CN107190114A - 一种改善高钛型炉渣流动性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改善高钛型炉渣流动性的方法，包括：采用高炉喷吹的方法冶炼钒钛磁铁矿；所述喷吹的喷吹物包括：铁红粉；煤粉。本发明在喷吹物中加入铁红粉，其主要成分为Fe2O3，高炉喷吹过程中喷枪处于高炉风口回旋区，喷吹物迅速燃烧并与下落的渣铁反应，Fe2O3的加入增加了反应区域的氧势，由于C、N和O的结合能力远强于Ti与O结合的能力，在一定程度上降低了TiC和TiN的生成量，从而提高了炉渣的流动性，改善了渣铁分离效果，降低了铁损。

Description

一种改善高钛型炉渣流动性的方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种改善高钛型炉渣流动性的方法。
背景技术
我国已探明的铁矿石资源中有大量的钒钛磁铁矿资源，但由于钒钛矿冶炼的特殊性，主要是炉渣冶炼的控制难度大，使得大多数的钢铁企业对钒钛矿的冶炼望而却步。众所周知，炼铁就是炼渣，对于钒钛矿的冶炼更是如此。高钛型炉渣较普通高炉渣流动性差，渣铁分离效果差，严重时会引起高炉炉况失常，造成重大的经济损失。
因此，改善高钛型炉渣的流动性以更好的进行钒钛磁铁矿的冶炼是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改善高钛型炉渣流动性的方法，本发明提供的方法能够使炉渣具有良好的流动性。
本发明提供了一种改善高钛型炉渣流动性的方法，包括：
采用高炉喷吹的方法冶炼钒钛磁铁矿；
所述喷吹的喷吹物包括：
铁红粉；
煤粉。
优选的，所述铁红粉在喷吹物中的质量含量为1～6％。
优选的，所述铁红粉中Fe2O3的质量含量为95～98％。
优选的，所述煤粉为无烟煤粉。
优选的，所述喷吹物的粒度为10～74μm。
优选的，所述高炉喷吹的燃料为焦炭。
优选的，所述高炉喷吹的炉料为烧结矿、团球矿和块矿。
优选的，所述烧结矿在炉料中的质量含量为72～76％。
优选的，所述球团矿在炉料中的质量含量为20～24％。
优选的，所述块矿在炉料中的质量含量为2～6％。
高钛型炉渣(钒钛磁铁矿冶炼炉渣)中TiO2未还原时，其熔化温度低，流动性良好，但随着TiO2的还原，低价氧化物Ti2O3、Ti3O5等的生成和增加，并继续还原生成TiC和TiN，TiC和TiN的熔点高达3150℃和2950℃，炉缸温度范围内不能熔化，TiC和TiN以固态微粒悬浮于渣中，恶化渣的流动性，影响渣铁分离效果。本发明在喷吹物中加入铁红粉，其主要成分为Fe2O3，高炉喷吹过程中喷枪处于高炉风口回旋区，喷吹物迅速燃烧并与下落的渣铁反应，Fe2O3的加入增加了反应区域的氧势，由于C、N和O的结合能力远强于Ti与O结合的能力，在一定程度上降低了TiC和TiN的生成量，从而提高了炉渣的流动性，改善了渣铁分离效果，降低了铁损。
具体实施方式
下面将对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种改善高钛型炉渣流动性的方法，包括：
采用高炉喷吹的方法冶炼钒钛磁铁矿；
所述喷吹的喷吹物包括：
铁红粉；
煤粉。
在本发明中，所述铁红粉中Fe的质量含量优选为65～70％，更优选为67～68％，最优选为67.67％。在本发明中，所述铁红粉中Fe2O3的质量含量优选为95～98％，更优选为96～97％，最优选为96.75％；所述铁红粉中CaO的质量含量优选为0.1～0.13％，更优选为0.12％；所述铁红粉中SiO2的质量含量优选为0.05～0.07％，更优选为0.06％；所述铁红粉中Al2O3的质量含量优选为0.2～0.3％，更优选为0.25％；所述铁红粉中V2O5的质量含量优选为0.008～0.012％，更优选为0.01％；所述铁红粉中P的质量含量优选为0.012～0.014％，更优选为0.013％。
