CN104232822A - 高磷鲕状赤铁矿钒钛磁铁矿高炉炼铁的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种高磷鲕状赤铁矿钒钛磁铁矿高炉炼铁的方法，在喷吹辅助燃料的条件下，将炉料进行高炉炼铁，得到铁水和炉渣；所述炉料包括含铁原料、燃料和熔剂；所述含铁原料包括：55wt％～60wt％的钒钛磁铁矿烧结矿；35wt％～40wt％的钒钛磁铁矿球团矿；5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿块矿；所述高炉炼铁的造渣制度中，炉渣中MgO含量为9wt％～9.5wt％，MgO/Al₂O₃为0.65～0.7。本申请进行炉料结构调整，在较高钒钛条件下，配用5％～10％高磷鲕状赤铁矿块矿，并通过优化造渣制度等高炉操作制度，减少了高磷鲕状赤铁矿块矿冶金性能不足对高炉的不利影响，所得铁水产、质量良好，节约成本。

Description

高磷鲕状赤铁矿钒钛磁铁矿高炉炼铁的方法

技术领域

本申请涉及高炉冶炼技术领域，尤其涉及一种高磷鲕状赤铁矿钒钛磁铁矿高炉炼铁的方法。

背景技术

高炉炼铁是炼铁的主要方法，根据高炉有效容积，可分为小型高炉(有效容积＜100m³)、中型高炉(有效容积为255～620m³)、大型高炉(有效容积＞620m³)和巨型高炉(有效容积＞4000m³)。高炉冶炼是一个连续而复杂的物理、化学过程，生产时从高炉炉顶装入含铁原料、燃料和熔剂等炉料，从高炉下部吹入经预热的空气，在高温下燃料中的碳和空气中的氧燃烧生成一氧化碳，其在炉内上升过程中作为还原剂，除去含铁原料中的非有用元素，还原得到铁，炼出的铁水从铁口放出；含铁原料中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。高炉基本操作制度包括：装料制度、送风制度、(炉缸)热制度和造渣制度。

在高炉炼铁的原料中，含铁原料如钒钛磁铁矿、普通赤铁矿等是主要成分，提供铁元素。对于钒钛中小型高炉冶炼，装料制度一般采用单环料制和中心焦；送风制度中的风量≥1150m³/min；在热制度中，热风温度≥1100℃，表示炉温的SI+TI值为0.45％～0.55％；在造渣制度中，二元碱度一般为1.15～1.2，渣中MgO含量≥8.6％，MgO/Al₂O₃为0.62～0.65。而对于钒钛大型高炉冶炼，装料制度一般采用矿三环、焦三环和中心焦；送风制度中的风量≥2850(单位)；热制度中的热风温度≥1160℃。

随着矿产资源大量开发和利用，矿石日益贫乏，面对铁精矿需求剧增及我国铁矿资源贫、细、杂之现实，综合开发利用各种铁矿石已是必然趋势。在我国云南等地，拥有丰富的高磷鲕状赤铁矿资源，其含铁品位一般为40％～45％，且储量巨大。高磷鲕状赤铁矿资源的主要特点为：含P0.8％～1.1％，TFe43％～48％，含SiO₂12％～15％，含Al₂O₃约为5.6％，烧损为8％～9％，属于高烧损、低品质矿石。高磷鲕状赤铁矿既具有赤铁矿特征，又具有褐铁矿的高烧损特点。因其品位低、磷高、热裂后为耳状，可选性差，在钒钛矿冶炼高炉中，如何利用高磷鲕状赤铁矿进行炼铁生产，以综合利用资源、降低生产成本，有待进行技术摸索。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种高磷鲕状赤铁矿钒钛磁铁矿高炉炼铁的方法，本申请提供的方法在较高钒钛入炉比例的条件下，配用高磷鲕状赤铁矿，使铁水的产量和质量得到改善，且节约成本。

本申请提供一种高磷鲕状赤铁矿钒钛磁铁矿高炉炼铁的方法，包括以下步骤：

在喷吹辅助燃料的条件下，将炉料进行高炉炼铁，得到铁水和炉渣；所述炉料包括含铁原料、燃料和熔剂；

所述含铁原料包括：55wt％～60wt％的钒钛磁铁矿烧结矿；35wt％～40wt％的钒钛磁铁矿球团矿；5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿块矿；

