CN111455120B

CN111455120B - 一种基于高理论燃烧温度低燃料比的高炉冶炼方法

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Publication number: CN111455120B
Application number: CN202010266643.6A
Authority: CN
Inventors: 林安川; 吴仕波; 罗英杰; 刘宁斌; 胡兴康; 汪勤峰; 李轶; 李吉能; 王亚力; 夏海英
Original assignee: Yuxi Xinxing Iron And Steel Co ltd; Wugang Group Kunming Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Yuxi Xinxing Iron And Steel Co ltd; Wuhan Iron and Steel Group Kunming Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2020-04-07
Filing date: 2020-04-07
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2040-04-07
Also published as: CN111455120A

Abstract

本发明涉及一种基于高理论燃烧温度低燃料比的高炉冶炼方法，经过下列步骤：原料准备；冶炼；获得低硅低硫合格生铁。本发明能够实现高炉炉况长周期稳定顺行、利用系数稳步提高、综合燃料比同比条件持续降低的冶炼效果，进一步降低生铁冶炼制备成本。

Description

一种基于高理论燃烧温度低燃料比的高炉冶炼方法

技术领域

本发明涉及一种高炉冶炼方法，尤其是一种基于高理论燃烧温度低燃料比的高炉冶炼方法，属于高炉冶炼领域。

背景技术

在钢铁联合企业生产过程中，生铁冶炼成本占吨材全成本的70～75％，而其中生铁原燃料成本又占据生铁成本的90％以上。因此，在现阶段原燃料生产条件逐步劣化情况下，采用新的高炉冶炼操作理念提高高炉产量、同条件下降低综合燃料比成为进一步降低生铁制备成本、增强钢铁企业竞争力的主攻方向。

作为发明人所处的云南内陆地区，优质海外进口铁矿昂贵的矿石价格、不断上涨的运输费用及有限运输能力，已经成为吨铁制备成本均高不下的主因。在本地和周边原料燃料资源应用比例逐步扩大之后，受限制于本地或周边原燃料资源的固有特性，传统的高炉冶炼参数使得技术经济指标难以获得进一步的改善。因此，在规模化大比例稳定地应用本地或周边临近区域原燃料资源之后，系统研发出在现有整体资源条件下，持续优选、增加性价比更佳的矿石品种，达到高炉炉况长周期稳定顺行，持续提高利用系数、同比燃料比持续降低并维持良好生铁质量的低成本生铁的冶炼方法，对于增强内陆钢铁企业市场竞争力、改善节能减排指标至关重要。但由于本地及周边临近铁矿粉资源具有的高氧化硅、高三氧化二铝、低品位及稳定性较差特性使采用其为主原料制备的烧结矿、球团矿同样具有此相似特性。同时，受本地及周边具有的优质炼焦煤少、灰硫分较高的资源分布特点影响，高炉所用的焦炭特点是灰、硫分较高，水分不稳定、发热值低。这样的原燃料特点必然造成高炉冶炼时渣量增加、生铁含Si量及炉渣碱度难以稳定，从而造成燃料比居高不下，操作中也难于形成有效稳定的技术冶炼参数。

近年来，钒钛矿资源的规模应用经济性凸显，钒钛烧结精矿比例的增加进一步恶化了烧结矿的转鼓、粒度等物理指标；入炉钒钛球团矿比例增加因其对炉温、炉渣碱度等冶炼参数控制范围变窄的特性要求，使高炉通常采取的偏高硅(生铁含Si量>0.35)操作成为限制指标进一步提升的瓶颈，不稳定的高炉操作参数不仅会对技术指标产生影响，长期不稳定会使炉内工作状况、炉缸热量储备甚至高炉操作内型发生不良变化。上述种种均是造成炉况不稳定的因素，不仅引起铁水质量稳定率、综合燃料比等指标恶化，也限制了高炉进一步强化冶炼增产降耗。

因而，在云南地区，高炉冶炼中规模化大比例使用本地及周边原燃料并具有逐渐下滑的形势之下，要按照常规冶炼参数冶炼出低硅低硫合格生铁，实现高炉长周期稳定顺行并做到持续改善利用系数、燃料比等主要强化冶炼技术经济指标、降低制备成本是极其困难的。

