CN109487021A - 一种用于高块矿比例高炉炉料的高炉炼铁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高块矿比例高炉炉料的高炉炼铁方法，主要解决现有技术中高炉炉料结构中块矿使用比例低、高炉铁水冶炼成本高的技术问题。本发明采用的技术方案是，一种用于高块矿比例高炉炉料的高炉炼铁方法，包括：1)配置铁矿石原料，按渣铁比≤290kg/t的控制要求配置铁矿石原料，铁矿石原料中各组分质量百分比：块矿(生圹)15‑20％，控制铁矿石原料的二元碱度R₂为1.60‑1.70；2)布料，将焦炭和铁矿石原料交替布料入高炉，形成矿石层和焦炭层的交替层状结构，控制烧结矿位于矿石层的下部，块矿及球团位于矿层的上部；3)高炉冶炼；4)正常出铁。本发明实现了高块矿比例高炉炉料的高炉低成本冶炼。

Description

一种用于高块矿比例高炉炉料的高炉炼铁方法

技术领域

本发明属于高炉炼铁技术领域，涉及一种用于高块矿比例高炉炉料的高炉炼铁方法。

背景技术

当前，高炉冶炼的铁矿石使用结构一般为烧结矿+球团矿+块矿，受市场竞争及资源劣化的影响，高炉在生产中需要提高块矿比例代替人造富矿特别是高价球团矿，以降低炼铁成本。但由于块矿的冶金性能尤其是软熔滴落性能与烧结矿及球团矿相比均具有明显劣势，而且传统上高炉在使用块矿时一般是将其布在矿石层的下部或中间位置，所以在增加块矿比例后，导致多种矿石的软熔带叠加效应增强，增加了高炉软熔带的宽度，劣化了料柱的透气性，而且由于块矿的滴落温度远低于烧结矿，生成的液态渣铁较早滴入炉缸减少了炉缸热量的收入，最终导致高炉炉况波动、降低冶炼效率增加燃料消耗，不利于高炉炼铁成本的降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高块矿比例高炉炉料的高炉炼铁方法，主要解决现有技术中高炉炉料结构中块矿使用比例低、高炉铁水冶炼成本高的技术问题，解决了用高块矿比例高炉炉料炼铁导致的高炉软熔带的宽度增加，高炉内料柱的透气性劣化，高炉内煤气流阻损增加导致高炉炉况波动，铁水冶炼成本升高的技术问题。

本发明采用的技术方案是，

一种用于高块矿比例高炉炉料的高炉炼铁方法，包括以下步骤：

1)配置铁矿石原料，按渣铁比≤290kg/t的控制要求配置铁矿石原料，铁矿石原料中各组分质量百分比：烧结矿75-80％，块矿(生圹)15-20％，球团矿2-3％，控制铁矿石原料的二元碱度R₂为1.60-1.70；

2)布料，将焦炭和铁矿石原料交替布料入高炉，形成矿石层和焦炭层的交替层状结构，控制烧结矿位于矿石层的下部，块矿及球团位于矿层的上部；

3)高炉冶炼，冶炼过程中控制铁水温度T_p≥1480℃，炉渣温度≥1500℃；

4)正常出铁。

本发明步骤1)所述的铁矿石原料的二元碱度R₂为m_CaO/m_SiO2，m_CaO为铁矿石原料中CaO 的质量，m_SiO2为铁矿石原料中SiO₂的质量。

进一步，本发明步骤1)所述的铁矿石原料不采用各类外加熔剂，外加熔剂包括但不限于含有MgO的蛇纹石以及SiO₂质的硅石熔剂。

本发明所述的渣铁比为高炉冶炼1吨生铁所产生的高炉渣量，

本发明方法基于以下实验研究：当高炉增加块矿比例时，由于块矿的熔融区间较宽，会增加软熔带的熔融区间宽度，导致混合矿层的熔融区间加宽，增加煤气流通过的阻力，最终影响高炉料柱的透气性，而且块矿的滴落温度会减少高炉炉缸的热量收入。通过控制渣铁比在290kg/t以下，可以高效减少炉渣在高炉炼铁过程中的热量消耗以及对高炉内上升煤气流的阻挡作用；同时控制铁水温度在1480℃以上水平，解决块矿滴落温度低所带来的高炉炉缸热量的不足；同时通过矿层炉料的的合理分布降低软熔区间的宽度，使高炉提高块矿比时增加软熔带的透气性从而提高高炉整体料柱的透气性，满足高炉技术要求。

