CN112575132B - 一种高比例球团矿的高炉冶炼方法 - Google Patents

一种高比例球团矿的高炉冶炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高比例球团矿的高炉冶炼方法，所述方法包括如下步骤，将铁矿原料与焦炭进行高炉布料，获得高炉炉料；所述高炉布料时，粒径为5‑13mm的烧结矿和球团矿混合后进行布料，布料圈数为：9档位的布料圈数为2‑4圈，5档位的布料圈数为1‑2圈，8档位的布料圈数＜9档位的布料圈数，6档位和7档位的布料圈数均＜8档位的布料圈数；粒度为13‑60mm的烧结矿布料圈数为：9档位和8档位的布料圈数均为2‑4圈，且9档位的布料圈数＞8档位的布料圈数；向所述高炉炉料下部吹入氧质量分数＜3％的热风，进行还原冶炼，获得铁水和高炉渣。采用本发明的方法，高炉炉料软化开始温度为1232‑1261℃，软化温度区间为90‑98℃，滴落温度超过1515℃，软熔性能良好，高炉炉料透气性好。

Description

一种高比例球团矿的高炉冶炼方法
技术领域
本发明属于高炉炼铁技术领域，尤其涉及一种高比例球团矿的高炉冶炼方法。
背景技术
高炉使用的含铁炉料主要有烧结矿、球团矿及天然块矿。烧结矿、球团矿是铁矿粉经过高温加工后获得的人造富矿，它们在高炉含铁炉料中所占的比例称之为“熟料比”。随着环保要求的提高，高炉被要求在特殊情况下提高球团矿的用量。提高球团矿的使用比例会降低污染物排放，降低对烧结烟气治理费用烧结生产会产生大量的SO2、NOX、二噁英、粉尘等有害物质。球团生产废气源量排放比烧结生产烟气量低一半，球团生产废气中含有二噁英、CO2和SO2，NXO等比烧结生产少，环保治理简单容易。因此，高炉采用高比例球团的冶炼对环保是有益的。高球团配比的高炉冶炼，由于球团矿有还原膨胀和粉化问题，其还原性低，开始软化温度降低，软化温度区间变大，会降低炉料的软熔滴落性能，造成高炉透气性差，导致高炉煤气利用低，燃耗升高，高炉炉况失常。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种高比例球团矿的高炉冶炼方法，提高高炉炉料的软熔性能，透气性好，高炉顺行。
本发明提供了一种高比例球团矿的高炉冶炼方法，所述方法包括如下步骤，
将铁矿原料与焦炭进行高炉布料，获得高炉炉料；
所述铁矿原料包括质量分数为13-23％的球团矿和粒径为5-60mm的烧结矿；
所述高炉布料时，粒径为5-13mm的烧结矿和球团矿混合后进行布料，布料圈数为：9档位的布料圈数为2-4圈，5档位的布料圈数为1-2圈，8档位的布料圈数＜9档位的布料圈数，6档位和7档位的布料圈数均＜8档位的布料圈数；粒度为13-60mm的烧结矿布料圈数为：9档位和8档位的布料圈数均为2-4圈，且9档位的布料圈数＞8档位的布料圈数；
向所述高炉炉料下部吹入氧质量分数＜3％的热风，进行还原冶炼，获得铁水和高炉渣。
进一步地，所述烧结矿和所述球团矿的布料角度为：9档位46-47.5度，8档位47.5-45.5度，7档位45.5.5-43.5度，6档位43.5-40.5度，5档位40.5-36.5度。
进一步地，所述焦炭布料圈数为：9档位的布料圈数为2-4圈，9档位的布料圈数＞8档位的布料圈数，5、6和7档位的布料圈数均＜8档位的布料圈数；所述焦炭的布料角度如下：9档位46-47.5度，8档位47.5-45.5度，7档位45.5.5-43.5度，6档位43.5-40.5度，5档位40.5-36.5度，2档位11-13度，1档位9-11度。
进一步地,所述铁矿原料还包括质量分数为15-17％的块矿，所述烧结矿的质量分数为53-70％。
进一步地，所述烧结矿由如下质量分数的组分组成：SiO2：5-7％，Al2O3:1-3％，CaO：9-11％，MgO：0.5-2.5％，TFe：56-58％，FeO：8-10％，其余为不可避免的杂质；所述球团矿由如下质量分数的组分组成：SiO2：5-7％，Al2O3:0.5-2.5％，CaO：0-2％，MgO：0-2％，TFe：62-64％，FeO：0-2％，其余为不可避免的杂质，所述球团矿的粒径为10-25mm，所述球团矿的碱度为0.4-0.6，所述球团矿的软化开始温度＞1210℃，所述球团矿的软熔滴落温度＞1490℃；所述块矿包括如下质量分数的组分：TFe：55-65％，FeO：0-3％。
进一步地，所述烧结矿的碱度为1.8-2.0。
进一步地，所述烧结矿的碱度采用R＝R0+a*(b-13)计算获得，其中，R表示烧结矿的碱度，R0为1.8-1.9，a为0.01-0.02，b表示所述铁矿原料中球团矿的质量分数。
进一步地，所述粒径为5-13mm的烧结矿和球团矿的混合方法如下：先将粒度为5-13mm烧结矿以0.4-0.7t/s的速率排入布料溜槽中，时间为50-70s，然后将球团矿以0.1-0.3t/s的速率排入布料溜槽中，时间为50-150s，再将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.4-0.7t/s的速率排入布料溜槽中，时间为78-137s，以实现烧结矿和球团矿的混合。