本发明对所述铁红粉的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得，也可采用炼铁过程中产生的废料铁红粉，优选采用炼铁过程中产生的废料铁红粉以降低成本，同时还能对废料进行合理利用。
本发明在喷吹物中加入铁红粉，其主要成分为Fe2O3，高炉喷吹过程中喷枪处于高炉风口回旋区，喷吹物迅速燃烧并与下落的渣铁反应，Fe2O3的加入增加了反应区域的氧势，由于C、N和O的结合能力远强于Ti与O结合的能力，在一定程度上降低了TiC和TiN的生成量，从而提高了炉渣的流动性，改善了渣铁分离效果，降低了铁损。
本发明对所述煤粉的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的高炉喷吹煤粉即可，优选为无烟煤粉，可由市场购买获得。
在本发明中，所述铁红粉的质量优选为喷吹物质量的1～6％，更优选为2～5％，最优选为3～4％；喷吹物中剩余的成分为煤粉。
在本发明中，所述喷吹物的粒度优选＞70％的含量的粒度能通过200目筛孔，所述喷吹物的粒度优选为10～74微米，所述喷吹物的粒度优选为20～60微米，更优选为30～50微米，最优选为40微米。
在本发明中，所述喷吹物的灰分优选为12％～18％，更优选为13～17％，最优选为14～16％；所述喷吹物的全硫优选为0.55～0.58％，更优选为0.56～0.57％；所述喷吹物的挥发分优选为8.5％～9.5％，更优选为8.8～9.2％，最优选为9％；所述喷吹物的固定碳优选为74～79％，更优选为75～78％，最优选为76～77％；所述喷吹物的全水优选为0.9～0.95％，更优选为0.91～0.94％，最优选为0.92～0.93％。
本发明优选将铁红粉置于有称重功能的喷吹用原料仓中以保证原料干燥。将铁红粉和煤粉按比例混合后进入磨机，进行研磨和混匀，得到的喷吹物进入喷吹罐储存。通过煤粉喷出系统将喷吹物喷入高炉。
本发明采用称重设备能够较为准确的控制铁红粉和煤粉的比例，提高喷吹精度；铁红粉和煤粉一起进入磨机后在磨机内能够得到充分的混匀和研磨，得到的喷吹物成分更加稳定，粒度更加均匀。
在本发明中，所述高炉喷吹的炉料优选包括烧结矿、球团矿和块矿中的一种或几种，更优选为烧结矿、球团矿和块矿。在本发明中，所述烧结矿在炉料中的质量含量优选为72～76％，更优选为73～75％，最优选为74％；所述球团矿在炉料中的质量含量优选为20～24％，更优选为21～23％，最优选为22％；所述块矿在炉料中的质量含量优选为2～6％，更优选为3～5％，最优选为4％。
在本发明中，所述烧结矿中Fe的质量含量优选为50～51％，更优选为50.28％；所述烧结矿中FeO的质量含量优选为7～8％，更优选为7.79％；所述烧结矿中SiO2的质量含量优选为5～6％，更优选为5.31％；所述烧结矿中CaO的质量含量优选为10～10.5％，更优选为10.03％；所述烧结矿中MgO的质量含量优选为2～3％，更优选为2.65％；所述烧结矿中TiO2的质量含量优选为6～7％，更优选为6.39％；所述烧结矿中Al2O3的质量含量优选为3～4％，更优选为3.23％；所述烧结矿中S的质量含量优选为0.016～0.018％，更优选为0.017％；所述烧结矿中V2O5的质量含量优选为0.4～0.5％，更优选为0.45％。
在本发明中，所述球团矿中Fe的质量含量优选为52～54％，更优选为52.99％；所述球团矿中FeO的质量含量优选为3～4％，更优选为3.72％；所述球团矿中SiO2的质量含量优选为5～6％，更优选为5.74％；所述球团矿中CaO的质量含量优选为0.7～0.8％，更优选为0.74％；所述球团矿中MgO的质量含量优选为3～4％，更优选为3.51％；所述球团矿中TiO2的质量含量优选为9～10％，更优选为9.28％；所述球团矿中Al2O3的质量含量优选为3～5％，更优选为3.98％；所述球团矿中S的质量含量优选为0.008～0.01％，更优选为0.009％；所述球团矿中V2O5的质量含量优选为0.6～0.7％，更优选为0.65％。