就云南地区传统冶炼参数特点及效果看，焦炭质量的不足限制了进一步提升产量、低硅冶炼、大煤比等技术的实施。尤其是，喷煤比>140kg/t以后产生较为显著的未燃煤粉现象，表现如：除尘灰固定C含量长期处于10～15％，高炉透气透液性恶化，鼓风动能不足而煤气阻力系数上升；铁水硅含量难以在低值范围内长期稳定。在随着本地资源比例增加入炉品位逐步降低及因炼焦煤不足增加非炼焦煤比例焦炭质量逐步下滑条件下，采用高风温、高富氧率等技术措施实施高理论燃烧温度强化冶炼操作，成为提高高炉利用系数、提高煤粉燃烧率、提升喷吹煤粉相对置换比、降低综合燃料比的关键。

现有实现低综合燃料比、低硅低硫合格生铁并能长周期强化冶炼的方法，仍然建立在整体入炉原燃料品质及稳定性较高的水平条件下。在北方一些钢厂处于难得的富矿区和炼焦煤矿区，入炉矿石品位维持在56％以上，焦炭灰分低于11％，高炉保持着较高利用系数和较好技术经济指标；沿海钢厂以优质进口矿、焦、煤为主，原燃料供应数量及成分性能稳定。其他钢铁企业低硅低硫低燃料比冶炼虽具一定特色，但其大多数仍然在资源上有自有矿山、球团厂及焦化厂。高炉所使用原燃料整体上讲来源单一、稳定性强，优质资源依赖性高，且未能体现出铁矿石高硅高铝低品位、高灰分煤焦以及高理论燃烧温度等特点。攀钢等钒钛磁铁矿冶炼高炉入炉品位较低(TFe<52％)并且进行高钒钛渣冶炼(w(TiO₂)>20％)，取得了较高冶炼强度和稳定的技术经济指标，也体现出一定的高富氧、高理论燃烧温度特征，但煤比长期低于120kg/t，综合燃料比处于较高范围。

在规模化大比例利用云南本地及周边如钒钛矿及较高灰分、硫分焦炭、煤粉，在入炉品位52.0～55.0％，采用理论燃烧温度>2500℃、煤比>120kg/t铁、渣中w(TiO₂)3.50～17.00％进行低硅低硫高炉冶炼，获取较高高炉利用系数、较低综合燃料比的方法，则未见有相关文献报导。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种基于高理论燃烧温度低燃料比的高炉冶炼方法，使用高氧化硅、高三氧化二铝高碱度烧结矿、高硅酸性氧化性球团矿或钒钛球团以及灰分、硫分较高焦煤进行高炉冶炼条件下，能在入炉品位降低、渣量增加的高炉冶炼中，达到生铁含Si量持续降低、利用系数持续提高、综合燃料比同比条件持续降低，保持炉况长周期稳定顺行，获得低成本低硅低硫合格生铁，并达到在一定条件下扩大性价比较优资源利用比例目的。

本发明以高碱烧结矿(含小粒度烧结矿)、天然块矿、高硅酸性氧化性球团矿或钒钛球团矿为矿石原料，以灰分较高的焦炭、煤粉作为还原剂，通过对冶炼相关参数的优化，尤其是采用高理论燃烧温度参数进行冶炼，在品位逐渐降低情况下，利用系数逐步升高、燃料比同比条件逐步降低，得到低成本低硅低硫合格生铁。

本发明通过下列技术方案实现：

一种基于高理论燃烧温度低燃料比的高炉冶炼方法，经过下列步骤：

步骤(1)、原料准备

准备下列质量比的矿石：

高碱度烧结矿60～68％、小粒度高碱度烧结矿0～5％、高硅酸性氧化性球团矿或钒钛球团矿25～36％、天然块矿0～6％，上述矿种总和为100％；

步骤(2)、冶炼

将焦炭与矿石按1:4.05～1:4.20的质量比送入高炉中，控制冶炼条件为：热风压力为0.30～0.33MPa，顶压0.155～0.165MPa，热风温度为1200～1250℃，入炉风量为2550～2650m³/min，氧气含量为8000～12000m³/h，煤粉喷吹量为120～145kg/t铁；

