CN104372127A

CN104372127A - 一种提高高炉护炉效率的方法

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Publication number: CN104372127A
Application number: CN201410642338.7A
Authority: CN
Inventors: 张卫东; 赵志星; 马泽军; 裴元东; 安钢; 潘文; 霍吉祥; 青格勒; 程峥明; 季斌; 宋静林; 张贺顺; 王晓鹏; 石江山; 马怀营; 赵勇; 武建龙; 蔡浩宇; 徐萌; 罗尧升
Original assignee: Shougang Corp; Shougang Jingtang United Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shougang Corp; Shougang Jingtang United Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2015-02-25

Abstract

本发明涉及护炉领域，公开了一种提高高炉护炉效率的方法，包括：将烧结矿、球团矿和块矿三种炉料分别运输到高炉，其中，烧结矿中二氧化钛TiO₂含量为0.2％～0.4％，球团矿的TiO₂含量为0.4％～1.0％；将三种炉料在高炉内经过反应生成铁水，三种炉料总共的TiO₂含量为6-7kg/t(千克/吨)，其中，三种炉料中的一部分TiO₂经过还原反应生成钛Ti进入铁水中，进而使铁水中Ti含量为0.1％～0.2％。该方法是通过在烧结和球团工序配加钛粉来实现的，较传统的仅通过外购块矿或含钛球团的方式来加钛护炉的优势为：可在显著降低企业采购高价格含钛资源成本的同时，提高进入铁水中Ti的含量，即提高了高炉护炉效率。

Description

一种提高高炉护炉效率的方法

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种提高高炉护炉效率的方法。

背景技术

炉内钛的还原主要是通过渣中TiO₂与焦炭中固定碳反应进行的，高炉内还原出的钛可以溶入铁水中，但当含量超过一定限度后就会从铁中析出，并很易与C，N等生成高熔点的钛化物(TiC，TiN，Ti(CN))等。这些钛的氮化物和碳化物在炉缸、炉底生成、发育和集结，与铁水及铁水中析出的石墨等凝结在温差较大的边界区域(如被严重侵蚀的炉缸、炉底的砖缝和内衬表面)，由于TiN和TiC的熔化温度很高，从而对炉缸、炉底内衬起到了保护作用。铁水中Ti含量的提高，一定程度上代表护炉效果变好。

高炉内钛的进入一般是通过块矿或球团矿加入，即采购含钛块矿来提高炉料的含钛负荷。然而，含钛块矿的价格较高，并且，一般高炉中烧结矿和球团矿——即所谓熟料的比例在80-90％以上，而块矿使用比例仅在10-20％水平，含钛块矿更是仅仅为块矿中的一部分，因此高炉所使用的含钛块矿的量较小，如图1所示，为加入高炉的原料示意图：其中包含65％的烧结矿、26％的球团矿、6％的常规块矿、以及3％的含钛块矿，前三种的TiO₂的含量的低于0.08％，故而导致含钛块矿中的TiO₂发生化学反应时，传质的接触面较小，从而导致存在着护炉效率较低的技术问题。

发明内容

本发明提供一种提高高炉护炉效率的方法，以解决现有技术中通过含钛块矿来提高炉料的含钛负荷时护炉效率的技术问题。

本发明实施例提供一种提高高炉护炉效率的方法，包括:

将烧结矿、球团矿和块矿三种炉料分别运输到高炉，其中，所述烧结矿中二氧化钛TiO₂含量为0.2％～0.4％；

将所述三种炉料在所述高炉内经过反应生成铁水，所述三种炉料总共的TiO₂的含量为6-7kg/t(千克/吨)，其中，所述炉料中的一部分TiO₂经过还原反应生成钛Ti进入铁水，进而使所述铁水中Ti含量为0.1％～0.2％。

可选的，所述烧结矿通过以下方式获得：

将TiO₂含量为2-30％的钛富矿粉或钛精粉与第一混合物配比成第一原料，其中，所述钛富矿粉或所述钛精粉总配比为：0.5-10％；

将所述第一原料输送到一次圆筒混合机内，并加入水分湿润物料，通过所述一次圆筒混合机混合使所述第一原料的配水量在7±0.5％之间；

将混合过的所述第一原料输入到二次圆筒混合机中制粒，制粒时间2-4min；

将制粒过的所述第一原料布撒在烧结机台车上，并且使烧结料层的厚度控制在500-900mm的范围内；

控制烧结机的点火温度为950-1250℃，点火时间1-3min，点火负压为6000-9000Pa；

在所述烧结机点火完毕后，所述第一原料中的焦粉开始燃烧，控制烧结负压为10000-18000Pa，进而获得烧结矿颗粒；

对所述烧结矿颗粒进行冷却，使所述烧结矿半成品的温度降低至200℃以下；

采用筛孔为3.5-6mm的振动筛对冷却处理后的所述烧结矿颗粒进行筛分，筛上物为所述烧结矿。

可选的，所述第一混合物具体包含：巴西矿20-40％，澳洲矿30-50％，杂料10-20％，返矿10-30％，白灰配比2-6％，石灰石配比2-5％，焦粉配比3-5％，其中，所述钛富矿粉或所述钛精粉与所述第一混合物的总配比为100％。