进一步地，所述高炉布料过程中，进行石灰布料，所述石灰的加入质量采用M＝c*(d-a)计算获得，其中，M表示所述碱性炉料的加入质量，c为10-15，d为所述铁矿原料中球团矿的质量分数，a为10-14。
进一步地，所述热风温度为1180-1220℃。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明提供了一种高比例球团矿的高炉冶炼方法，通过控制烧结矿和球团矿的布料制度，使小粒径的烧结矿与球团矿混合后再进行布料，可以加速球团的布料，避免球团单独布料由于其易滚动导致的向高炉中心或者边缘扎堆聚集，影响气流分布异常的问题,使高炉炉料边缘和中心疏松，透气性好，使中心气流和边缘气流都得到了发展，从而使高比例的球团矿仍然可以具有稳定的高炉冶炼炉况；将小粒径的烧结矿与球团矿混合后进行布料，可以增加球团矿和烧结矿的接触面积，球团矿中的含铁料与烧结矿的溶剂二氧化硅在高温下发生了高温交互化学反应，这种高温交互反应使炉料开始软化温度升高，软化温度区间缩小，那么高炉炉料的高温反应性就越强，炉料的软化温度越高，从而提高了高炉炉料的软熔特征。采用本发明的方法，高炉炉料软化开始温度为1232-1261℃，软化结束温度为1324-1352℃，软化温度区间为90-98℃，滴落温度超过1515℃，软熔性能良好。高炉渣碱度为1.25-1.49，粘度为0.18-0.37Pa·s，高炉渣具有良好的流动性，高炉炉料透气性良好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例的一种高比例球团矿的高炉冶炼方法的工艺图；
图2为本发明实施例的排料示意图；
图3为本发明的布料结构示意图。
图2-3中,1-熟料排放闸；2-生料排放闸；3-熟料料槽；4-生料料槽；5-运输皮带；6-9号角位；7-1号角位。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本发明实施例提供了一种高比例球团矿的高炉冶炼方法，结合图1，所述方法包括如下步骤，
S1，将铁矿原料与焦炭进行高炉布料，获得高炉炉料；
所述铁矿原料包括质量分数为13-23％的球团矿和粒径为5-50mm的烧结矿；
所述高炉布料时，粒径为5-13mm的烧结矿和球团矿混合后进行布料，布料圈数为：9档位的布料圈数为2-4圈，5档位的布料圈数为1-2圈，8档位的布料圈数＜9档位的布料圈数，6档位和7档位的布料圈数均＜8档位的布料圈数；粒度为13-50mm的烧结矿布料圈数为：9档位和8档位的布料圈数均为2-4圈，且9档位的布料圈数＞8档位的布料圈数；
S2，向所述高炉炉料下部吹入氧质量分数＜3％的热风，进行还原冶炼，获得铁水和高炉渣。
本发明在低富氧条件下，可以使高炉顶压降低0.05-0.01MPa，从而可以保证高炉气流的通畅，高炉的热负荷水平维持在80000-110000MJ/h水平，使高炉顺行，运行良好；通过控制烧结矿和球团矿的布料制度，使小粒径的烧结矿与球团矿混合后再进行布料，可以加速球团的布料，避免球团单独布料由于其易滚动导致的向高炉中心或者边缘扎堆聚集，影响气流分布异常的问题,使高炉炉料边缘和中心疏松，透气性好，使中心气流和边缘气流都得到了发展，从而使高比例的球团矿仍然可以具有稳定的高炉冶炼炉况；将小粒径的烧结矿与球团矿混合后进行布料，可以增加球团矿和烧结矿的接触面积，球团矿中的含铁料与烧结矿的溶剂二氧化硅在高温下发生了高温交互化学反应，这种高温交互反应使炉料开始软化温度升高，软化温度区间缩小，那么高炉炉料的高温反应性就越强，炉料的软化温度越高，从而提高了高炉炉料的软熔特征。在实际操作中，高炉风口堵起1/8向高炉料吹入热风。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述烧结矿和所述球团矿的布料角度为：9档位46-47.5度，8档位47.5-45.5度，7档位45.5.5-43.5度，6档位43.5-40.5度，5档位40.5-36.5度。
本发明中高炉布料采用布料溜槽进行，布料角度为布料溜槽的角度，布料溜槽的角度即溜槽与高炉竖直中心线之间所夹锐角。通过控制烧结矿和球团矿的布料角度使球团矿避免布料至高炉边缘和中心，以保证中心和边缘两股煤气流分布。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述焦炭布料圈数为：9档位的布料圈数为2-4圈，9档位的布料圈数＞8档位的布料圈数，5、6和7档位的布料圈数均＜8档位的布料圈数；所述焦炭的布料角度如下：9档位46-47.5度，8档位47.5-45.5度，7档位45.5.5-43.5度，6档位43.5-40.5度，5档位40.5-36.5度，2档位11-13度，1档位9-11度。控制焦炭的布料圈数和布料角度是为了均匀合适的在高炉周向分布焦炭，让矿石实现充分与焦炭进行还原，利于最大效率的高效生产。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述烧结矿由如下质量分数的组分组成：SiO2：5-7％，Al2O3:1-3％，CaO：9-11％，MgO：0.5-2.5％，TFe：56-58％，FeO：8-10％，其余为不可避免的杂质；所述球团矿由如下质量分数的组分组成：SiO2：5-7％，Al2O3:0.5-2.5％，CaO：0-2％，MgO：0-2％，TFe：62-64％，FeO：0-2％，其余为不可避免的杂质，所述球团矿的粒径为10-25mm，所述球团矿的碱度为0.4-0.6，所述球团矿的软化开始温度＞1210℃，所述球团矿的软熔滴落温度＞1490℃；所述块矿包括如下质量分数的组分：TFe：55-65％，FeO：0-3％。