所述高炉炼铁的造渣制度中，炉渣中MgO含量为9wt％～9.5wt％，MgO/Al₂O₃为0.65～0.7。

优选的，所述高炉炼铁的热制度中，Si+Ti值为0.2％～0.45％。

优选的，所述高炉炼铁的热制度中，中小型高炉的热风温度≥1180℃。

优选的，所述高炉炼铁的热制度中，大型高炉的热风温度≥1220℃。

优选的，所述高炉炼铁的送风制度中，鼓风动能＞140kW。

优选的，所述高炉炼铁的送风制度中，中小型高炉的风量≥1230m³/min。

优选的，所述高炉炼铁的送风制度中，大型高炉的风量≥3100m³/min。

优选的，所述高炉炼铁的装料制度为多环料制，且矿焦角相差1°～1.5°，高磷鲕状赤铁矿块矿布于最后一环。

优选的，所述燃料为焦粉，所述熔剂为生石灰和白云石粉，所述辅助燃料为无烟煤，所述钒钛磁铁矿烧结矿为含高磷鲕状赤铁矿粉的钒钛磁铁矿烧结矿。

优选的，所述喷吹辅助燃料为富氧喷吹辅助燃料，喷煤量＞130kg/吨铁水，富氧率＞2％。

与现有技术相比，本申请提供的高磷鲕状赤铁矿钒钛磁铁矿高炉炼铁的方法在喷吹辅助燃料的条件下，将含铁原料、燃料和熔剂等炉料进行高炉炼铁，得到铁水和炉渣；所述含铁原料包括：55wt％～60wt％的钒钛磁铁矿烧结矿；35wt％～40wt％的钒钛磁铁矿球团矿；5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿块矿；所述高炉炼铁的造渣制度中，炉渣中MgO含量为9wt％～9.5wt％，MgO/Al₂O₃为0.65～0.7。本申请进行炉料结构调整，在较高钒钛条件下，配用5％～10％的高磷鲕状赤铁矿块矿，并通过造渣制度等高炉操作制度的优化，减少了高磷鲕状赤铁矿块矿冶金性能不足对高炉的不利影响，取得了铁水的产量和质量等生产指标的改善效果，从而达到了节约成本和资源进一步综合利用的目的，效益显著。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供了一种高磷鲕状赤铁矿钒钛磁铁矿高炉炼铁的方法，包括以下步骤：

在喷吹辅助燃料的条件下，将炉料进行高炉炼铁，得到铁水和炉渣；所述炉料包括含铁原料、燃料和熔剂；

所述含铁原料包括：55wt％～60wt％的钒钛磁铁矿烧结矿；35wt％～40wt％的钒钛磁铁矿球团矿；5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿块矿；

所述高炉炼铁的造渣制度中，炉渣中MgO含量为9wt％～9.5wt％，MgO/Al₂O₃为0.65～0.7。

本申请通过对高磷矿和钒钛矿冶炼的特性研究，实施炉渣成分、低硅钛冶炼等高炉操作制度调整，在综合入炉品位下降的情况下，炼铁生产指标得到了改善，大大节约了采购成本等，效益显著。

本申请实施例将炉料装入高炉，并喷吹辅助燃料进行炼铁，炼出铁水、排出炉渣。

在本申请中，所述炉料包括含铁原料、燃料和熔剂。其中，所述含铁原料包括55wt％～60wt％的钒钛磁铁矿烧结矿，优选包括56wt％～58wt％的钒钛磁铁矿烧结矿。所述钒钛磁铁矿烧结矿主要由钒钛磁铁矿粉经烧结制得，本申请对其来源等没有特殊限制，优选为含高磷鲕状赤铁矿粉的钒钛磁铁矿烧结矿，进一步降低成本。所述含高磷鲕状赤铁矿粉的钒钛磁铁矿烧结矿优选按照如下方法制备：

1)将原料依次进行碎料、配料、混料和制粒，得到球状混合料；所述原料包括含铁原料、熔剂和燃料，所述含铁原料包括：

45wt％～55wt％的钒钛磁铁精矿粉；

5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿粉；

10wt％～20wt％的普通铁精矿粉；

10wt％～15wt％的普通铁矿粉；

10wt％～15wt％的烧结废料；

所述球状混合料中，粒径大于等于3mm的原料颗粒的质量分数＞85％；

2)将所述球状混合料依次进行布料、点火烧结和破碎，得到钒钛磁铁矿烧结矿。

在制备烧结矿的方法中，所述原料包括含铁原料、熔剂和燃料；所述含铁原料包括钒钛磁铁精矿粉、高磷鲕状赤铁矿粉、普通铁精矿粉、普通铁矿粉和烧结废料。本申请实施例将所述原料回厂及装仓，备用。其中，所述含铁原料包括45wt％～55wt％的钒钛磁铁精矿粉，优选包括48wt％～54wt％的钒钛磁铁精矿粉。所述钒钛磁铁精矿粉简称钒钛精粉，是由钒钛磁铁矿选矿后破碎制得，其粒度优选＜5mm，更优选为1mm～3mm，最优选为2mm。本申请对所述钒钛磁铁矿的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的钒钛磁铁矿即可，可由市场购买获得，所述钒钛磁铁矿的铁品位优选为50％～60％，更优选为54％～56％。

在制备烧结矿的方法中，所述含铁原料包括5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿粉，优选包括5wt％～7wt％的高磷鲕状赤铁矿粉。所述高磷鲕状赤铁矿粉由高磷鲕状赤铁矿经破碎制得，其粒度优选＜5mm，更优选为1mm～3mm，最优选为2mm。本申请对所述高磷鲕状赤铁矿的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的高磷鲕状赤铁矿即可。