可选的，所述烧结矿的成分具体为：碱度氧化钙CaO/二氧化硅SiO₂＝1.8-2.0，全铁TFe含量为55-60％，SiO₂含量为4-6％，氧化镁MgO含量为1.5-2.5％，氧化亚铁FeO含量为7.5-10％。

可选的，所述球团矿中TiO₂的含量为0.4-1.0％。

可选的，所述球团矿通过以下方式获得：

将TiO₂含量2-30％的钛精粉与第二混合物配比成第二原料，其中，所述钛富矿粉或所述钛精粉总配比为：0.5-10％；

将所述第二原料用混料机进行混合，并对所述第二原料的水分进行调节，使所述原料的的水分在7.0～8.5％；

将混合之后的所述第二原料逐步放入圆盘造球机进行造球，进而获得生球；

将所述生球进行干燥和预热，其中，干燥温度为200～450℃，干扰时间7～10min，预热温度700～1050℃，预热时间为7～15min；

对预热后的所述生球采用1250～1350℃的高温焙烧8～20min，获得球团矿半成品；

对所述球团矿半成品进行降温处理，使球团矿半成品的温度降低至100℃以下，进而获得所述球团矿。

可选的，所述第二混合物具体包括：包括国内矿0-80％，巴西矿0-15％，秘鲁矿0-90％，添加剂0.5-6％，其中，所述钛精粉与所述第二混合物的总配比为100％。

可选的，所述球团矿的成分具体为：TFe含量为60-67％，SiO₂含量为2-4％，FeO含量为0-1％。

本发明有益效果如下：

由于在本发明实施例中，在高炉中的炉料组合包括烧结矿、球团矿和块矿，而烧结矿中的TiO₂含量为0.2％～0.4％，也就是主要通过烧结矿来提高炉料的含钛负荷，而通常情况下，高炉中烧结矿的配比较高，从而能够增加烧结矿中TiO₂参加化学反应时，传质的接触面积，使得TiO₂在炉内更容易进入铁水中形成Ti离子，而不是以TiO₂的形式留在渣中，进而提高护炉效率。

附图说明

图1为现有技术中加入高炉的原料示意图；

图2为本发明实施例中提高高炉护炉效率的方法的流程图；

图3为本发明实施例提高高炉护炉效率的方法中制备烧结矿的流程图；

图4为本发明实施例提高高炉护炉效率的方法中制备球团矿的流程图；

图5为现有技术中高炉的配料比例与本发明实施例中高炉的配料比例示意图。

具体实施方式

本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：

提供了一种提高高炉护炉效率的方法，包括:将烧结矿、球团矿和块矿三种炉料分别运输到高炉，其中，烧结矿中二氧化钛TiO₂含量为0.2％～0.4％；将三种炉料在高炉内经过反应生成铁水，三种炉料总共的TiO₂的含量为6-7kg/t(千克/吨)，其中，三种炉料中的一部分TiO₂经过还原反应生成钛Ti进入铁水中，进而使铁水中Ti含量为0.1％～0.2％。也就是主要通过烧结矿来提高炉料的含钛负荷，而通常情况下，高炉中烧结矿的配比较高，从而能够增加烧结矿中TiO₂参加化学反应时，传质的接触面积，使得TiO₂在炉内更容易进入铁水中形成Ti离子，而不是以TiO₂的形式留在渣中，进而提高护炉效率。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本发明实施例提供一种提高高炉护炉效率的方法，请参考图2，包括以下步骤：

步骤S201：将烧结矿、球团矿和块矿三种炉料分别运输到高炉，其中，烧结矿中二氧化钛TiO₂含量为0.2％～0.4％；

步骤S202：将三种炉料在高炉内经过反应生成铁水，三种炉料中总的TiO₂的含量为6-7kg/t(千克/吨)，其中，三种炉料中的一部分TiO₂经过还原反应生成钛Ti进入铁水，进而使铁水中Ti含量为0.1％～0.2％。

作为进一步的优选实施例，球团矿中TiO₂的含量为0.4-1.0％。

由于高炉中烧结矿和球团矿的含量在80-90％以上，如果烧结矿和球团矿中包含浓度较高的TiO₂的话，能够进一步的提高TiO₂进行化学反应时，传质的接触面积，并且提高炉中TiO₂的总含量，从而提高护炉效率。

