CN106011341A

CN106011341A - 高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法

Info

Publication number: CN106011341A
Application number: CN201610644222.6A
Authority: CN
Inventors: 何益先; 刘德安; 江青芳; 王远征; 林刚; 张�杰; 麦吉昌
Original assignee: Sichuan Desheng Group Vanadium Titanium Co Ltd
Current assignee: Sichuan Desheng Group Vanadium Titanium Co Ltd
Priority date: 2016-08-08
Filing date: 2016-08-08
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2036-08-08
Also published as: CN106011341B

Abstract

本发明公开了一种高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法，该方法包括：(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180～1200℃；(2)控制高炉炉顶压力为130～140kpa；(3)高炉主风机采用电动轴流式鼓风机；(4)控制铁水中[Si+Ti]的含量小于0.45％。本发明方法在高炉冶炼钒钛矿的过程中，在不影响炉况顺行的条件下，最大程度的提高煤比，降低高炉的入炉焦比，有效的降低炼铁成本。

Description

高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法

技术领域

本发明涉及一种高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法，属于钢铁冶金技术领域。

背景技术

高炉炼铁生产是冶金(钢铁)工业最主要的环节。高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度，焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构，矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。

高炉喷吹煤粉代替焦炭发热和充当还原剂，从而降低焦炭的消耗。煤比就是高炉产铁每吨铁所消耗的煤粉量。喷吹的煤粉进入高炉后，在风口前燃烧，由于风口前燃烧带的空间有限，在较短的时间内，煤粉不能完全燃烧。在燃烧带未燃烧的煤粉进入高炉后，很少的一部分参加碳的气化反应和渗碳反应，被有效的利用了；另外的没有被有效利用的未燃煤粉则分为三部分：一部分进入炉渣呈悬浮状态，增加炉渣的粘度，减低炉渣的流动性，严重时造成炉缸堆积；一部分沉积在软熔带和料柱中恶化料柱的透气性和透液性，严重时造成下部难行或悬料；剩下的部分则随着煤气吹出炉外。

在其它条件不变的情况下，随着煤比的逐步提高，在高炉内的未燃煤粉的数量逐渐增加，大量的未燃煤粉吸附在炉料表面和在炉料间空隙的沉积，特别是在料柱的中心部分，会严重的恶化料柱的透气性和透液性，导致压差升高，中心气流不畅，边缘发展，炉壁热负荷升高，最终造成炉缸中心的死料柱堆积，影响正常生产的顺利进行。

钒钛矿是以铁、钒、钛元素为主，并和其它有用元素(钴、镍、铬等)的多元共生铁矿，是高炉冶炼常用的一种铁矿石。采用钒钛矿冶炼，渣中TiO₂长期在19～21％，生产实践表明，生铁中含钛量增加其粘度也有不同程度的增加，因此铁水粘罐严重，渣铁沟挂孔多。含钛炉渣在有还原气氛并有炙热焦炭存在的冶炼条件下，随着还原温度的升高或还原时间的延长，其粘度增大，使炉渣变稠。炉渣变稠还会导致炉况失常。综合钒钛矿冶炼入炉品位在48％左右的条件，钒钛矿冶炼具有吨铁渣量大和炉渣性能稳定区间小的特点，因此喷吹进高炉的未燃煤粉的数量对高炉的炉况影响巨大。

综上，钒钛矿与普通矿冶炼相比，其煤比在120kg/t(Fe)左右，一般低于同条件下的普通矿的煤比。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法，在高炉冶炼钒钛矿的过程中，在不影响炉况顺行的条件下，最大程度的提高煤比，降低高炉的入炉焦比，有效的降低炼铁成本。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法，该方法包括：(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180～1200℃；(2)控制高炉炉顶压力为130～140kpa；(3)高炉主风机采用电动轴流式鼓风机；(4)控制铁水中[Si+Ti]的含量小于0.45％。由于煤粉喷入后，煤粉的加热和挥发分解大量吸热，降低炉缸的理论燃烧温度，影响炉缸的热分布，降低煤粉置换比，所以高风温是提高煤粉置换比、喷煤比的前提；高炉顶压的提高可减少管道行程，降低炉尘吹出量，降低煤气流在高炉内的流速，延长煤气在高炉内的停留时间，改善煤气利用率，促进间接还原的发展，利于高炉顺行；高炉主风机采用电动鼓风机鼓风，保持炉缸活跃，使初始煤气流分布均匀，保证高炉稳定、顺行；控制铁水中[Si+Ti]的含量小于0.45％，即在保证满足渣铁流动性前提选择最低的铁温，抑制钛的还原。

进一步的，上述方法还包括控制烧结矿中MgO含量为3.5％～4.0％。烧结是高炉炼铁的重要步骤之一，它是将粉状物料转变为致密体的一个过程，具体操作是将钒钛矿和非钒钛矿外的铁矿，配以适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，得到致密的烧结矿入高炉炼铁。钛渣中MgO取代等重量的CaO，保持三元碱度不变时，随着MgO取代量增加，钛渣粘度降低，有利于改善高炉透气性。生产中，烧结矿中MgO含量为3.5％～4.0％时，钛渣中的MgO含量可提高到9.5％左右，充分改善了钒钛渣的流动性和脱硫能力,提高了高炉的透气性，降低了高炉炉前强度。

进一步的，所述方法还包括控制铁口深度在1400～1500mm。在高炉炼铁的高温和还原条件下，渣中(TiO₂)可以部分被还原成低价钛氧化物并生成TiC、TiN及其固熔体新相，随着TiO₂还原过程和新相出现，炉渣的物理性质发生变化，表观粘度变大，炉渣变稠。因此炉渣是否及时排出对高炉炉况影响重大。控制铁口深度在1400～1500mm保证了炉渣的及时排出。