固定钒钛矿配比为55wt％，计算碱度为2.4，本申请研究了两种现有返矿粉破碎前，粉矿粉种类和比例的变化对烧结矿产质量的影响，影响结果参见表1，表1为破碎前粉矿配比替换关系对烧结矿产质量的影响。其中，现有返矿粉1为西藏昌达矿粉，现有返矿粉为大理水洗矿粉。表1中，在高钒钛比下，日常高磷鲕状赤铁矿配比为5wt％～10wt％，控制烧结矿碱度为2.4±0.2倍。

表1 破碎前粉矿配比替换关系对烧结矿产质量的影响

在制备烧结矿的方法中，所述含铁原料包括10wt％～20wt％的普通铁精矿粉，优选包括12wt％～18wt％的普通铁精矿粉。所述普通铁精矿粉简称普精粉，是由普通铁矿选矿后破碎制得，其粒度优选＜5mm，更优选为1mm～3mm，最优选为2mm。本发明对所述普通铁矿的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的普通铁矿即可，可由市场购买获得，所述普通铁矿的铁品位优选为50％～60％，更优选为54％～56％。

在制备烧结矿的方法中，所述含铁原料包括10wt％～15wt％的普通铁矿粉，优选包括12wt％～18wt％的普通铁矿粉。所述普通铁矿粉简称为普矿粉，是由普通铁矿经破碎制得，其粒度优选＜5mm，更优选为1mm～3mm，最优选为2mm。在本申请中，所述普矿粉与普精粉的矿石可以相同，也可以不同。在本申请的实施例中，所述普矿粉可包括5wt％的碱性普矿粉和5wt％的其他高品位普矿粉。

在制备烧结矿的方法中，所述含铁原料包括10wt％～15wt％的烧结废料，优选包括12wt％～13wt％的烧结废料。在本申请中，所述烧结废料包括除尘污泥、重除灰、烧结机尾灰和钢渣等。本申请对各废料的比例和来源等没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的烧结废料(或者回收物料)即可。

在制备烧结矿的方法中，本申请实施例将上述含铁原料形成混匀矿来使用，用量为0.9吨混匀矿粉/吨(烧结矿)。除了所述含铁原料，所述原料包括燃料。在本申请中，所述燃料优选为焦粉和无烟煤中的至少一种，其粒度可在5mm以下。在本发明的一个实施例中，所述燃料为焦粉。本申请对所述燃料的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的燃料即可，可由市场购买获得，如无烟煤的主要成分可为：13wt％的SiO₂、0.92wt％的CaO、0.8wt％的MgO、2.8wt％的Al₂O₃、1.2wt％的S，Ig(烧损)为86。在本申请中，所述燃料的单耗优选为52kg/t(烧结矿)～64kg/t(烧结矿)，更优选为53kg/t(烧结矿)。通过工艺优化，本申请烧结矿使用燃料单耗下降，能保证烧结矿产量与质量稳定。

在制备烧结矿的方法中，所述原料包括熔剂，优选包括粉末状熔剂，其粒度可在5mm以下。在本申请中，所述熔剂的用量优选为160kg/t(烧结矿)～180kg/t(烧结矿)，更优选为170kg/t(烧结矿)。所述熔剂优选为生石灰和白云石；当所述熔剂为生石灰和白云石时，所述生石灰和白云石的质量比优选为(9.5wt％～11wt％):(3wt％～3.5wt％)；用量分别为135kg/t(烧结矿)、35kg/t(烧结矿)。本申请对所述熔剂的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的熔剂即可，可由市场购买获得。

在制备烧结矿的方法中，本申请将上述原料进行碎料，所述碎料为本领域技术人员熟知的技术手段。作为优选，所述碎料后，粒径大于0且小于3mm的原料颗粒的质量分数≥78％，更优选≥80％。

对上述原料进行破碎后，本申请实施例将得到的原料颗粒依次进行配料和混料，也就是将原料颗粒按一定比例混合在一起，形成理化性能较为稳定的混合料。

在制备烧结矿的方法中，所述配料优选包括预配料和均化配料，强化混粉均化，确保烧结原料的稳定，从而利于烧结矿的质量稳定。具体的，本申请实施例在一次料场将回收物料和部分小堆子、小品种物料进行预配料，然后在二次料场进行均化配料，进一步形成混匀矿堆。所述均化配料的均化层数优选在350层以上，生产成更加均化的混匀矿粉。

完成配料后，本申请实施例进行混料，所述混料为一次混料，包括加水润湿和混匀，使烧结料成分均匀，水分合适，利于后续工序。所述混料为本领域技术人员熟知的技术手段，本申请没有特殊限制，时间优选为50s。

