CN110724776B

CN110724776B - 钒钛磁铁矿高炉冶炼方法

Info

Publication number: CN110724776B
Application number: CN201911011535.8A
Authority: CN
Inventors: 郑魁
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2021-04-27
Anticipated expiration: 2039-10-23
Also published as: CN110724776A

Abstract

本发明公开了一种钒钛磁铁矿高炉冶炼方法，属于高炉冶炼技术领域。本发明方法针对钒钛磁铁矿高炉冶炼炉况不顺的情况，提供了一种钒钛磁铁矿高炉冶炼方法，对布矿、造渣制度、热制度和送风制度进行调整，改善渣铁流动性，稳定炉缸工作状态，改善料柱透气透液性，促进高炉煤气流合理分布，促进高炉炉况快速恢复。

Description

钒钛磁铁矿高炉冶炼方法

技术领域

本发明属于高炉冶炼技术领域，具体涉及一种钒钛磁铁矿高炉冶炼方法。

背景技术

高钛型钒钛磁铁矿在高炉冶炼过程中，存在入炉烧结矿低温粉化率高、综合入炉铁品位低、吨铁渣量大、软熔带位置低、软熔带渣层厚、透气阻力指数高、炉渣熔化性温度高、炉渣中TiO₂含量高、渣中TiO₂易被焦炭过还原生成高熔点物质Ti(C，N)、风量大、炉腹煤气指数高等生产冶炼特点。上述特点也导致高炉在冶炼高钛型钒钛磁铁矿过程中，容易出现压差高、炉墙结厚、炉缸粘结、炉缸中心堆积、气流紊乱难控等现象。尤其是对于有效容积在1750m³以上的高炉，炉缸直径增大，热风难以完全吹透炉缸中心，炉缸不活跃区域面积增大。在遇到设备故障等原因造成的紧急休风时，极易出现气流紊乱，复风后炉况长期难以恢复，甚至渐而恶化，造成上千万经济损失。

因此，针对高钛型钒钛磁铁矿高炉冶炼的特点，在高炉炉况持续恶化后，一个行之有效的冶炼方法是十分重要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何使冶炼高钛型钒钛磁铁矿的高炉尽快从炉况不顺的过程中得以恢复。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供了一种钒钛磁铁矿高炉冶炼方法，其包括以下步骤：当高炉炉况恶化时，对布矿、造渣制度、热制度和送风制度进行调整；其中，布矿调整包括：停止使用高TiO₂含量的钒钛球团矿，将钒钛烧结矿质量配比提高至80％～85％，将块矿质量配比提高至15％～20％，其中块矿分为两部分，一部分为不含TiO₂且铁品位≥50％的铁矿，一部分为含锰块矿；具体的布矿方式为：将烧结矿+铁矿+锰矿+萤石分为两批分装，第一批矿料为烧结矿+铁矿+70～80％比重锰矿+60～70％比重萤石，第二批矿料为30～20％比重锰矿+40～30％比重萤石；待第一批矿料布完后，将第二批矿料的一半，以大于第一批布料最大环倾角布至炉喉边缘，将剩下的第二批矿料以小于第一批布料最小环倾角布至炉喉中心。

其中，所述的钒钛磁铁矿高炉冶炼方法中，造渣制度调整包括：使得炉渣渣系成分达到TiO₂含量为16％～19％，MgO含量为7％～8％，Al₂O₃含量为12％～14％，MnO含量为1.0％～1.5％，CaF₂含量为2.0％～3.0％，CaO与SiO₂含量总和为100％减前述渣系成分含量，且CaO含量与SiO₂含量的比值为0.95～1.05，在该渣系制度下持续冶炼时间不少于3天。

其中，所述的钒钛磁铁矿高炉冶炼方法中，热制度调整包括：将铁水中[Si]+[Ti]含量控制在0.6％～0.9％。

其中，所述的钒钛磁铁矿高炉冶炼方法中，送风制度调整包括：先采用休风堵口的方式，在圆周方向间隔均匀的保留通风风口，保证单个风口的鼓风动能在135～155kJ/s；之后，视炉况逐步打开堵住的风口，并增加鼓风量，单个风口的鼓风动能仍保持在135～155kJ/s。

本发明的有益效果：

本发明方法针对钒钛磁铁矿高炉冶炼炉况不顺的情况，进行具体分析，对布矿制度进行改进，降低入炉TiO₂总负荷，降低冶炼难度，提高中心和边缘处的局部炉渣冶金性能，并改善渣系，消除中心堆积和边缘粘结，改善料柱透气透液性；控制铁水中[Si]+[Ti]含量0.6％～0.9％，避免渣铁流动性变差和生成Ti(C，N)；通过送风制度鼓风动能的控制，既吹透高炉中心，又同时兼顾边缘气流发展；通过上述综合控制，改善渣铁流动性，稳定炉缸工作状态，改善料柱透气透液性，促进高炉煤气流合理分布，促进高炉炉况快速恢复。

