或多种。

根据本发明，凡是废石墨粉均可用于本发明，针对本发明，优选所述废石墨粉的来源为废石墨电极。

根据本发明的第二方面，本发明提供了本发明所述的喷吹用物料在高炉冶炼中的应用。

本发明所述的喷吹用物料应用于高炉冶炼中不仅能够降低焦比和提高置换比，且能有效降低高炉冶炼成本，且能够使废石墨得到有效的利用。

根据本发明的第三方面，本发明提供了一种高炉冶炼的方法，该方法包括：在高炉冶炼过程中，将喷吹用物料通过高炉的风口喷入高炉中，其中，所述喷吹用物料含有废石墨粉。

按照本发明的技术方案，采用废石墨粉作为喷吹用物料进行喷吹能够降低焦比和提高置换比，且能够有效降低高炉冶炼成本。

针对本发明，为了进一步降低焦比和提高置换比，优选所述废石墨粉的颗粒直径在100μm以下，更优选颗粒直径在75μm以下的废石墨粉的含量在60重量%以上。

本发明中，优选所述喷吹用物料还含有煤粉；针对本发明，更优选所述煤粉的颗粒直径在100μm以下，更优选颗粒直径在75μm以下的煤粉的含量在60重量%以上。

根据本发明的方法，优选所述喷吹用物料中，所述废石墨粉与煤粉的重量比为0.1-1:1，更优选为0.1-0.5:1。

根据本发明的方法，所述煤粉可以为本领域常规的高炉用喷吹煤粉。针对本发明，优选情况下，所述煤粉为无烟煤粉、瘦煤粉和烟煤粉的一种或多种。

根据本发明的方法，凡是废石墨粉均可用于本发明，针对本发明，优选所述废石墨粉的来源为废石墨电极。

根据本发明的方法，所述高炉冶炼的条件没有严格的要求，可以在常规的高炉冶炼条件中适当地选择。优选情况下，所述高炉冶炼的条件包括：高炉的风口温度为在1200℃以上。

根据本发明的方法，将喷吹用物料通过高炉的风口喷入高炉中所用的载气可以为本领域常规的高炉用喷吹载气，针对本发明，优选所述载气为压缩空气。

根据本发明的方法，载气的温度和压力可以根据具体生产情况进行调整。针对本发明，优选所述载气的温度为100-400℃。进一步优选，所述载气的温度为200-300℃。

根据本发明的方法，所述喷吹用物料的喷吹量优选为10-200kg/吨铁，更优选为100-150kg/吨铁。其中，喷吹用物料的喷吹量（kg/吨铁）具体指的是高炉每冶炼一吨合格生铁所喷吹的喷吹用物料的量。

根据本发明的方法，对于高炉冶炼所用的原料没有特别的要求。优选情况下，所述高炉冶炼所用的原料为钒钛磁铁矿原料。进一步优选，所述钒钛磁铁矿原料含有钒钛烧结矿、钒钛球团矿和块矿，其中，所述钒钛烧结矿为由含有钒钛铁精矿和普通铁精矿的混合物烧结得到的烧结矿，所述钒钛球团矿为由钒钛铁精矿焙烧得到的球团矿或由含有钒钛铁精矿和普通铁精矿的混合物焙烧得到的球团矿，所述普通铁精矿为不含钒元素和钛元素的铁精矿，所述块矿为普通赤铁矿块矿。在本发明中，所述普通铁精矿是指不含钒和钛元素或者仅含有微量的钒、钛元素的铁精矿；所述普通赤铁矿块矿是指不含钒和钛元素或者仅含有微量的钒、钛元素的赤铁矿块矿。

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的范围并不仅限于以下实施例。

本发明中，置换比指的是喷吹1kg的喷吹用物料能置换出的焦炭的量。采用本领域公知的方法计算得到。

本发明中，焦比指的是高炉每冶炼一吨合格生铁所耗用焦炭的公斤数。采用本领域公知的方法计算得到。

实施例1

本实施例用于说明本发明提供的高炉冶炼的方法。

将75重量份的钒钛烧结矿、5重量份的普通赤铁矿块矿、20重量份的钒钛球团矿和焦炭加到300m³的高炉中进行冶炼；将由煤粉（颗粒直径在100μm以下，且颗粒直径在75μm以下的煤粉占70重量%）和废石墨粉（颗粒直径在100μm以下，且颗粒直径在75μm以下的废石墨粉占90重量%）组成的喷吹用物料和载气（温度为200℃，载气为压缩空气）通过高炉的风口喷入高炉中；其中，喷吹用物料中废石墨粉（来自于废石墨电极）与煤粉的重量比为0.5:1；