一次混料结束后，本申请实施例进行制粒，也可称为二次混料或造球，得到球状混合料，改善烧结料层的透气性等。所述制粒为本领域技术人员熟知的技术手段，本申请优选以返矿为核心，利用熔剂的作用，如生石灰消化后的粘接力，将铁矿石和燃料粘糊在所述返矿四周，形成具有一定强度的小球，即球状混合料。所述球状混合料中，粒径大于等于3mm的原料颗粒的质量分数＞85％，本申请强化制粒效果，利于后续工序。

在制备烧结矿的方法中，本申请制粒时，优选加入粒径＞6mm的高炉返矿粉和粒径为3mm～5mm的烧结返矿。本申请优化返矿粒级，不但进行了回收利用，而且使粒度更均匀，提高制粒效果。在本申请中，所述制粒的时间优选不少于3min。

在制备烧结矿的一个实施例中，熔剂包括生石灰；本申请优选采用温度＞70℃的热水进行制粒，有力地提高了生石灰的消化效果。并且，所述温度＞70℃的热水可利用湿式除尘器污水池产生的热水提供。另外，本申请实施例还可采用山东潍坊天晟新型生石灰消化器来提高生石灰的消化。

在制备烧结矿的方法中，高磷鲕状赤铁矿按配比经过一次、二次配料均化，生成混匀矿粉，强化混粉均化，从而确保烧结原料的稳定。另外，本申请优选实施消化器改造，并采用热水消化，提高生石灰的消化能力，调整一混、二混的工艺参数，从而强化制粒效果。

得到球状混合料后，本申请实施例将其依次进行布料和点火烧结，经破碎，得到钒钛磁铁矿烧结矿。

布料之前，本申请优选采用蒸汽预热，提高球状混合料的温度至50℃，在后续烧结作业时利于改善料层中的过湿层。

在制备烧结矿的方法中，本申请实施例将得到的球状混合料铺在烧结装置的烧结台车上，要求混合料平整、无拉勾、不缺料，完成布料工序，所述布料为本领域技术人员熟知的技术手段。在本申请布料时，料层的厚度优选为680mm～730mm，更优选为720mm。所述料层的形状优选为梯形；含水量优选为7.5wt％～8.5wt％；配碳量优选为5wt％～6wt％。本申请优选采取梯形布料，实施厚料层、低水、低碳烧结，生产效果较佳。

布料结束后，本申请实施例对混合料进行点火烧结。在本申请中，通过煤气燃烧提供热量，将表层混合料中的燃料着火燃烧，使混合料在点火炉中高温烟气和燃料燃烧的作用下进行烧结，形成理化性能稳定、具有一定机械强度的饼状物质。在本申请中，将点火烧结后的饼状物质再破碎成具有一定粒级的颗粒，即为烧结矿。

在点火烧结时，关于点火的工艺条件，所述点火的温度优选为1130℃～1170℃，更优选为1140℃～1160℃，最优选为1150℃。所述点火的时间优选为40秒～180秒，更优选为100秒～150秒。所述点火的负压优选为4kPa～20kPa，更优选为12kPa～18kPa。所述点火的深度优选为10mm～20mm，更优选为12mm～18mm，最优选为14mm～16mm。

在点火烧结时，烧结台车的运行速度优选为2.0m/min～2.35m/min，更优选为2.0m/min～2.1m/min。采用这样的慢机速，利于取得较好的生产效果。

在制备烧结矿的方法中，得到钒钛磁铁矿烧结矿后，控制烧结矿碱度为2.4±0.2倍，本申请按照YB/T-006-91《我国优质铁烧结矿的技术指标》的标准对所述烧结矿进行检测。检测结果表明，本申请提供的方法成功实现了钒钛磁铁矿的烧结，生产出了合格的符合炼铁使用要求的烧结矿。所述烧结矿经过冷却，将其温度降低到一定温度以下，再将烧结矿按粒级进行分类和筛选，即可送入高炉，根据高炉冶炼的要求和工艺进行后续生产。

除了上述钒钛磁铁矿烧结矿，本申请炉料中的含铁原料包括35wt％～40wt％的钒钛磁铁矿球团矿，优选包括36wt％～38wt％的钒钛磁铁矿球团矿。本申请对所述钒钛磁铁矿球团矿的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的钒钛磁铁矿球团矿即可。

本申请炉料中的含铁原料包括5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿块矿，优选包括6wt％～8wt％的高磷鲕状赤铁矿块矿。本申请对所述高磷鲕状赤铁矿块矿的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的高磷鲕状赤铁矿块矿即可。

所述高磷鲕状赤铁矿块矿的热裂指数和低温还原粉化指数较好，但软化区间较宽，软化开始温度低，使软熔带增厚，会影响高炉的透气性，因此，此矿石较其他矿石冶金性能差。同时，由于钒钛矿含三氧化二铝高(约2.8％)，高磷矿含三氧化二铝更高(约5.6％)，高炉配加高磷矿通常会造成炉渣达到中铝渣水平，对钒钛矿渣系的流动性和脱硫能力影响，冶炼难度增加。