在具体实施过程中，步骤S201中所使用的TiO₂含量为0.2％～0.4％的烧结矿，请参考图3，可以通过以下方式获得：

步骤S301：将TiO2含量为2-30％的钛富矿粉或钛精粉与第一混合物配比成第一原料，其中，钛富矿粉或钛精粉总配比为：0.5-10％；其中钛富矿粉的粒度较粗，-6.3mm比例>90％，而钛精粉的粒度较细，-200目比例>70％。

作为进一步的优选实施例，第一混合物具体包含：巴西矿20-40％，澳洲矿30-50％，杂料10-20％，返矿10-30％，白灰配比2-6％，石灰石配比2-5％，焦粉配比3-5％，其中，钛富矿粉或钛精粉与第一混合物的总配比为100％。

步骤S302：将第一原料输送到一次圆筒混合机内，并加入水分湿润物料，通过一次圆筒混合机混合使第一原料的配水量在7±0.5％之间；

通过一次圆筒混合机的处理，使第一原料混合均匀。

步骤S303：将混合过的第一原料输入到二次圆筒混合机中制粒，制粒时间2-4min；

步骤S304：将制粒过的第一原料布撒在烧结机台车上，并且使烧结料层的厚度控制在500-900mm的范围内；较佳的，将第一原料尽量均匀的布撒在烧结机台上。

步骤S305：控制烧结机的点火温度为950-1250℃，点火时间1-3min，点火负压为6000-9000Pa；

步骤S306：在烧结机点火完毕后，第一原料中的焦粉开始燃烧，控制烧结负压为10000-18000Pa，进而获得烧结矿颗粒；

步骤S307:对烧结矿颗粒进行冷却，使烧结矿半成品的温度降低至200℃以下，在对烧结矿颗粒进行冷却时，可以采用任意一种机上冷却方式或者机外冷却方式；

步骤S308：采用筛孔为3.5-6mm的振动筛对冷却处理后的烧结矿颗粒进行筛分，筛上物为烧结矿。另外，振动筛的筛下物为烧结返矿。

在具体实施过程中，在获得TiO₂含量较高的烧结矿之后，还可以对烧结矿进行指标检测，具体为：对烧结矿的转鼓指数和粒度等常用指标进行检测。

作为进一步的优选实施例，烧结矿的成分具体为：碱度氧化钙CaO/二氧化硅SiO₂＝1.8-2.0，全铁TFe含量为55-60％，SiO₂含量为4-6％，氧化镁MgO含量为1.5-2.5％，氧化亚铁FeO含量为7.5-10％。

在具体实施过程中，TiO₂的含量为0.4-1.0％的球团矿，请参考图4，可以通过以下方式制得：

步骤S401：将TiO₂含量2-30％的钛精粉与第二混合物配比成第二原料，其中，钛富矿粉或钛精粉总配比为：0.5-10％；

作为进一步的优选实施例，第二混合物具体包括：包括国内矿0-80％，巴西矿0-15％，秘鲁矿0-90％，添加剂0.5-6％，其中，钛精粉与第二混合物的总配比为100％。

步骤S402：将第二原料用混料机进行混合，并对第二原料的水分进行调节，使原料的的水分在7.0～8.5％；在具体实施过程中，尽量将第二原料混匀。

步骤S403：将混合之后的第二原料逐步放入圆盘造球机进行造球，进而获得生球，造球方法具体如下：将混匀好的第二原料逐步放入圆盘造球机内，在造球盘转动过程中首先形成母球，母球在连续加料和加水下，继续长大和压实，成为合格粒度的生球。

步骤S404：将生球进行干燥和预热，其中，干燥温度为200～450℃，干扰时间7～10min，预热温度700～1050℃，预热时间为7～15min；

步骤S405：对预热后的生球采用1250～1350℃的高温焙烧8～20min，获得球团矿半成品；

步骤S406：对球团矿半成品进行降温处理，使球团矿半成品的温度降低至100℃以下，进而获得球团矿。

在具体实施过程中，在获得球团矿之后，还可以对球团矿进行指标检测，例如为：对球团矿的抗压强度等常用指标进行检测。

作为进一步的优选实施例，球团矿的成分具体为：TFe含量为60-67％，SiO₂含量为2-4％，FeO含量为0-1％。

在具体实施过程中，步骤S202中，三种炉料在炉内经过反应、还原后产生铁水，而炉料所带的TiO₂含量约6-7kg/t铁水，部分TiO₂经过还原形成Ti后进入了铁水中，部分TiO₂则残留在高炉渣中排出。最终控制三种炉料贡献高炉铁水的Ti含量在0.15±0.05％水平。