喷吹到高炉内的所述喷吹用物料的喷吹量约为124kg/吨铁，将高炉的风口温度（也即风温）控制为1150℃，在该冶炼条件下得到焦比、置换比和铁水性质（指标见表1）。

实施例2

按照实施例1的方法进行高炉冶炼，不同的是，喷吹用物料中废石墨粉与煤粉的重量比为0.25:1，且喷吹用物料中废石墨粉的颗粒直径在100μm以下，其中，颗粒直径在75μm以下的废石墨粉占80重量%；煤粉的颗粒直径在100μm以下，其中，颗粒直径在75μm以下的煤粉占80重量%，在该冶炼条件下得到焦比、置换比和铁水性质（指标见表1）。

实施例3

按照实施例1的方法进行高炉冶炼，不同的是，废石墨粉与煤粉的重量比为0.1:1，其中，颗粒直径在75μm以下的废石墨粉占95重量%；煤粉的颗粒直径在100μm以下，其中，颗粒直径在75μm以下的煤粉占70重量%，在该冶炼条件下得到焦比、置换比和铁水性质（指标见表1）。

实施例4

按照实施例1的方法进行高炉冶炼，不同的是，废石墨粉与煤粉的重量比为1:1，得到焦比、置换比和铁水性质（性质见表1）。

实施例5

按照实施例1的方法进行高炉冶炼，不同的是，废石墨粉的颗粒直径在100μm以下，其中，颗粒直径在75μm以下的废石墨粉占50重量%；煤粉的颗粒直径在100μm以下，其中，颗粒直径在75μm以下的煤粉占50重量%，在该冶炼条件下得到焦比、置换比和铁水性质（指标见表1）。

对比例1

按照实施例1的方法进行高炉冶炼，不同的是，喷吹用物料为全部的煤粉（性质与实施例1相同），得到焦比、置换比和铁水性质（性质见表1）。

表1

	置换比	焦比kg/t	铁水[S]质量%
				对比例1	0.8	500	0.071
实施例1	1.1	490	0.066
				实施例2	0.9	495	0.068
实施例3	0.85	498	0.069
				实施例4	1.27	485	0.060
实施例5	0.97	492	0.066

由表1的结果可以看出，采用本发明的喷吹用物料进行喷吹能够降低高炉冶炼成本，且能够降低焦比和提高置换比，并且有利于提高铁水质量（铁水[S]含量降低）。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (12)

1.一种喷吹用物料，其特征在于，该喷吹用物料含有废石墨粉和煤粉。

2.根据权利要求1所述的喷吹用物料，其中，所述废石墨粉的颗粒直径在100μm以下，优选颗粒直径在75μm以下的废石墨粉的含量在60重量%以上；所述煤粉的颗粒直径在100μm以下，优选颗粒直径在75μm以下的煤粉的含量在60重量%以上。

3.根据权利要求1或2所述的喷吹用物料，其中，所述喷吹用物料中，所述废石墨粉与煤粉的重量比为0.1-1:1，优选为0.1-0.5:1。

4.根据权利要求1或2所述的喷吹用物料，其中，所述煤粉为无烟煤粉、瘦煤粉和烟煤粉中的一种或多种；所述废石墨粉的来源为废石墨电极。

5.权利要求1-4中任意一项所述的喷吹用物料在高炉冶炼中的应用。

6.一种高炉冶炼的方法，该方法包括：在高炉冶炼过程中，将喷吹用物料通过高炉的风口喷入高炉中，其特征在于，所述喷吹用物料含有废石墨粉。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述废石墨粉的颗粒直径在100μm以下，优选颗粒直径在75μm以下的废石墨粉的含量在60重量%以上。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述喷吹用物料还含有煤粉；优选煤粉的颗粒直径在100μm以下，更优选颗粒直径在75μm以下的煤粉的含量在60重量%以上。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述喷吹用物料中，所述废石墨粉与煤粉的重量比为0.1-1:1，优选为0.1-0.5:1。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述煤粉为无烟煤粉、瘦煤粉和烟煤粉中的一种或多种；所述废石墨粉的来源为废石墨电极。

11.根据权利要求6或7所述的方法，其中，将喷吹用物料通过高炉的风口喷入高炉中所用的载气为压缩空气；优选所述压缩空气的温度为100-400℃。

12.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述喷吹用物料的喷吹量为100-150kg/吨铁。