控制球团矿的软化开始温度＞1210℃，从而保证使入炉的综合炉料的软化开始温度>1200℃。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述铁矿原料还包括质量分数为15-17％的块矿，所述烧结矿的质量分数为53-70％。控制铁矿原料中烧结矿的质量分数，使其可以和球团矿发生高温交互反应，提高炉料的软熔性能。烧结矿的质量分数过大，则高炉炉料的使用成本过高，且高炉炉料的透气性较低，导致高炉炉料的软化开始温度偏高，不利于高炉内部煤气的间接还原。烧结矿的质量分数过小，则会导致高炉炉料的软化开始温度偏低，且高炉内部气流分布不均匀。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述烧结矿的碱度为1.8-2.0。
本发明中烧结矿的碱度是指烧结矿中氧化钙的质量分数与二氧化硅的质量分数的比值。烧结矿的碱度过高，则会导致高炉炉渣的碱度过高，造成高炉渣粘度大，不利于高炉出铁，从而导致高炉憋炉，炉况失常。烧结矿的碱度过低，会影响烧结工序的生产效率，烧结矿产量少，影响生产效率。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述烧结矿的碱度采用R＝R0+a*(b-13)计算获得，其中，R表示烧结矿的碱度，，R0为1.8-1.9，a为0.01-0.02，b表示所述铁矿原料中球团矿的质量分数，单位为％。采用上述的公式计算的烧结矿的碱度可以保证高炉终渣的碱度，保证其具有良好的流动性，从而使高炉炉料透气性良好，高炉顺行。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述粒径为5-13mm的烧结矿和球团矿的混合方法如下：先将粒度为5-13mm烧结矿以0.4-0.7t/s的速率排入布料溜槽中，时间为50-70s，然后将球团矿以0.1-0.3t/s的速率排入布料溜槽中，时间为50-150s，再将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.4-0.7t/s的速率排入布料溜槽中，时间为78-137s，以实现烧结矿和球团矿的混合。在布料时，也可以将块矿与5-13mm的烧结矿、球团矿同时混合后进行布料。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述高炉布料过程中，进行石灰布料，所述石灰的加入质量采用M＝c*(d-a)计算获得，其中，M表示所述碱性炉料的加入质量，c为10-15，d为所述铁矿原料中球团矿的质量分数，单位是％，a为10-14，单位为％。控制加入石灰的质量，可以保证高炉终渣的碱度为1.1-1.2，从而使终渣具有良好的流动性，高炉炉料透气性良好，具有良好的软熔性能，保证高炉的生产顺行。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述热风温度为1180-1220℃。
在球团矿布料时,具体操作可按如下进行:结合图2-3,将球团矿置于熟料料槽3中,烧结矿置于生料料槽4中,首先开启生料排放闸2,放料50-70s后,再开启熟料排放闸1,以备料的时间差来保证球团矿布置在料流的中间。图3为布料结构示意图,1号角位7位于高炉中心,9号角位6远离高炉中心。
下面将结合实施例、对比例及实验数据对本发明的一种高比例球团矿的高炉冶炼方法进行详细说明。
实施例1
实施例1提供了一种高比例球团矿的高炉冶炼方法，步骤包括：
(1)排料：粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合方法如下：先将粒度为5-13mm烧结矿和块矿以0.5t/s的速率排入布料溜槽中，时间为50s，然后将球团矿以0.1t/s的速率排入布料溜槽中，时间为140s，再将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.4t/s的速率排入布料溜槽中，时间为137s，以实现烧结矿、球团矿和块矿这些铁矿原料的混合。其中，铁矿原料由质量分数为13-23％的球团矿、质量分数为53-70％的烧结矿以及质量分数为15-17％的块矿组成，具体参见表1；
(2)布料：将上述的铁矿原料、焦炭和石灰进行高炉布料，获得高炉炉料；