优选的是，所述(3)电动鼓风机鼓入的气体为富氧气体。

进一步的，控制高炉富氧率在2.8％～3.5％。

富氧能提高理论燃烧温度，补偿因提高喷煤比引起理论燃烧温度的降低，保证煤粉的置换比。一般认为每提高1％的富氧率，理论燃烧温度可提高35～45℃。提高富氧率可提高氧的过剩系数，提高煤粉的燃烧率。钒钛磁铁矿冶炼中，增加钛渣中氧势，可对钛渣消稠，改善高炉透气性。鼓风中增加1％富氧率，约可提高煤粉的燃烧率2％～2.8％。

所述(3)电动轴流式鼓风机选用静叶可调轴流式电动鼓风机，其风速高、动能大，炉缸的径向工作均匀。

进一步的，所述(1)煤粉喷吹用热风炉为多个时，采用交叉并联送风方式。

进一步的，所述(1)煤粉喷吹用热风炉的预热系统为板式双预热系统。

与现有技术相比，本发明通过提高喷煤风温至1180～1200℃，同时控制高炉炉顶压力为130～140kpa，高炉主风机采用电动鼓风机，控制铁水中[Si+Ti]的含量小于0.45％，使高炉的喷煤量得到加大，其煤比提高到135kg/t(Fe)。本发明在不影响炉况顺行的条件下，最大程度的提高了煤比，降低了高炉的入炉焦比，有效的降低了炼铁成本。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

下述实施例所采用的高炉炼铁的工艺流程为：生产时，按重量比10︰3︰2从高炉炉顶不断的装入铁矿石烧结矿、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风，喷入煤粉。装入高炉中的铁矿石烧结矿，主要是铁和氧的化合物，它是将钒钛矿和非钒钛矿外的铁矿，配以适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后烧结得到的。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。

实施例1:

控制参数有：(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1080℃；(2)控制高炉炉顶压力为120kpa；(3)高炉主风机采用电动离心式鼓风机。

实施例2：

控制参数有：(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180℃；(2)控制高炉炉顶压力为130kpa；(3)高炉主风机采用静叶可调轴流式电动鼓风机；(4)控制铁水中[Si+Ti]的含量小于0.45％。

实施例3：

控制参数有：(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180℃；(2)控制高炉炉顶压力为130kpa；(3)高炉主风机采用电动离心式鼓风机。

实施例4：

控制参数有：(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180℃；(2)控制高炉炉顶压力为120kpa；(3)高炉主风机采用电动离心式鼓风机；(4)控制铁水中[Si+Ti]的含量小于0.45％。

实施例5：

控制参数有：(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1080℃；(2)控制高炉炉顶压力为130kpa；(3)高炉主风机采用静叶可调轴流式电动鼓风机。

实施例6：

控制参数有：(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1200℃；(2)控制高炉炉顶压力为140kpa；(3)高炉主风机采用静叶可调轴流式电动鼓风机；(4)控制铁水中[Si+Ti]的含量小于0.45％。

实施例7：

控制参数有：(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180℃；(2)控制高炉炉顶压力为130kpa；(3)高炉主风机采用静叶可调轴流式电动鼓风机；(4)控制铁水中[Si+Ti]的含量小于0.45％；(5)控制烧结矿中MgO含量为3.5～4.0％。

实施例8：

控制参数有：(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180℃；(2)控制高炉炉顶压力为130kpa；(3)高炉主风机采用静叶可调轴流式电动鼓风机；(4)控制铁水中[Si+Ti]的含量小于0.45％；(5)控制烧结矿中MgO含量为3.5～4.0％；(6)控制铁口深度在1400～1500mm。

实施例9：

控制参数有：(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180℃；(2)控制高炉炉顶压力为130kpa；(3)高炉主风机采用静叶可调轴流式电动鼓风机；(4)控制铁水中[Si+Ti]的含量小于0.45％；(5)控制烧结矿中MgO含量为3.5％；(6)控制铁口深度在1400～1500mm；(7)控制高炉富氧率在2.8％～3.5％。

观察按照一定的煤比以及上述实施例的参数，高炉生产的炉内情况，统计于下表：

从上表可以看出，本发明在不影响炉况顺行的条件下，最大程度的提高了煤比，降低了高炉的入炉焦比，有效的降低了炼铁成本。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法，其特征在于：该方法包括：(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180～1200℃；(2)控制高炉炉顶压力为130～140kpa；(3)高炉主风机采用电动轴流式鼓风机；(4)控制铁水中[Si+Ti]的含量小于0.45％。

2.根据权利要求1所述的一种高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法，其特征在于：所述方法还包括控制烧结矿中MgO含量为3.5％～4.0％，所述烧结矿为钒钛矿、非钒钛矿外的铁矿与熔剂、燃料烧结而成。

3.根据权利要求1或2所述的一种高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法，其特征在于：所述方法还包括控制铁口深度在1400～1500mm。

4.根据权利要求1所述的一种高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法，其特征在于：所述(3)电动轴流式鼓风机鼓入的气体为富氧气体。

5.根据权利要求4所述的一种高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法，其特征在于：控制高炉富氧率在2.8％～3.5％。

6.根据权利要求1所述的一种高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法，其特征在于：所述(3)电动轴流式鼓风机选用静叶可调轴流式电动鼓风机。

7.根据权利要求1所述的一种高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法，其特征在于：所述(1)煤粉喷吹用热风炉为多个时，采用交叉并联送风方式。

8.根据权利要求1或7所述的一种高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法，其特征在于：所述(1)煤粉喷吹用热风炉的预热系统为板式双预热系统。