步骤(3)、获得低硅低硫合格生铁

按常规出渣、出铁次数，得低硅低硫合格生铁。

进一步地，步骤(2)的冶炼过程中，控制：渣比430～510kg/t，生铁含Si量0.200～0.330％，炉渣中镁铝比0.70～0.85、炉渣碱度1.08～1.13、渣中氧化钛含量3.90％～17.0％、渣中氧化镁含量8.00％～10.0％、炉顶温度150～200℃；风温1200～1250℃、富氧率3.5～5.2％、透气性指数16000～17500m³/(min.MPa)、理论燃烧温度2450～2550℃、鼓风动能9800～12000kg.m/S、边缘煤气流分布指数Wt 0.60～0.75、中心煤气流分布指数Z2.00～2.30，相对置换比1.00～1.35。

进一步地，所述高碱度烧结矿和小粒度烧结矿的成分均为：TFe 52.0～53.0％，SiO₂ 5.0～6.0％，CaO 11.5～13.0％，MgO 2.70～3.10％，TiO₂ 0.30～2.00％，S 0.050～0.070％，Al₂O₃ 2.00～2.20％，MnO0.45～1.00％，FeO7.50～8.0％；高碱度烧结矿ISO转鼓指数80.0～82.0％，平均粒度20～30mm；小粒度烧结矿是用高炉槽下5mm双层高效震动筛筛分成品烧结矿后再经过单层5mm振动筛筛分而得，平均粒度5～8mm。

进一步地，所述高硅酸性氧化性球团矿的成分为：TFe 61.0～61.3％，SiO₂ 7.0～7.8％，CaO 0.65～0.85％，TiO₂ 1.40～1.90％，S 0.008～0.020％，Al₂O₃ 2.30～2.40％，MnO 0.05～0.15％，MgO 0.20～1.30％，FeO0.60～0.90％，抗压强度>2000N/个，平均粒度9～16mm。

进一步地，所述钒钛球团矿成分为：TFe 53.40～53.80％，SiO₂ 4.40～5.00％，CaO 1.00～1.20％，TiO₂ 9.60～10.30％，S 0.008～0.150％，Al₂O₃ 2.50～2.60％，MnO0.15～0.20％，MgO 1.40～2.0％，FeO1.50～2.10％，抗压强度>1800N/个，平均粒度10～16mm。

进一步地，所述天然块矿成分为：TFe 60.3～64.0％，SiO₂ 4.50～5.80％，S0.020～0.050％，Al₂O₃ 1.60～1.70％，MnO 0.02～1.15％；粒径为20mm～40mm。

进一步地，所述焦炭成分为：H₂O 4.20～5.0％，C 84.0～85.0％，Ash 13.5～14.0％，S 0.60～0.65％，CRI 27.0～29.0％，CSR 63.0～64.0％。

现阶段我国冶金焦炭技术标准(GB/T1996-94)要求一级焦炭Ash不大于12％，S不大于0.60％。本发明所用的焦炭属于三级焦炭，较差。

进一步地，所述喷吹煤粉成分为：H₂O1.10～1.50％，C 76～78％％，Ash 12.5～13.5％，V9.50～10.0％，S 0.60～0.65％，-200目细度66～68％。

相比较于基准指标，冶炼方向特征为：随着品位的降低，渣量增加，理论燃烧温度增加，生铁含Si量显著降低、稳定性显著增加，同时炉渣碱度下降；利用系数略有增加；喷煤置换比显著增加，燃料比按照品位-指标关系呈现下降趋势。同时，随着生铁含Si量及炉渣碱度下降，脱硫率保持在较高水平。

本发明基于高炉炼铁冶炼基础理论，结合规模化利用云南本地及周边矿焦煤资源条件下，基于增加鼓风带入物理热量、相应减少煤焦燃烧提供冶炼所需化学热、提升喷吹煤粉相对置换比的思路，研发出相应的高炉冶炼技术。采取以高富氧率、高理论燃烧温度、更大矿石批重进行冶炼操作，将高炉软熔带集中于下部，提高风口回旋区及炉缸活跃程度，改善炉内透气透液性，控制更低生铁含Si量值及更高稳定性。使上部调剂与新的送风参数、热制度、造渣制度等高炉冶炼参数更加协调发展，建立新的生铁含Si量值、铁水物理热、利用系数、喷吹煤粉相对置换比等与综合燃料比匹配关系。