在此基础上，本申请对炉料结构进行调整，在高钒钛比的条件下，配加5％～10％的高磷鲕状赤铁矿块矿，利于高炉的指标优化。在本申请的一个实施例中，高炉熟料比控制在95％，即配入5％的高磷鲕状赤铁矿块矿，烧结矿配入7％～15％的高磷鲕状赤铁矿粉，可减少高磷鲕状赤铁矿块矿冶金性能不足对高炉的影响，生产技术指标较优。

在本申请炉料中，所述含铁原料提供铁元素。所述炉料包括燃料，所述燃料优选为焦粉，可起到还原剂等作用。所述燃料的粒度优选为15mm～60mm，本申请对所述燃料的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。在本申请实施例中，所述焦炭燃料的用量优选为460kg/吨铁～470kg/吨铁。

此外，本申请在喷吹辅助燃料的条件下进行高炉炼铁。所述辅助燃料优选为无烟煤，采用本领域常用的即可。在本申请中，所述喷吹辅助燃料优选为富氧喷吹辅助燃料，喷煤量＞130kg/吨铁水，富氧率＞2％。在本申请实施例中，所述辅助燃料无烟煤的干基用量优选为130kg/吨铁～140kg/吨铁。

在本申请中，所述炉料包括熔剂，其作用包括：助熔，改善流动性，使渣铁容易分离；和脱硫。本申请优选采取熔剂型烧结矿(碱度为2.4±0.1倍，由矿粉、生石灰、白云石粉、焦粉烧结而成)和钒钛型球团矿、高磷鲕状赤铁矿块以炉渣碱度1.15±0.05倍测算相应比例(如：65％:30％:5％)入炉，测算方法为：

渣碱度(1.15倍)＝{(烧结矿配比％*烧结矿CaO％+钒钛球团配比％*钒钛球团CaO％+高磷鲕状赤铁矿块配比％*高磷鲕状赤铁矿块CaO％)*矿批重}/{(烧结矿配比％*烧结矿SiO₂％+钒钛球团配比％*钒钛球团SiO₂％+高磷鲕状赤铁矿块配比％*高磷鲕状赤铁矿块SiO₂％)*矿批重+燃料批重*燃料SiO₂％}。

除了调整炉料结构，本申请对高炉操作制度也进行了调整。本申请在高炉中进行上述炉料的装料，装料制度指炉料装入炉内的方式方法的有关规定，包括装入顺序、装入方法，旋转溜槽倾角、料线和批重等。无料钟旋转溜槽一般设置11个环位，每个环位对应一个倾角，布料时由外环开始，逐渐向里环进行，可实现多种的布料方式。

在本申请中，作为优选，所述高炉炼铁的装料制度为多环料制，且矿焦角相差1°～1.5°，高磷鲕状赤铁矿块矿布于最后一环。关于所述多环料制，具体的，小型高炉可为矿两环、焦四环；大型高炉可为矿四环、焦五环。由于高磷赤铁矿软化开始温度低，软熔区间较宽，不利于高炉透气，本申请上部调整为改善煤气流分布，有利于提高透气性和路况顺行，提高煤气利用率，间接还原增加，燃料消耗降低。

本申请在高炉中喷吹辅助燃料，进行冶炼。送风制度是指在一定的冶炼条件下，确定合适的鼓风参数和风口进风状态，达到初始煤气流的合理分布，使炉缸工作均匀活跃，炉况稳定顺行，工作参数包括风量、富氧量、风口面积等。在本申请所述高炉炼铁的送风制度中，作为优选，鼓风动能＞140kW。具体的，中小型高炉的风量≥1230m³/min；大型高炉的风量≥3100m³/min。本申请提高高炉鼓风动能，进一步改善炉缸工作状态。

(炉缸)热制度是指高炉炉缸所应具有的温度和热量水平。炉温一般指高炉炉渣和铁水的温度，用渣铁温度代表炉温的，称为“物理热”；用生铁含硅量代表炉温的，称为“化学热”。在本申请所述高炉炼铁的热制度中，Si+Ti值优选为0.2％～0.45％，更优选为0.3％～0.44％；物理热优选为1400℃～1430℃，更优选为1410℃～1420℃。本申请通过生产实践，配入5％～10％的高磷鲕状赤铁矿块矿，在钒钛比较高的情况下，可以进行高强度冶炼。

在本申请所述高炉炼铁的热制度中，具体的，中小型高炉的热风温度优选≥1180℃；大型高炉的热风温度优选≥1220℃。由于配加高磷赤铁矿，高炉热消耗增加，提高风温有利于提高物理热水平，降低铁水硅钛，有利于在高钒钛比下改善渣铁流动性。