高炉布料时，粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合后按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为4,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位46.5度，8档位45.5度，7档位44.7度，6档位42.5度，5档位36.9度，1档位10.2度。
粒度为13-50mm的烧结矿按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为4,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为：9档位46.5度，8档位45.5度，7档位44.7度，6档位42.5度，5档位36.9度。
焦炭按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,3,2,2,2,0,0,0,3，角度分别为：
9档位46度，8档位45度，7档位44度，6档位42.5度，5档位36.9度，1档位10.2度。
石灰的加入日用质量为30t，按下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为4,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为9档位46.5度，8档位45.5度，7档位44.7度，6档位42.5度，5档位36.9度；
其中，铁矿原料和焦炭之间的质量比值为7:2。
(3)向所述高炉炉料下部吹入温度为1180℃，氧质量分数＜3％的热风，进行还原冶炼，获得铁水和高炉渣，高炉渣的碱度如表2所示。
实施例2
(1)排料：粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合方法如下：先将粒度为5-13mm烧结矿和块矿以0.4t/s的速率排入布料溜槽中，时间为50s，然后将球团矿以0.1t/s的速率排入布料溜槽中，时间为140s，再将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.4t/s的速率排入布料溜槽中，时间为137s，以实现烧结矿、球团矿和块矿这些铁矿原料的混合。其中，铁矿原料由质量分数为13-23％的球团矿、质量分数为53-70％的烧结矿以及质量分数为15-17％的块矿组成，具体参见表1；
(2)布料：将上述的铁矿原料、焦炭和石灰进行高炉布料，获得高炉炉料；
高炉布料时，粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合后按照下述进行布料：、
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为4,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位46.5度，8档位45.5度，7档位44.7度，6档位42.5度，5档位36.9度，1档位10.2度。
粒度为13-60mm的烧结矿按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为4,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位46.5度，8档位45.5度，7档位44.7度，6档位42.5度，5档位36.9度。
焦炭按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,3,2,2,2,0,0,0,3，角度分别为:9档位46度，8档位45度，7档位44度，6档位42.5度，5档位36.9度，1档位10.2度。
石灰的加入日用质量为60t，按下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为4,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为9档位46.5度，8档位45.5度，7档位44.7度，6档位42.5度，5档位36.9度。
其中，铁矿原料和焦炭之间的质量比值为7:2。
(3)向所述高炉炉料下部吹入温度为1180℃，氧质量分数＜3％的热风，进行还原冶炼，获得铁水和高炉渣，高炉渣的碱度如表2所示。
实施例3
(1)排料：粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合方法如下：先将粒度为5-13mm烧结矿和块矿以0.7t/s的速率排入布料溜槽中，时间为50s，然后将球团矿以0.1t/s的速率排入布料溜槽中，时间为140s，再将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.4t/s的速率排入布料溜槽中，时间为137s，以实现烧结矿、球团矿和块矿这些铁矿原料的混合。其中，铁矿原料由质量分数为13-23％的球团矿、质量分数为53-70％的烧结矿以及质量分数为15-17％的块矿组成，具体参见表1；
(2)布料：将上述的铁矿原料、焦炭和石灰进行高炉布料，获得高炉炉料；