在本发明中，所述块矿中Fe的质量含量优选为63～64％，更优选为63.21％；所述块矿中SiO2的质量含量优选为5～6％，更优选为5.84％；所述块矿中CaO的质量含量优选为0.3～0.4％，更优选为0.31％；所述块矿中MgO的质量含量优选为0.09～0.11％，更优选为0.1％；所述块矿中Al2O3的质量含量优选为1.4～1.6％，更优选为1.5％；所述块矿中S的质量含量优选为0.018～0.020％，更优选为0.019％；所述块矿中V2O5的质量含量优选为0.04～0.06％，更优选为0.05％。
在本发明中，所述高炉喷吹的燃料优选为焦炭；所述焦炭的灰分优选为12.5％～13.5％，更优选为12.8％；所述焦炭的硫分优选为0.6～0.8％，更优选为0.69％；所述焦炭的挥发分优选为1％～2％，更优选为1.11％；所述焦炭的抗碎强度优选为90～95％，更优选为92～93％，最优选为92.49％；所述焦炭的耐磨强度优选为3～5％，更优选为3.5～4.5％，最优选为3.92％；所述焦炭的反应性优选为24～25％，更优选为24.38％；所述焦炭的热强度优选为65～66％，更优选为65.32％。
在本发明中，所述高炉喷吹过程中炉温控制水平优选为铁水含Ti量：[Ti]:0.14～0.2％；铁水含量Si量：[Si]:0.12～0.18％。
本发明以下实施例和比较例均是在同一时期、同一高炉进行，风枪喷口全部正常工作，在稳定顺行条件下保持全风操作，冶炼保持吨铁450kg/t的焦比，通过煤比调节炉温水平。
本发明以下实施例和比较例所用的铁红粉的成分如表1所示，表1为本发明实施例和比较例采用的铁红粉的成分。
表1本发明实施例和比较例采用的铁红粉的成分
成分 TFe FeO Fe2O3 CaO SiO2 Al2O3 V2O5 S P
铁红粉％ 67.67 - 96.75 0.12 0.06 0.25 0.01 - 0.013
本发明以下实施例和比较例所采用的煤粉为无烟煤粉。
本发明以下实施例和比较例中所采用的高炉喷吹冶炼条件如表2～表4所示，表2为本发明实施例和比较例高炉喷吹时所采用的炉料成分，表3为本发明实施例和比较例高炉喷吹时采用的燃料焦炭的成分，表4为本发明实施例和比较例高炉喷吹时的炉料结构和炉温控制水平。
表2本发明实施例和比较例高炉喷吹时所采用的炉料成分
TFe FeO SiO2 CaO MgO TiO2 Al2O3 S V2O5
烧结矿，％ 50.28 7.79 5.31 10.03 2.65 6.39 3.23 0.017 0.45
球团矿，％ 52.99 3.72 5.74 0.74 3.51 9.28 3.98 0.009 0.65
块矿，％ 63.21 - 5.84 0.31 0.10 - 1.50 0.019 0.05
表3本发明实施例和比较例高炉喷吹时采用的燃料焦炭的成分
Vdaf Ad Std M40 M10 CRI CSR
焦炭，％ 1.11 12.80 0.69 92.49 3.92 24.38 65.32
表4本发明实施例和比较例高炉喷吹时的炉料结构和炉温控制水平
实施例和比较例
将铁红粉置于有称重功能的喷吹用原料仓，并保证原料干燥。
按照表5所示的铁红粉和煤粉的混合比例(质量百分含量)进行配煤，然后进入磨机，进行研磨和混匀，将得到的喷吹物储存至喷吹罐中待喷，表5为本发明实施例和比较例中铁红粉和煤粉的混合比例。
按照表2～表4的冶炼条件进行高炉喷吹冶炼。
表5本发明实施例和比较例中铁红粉和煤粉的混合比例
铁红粉％ 煤粉％
比较例1 0 100
实施例1 1 99
实施例2 2 98
实施例3 6 94
实施例4 10 90
实施例5 12 88
对本发明实施例和比较例得到的喷吹物的成分和粒度进行检测，检测结果如表6所示，表6为本发明实施例和比较例得到的喷出物的成分和粒度。
表6本发明实施例和比较例得到的喷出物的成分和粒度
％ Ad，％ St，％ Vdaf，％ Fcad，％ Mt，％ -0.074mm比例，％
比较例1 12.54 0.58 9.26 78.68 0.95 72