总体条件变化及控制趋势为：随着钒钛矿使用比例增加，品位下降、渣比上升，主要参数选择取值为，富氧量、风温、风量趋向上限，理论燃烧温度上限；边缘发展指数趋向下限；镁铝比趋向上限，炉渣碱度趋向下限。在入炉品位降低、渣量增加的高炉冶炼中，达到冶炼过程中生铁含Si量持续降低、利用系数持续提高、综合燃料比同比持续降低的目的。并为在现阶段条件下进一步扩大性价比较优资源利用比例奠定基础。这在现实矿石及焦煤资源、运输能力条件下大幅度减弱了高炉高水平冶炼对进口及远距离优质资源的依赖性，进一步增产降耗、降低成本。

与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：

本发明在全高灰分燃料条件下，不再依赖巴西、南非等进口优质高品质资源，全部使用>90％的本地及周边粉精矿烧结而成的高碱度烧结矿，配搭自产高硅酸性氧化性球团矿或钒钛球团矿。采用>2450℃以上高理论燃烧温度操作方法，建立新的生铁含Si量值、铁水物理热、利用系数、喷吹煤粉相对置换比等与综合燃料比匹配关系，长周期稳定实现冶炼低成本硅低硫强化冶炼合格生铁。并在入炉品位逐步降低条件下，有效提升产量、综合燃料比等技术经济指标及维持较优铁水质量，实现进一步降低生铁含Si量及提高稳定性，利用系数提升8.0～10.0％、综合燃料比同比条件降低0.65～2.20％，显著降低生铁冶炼成本。在充分利用本地和周边性价比较优矿石、煤焦资源的同时，有效改善技术经济指标。在不包含原燃料采购成本降低情况下，通过利用系数、综合燃料比等冶炼技术指标改善降低吨铁冶炼制备成本1.0～2.0％，脱硫率维持在93％-94.5％。

本发明相继攻克了利用自产精矿生产高氧化硅酸性氧化性球团，烧结原料增加钒钛精矿比例生产烧结矿，高炉大比例应用钒钛球团矿，以及增加非炼焦煤种生产高灰分焦炭等技术难题。并且，在扩大该类矿石、煤种比例过程中，相应产品物理性能、冶金性能(低温、高温)指标以及高炉冶炼指标可以逐步提升并稳定在较高指标范围。因此，为进一步在此趋势具体条件下促进低硅冶炼、促进提高喷吹煤粉相对置换比，提升高炉利用系数、同比改善综合燃料比等高炉冶炼指标和维持较好的铁水质量。在此条件下，基于增加鼓风带入物理热量、相应减少煤焦燃烧提供冶炼所需化学热、提升喷吹煤粉相对置换比的思路，采取以高富氧率、高理论燃烧温度、更大矿石批重进行冶炼操作，将高炉软熔带集中于下部，提高风口回旋区及炉缸活跃程度，改善炉内透气透液性，便于控制更低生铁含Si量值及更高稳定性，研发出相应的高炉冶炼技术。使上部调剂与新的送风参数、热制度、造渣制度等高炉冶炼参数更加协调发展，建立新的生铁含Si量值、铁水物理热、利用系数、喷吹煤粉相对置换比等与综合燃料比匹配关系。在随着入炉品位降低、渣比增加及低硅条件下，达到进一步降低生铁含Si量仍然维持较高水平脱硫效率和较好的铁水质量，并且，实现高炉炉况长周期稳定顺行、利用系数稳步提高、综合燃料比同比条件持续降低的冶炼效果，进一步降低生铁冶炼制备成本。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

实施例1

本实施例的基于高理论燃烧温度低燃料比的高炉冶炼方法，经过下列步骤：

A、将下列质量比的矿石：

高碱度烧结矿67％、小粒度高碱度烧结矿1％、高硅酸性氧化性球团矿27％、钒钛球团矿0％、天然块矿5％，上述矿种总和为100％，以及较高灰分、硫分的焦炭，按焦炭负荷4.17送入高炉中。

