CN106011341B - 高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法 - Google Patents

高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法 Download PDF

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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
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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
[0007] 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。
[0008] 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°C ; (2)控制高炉炉顶压 力为130〜HOkpa; (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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 优选的是,所述⑶电动鼓风机鼓入的气体为富氧气体。
[0012] 进一步的,控制高炉富氧率在2.8%〜3.5%。
[0013] 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°C。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%。
[0014] 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。
[0015] 进一步的,所述⑴煤粉喷吹用热风炉为多个时,采用交叉并联送风方式。
[0016] 进一步的,所述⑴煤粉喷吹用热风炉的预热系统为板式双预热系统。
[0017] 与现有技术相比,本发明通过提高喷煤风温至1180〜1200°C,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
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 实施例1:
[0021] 控制参数有:(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1080°C; (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。
[0022] 实施例2:
[0023] 控制参数有:(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180°C; (2)控制高炉炉顶压力 为130kpa;⑶高炉主风机采用静叶可调轴流式电动鼓风机;⑷控制铁水中[Si+Ti]的含量 小于0.45 %。
[0024] 实施例3:
[0025] 控制参数有:(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180°C; (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。
[0026] 实施例4:
[0027] 控制参数有:(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180°C; (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%〇
[0028] 实施例5:
[0029] 控制参数有:(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1080°C; (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。
[0030] 实施例6:
[0031] 控制参数有:(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1200°C; (2)控制高炉炉顶压力 为140kpa;⑶高炉主风机采用静叶可调轴流式电动鼓风机;⑷控制铁水中[Si+Ti]的含量 小于0.45 %。
[0032] 实施例7:
[0033] 控制参数有:(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180°C; (2)控制高炉炉顶压力 为130kpa;⑶高炉主风机采用静叶可调轴流式电动鼓风机;⑷控制铁水中[Si+Ti]的含量 小于0.45% ;⑸控制烧结矿中MgO含量为3.5〜4.0%。
[0034] 实施例8:
[0035] 控制参数有:(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180°C; (2)控制高炉炉顶压力 为130kpa;⑶高炉主风机采用静叶可调轴流式电动鼓风机;⑷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。
[0036] 实施例9:
[0037] 控制参数有:(1)控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180°C; (2)控制高炉炉顶压力 为130kpa;⑶高炉主风机采用静叶可调轴流式电动鼓风机;⑷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%;⑹控制铁口深度在1400〜1500mm; (7)控 制高炉富氧率在2.8%〜3.5%。
[0038]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:
Figure CN106011341BD00061
[0040] 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。
[0041] 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 (6)

1. 一种高炉冶炼钒钛矿提高煤比的方法,其特征在于: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,其中包括:(1) 控制煤粉喷吹用热风炉的风温为1180°C ; (2)控制高炉炉顶压力为130kpa; (3)高炉主风机 采用电动轴流式鼓风机;⑷控制铁水中[Si+Ti]的含量小于0.45% ; (5)控制铁矿石烧结矿 中MgO含量为3.5 %〜4.0 %,所述铁矿石烧结矿为钒钛矿、非钒钛矿外的铁矿与熔剂、燃料 烧结而成;(6)控制铁口深度在1400〜1500mm。
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(3) 电动轴流式鼓风机鼓入的气体为富氧气体。
3. 根据权利要求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:控制高炉 富氧率在2.8%〜3.5%。
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) 电动轴流式鼓风机选用静叶可调轴流式电动鼓风机。
5. 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。
6. 根据权利要求1或5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。
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