附图说明

图1为本发明方法中布矿变化示意图。

具体实施方式

具体的，钒钛磁铁矿高炉冶炼方法，其包括以下步骤：当高炉炉况恶化时，对布矿、造渣制度、热制度和送风制度进行调整；其中，布矿调整包括：停止使用高TiO₂含量的钒钛球团矿，将钒钛烧结矿质量配比提高至80％～85％，将块矿质量配比提高至15％～20％，其中块矿分为两部分，一部分为不含TiO₂且铁品位≥50％的铁矿，一部分为含锰块矿；具体的布矿方式为：将烧结矿+铁矿+锰矿+萤石分为两批分装，第一批矿料为烧结矿+铁矿+70～80％比重锰矿+60～70％比重萤石，第二批矿料为30～20％比重锰矿+40～30％比重萤石；待第一批矿料布完后，将第二批矿料的一半，以大于第一批布料最大环倾角布至炉喉边缘，将剩下的第二批矿料以小于第一批布料最小环倾角布至炉喉中心。

发明人对钒钛磁铁矿高炉冶炼炉况不顺的现象和原因进行分析发现，往往是中心堆积和边缘粘结同时出现，中心堆积和边缘粘结往往是由熔化性温度较高的高钛高炉渣、Ti(C，N)含量较高的高钛高炉渣、石墨碳沉积等原因造成，因此本发明对布矿方式进行改进，重点提高中心和边缘处的局部的炉渣冶金性能，以TiO₂含量6.0～7.5％钒钛烧结矿代替TiO₂含量TiO₂含量9.0～10.05％的钒钛球团矿，从而降低入炉TiO₂总量，进而减少渣中TiO₂含量，以及Ti(C,N)生成量。同时利用锰矿中MnO带来的氧势氧化沉积物中的Ti(C，N)，利用萤石中CaF₂对炉渣流动性的大幅改善，冲刷消除沉积在料柱中的石墨碳，从而及时消除中心堆积和边缘粘结，以达到改善料柱透气透液性，活跃炉缸，帮助炉况恢复的目的。

布矿调整时，含锰块矿的加入量以实现目标渣系中MnO含量来确定，萤石加入量以实现目标渣系中CaF₂含量来确定。

布矿调整中，布料还受料线深度、炉况恶化程度影响，布矿可能是3个环位、2个环位或1个环位，因此第一批布料的环倾角根据受炉况恶化程度进行调整，3个环位时布矿倾角最大值在29～31°，最小倾角在26～28°；两个环位时，最大倾角在28～29°，最小倾角在26～27°；单个环位时，布矿倾角在26.5～28.5°之间；第二批布料的环倾角则以比第一批布料最大倾角大0.5～1°，以及比第一批布料最小环倾角小0.5～1°确定。

本发明通过对布矿方式进行调整，使得炉渣渣系成分达到TiO₂含量为16％～19％，MgO含量为7％～8％，Al₂O₃含量为12％～14％，MnO含量为1.0％～1.5％，CaF₂含量为2.0％～3.0％，CaO与SiO₂含量总和为100％减前述渣系成分含量，且CaO含量与SiO₂含量的比值为0.95～1.05，在该渣系制度下持续冶炼时间不少于3天。该渣系在MnO和CaF₂的共同作用下，具有较好的炉渣冶金性能，其熔化性温度可降低至1280℃以下，粘度可保持在0.3Pa·S以下，同时MnO在略微改善炉渣流动性的同时，可以提高炉渣氧势，控制TiO₂过还原生产大量高熔点Ti(C，N)。

热制度中，将铁水中[Si]+[Ti]含量控制在0.6％～0.9％，能起到既避免渣铁温度不足而渣铁流动性变差，又能避免渣铁温度过高，渣中TiO₂过度还原生成Ti(C，N)，铁水中Ti含量过高，在炉温波动时，也会随着铁水对Ti的溶解饱和度降低而析出生成TiC。

送风制度中，先采用休风堵口的方式，在圆周方向间隔均匀的保留通风风口，保证单个风口的鼓风动能在135～155kJ/s；之后，视炉况逐步打开堵住的风口，并增加鼓风量，单个风口的鼓风动能仍保持在135～155kJ/s。通过送风制度鼓风动能的控制，能够起到既吹透高炉中心，又同时兼顾边缘气流发展的目的。

休风堵口保持通风风口数量是根据鼓风面积来确定的，例如高炉风口数量为18～24个，进风面积根据炉况按缩小10～40％调整，以24个风口高炉为例，保留的通风风口数量在16～18个。随着炉况的改善，根据高炉的受风情况，视炉况逐步打开堵住的风口，并增加鼓风量，被堵的风口会被全部打开，部分加圈的风口也会将圈打掉，以扩大进风面积，但同时风量也在增大，以保证鼓风动能不减小。