本实施例的焦炭CRI<27％，CSR>65％。

高碱度烧结矿及小粒度烧结矿化学成分为：TFe52.88％，SiO₂ 5.40％，CaO12.720％，MgO2.74％，TiO₂ 0.364％，S 0.044％，Al₂O₃ 2.095％，MnO0.960％，FeO7.56％。烧结矿主要物理性能为：ISO转鼓指数82.0％，平均粒度28mm；所述小粒度烧结矿平均粒度7mm。

高硅酸性氧化性球团矿化学成分为：TFe 61.0％，SiO₂ 7.70％，CaO 0.78％，TiO₂1.429％，S 0.010％，Al₂O₃ 2.31％，MnO 0.060％，MgO 0.240％，FeO0.680％，抗压强度2200N/个，平均粒度11mm；所述钒钛球团矿化学成分为：TFe53.57％，SiO₂ 4.40％，CaO1.15％，TiO₂ 10.00％，S 0.114％，Al₂O₃2.56％，MnO 0.18％，MgO 1.47％，FeO0.58％，抗压强度2000N/个，平均粒度13mm。

天然块矿化学成分为：TFe 63.84％，SiO₂ 5.66％，S 0.021％，Al₂O₃ 1.62％，MnO0.025％。

焦炭成分为：H₂O4.94％，C 84.850％，Ash 13.850％，S 0.60％，CRI 28％，CSR63.5％。

喷吹煤粉成分为：H₂O1.40％，C77.62％，Ash 12.90％，V9.40％，S 0.60％，细度(-200目)67％。

C、在下列条件下进行冶炼：

热风压力为0.319MPa，顶压0.161MPa，热风温度为1230℃，入炉风量为2603m³/min，氧气含量为7648m³/h，煤粉喷吹量为124kg/t铁。

C、冶炼过程中，矿石批重30.2吨，焦炭负荷4.17，渣比416kg/t，生铁含Si量0.333％，炉渣中镁铝比0.70、炉渣碱度1.134、渣中氧化钛含量2.918％、渣中氧化镁含量8.745％、炉顶温度190℃；控制风温1230℃、富氧率3.84％、透气性指数16439m³/(min.MPa)、理论燃烧温度2468℃、鼓风动能9810kg.m/S、边缘煤气流分布指数Wt 0.60、中心煤气流分布指数Z 2.28。

D、按常规炉门深度出铁，次数(17次～18次/日)，得低硅低硫合格生铁。生铁成分：含Si量0.303％、σ_【Si】0.1352、含S量0.025％、含Mn量0.637％，物理热1478℃；炉渣w(S)0.953％、MnO含量1.205％，入炉硫负荷4.00kg/t，脱硫率94.06％，渣铁热量充沛，流动性良好。

E、入炉品位55.46％，较基准期升高0.56％，高炉利用系数3.326t/(m³.d)，较基准期升高9.64％；相对置换比1.102，综合燃料比549.60kg/t，按照同品位条件校正后为553.20kg/t，下降率0.65％。未影响炉况稳定顺行。

实施例2

A、将下列质量比的矿石：

高碱度烧结矿64％、小粒度高碱度烧结矿3％、高硅酸性氧化性球团矿16％、钒钛球团矿15％、天然块矿2％，总和为100％，以及较高灰分、硫分的焦炭，按焦炭负荷4.14送入高炉中。

高碱度烧结矿及小粒度烧结矿化学成分为：TFe53.01％，SiO₂ 5.532％，CaO12.204％，MgO2.827％，TiO₂ 0.801％，S 0.050％，Al₂O₃ 2.107％，MnO0.7510％，FeO7.921％。烧结矿主要物理性能为：ISO转鼓指数81.6％，平均粒度26mm；所述小粒度烧结矿平均粒度7mm。

高硅酸性氧化性球团矿化学成分为：TFe 61.01％，SiO₂ 7.300％，CaO 0.800％，TiO₂ 1.694％，S0.009％，Al₂O₃ 2.290％，MnO 0.090％，MgO 0.400％，FeO0.890％，抗压强度2250N/个，平均粒度10mm；所述钒钛球团矿化学成分为：TFe53.42％，SiO₂ 4.98％，CaO1.04％，TiO₂ 9.684％，S 0.009％，Al₂O₃2.590％，MnO 0.190％，MgO 1.900％，FeO1.610％，抗压强度2100N/个，平均粒度12mm。