进一步的，还可以通过进一步的，通过调整上述烧结矿和球团矿所配加含钛物料的配比来控制烧结矿和球团矿中各自的TiO₂含量，进而控制进入高炉铁水的含钛量。控制的手段是通过炉料结构调整来实现的，即在三种炉料TiO₂总量稳定的基础上，通过将TiO₂从块矿转移到烧结矿和球团矿中，使得TiO₂在炉内更容易进入铁水中形成Ti，而不是以TiO₂的形式留在渣中——也就是说Ti的收得率通过炉料结构调整而提高了。

下面将以本发明实施例中的方案在实际中的应用来对本发明的有益效果作进一步的阐述。

在以下例子中包含三组实现数据，分别为：基准例、实施例1、实施例2，其中基准例为现有技术中的方案，炉料中烧结矿和球团矿不配加含钛料而使用含钛块矿3％增加含钛负荷；实施例1和实施例2为本发明的方案，施例1和2中所使用的含钛富粉和含钛精粉的TiO₂含量均为12％。

如表1所示，为基准例、实施例1和2中烧结矿、球团矿和块矿使用中含钛炉料的调整以及其TiO₂含量变化，同时显示了这种调整变化后炉料TiO₂负荷以及铁水含Ti离子量的变化。

表1

由表1可见，比较例中烧结矿和球团矿中均未配加含钛物料，故基础物料的Ti含量在0.1％水平，在实施例1和2中，烧结矿和球团矿中均配加12％的含钛富粉和钛精粉，使得烧结矿和球团矿中TiO₂含量较基准提高，而含钛块矿则不再配加。从护炉效果看，炉料的TiO₂负荷从7.53kg/t铁水降低到6.79和7.2kg/t铁水，但高炉铁水中Ti含量则从0.08％提高到0.1和0.12％，显示了低浓度钛护炉的良好效果。

从护炉成本上看，同品位含钛富粉、精粉价格较含钛块矿价格低至少100元/吨以上，采用本发明后，在烧结和球团矿工序处理粒度细的含钛资源，通过造块工序将成矿入炉，可起到降低铁水成本约1000万/年的效果。

由图5可知，通过烧结矿和球团矿加钛替代块矿加钛，实质上是加钛浓度的变化。一般高炉中烧结矿和球团矿——即所谓熟料的比例在80-90％以上，而块矿使用比例仅在10-20％水平，含钛块矿更是仅仅为块矿中的一部分。因此，在高炉总TiO₂负荷一定的条件下，通过熟料入炉相当于稀释了TiO₂的浓度，而增加了反应、传质的接触面。而对现有技术中比例仅占2-3％的含钛块矿护炉料而言，尽管其TiO₂含量高，但动力学上的不利已掩盖了其浓度高的优势。故而本发明实施例中的方案具有较佳的护炉效果。

本发明的一个或多个实施例，至少具有以下有益效果：

由于在本发明实施例中，在高炉中的炉料组合包括烧结矿、球团矿和块矿，而烧结矿中的TiO2含量为0.2％～0.4％，也就是主要通过烧结矿来提高炉料的含钛负荷，而通常情况下，高炉中烧结矿的配比较高，从而能够增加烧结矿中TiO₂参加化学反应时，传质的接触面积，使得TiO₂在炉内更容易进入铁水中形成Ti离子，而不是以TiO₂的形式留在渣中，进而提高护炉效率。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种提高高炉护炉效率的方法，其特征在于，包括:

将所述三种炉料在所述高炉内经过反应生成铁水，所述三种炉料总共的TiO₂的含量为6-7kg/t，其中，所述三种炉料中的一部分TiO₂经过还原反应生成钛Ti进入铁水中，进而使所述铁水中Ti离子含量为0.1％～0.2％。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烧结矿通过以下方式获得：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一混合物具体包含：巴西矿20-40％，澳洲矿30-50％，杂料10-20％，返矿10-30％，白灰配比2-6％，石灰石配比2-5％，焦粉配比3-5％，其中，所述钛富矿粉或所述钛精粉与所述第一混合物的总配比为100％。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述烧结矿的成分具体为：碱度氧化钙CaO/二氧化硅SiO₂＝1.8-2.0，全铁TFe含量为55-60％，SiO₂含量为4-6％，氧化镁MgO含量为1.5-2.5％，氧化亚铁FeO含量为7.5-10％。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述球团矿中TiO₂的含量为0.4-1.0％。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述球团矿通过以下方式获得：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二混合物具体包括：包括国内矿0-80％，巴西矿0-15％，秘鲁矿0-90％，添加剂0.5-6％，其中，所述钛精粉与所述第二混合物的总配比为100％。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述球团矿的成分具体为：TFe含量为60-67％，SiO2含量为2-4％，FeO含量为0-1％。