高炉布料时，粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合后按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为4,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位46.5度，8档位45.5度，7档位44.7度，6档位42.5度，5档位36.9度，1档位10.2度。
粒度为13-60mm的烧结矿按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为4,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位46.5度，8档位45.5度，7档位44.7度，6档位42.5度，5档位36.9度。
焦炭按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,3,2,2,2,0,0,0,3，角度分别为:9档位46度，8档位45度，7档位44度，6档位42.5度，5档位36.9度，1档位10.2度。
石灰的加入日用质量为60t，按下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为4,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为9档位46.5度，8档位45.5度，7档位44.7度，6档位42.5度，5档位36.9度。
其中，铁矿原料和焦炭之间的质量比值为7:2。
(3)向所述高炉炉料下部吹入温度为1180℃，氧质量分数＜3％的热风，进行还原冶炼，获得铁水和高炉渣，高炉渣的碱度如表2所示。
实施例4
(1)排料：粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合方法如下：先将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.6t/s的速率排入布料溜槽中，时间为50s，然后将球团矿以0.1t/s的速率排入布料溜槽中，时间为140s，再将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.4t/s的速率排入布料溜槽中，时间为137s，以实现烧结矿、球团矿和块矿这些铁矿原料的混合。其中，铁矿原料由质量分数为13-23％的球团矿、质量分数为53-70％的烧结矿以及质量分数为15-17％的块矿组成，具体参见表1；
(2)布料：将上述的铁矿原料、焦炭和石灰进行高炉布料，获得高炉炉料；
高炉布料时，粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合后按照下述进行布料：、
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位46.5度，8档位45.5度，7档位44.7度，6档位42.5度，5档位36.9度，1档位10.2度。
粒度为13-60mm的烧结矿按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位46.5度，8档位45.5度，7档位44.7度，6档位42.5度，5档位36.9度。
焦炭按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,3,2,2,3,0,0,0,3，角度分别为:9档位46度，8档位45度，7档位44度，6档位42.5度，5档位36.9度，1档位10.2度。
石灰的加入日用质量为90t，按下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为9档位46.5度，8档位45.5度，7档位44.7度，6档位42.5度，5档位36.9度。
其中，铁矿原料和焦炭之间的质量比值为7:2。
(3)向所述高炉炉料下部吹入温度为1180℃，氧质量分数＜3％的热风，进行还原冶炼，获得铁水和高炉渣，高炉渣的碱度如表2所示。
实施例5
(1)排料：粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合方法如下：先将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.4t/s的速率排入布料溜槽中，时间为50s，然后将球团矿以0.1t/s的速率排入布料溜槽中，时间为140s，再将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.4t/s的速率排入布料溜槽中，时间为137s s，以实现烧结矿、球团矿和块矿这些铁矿原料的混合。其中，铁矿原料由质量分数为13-23％的球团矿、质量分数为53-70％的烧结矿以及质量分数为15-17％的块矿组成，具体参见表1；
(2)布料：将上述的铁矿原料、焦炭和石灰进行高炉布料，获得高炉炉料；