本申请采用高磷鲕状赤铁矿和钒钛磁铁矿进行高炉冶炼，得到铁水和炉渣。造渣制度应适合于高炉冶炼要求，有利于稳定顺行，和冶炼优质生铁，其内容主要包括炉渣成分和碱度。在本申请所述高炉炼铁的造渣制度中，炉渣中MgO含量为9wt％～9.5wt％，优选为9.2wt％～9.4wt％；MgO/Al₂O₃为0.65～0.7，优选为0.66～0.69。并且，二元碱度(R2)可为1.15～1.2。由于配加高磷赤铁矿，渣中铝上升约2％～3％，炉渣流动性变差，本申请对炉渣性能进行研究并调整造渣制度，即适当降低炉渣碱度，并提高渣中氧化镁含量，使Mg/Al比提高至0.65～0.7，改善了炉渣流动性，也提高了炉渣脱硫能力。

具体的，当炉渣中w(MgO)控制为9％～9.5％，如硫负荷在6kg/T以内，所述炉渣中w(TiO₂)＝18.5％～20％，R2＝1.15～1.2，w(Al₂O₃)＝13％～15％，Mg/Al＞0.65，则铁水温度＞1450℃，LS＞16，生铁中w(S)＝0.05％～0.07％。因此，本申请控制渣中氧化镁含量在上述范围，炉渣流动性和脱硫能力可以保证，在三氧化二铝含量增加的情况下，高炉能正常生产。

高炉生产得到铁水后，本申请对所述铁水产量及其平均成分进行分析。结果表明，本申请的炼铁生产指标在综合入炉品位下降的情况下得到了改善。

并且，本申请在较高钒钛条件下，配用高磷鲕状赤铁矿，使资源得到了进一步的综合利用，节约了采购成本，产生了显著的经济效益。

比如，使用高磷鲕状赤铁矿粉163541.67吨、成品块147050.72吨，按矿粉价为440.25元/吨(铁品位为42.5％)、块矿价为465.5元/吨，与其他普通成分最低普块矿(弯丘普粉为677.58元/吨、品位为50.3％；弯丘普块为677.58元/吨、品位为49.75％))对比，计算节约采购成本效益：

混粉方面：

高磷鲕状赤铁矿粉吨度价：440.25/(42.5％*100)＝10.36元；

弯丘普粉吨度价：677.58/(50.3％*100)＝13.47元；

则高磷鲕状赤铁矿粉品位价差为：42.5*(13.47-10.36)＝132元/吨；

则使用高磷鲕状赤铁矿粉年可节约采购成本：163541.67*132＝2161.6万元。

块矿石方面：

高磷鲕状赤铁矿石吨度价：465.5/(45.56％*100)＝10.22元；

弯丘普矿吨度价：677.58/(49.75％*100)＝13.62元；

则高磷鲕状赤铁块矿品位价差为：45.56*(13.62-10.22)＝154.9元/吨；

则使用高磷鲕状赤铁块矿年可节约采购成本：147050.72*154.9＝2277.8万元。

综上，在高钒钛比条件下，使用高磷鲕状赤铁矿年可节约矿石采购成本：2161.6+2277.8＝4439.4万元，效益显著。

为了进一步说明本申请，下面结合实施例对本申请提供的高磷鲕状赤铁矿钒钛磁铁矿高炉炼铁的方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本申请保护范围的限定。

以下实施例中，所用原料的主要成分和性能参见表2，表2为本发明实施例所用原料的主要成分和性能。

表2 本发明实施例所用原料的主要成分和性能

所用高磷鲕状赤铁矿的冶金性能参见表3，表3为本申请实施例所用高磷鲕状赤铁矿的冶金性能。

表3 本申请实施例所用高磷鲕状赤铁矿的冶金性能

实施例1

将55wt％铁品位为50％～60％的钒钛精粉、5wt％高磷鲕状赤铁矿粉、20wt％铁品位为50％～60％的普精粉、5wt％碱性普矿粉、5wt％其他高品位普矿粉和10wt％烧结废料组成矿粉，矿粉消耗为0.9吨/吨烧结矿；

并将所述矿粉与用量为135kg/吨(烧结矿)的生石灰、用量为35kg/吨(烧结矿)的白云石粉、消耗为53kg/吨(烧结矿)的焦粉组成的原料进行碎料，碎料后，粒径大于0小于等于3mm的原料颗粒的质量分数为78％。

将碎料得到的原料颗粒进行配料，即在一次料场将回收物料和部分小堆子、小品种物料进行预配料，然后在二次料场进行均化配料，进一步形成混匀矿堆，所述均化配料的均化层数在350层以上。

经过烧结配料后，将所有物料进行一次混料，包括加水润湿和混匀，时间为50s。

一次混料结束后，将一次混匀后的物料进行二次混匀制粒：采用温度＞70℃的湿式除尘器污水池产生的热水及山东潍坊天晟新型生石灰消化器，对生石灰进行消化；加入粒径＞6mm的高炉返矿粉和粒径为3mm～5mm的烧结返矿，以返矿为核心，利用生石灰消化后的粘接力，将铁矿石和焦粉粘糊在所述返矿四周，至少3min后，形成具有一定强度的小球，即球状混合料，其中，粒径大于等于3mm的原料颗粒的质量分数＞85％。