高炉在冶炼过程中，一般软熔带所产生的气体压力损失占到整个料柱的比例的60-70％，所以改善软熔带的透气性就会弥补提高块矿比所带来的不利影响。本发明中所述控制烧结矿比例在75-80％，块矿比例在15-20％并且将块矿及球团矿布在矿石层的上部的原因主要是：烧结矿为高碱度人造富矿，R₂一般在1.85以上，在高炉内熔融开始温度一般较高在1350℃以上，滴落温度在1500℃左右；而块矿为酸性矿石，脉石成分中SiO₂为主要成分，几乎不含 CaO，熔融开始温度一般在1100℃-1250℃之间，滴落温度在1450℃以下；球团矿一般也为酸性矿石，脉石主要含SiO₂,CaO含量比烧结矿低很多，虽然其熔融开始温度与烧结矿接近，但其滴落温度也很低，与块矿接近，远低于烧结矿。所以在高炉布料中将酸性低熔点的块矿及球团矿布在高碱度高熔点烧结矿上部，使其在软熔滴落过程中不直接穿过滴落带进入炉缸，而是必须先穿过高熔点高碱度的烧结矿，发生固液反应，使其低熔点的渣系与烧结矿中碱性 CaO结合反应形成黄长石，更加接近高炉终渣成分，缓解了多种矿石的软熔带叠加效应，最终减小熔融带宽度，改善软熔带的透气性；同时延长低熔滴物质在软熔带的停留时间，使其能够获得更多的上升煤气流的物理热，增加了液态渣铁带炉缸的热量，保证了炉缸热量的充沛，有利于降低高炉的燃料消耗。本发明不使用高炉传统技术常用熔剂，是考虑：含MgO熔剂蛇纹石其熔融开始温度在1450℃左右，但是其滴落温度很高超过1600℃，在高炉软熔带条件下难以单独滴落，必须进入滴落带参加固液反应后再形成炉渣，所以含镁熔剂的存在无疑会增加高炉料柱熔融区间，影响透气性；硅石熔剂，在高炉内没有出现单独软熔，必须通过参加固液反应才能形成炉渣，需要消耗高炉下部大量的宝贵热量，不利于降低高炉能耗。所以高炉在提高块矿比时必须尽量避免使用所有外加熔剂。

本发明相比现有技术具有如下积极效果：本发明方法通过控制渣铁比、铁水温度、矿石层的各矿种的分布位置及外加熔剂数量，在增加块矿比例的情况下，改善高炉下部高温区(主要指软熔带)的透气性，延长低熔点矿石在软熔点的停留时间弥补增加块矿比例后对高炉的不利影响，实现了高炉块矿比在15-20％的水平下，高炉炉况的稳定顺行，促进高炉铁水冶炼的降本增效。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明在4070m³高炉生产中数据，高炉冶炼控制参数见表1，高炉冶炼数据见表2。

表1本发明高炉冶炼控制参数

表2高炉冶炼数据

类别	利用系数，t/m<sub>3</sub>·d	焦比，kg/t	煤比，kg/t	燃料比，kg/t
					本发明实施例	2.313	355	136	491
常规工艺	2.18	366	130	496

由表2可知，采用本发明方法后，高炉块矿比例由15％提高到17％以后，高炉炉况仍然维持了稳定顺行，利用系数较原来提高了6.10％，焦比降低了11kg/t，煤比提高了6kg/t，燃料比降低了5kg/t，经济效益显著。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于高块矿比例高炉炉料的高炉炼铁方法，其特征是，包括以下步骤：

1)配置铁矿石原料，按渣铁比≤290kg/t的控制要求配置铁矿石原料，铁矿石原料中各组分质量百分比：烧结矿75-80％，块矿(生矿)15-20％，球团矿2-3％，控制铁矿石原料的二元碱度R₂为1.60-1.70；

2)布料，将焦炭和铁矿石原料交替布料入高炉，形成矿石层和焦炭层的交替层状结构，控制烧结矿位于矿石层的下部，块矿及球团位于矿层的上部；

3)高炉冶炼，冶炼过程中控制铁水温度T_p≥1480℃，炉渣温度≥1500℃；

4)正常出铁。

2.如权利要求1所述的用于高块矿比例高炉炉料的高炉炼铁方法，其特征是，铁矿石原料不采用各类外加熔剂。