高炉布料时，粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合后按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位47度，8档位46度，7档位44.7度，6档位41.5度，5档位37度，1档位10.2度。
粒度为13-60mm的烧结矿按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位47度，8档位46度，7档位44.7度，6档位41.5度，5档位37度。
焦炭按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,3,2,2,3,0,0,0,3，角度分别为:9档位46度，8档位45度，7档位44度，6档位42.5度，5档位36.9度，1档位10.2度。
石灰的加入日用质量为120t，按下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为9档位47度，8档位46度，7档位44.7度，6档位41.5度，5档位37度。
其中，铁矿原料和焦炭之间的质量比值为7:2。
(3)向所述高炉炉料下部吹入温度为1180℃，氧质量分数＜3％的热风，进行还原冶炼，获得铁水和高炉渣，高炉渣的碱度如表2所示。
实施例6
(1)排料：粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合方法如下：先将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.7t/s的速率排入布料溜槽中，时间为50s，然后将球团矿以0.1t/s的速率排入布料溜槽中，时间为140s，再将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.4t/s的速率排入布料溜槽中，时间为137s，以实现烧结矿、球团矿和块矿这些铁矿原料的混合。其中，铁矿原料由质量分数为13-23％的球团矿、质量分数为53-70％的烧结矿以及质量分数为15-17％的块矿组成，具体参见表1；
(2)布料：将上述的铁矿原料、焦炭和石灰进行高炉布料，获得高炉炉料；
高炉布料时，粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合后按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位47度，8档位46度，7档位44.7度，6档位41.5度，5档位37度，1档位10.7度。
粒度为13-60mm的烧结矿按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位47度，8档位46度，7档位44.7度，6档位41.5度，5档位37度。
焦炭按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,3,2,2,3,0,0,0,4，角度分别为:9档位46.5度，8档位45.5度，7档位44.5度，6档位42.5度，5档位36.9度，1档位10.7度。
石灰的加入日用质量为150t，按下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为9档位47度，8档位46度，7档位44.7度，6档位41.5度，5档位37度。
其中，铁矿原料和焦炭之间的质量比值为7:2。
(3)向所述高炉炉料下部吹入温度为1180℃，氧质量分数＜3％的热风，进行还原冶炼，获得铁水和高炉渣，高炉渣的碱度如表2所示。
实施例7
(1)排料：粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合方法如下：先将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.4-0.7t/s的速率排入布料溜槽中，时间为50s，然后将球团矿以0.1t/s的速率排入布料溜槽中，时间为140s，再将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.4t/s的速率排入布料溜槽中，时间为137s s，以实现烧结矿、球团矿和块矿这些铁矿原料的混合。其中，铁矿原料由质量分数为13-23％的球团矿、质量分数为53-70％的烧结矿以及质量分数为15-17％的块矿组成，具体参见表1；
(2)布料：将上述的铁矿原料、焦炭和石灰进行高炉布料，获得高炉炉料；
高炉布料时，粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合后按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位47.5度，8档位46度，7档位44.7度，6档位43.5度，5档位37度，1档位10.7度。
粒度为13-60mm的烧结矿按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位47.5度，8档位46度，7档位44.7度，6档位43.5度，5档位37度。