因此，通过上述方法的综合控制，能够改善渣铁流动性，稳定炉缸工作状态，改善料柱透气透液性，促进高炉煤气流合理分布，促进高炉炉况快速恢复。

炉况恢复后，风量、风温、风压等值逐渐恢复到正常炉况的90％左右，此时改变布料结构，降低烧结矿配比，逐步增加球团矿配比；高炉造渣制度发生变化，渣中TiO₂含量回到21～22％之间，CaO/SiO₂回到1.02～1.05之间；炉温控制降低，[Si]+[Ti]含量控制在0.35％～5.0％，并会逐步降低或取消萤石及锰矿的用量，恢复正常冶炼制度。

本发明中，各物质百分含量均为质量百分含量。

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

以钒钛磁铁矿为主要原料进行冶炼的A高炉，在某次高炉紧急休风后，出现煤气流分布不稳，后由于调剂措施不当，炉况进一步恶化，造成高炉炉况长期失常，造成了严重经济损失。

经过多方面分析和判断，表明炉内出现了严重的中心堆积和边缘粘结，采用本发明方法对炉况进行恢复。

布矿调整：停止使用高TiO₂含量的钒钛球团矿，将钒钛烧结矿质量配比提高至80％～85％，将块矿质量配比提高至15％～20％，其中块矿分为两部分，一部分为不含TiO₂且铁品位≥50％的铁矿，一部分为含锰块矿；具体的布矿方式为：将烧结矿+铁矿+锰矿+萤石分为两批分装，第一批矿料为烧结矿+铁矿+80％比重锰矿+60％比重萤石，第二批矿料为20％比重锰矿+40％比重萤石；待第一批矿料布完后，将第二批矿料的一半，以大于第一批布料最大环倾角布至炉喉边缘，将剩下的第二批矿料以小于第一批布料最小环倾角布至炉喉中心；其中，含锰块矿的加入量以实现目标渣系中MnO含量来确定，萤石加入量以实现目标渣系中CaF₂含量来确定；

造渣制度调整：采用上述布矿制度，实现了目标渣系成分为：TiO₂含量为17.5％，MgO含量为7.3％，Al₂O₃含量为12.7％，MnO含量为1.4％，CaF₂含量为2.6％，CaO/SiO₂为0.98；

热制度调整：铁水中[Si]+[Ti]含量控制在0.70％～0.80％；

送风制度调整：经过一次休风堵口，并逐步打开风口，调整鼓风面积，高炉单个风口鼓风动能控制在143kJ/s～150kJ/s。

在本发明方法制度下持续冶炼5天后，炉况得到根本性好转，随后三天，进过逐步调整，高炉炉况得以恢复至正常。

Claims

1.钒钛磁铁矿高炉冶炼方法，其特征在于：当高炉炉况恶化时，对布矿、造渣制度、热制度和送风制度进行调整；其中，布矿调整包括：停止使用高TiO₂含量的钒钛球团矿，将钒钛烧结矿质量配比提高至80％～85％，将块矿质量配比提高至15％～20％，其中块矿分为两部分，一部分为不含TiO₂且铁品位≥50％的铁矿，一部分为含锰块矿；具体的布矿方式为：将烧结矿+铁矿+锰矿+萤石分为两批分装，第一批矿料为烧结矿+铁矿+70～80％比重锰矿+60～70％比重萤石，第二批矿料为30～20％比重锰矿+40～30％比重萤石；待第一批矿料布完后，将第二批矿料的一半，以大于第一批布料最大环倾角布至炉喉边缘，将剩下的第二批矿料以小于第一批布料最小环倾角布至炉喉中心；

造渣制度调整包括：使得炉渣渣系成分达到TiO₂含量为16％～19％，MgO含量为7％～8％，Al₂O₃含量为12％～14％，MnO含量为1.0％～1.5％，CaF₂含量为2.0％～3.0％，CaO与SiO₂含量总和为100％减前述渣系成分含量，且CaO含量与SiO₂含量的比值为0.95～1.05，在该渣系制度下持续冶炼时间不少于3天；

热制度调整包括：将铁水中[Si]+[Ti]含量控制在0.6％～0.9％；

送风制度调整包括：先采用休风堵口的方式，在圆周方向间隔均匀的保留通风风口，保证单个风口的鼓风动能在135～155kJ/s；之后，视炉况逐步打开堵住的风口，并增加鼓风量，单个风口的鼓风动能仍保持在135～155kJ/s。

2.根据权利要求1所述的钒钛磁铁矿高炉冶炼方法，其特征在于：布矿调整时，含锰块矿的加入量以实现目标渣系中MnO含量来确定，萤石加入量以实现目标渣系中CaF₂含量来确定。