天然块矿化学成分为：TFe 60.34％，SiO₂ 4.536％，S 0.048％，Al₂O₃ 1.700％，MnO1.12％。

焦炭成分为：H₂O4.27％，C 84.61％，Ash 14.13％，S 0.60％，CRI 27.0％，CSR63.0％。

喷吹煤粉成分为：H₂O1.41％，C76.33％，Ash 12.63％，V0.96％，S 0.60％，细度(-200目)66％。

B、在下列条件下进行冶炼：热风压力为0.314MPa，顶压0.155MPa，热风温度为1210℃，入炉风量为2628m³/min，氧气含量为8369m³/h，煤粉喷吹量为124kg/t铁。

C、冶炼过程中，矿石批重31.2吨，焦炭负荷4.14，渣比446kg/t，生铁含Si量0.292％，炉渣中镁铝比0.751、炉渣碱度1.119、渣中氧化钛含量7.644％、渣中氧化镁含量9.453％、炉顶温度175℃；控制风温1210℃、富氧率4.17％、透气性指数16586m³/(min.MPa)、理论燃烧温度2465℃、鼓风动能10062kg.m/S、边缘煤气流分布指数Wt 0.69、中心煤气流分布指数Z 2.10。

D、按常规炉门深度出铁，次数(17次～18次/日)，得低硅低硫合格生铁。生铁成分：含Si量0.292％、σ_【Si】0.1186、含S量0.029％、含Mn量0.497％，物理热1468℃；炉渣w(S)0.890％、MnO含量1.083％，入炉硫负荷4.07kg/t，脱硫率93.30％，渣铁热量充沛，流动性良好。

E、入炉品位54.46％，较基准期降低0.43％，高炉利用系数309t/(m³.d)，较基准期升高8.49％；相对置换比1.168，综合燃料比556.07kg/t，按照同品位条件校正后为564.34kg/t，下降率1.47％。未影响炉况稳定顺行。

实施例3

A、将下列质量比的矿石：

高碱度烧结矿60％、小粒度高碱度烧结矿4％、高硅酸性氧化性球团矿0％、钒钛球团矿36％、天然块矿0％，上述总和为100％，以及较高灰分、硫分的焦炭，按焦炭负荷4.17送入高炉中。

高碱度烧结矿及小粒度烧结矿化学成分为：TFe52.05％，SiO₂ 5.850％，CaO11.86％，MgO3.03％，TiO₂ 1.973％，S 0.066％，Al₂O₃ 2.18％，MnO0.45％，FeO7.87％。烧结矿主要物理性能为：ISO转鼓指数81.0％，平均粒度26mm；所述小粒度烧结矿平均粒度6mm。

钒钛球团矿化学成分为：TFe53.40％，SiO₂ 5.00％，CaO 1.03％，TiO₂ 10.207％，S0.008％，Al₂O₃2.58％，MnO 0.18％，MgO 1.91％，FeO2.06％，抗压强度2100N/个，平均粒度12mm。

焦炭成分为：H₂O4.46％，C 85.05％，Ash 13.06％，S 0.61％，CRI 27.5％，CSR64.0％。

喷吹煤粉成分为：H₂O1.12％，C76.36％，Ash 13.06％，V9.89％，S 0.61％，细度(-200目)68％。

B、在下列条件下进行冶炼：热风压力为0.316MPa，顶压0.152MPa，热风温度为1230℃，入炉风量为2619m³/min，氧气含量为10047m³/h，煤粉喷吹量为120kg/t铁。

C、冶炼过程中，矿石批重32.0吨，焦炭负荷4.17，渣比506kg/t，生铁含Si量0.208％，炉渣中镁铝比0.817、炉渣碱度1.092、渣中氧化钛含量16.72％、渣中氧化镁含量10.142％、炉顶温度152℃；控制风温1230℃、富氧率5.02％、透气性指数15981m³/(min.MPa)、理论燃烧温度2523℃、鼓风动能10133kg.m/S、边缘煤气流分布指数Wt 0.69、中心煤气流分布指数Z 2.10，相对置换比1.336。