焦炭按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为2,3,3,2,3,0,0,0,4，角度分别为:9档位46.5度，8档位45.5度，7档位44.5度，6档位42.5度，5档位36.9度，1档位10.7度。
石灰的加入日用质量为180t，按下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位47.5度，8档位46度，7档位44.7度，6档位43.5度，5档位37度。
其中，铁矿原料和焦炭之间的质量比值为7:2。
(3)向所述高炉炉料下部吹入温度为1180℃，氧质量分数＜3％的热风，进行还原冶炼，获得铁水和高炉渣，高炉渣的碱度如表2所示。
实施例8
(1)排料：粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合方法如下：先将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.7t/s的速率排入布料溜槽中，时间为50s，然后将球团矿以0.1t/s的速率排入布料溜槽中，时间为140s，再将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.4t/s的速率排入布料溜槽中，时间为137s s，以实现烧结矿、球团矿和块矿这些铁矿原料的混合。其中，铁矿原料由质量分数为13-23％的球团矿、质量分数为53-70％的烧结矿以及质量分数为15-17％的块矿组成，具体参见表1；
(2)布料：将上述的铁矿原料、焦炭和石灰进行高炉布料，获得高炉炉料；
高炉布料时，粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合后按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位47.5度，8档位46度，7档位44.7度，6档位43.5度，5档位37度，1档位10.7度。
粒度为13-60mm的烧结矿按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位47.5度，8档位46度，7档位44.7度，6档位43.5度，5档位37度。
焦炭按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为2,3,3,2,3,0,0,0,4，角度分别为:9档位46.5度，8档位45.5度，7档位44.5度，6档位42.5度，5档位36.9度，1档位10.7度。
石灰的加入日用质量为210t，按下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为3,4,3,2,2,0,0,0,0，角度分别为:9档位47.5度，8档位46度，7档位44.7度，6档位43.5度，5档位37度。
其中，铁矿原料和焦炭之间的质量比值为7:2。
(3)向所述高炉炉料下部吹入温度为1180℃，氧质量分数＜3％的热风，进行还原冶炼，获得铁水和高炉渣，高炉渣的碱度如表2所示。
对比例1
对比例1以实施例8为参照，与实施例8不同的是：
高炉布料时，粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合后按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为5,6,3,2,3,0,0,0,0。
粒度为13-60mm的烧结矿按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为5,6,3,2,2,0,0,0,0。
其余与实施例8相同。
对比例2
对比例2以实施例8为参照，与实施例8不同的是：
高炉布料时，粒度为5-13mm的烧结矿、球团矿和块矿混合后按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为1,2,3,3,3,0,0,0,0。
粒度为13-60mm的烧结矿按照下述进行布料：
档位9、8、7、6、5、4、3、2、1的布料圈数分别为1,2,3,2,2,0,0,0,0。
其余与实施例8相同。
表1
Figure GDA0002931130670000121
表2
Figure GDA0002931130670000131
在实施例1-8以及对比例1-2的还原冶炼期间进行炉料软熔性能检测，结果如表2所示。由表2中的数据可知，采用实施例1-8的高炉冶炼方法，高炉炉料的软化开始温度为1232-1261℃，软化结束温度为1324-1352℃，软化温度区间为90-98℃，滴落温度超过1515℃，软熔性能良好。高炉渣碱度为1.25-1.49，粘度为0.18-0.37Pa·s，高炉渣具有良好的流动性，高炉炉料透气性良好。采用对比例1-2的高炉冶炼方法，高炉炉料的软化开始温度为1218-1220℃，软化结束温度为1343-1346℃，软化温度区间为123-128℃，滴落温度为1515℃，软化区间大，透气性差；高炉炉渣碱度为1.24-1.26，粘度为0.17-0.18Pa·s。