实施例1 13.41 0.57 9.17 77.90 0.94 72
实施例2 14.25 0.57 9.08 77.14 0.93 72
实施例3 17.49 0.55 8.74 74.23 0.90 73
实施例4 20.49 0.53 8.42 71.53 0.86 74
实施例5 21.91 0.52 8.27 70.25 0.85 75
本发明采用炉渣流动性测定仪测试炉渣的流动性，这是冶金企业对炉渣流动性进行快速检测的常用检测仪器，一般将仪器放置在水平地面上，将炉渣倒入测定仪，待冷却后通过测定仪上的刻度观察炉渣的长度，长度越长，说明炉渣的流动性越好，反之则越差。
记录本发明实施例1～5和比较例1稳定的冶炼周期内的吨铁煤比、吨铁渣量，每隔4小时化验炉渣中TiO2、TiC和TiN平均含量，低价钛总量，通过炉渣流动性测定仪检测炉渣长度，检测结果如表7所示，表7为本发明实施例和比较例提供的方法得到的炉渣的流动性。
表7本发明实施例和比较例提供的方法得到的炉渣的流动性
本发明实施例1～3在高炉喷吹冶炼过程中炉内不憋压，炉况稳定顺行；实施例4在高炉喷吹冶炼过程中炉内开始憋压、量压关系趋于紧张，炉况开始出现小幅波动；实施例5在高炉冶炼过程中炉内开始憋压，量压关系紧张，炉况开始出现较大波动，炉况不顺。
采用本发明提供的高炉喷吹冶炼方法，能够降低铁损0.1个百分点以上，年产生铁450万吨，炼铁加工成本约140元/吨，每年能够产生效益63万，吨铁成本降低0.14元。
由以上实施例可知，本发明提供了一种改善高钛型炉渣流动性的方法，包括：采用高炉喷吹的方法冶炼钒钛磁铁矿；所述喷吹的喷吹物包括：铁红粉；煤粉。本发明在喷吹物中加入铁红粉，其主要成分为Fe2O3，高炉喷吹过程中喷枪处于高炉风口回旋区，喷吹物迅速燃烧并与下落的渣铁反应，Fe2O3的加入增加了反应区域的氧势，由于C、N和O的结合能力远强于Ti与O结合的能力，在一定程度上降低了TiC和TiN的生成量，从而提高了炉渣的流动性，改善了渣铁分离效果，降低了铁损。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，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 (10)

1.一种改善高钛型炉渣流动性的方法，包括：
采用高炉喷吹的方法冶炼钒钛磁铁矿；
所述喷吹的喷吹物包括：
铁红粉；
煤粉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁红粉在喷吹物中的质量含量为1～6％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁红粉中Fe2O3的质量含量为95～98％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤粉为无烟煤粉。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷吹物的粒度为10～74μm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高炉喷吹的燃料为焦炭。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高炉喷吹的炉料为烧结矿、团球矿和块矿。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述烧结矿在炉料中的质量含量为72～76％。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述球团矿在炉料中的质量含量为20～24％。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述块矿在炉料中的质量含量为2～6％。
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