D、按常规炉门深度出铁，次数(17次～18次/日)，得低硅低硫合格生铁。生铁成分：含Si量0.208％、σ_【Si】0.1131、含S量0.031％、含Mn量0.322％，物理热1446℃；炉渣w(S)0.797％、MnO含量0.922％，入炉硫负荷4.37kg/t，脱硫率93.07％，渣铁热量充沛，流动性良好。

E、入炉品位52.64％，较基准期降低2.25％，高炉利用系数3.407t/(m³.d)，较基准期升高11.70％；综合燃料比572.63kg/t，按照同品位条件校正后为584.70kg/t，下降率2.06％。未影响炉况稳定顺行。

对比例

A、将下列质量比的矿石：

高碱度烧结矿69％、小粒度高碱度烧结矿1％、高硅酸性氧化性球团矿24％、钒钛球团矿0％、天然块矿6％，上述矿种总和为100％，以及较高灰分、硫分的焦炭，按常规量送入高炉中。

其中，高碱度烧结矿及小粒度烧结矿化学成分为：TFe52.46％，SiO₂ 6.07％，CaO12.88％，MgO2.46％，TiO₂ 0.47％，S 0.046％，Al₂O₃ 2.055％，MnO1.271％，FeO7.939％。烧结矿主要物理性能为：ISO转鼓指数82.8％，平均粒度29mm；所述小粒度烧结矿平均粒度7mm。

高硅酸性氧化性球团矿化学成分为：TFe59.57％，SiO₂ 8.39％，CaO0.88％，TiO₂2.338％，S 0.008％，Al₂O₃ 2.46％，MnO 0.047％，MgO 0.460％，FeO0.75％，抗压强度2180N/个，平均粒度11mm；所述钒钛球团矿化学成分为：TFe53.57％，SiO₂ 4.40％，CaO1.15％，TiO₂ 10.00％，S 0.114％，Al₂O₃2.56％，MnO 0.18％，MgO 1.47％，FeO0.58％，抗压强度2000N/个，平均粒度13mm。

天然块矿化学成分为：TFe64.20％，SiO₂ 5.51％，S 0.013％，Al₂O₃ 1.64％，MnO0.026％。

焦炭成分为：H₂O5.63％，C 84.23％，Ash 14.420％，S0.61％，CRI 28.6％，CSR62.8％。

喷吹煤粉成分为：H₂O0.94％，C78.98％，Ash 11.98％，V7.62％，S 0.61％，细度(-200目)67％。

B、在下列条件下进行冶炼：热风压力为0.0.303MPa，顶压0.152MPa，热风温度为1190℃，入炉风量为2584m³/min，氧气含量为6626m³/h，煤粉喷吹量为142kg/t铁。

C、冶炼过程中，矿石批重30.4吨，焦炭负荷4.23，渣比439kg/t，生铁含Si量3.05％，炉渣中镁铝比0.688倍、炉渣碱度1.125倍、渣中氧化钛含量3.753％、渣中氧化镁含量8.15％、炉顶温度179℃；控制风温1190℃、富氧率3.36％、透气性指数17182m³/(min.MPa)、理论燃烧温度2376℃、鼓风动能9590kg.m/S、边缘煤气流分布指数Wt0.64、中心煤气流分布指数Z 2.30。

D、按常规炉门深度出铁，次数(17次～18次/日)，得低硅低硫合格生铁。生铁成分：含Si量0.315％、σ_【Si】0.1530、含S量0.027％、含Mn量0.833％，物理热1472℃；炉渣w(S)0.953％、MnO含量1.205％，入炉硫负荷4.06kg/t，脱硫率94.06％，渣铁热量充沛，流动性良好。

E、入炉品位54.89％，高炉利用系数3.0506t/(m³.d)；相对置换比定为1.000，综合燃料比559.480kg/t，炉况稳定顺行。

如表1-2所示，以上实施例表明，相比较于基准指标，冶炼方向特征为：随着品位的降低，渣量增加，理论燃烧温度增加，生铁含Si量显著降低、稳定性显著增加，同时炉渣碱度下降；利用系数明显增加；喷煤置换比显著增加，燃料比按照品位-指标关系呈现下降趋势。同时，随着生铁含Si量及炉渣碱度下降，脱硫率保持在较高水平。