得到球状混合料后，采用蒸汽预热至50℃，将所述球状混合料铺在烧结装置的烧结台车上，要求混合料平整、无拉勾、不缺料，料层厚度为720mm；然后对混合料进行点火烧结，经破碎，得到钒钛磁铁矿烧结矿，所述烧结矿的月产量为202282t。其中，点火的温度为1150℃，时间为2min，负压为15.2kPa，废气温度为155℃；烧结台车的机速为2.1m/min，烧结配有两台功率为4400kW的风机，实际抽风量为12000m³/min/台。

得到钒钛磁铁矿烧结矿后，按照上文所述的方法对其进行检测。结果参见表4，表4为本申请实施例1和2制备烧结矿的生产结果。

表4 本申请实施例1和2制备烧结矿的生产结果

实施例2

将45wt％铁品位为50％～60％的钒钛精粉、10wt％高磷鲕状赤铁矿粉、20wt％铁品位为50％～60％的普精粉、5wt％碱性普矿粉、5wt％其他高品位普矿粉和15wt％烧结废料组成矿粉，矿粉消耗为0.9吨/吨烧结矿；

并将所述矿粉与用量为135kg/吨(烧结矿)的生石灰、用量为35kg/吨(烧结矿)的白云石粉、消耗为53kg/吨(烧结矿)的焦粉组成的原料进行碎料，碎料后，粒径大于0小于等于3mm的原料颗粒的质量分数为78％。

将碎料得到的原料颗粒进行配料，即在一次料场将回收物料和部分小堆子、小品种物料进行预配料，然后在二次料场进行均化配料，进一步形成混匀矿堆，所述均化配料的均化层数在350层以上。

经过烧结配料后，将所有物料进行一次混料，包括加水润湿和混匀，时间为50s。

一次混料结束后，将一次混匀后的物料进行二次混匀制粒：采用温度＞70℃的湿式除尘器污水池产生的热水及山东潍坊天晟新型生石灰消化器，对生石灰进行消化；加入粒径＞6mm的高炉返矿粉和粒径为3mm～5mm的烧结返矿，以返矿为核心，利用生石灰消化后的粘接力，将铁矿石和焦粉粘糊在所述返矿四周，至少3min后，形成具有一定强度的小球，即球状混合料，其中，粒径大于等于3mm的原料颗粒的质量分数＞85％。

得到球状混合料后，采用蒸汽预热至50℃，将所述球状混合料铺在烧结装置的烧结台车上，要求混合料平整、无拉勾、不缺料，料层厚度为680mm；然后对混合料进行点火烧结，经破碎，得到钒钛磁铁矿烧结矿，所述烧结矿的月产量为211986t。其中，点火的温度为1150℃，时间为2.2min，负压为15.5kPa，废气温度为150℃；烧结台车的机速为2.35m/min，烧结配有两台功率为4400kW的风机，实际抽风量为12000m³/min/台。

得到钒钛磁铁矿烧结矿后，按照上文所述的方法对其进行检测，结果参见表4。

实施例3

以55wt％的实施例1制得的钒钛磁铁矿烧结矿、40wt％的钒钛磁铁矿球团矿和5wt％的高磷鲕状赤铁矿块矿为含铁原料，将所述含铁原料、焦粉等炉料在中型高炉(450立方米)中进行装料，在喷吹无烟煤的条件下进行高炉炼铁，得到铁水和炉渣；

其中，装料制度包括：多环料制，矿焦角相差1°，适当抑边发展中心，高磷鲕状赤铁矿块矿布于最后一环；矿两环、焦四环；

送风制度包括：鼓风动能＞140kW，风量≥1230m³/min；

热制度包括：Si+Ti值为0.3％～0.45％；热风温度≥1180℃；

造渣制度包括：炉渣中MgO含量为9wt％～9.5wt％，MgO/Al₂O₃为0.65～0.7，二元碱度为1.15；

富氧喷吹包括：喷煤量＞130kg/吨铁水，富氧率＞2％。

高炉生产得到铁水后，本申请对所述铁水产量及其平均成分进行分析。结果参见表5，表5为本申请实施例3～6提供的高炉炼铁的生产结果。

表5 本申请实施例3～6提供的高炉炼铁的生产结果

由表5可知，在综合入炉品位下降的情况下，本申请的炼铁生产指标得到了改善。

实施例4

以60wt％的实施例2制得的钒钛磁铁矿烧结矿、35wt％的钒钛磁铁矿球团矿和5wt％的高磷鲕状赤铁矿块矿为含铁原料，将所述含铁原料、焦粉等炉料在中型高炉(450立方米)中进行装料，在喷吹无烟煤的条件下进行高炉炼铁，得到铁水和炉渣；