本发明在低富氧条件下，可以使高炉顶压降低0.05-0.01MPa，从而可以保证高炉气流的通畅，高炉的热负荷水平维持在80000-110000MJ/h水平，使高炉顺行，运行良好；通过控制烧结矿和球团矿的布料制度，使小粒径的烧结矿与球团矿混合后再进行布料，可以加速球团的布料，避免球团单独布料由于其易滚动导致的向高炉中心或者边缘扎堆聚集，影响气流分布异常的问题,使高炉炉料边缘和中心疏松，透气性好，使中心气流和边缘气流都得到了发展，从而使高比例的球团矿仍然可以具有稳定的高炉冶炼炉况；将小粒径的烧结矿与球团矿混合后进行布料，可以增加球团矿和烧结矿的接触面积，球团矿中的含铁料与烧结矿的溶剂二氧化硅在高温下发生了高温交互化学反应，这种高温交互反应使炉料开始软化温度升高，软化温度区间缩小，那么高炉炉料的高温反应性就越强，炉料的软化温度越高，从而提高了高炉炉料的软熔特征。采用本发明的方法，高炉炉料软化开始温度为1232-1261℃，软化结束温度为1324-1352℃，软化温度区间为90-98℃，滴落温度超过1515℃，软熔性能良好。高炉渣碱度为1.25-1.49，粘度为0.18-0.37Pa·s，高炉渣具有良好的流动性，高炉炉料透气性良好。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种高比例球团矿的高炉冶炼方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤，
将铁矿原料与焦炭进行高炉布料，获得高炉炉料；
所述铁矿原料包括球团矿和粒径为5-60mm的烧结矿，其中，球团矿的质量分数为13-23％；
所述高炉布料时，粒径为5-13mm的烧结矿和球团矿混合后进行布料，布料圈数为：9档位的布料圈数为2-4圈，5档位的布料圈数为1-2圈，8档位的布料圈数＜9档位的布料圈数，6档位和7档位的布料圈数均＜8档位的布料圈数；粒度为13-60mm的烧结矿布料圈数为：9档位和8档位的布料圈数均为2-4圈，且9档位的布料圈数＞8档位的布料圈数；所述烧结矿和所述球团矿的布料角度为：9档位46-47.5度，8档位47.5-45.5度，7档位45.5.5-43.5度，6档位43.5-40.5度，5档位40.5-36.5度；所述焦炭布料圈数为：9档位的布料圈数为2-4圈，9档位的布料圈数＞8档位的布料圈数，5、6和7档位的布料圈数均＜8档位的布料圈数；所述焦炭的布料角度如下：9档位46-47.5度，8档位47.5-45.5度，7档位45.5.5-43.5度，6档位43.5-40.5度，5档位40.5-36.5度，2档位11-13度，1档位9-11度；
向所述高炉炉料下部吹入氧质量分数＜3％的热风，进行还原冶炼，获得铁水和高炉渣。
2.根据权利要求1所述的一种高比例球团矿的高炉冶炼方法,其特征在于,所述铁矿原料还包括质量分数为15-17％的块矿，所述烧结矿的质量分数为53-70％。
3.根据权利要求2所述的一种高比例球团矿的高炉冶炼方法，其特征在于，所述烧结矿由如下质量分数的组分组成：SiO2：5-7％，Al2O3:1-3％，CaO：9-11％，MgO：0.5-2.5％，TFe：56-58％，FeO：8-10％，其余为不可避免的杂质；所述球团矿由如下质量分数的组分组成：SiO2：5-7％，Al2O3:0.5-2.5％，CaO：0-2％，MgO：0-2％，TFe：62-64％，FeO：0-2％，其余为不可避免的杂质，所述球团矿的粒径为10-25mm，所述球团矿的碱度为0.4-0.6，所述球团矿的软化开始温度＞1210℃，所述球团矿的软熔滴落温度＞1490℃；所述块矿包括如下质量分数的组分：TFe：55-65％，FeO：0-3％。
4.根据权利要求1所述的一种高比例球团矿的高炉冶炼方法，其特征在于，所述烧结矿的碱度为1.8-2.0。
5.根据权利要求1所述的一种高比例球团矿的高炉冶炼方法，其特征在于，所述烧结矿的碱度采用R＝R0+a*(b-13)计算获得，其中，R表示烧结矿的碱度，R0为1.8-1.9，a为0.01-0.02，b表示所述铁矿原料中球团矿的质量分数。
6.根据权利要求1所述的一种高比例球团矿的高炉冶炼方法，其特征在于，所述粒径为5-13mm的烧结矿和球团矿的混合方法如下：先将粒度为5-13mm烧结矿以0.4-0.7t/s的速率排入布料溜槽中，时间为50-70s，然后将球团矿以0.1-0.3t/s的速率排入布料溜槽中，时间为50-150s，再将粒度为5-13mm烧结矿或者块矿以0.4-0.7t/s的速率排入布料溜槽中，时间为78-137s，以实现烧结矿和球团矿的混合。
7.根据权利要求1所述的一种高比例球团矿的高炉冶炼方法，其特征在于，所述高炉布料过程中，进行石灰布料，所述石灰的加入质量采用M＝c*(d-a)计算获得，其中，M表示碱性炉料的加入质量，单位为t，c为10-15，d为所述铁矿原料中球团矿的质量分数，a为10-14。
8.根据权利要求1所述的一种高比例球团矿的高炉冶炼方法，其特征在于，所述热风温度为1180-1220℃。
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