表1对比例与实施例1～3的主要指标情况

表2对比例与实施例1～3渣铁的主要成分情况

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于高理论燃烧温度低燃料比的高炉冶炼方法，其特征在于：经过下列步骤：

步骤（1）、原料准备

准备下列质量比的矿石：

平均粒度为20~30mm的高碱度烧结矿60～68%、平均粒度为5~8mm的小粒度高碱度烧结矿0~5%、高硅酸性氧化性球团矿或钒钛球团矿25～36%、天然块矿0～6%，上述矿种总和为100%；

其中：

所述高碱度烧结矿和小粒度高碱度烧结矿的成分均为：TFe 52.0～53.0%，SiO₂ 5.0～6.0%，CaO 11.5～13.0%，MgO 2.70～3.10%，TiO₂ 0.30~2.00%，S 0.050～0.070%，Al₂O₃2.00～2.20%，MnO0.45～1.00%，FeO7.50~8.0%；高碱烧结矿ISO转鼓指数 80.0~82.0%；

所述高硅酸性氧化性球团矿的成分为：TFe 61.0～61.3%，SiO₂ 7.0~7.8%，CaO 0.65～0.85%，TiO₂ 1.40~1.90%，S 0.008～0.020%，Al₂O₃ 2.30～2.40%，MnO 0.05～0.15%，MgO0.20～1.30%，FeO0.60~0.90%，抗压强度>2000N/个，平均粒度 9~16mm；

所述钒钛球团矿成分为：TFe 53.40~53.80%，SiO₂ 4.40~5.00%，CaO 1.00~1.20%，TiO₂9.60~10.30%，S 0.008～0.150%，Al₂O₃ 2.50~2.60%，MnO 0.15～0.20%，MgO 1.40~2.0%，FeO1.50~2.10%，抗压强度>1800N/个，平均粒度 10~16mm；

步骤（2）、冶炼

将焦炭与矿石按1:4.05~1:4.20的质量比送入高炉中，控制冶炼条件为：热风压力为0.30～0.33MPa，顶压0.155~0.165MPa，热风温度为1200～1250℃，入炉风量为2550～2650m³/min，氧气含量为8000～12000 m³/h，煤粉喷吹量为120～145kg/t铁；

步骤（3）、获得低硅低硫合格生铁

按常规出渣、出铁次数，得低硅低硫合格生铁。

2.根据权利要求1所述的基于高理论燃烧温度低燃料比的高炉冶炼方法，其特征在于：步骤（2）的冶炼过程中，控制：渣比430~510kg/t，生铁含Si量0.200~0.330%，炉渣中镁铝比0.70~0.85、炉渣碱度1.08~1.13、渣中氧化钛含量3.90%~17.0%、渣中氧化镁含量8.00%~10.0%、炉顶温度150~200℃；风温1200~1250℃、富氧率3.5~5.2%、透气性指数16000~17500m³/(min.MPa)、理论燃烧温度2450~2550℃、鼓风动能9800~12000kg.m/S、边缘煤气流分布指数Wt 0.60~0.75、中心煤气流分布指数Z 2.00~2.30，相对置换比1.00~1.35。

3.根据权利要求1所述的基于高理论燃烧温度低燃料比的高炉冶炼方法，其特征在于：所述天然块矿成分为：TFe 60.3~64.0%，SiO₂ 4.50~5.80%，S 0.020～0.050%，Al₂O₃ 1.60~1.70%，MnO 0.02~1.15%；粒径为20mm~40mm。

4.根据权利要求1所述的基于高理论燃烧温度低燃料比的高炉冶炼方法，其特征在于：所述焦炭成分为：H₂O4.20~5.0%，C 84.0～85.0%， Ash 13.5～14.0%，S 0.60~0.65%，CRI27.0~29.0%，CSR 63.0~64.0%。

5.根据权利要求1所述的基于高理论燃烧温度低燃料比的高炉冶炼方法，其特征在于：所述喷吹煤粉成分为：H₂O1.10~1.50%，C 76~78%， Ash 12.5~13.5%，V9.50~10.0%，S 0.60~0.65%，-200目细度66~68%。