其中，装料制度包括：多环料制，矿焦角相差1.5°，适当抑边发展中心，高磷鲕状赤铁矿块矿布于最后一环；矿两环、焦四环；其他操作制度与实施例3相同。

高炉生产得到铁水后，本申请对所述铁水产量及其平均成分进行分析。结果参见表5。由表5可知，在综合入炉品位下降的情况下，本申请的炼铁生产指标得到了改善。

实施例5

以55wt％的实施例1制得的钒钛磁铁矿烧结矿、35wt％的钒钛磁铁矿球团矿和10wt％的高磷鲕状赤铁矿块矿为含铁原料，将所述含铁原料、焦粉等炉料在大型高炉(1250立方米)中进行装料，在喷吹无烟煤的条件下进行高炉炼铁，得到铁水和炉渣；

其中，装料制度包括：多环料制，矿焦角相差1°，适当抑边发展中心，高磷鲕状赤铁矿块矿布于最后一环；矿四环、焦五环；

送风制度包括：鼓风动能＞140kW，风量≥3100m³/min；

热制度包括：Si+Ti值为0.3％～0.45％；热风温度≥1220℃；

造渣制度包括：炉渣中MgO含量为9wt％～9.5wt％，MgO/Al₂O₃为0.65～0.7，二元碱度为1.15；

富氧喷吹包括：喷煤量＞130kg/吨铁水，富氧率＞2％。

高炉生产得到铁水后，本申请对所述铁水产量及其平均成分进行分析。结果参见表5。由表5可知，在综合入炉品位下降的情况下，本申请的炼铁生产指标得到了改善。

实施例6

以60wt％的实施例1制得的钒钛磁铁矿烧结矿、35wt％的钒钛磁铁矿球团矿和5wt％的高磷鲕状赤铁矿块矿为含铁原料，将所述含铁原料、焦粉等炉料在大型高炉(1250立方米)中进行装料，在喷吹无烟煤的条件下进行高炉炼铁，得到铁水和炉渣；

其中，装料制度包括：多环料制，矿焦角相差1.5°，适当抑边发展中心，高磷鲕状赤铁矿块矿布于最后一环；矿四环、焦五环；其他操作制度与实施例5相同。

高炉生产得到铁水后，本申请对所述铁水产量及其平均成分进行分析。结果参见表5。由表5可知，在综合入炉品位下降的情况下，本申请的炼铁生产指标得到了改善。

由以上实施例可知，本申请提供的高磷鲕状赤铁矿钒钛磁铁矿高炉炼铁的方法以55wt％～60wt％的钒钛磁铁矿烧结矿；35wt％～40wt％的钒钛磁铁矿球团矿；和5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿块矿为主要含铁原料，将其与燃料、熔剂等炉料在喷吹辅助燃料的条件下，进行高炉炼铁，得到铁水和炉渣；所述高炉炼铁的造渣制度中，炉渣中MgO含量为9wt％～9.5wt％，MgO/Al₂O₃为0.65～0.7。本申请在较高钒钛的条件下，配用高磷鲕状赤铁矿，通过一系列工艺优化，克服了一定的冶炼难度，取得了生产指标的改善，从而达到了资源综合利用和节约成本等目的。

Claims (10)

1.一种高磷鲕状赤铁矿钒钛磁铁矿高炉炼铁的方法，包括以下步骤：

在喷吹辅助燃料的条件下，将炉料进行高炉炼铁，得到铁水和炉渣；所述炉料包括含铁原料、燃料和熔剂；

所述含铁原料包括：55wt％～60wt％的钒钛磁铁矿烧结矿；35wt％～40wt％的钒钛磁铁矿球团矿；5wt％～10wt％的高磷鲕状赤铁矿块矿；

所述高炉炼铁的造渣制度中，炉渣中MgO含量为9wt％～9.5wt％，MgO/Al₂O₃为0.65～0.7。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高炉炼铁的热制度中，Si+Ti值为0.2％～0.45％。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高炉炼铁的热制度中，中小型高炉的热风温度≥1180℃。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高炉炼铁的热制度中，大型高炉的热风温度≥1220℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高炉炼铁的送风制度中，鼓风动能＞140kW。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述高炉炼铁的送风制度中，中小型高炉的风量≥1230m³/min。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述高炉炼铁的送风制度中，大型高炉的风量≥3100m³/min。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高炉炼铁的装料制度为多环料制，且矿焦角相差1°～1.5°，高磷鲕状赤铁矿块矿布于最后一环。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的方法，其特征在于，所述燃料为焦粉，所述熔剂为生石灰和白云石粉，所述辅助燃料为无烟煤，所述钒钛磁铁矿烧结矿为含高磷鲕状赤铁矿粉的钒钛磁铁矿烧结矿。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述喷吹辅助燃料为富氧喷吹辅助燃料，喷煤量＞130kg/吨铁水，富氧率＞2％。