CN112921138A - 一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，S1、废钢预热。S2、高炉布料。S3、炉气处理：将钒钛高炉吹炼初期以及吹炼后期所得到的高温废气与转炉和/或焦炉产生的高温废气综合处理得到第一高温废气和第二高温废气。S31、第一高温废气经过气化炉富化后，再通入步骤S1的废钢预热炉中燃烧释放热量以供预热所述废钢。S32、第二高温废气回喷至钒钛高炉中用于冶炼含铁矿炉料。本发明通过预热废钢代替高成本的铁精矿降低全钒钛矿中的TiO₂含量，降低原料成本，改善冶炼炉况和铁水质量，节省能耗，提高了生产效率，满足高炉生产的需求的前提，通过其生产所产生的高温废气分别进行富化作为预热废钢原材料以及回喷至高炉用作还原性气体使用。

Description

一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金资源综合利用技术领域，尤其涉及一种添加预 热废钢的钒钛高炉冶炼方法。

背景技术

全钒钛矿高炉冶炼过程中会因为其TiO₂含量超过20％而导致炉渣粘 稠、泡沫渣、高铁损、铁水粘罐等现象，严重制约了全钒钛的高炉生产。 目前解决全钒钛矿高炉冶炼难题的主要办法是配加高品位的铁精粉或铬 铁矿等，以降低钒钛矿中的二氧化钛的含量。但铁精矿的成本高。

在高炉生产过程中，使用废钢至高炉生产上可以增产铁水，对于钒 钛高炉来说，废钢代替铁精粉，可以有效的降低铁水的生产成本。

但目前向高炉中加入冷钢，其熔点较高，吸热能力强，容易对块状 区的矿物的还原过程造成很大的影响，导致铁矿石(球团矿和烧结矿) 的中低温还原率低，软化温度明显升高，对炉缸产生了较大的生产压力， 容易导致炉料堆积，透气性下降，鼓风量及炉缸温度过高，能耗急剧上 升等问题。

目前高温废气，尤其指在碱性氧气炉(Basic Oxygen Furnace，BOF) 炼钢过程中，在吹炼初期氧枪下降(反应开始5min左右)和吹炼后期氧 枪上升(反应结束前5min左右)过程中产生的低热值转炉炉气，一般经 过点燃放散处理。由于炼钢吹炼过程中CO和CO₂的浓度变化较大，一 般取中间稳定段的转炉炉气进行连续回收，因此转炉废气的放散条件与转炉炉气的回收条件共同组成了整个炼钢吹炼过程，其放散过程一般也 认为是连续过程。其本身具备较高的物理热和一定的化学热，在目前钢 铁企业零放散绿色冶金的背景下，高温废气的直接放散造成了能源和资 源的巨大浪费，也是钢铁企业碳排放的主要来源之一，因此，将高温废 气进行资源化利用具有重要的经济效益和社会意义。

为了提高废钢的利用价值以及高温废气的有效利用，同时降低生产 成本和对国外铁精粉的依赖，特别设计了一种添加预热废钢的钒钛高炉 冶炼方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种添加预热废钢的 钒钛高炉冶炼方法，其解决了全钒钛高炉冶炼含钛高炉况易恶化、铁水 质量差、块状区还原粉化率低的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，方法包括下述步骤：

S1、废钢预热：将废钢在废钢预热炉中进行预热；

S2、高炉混合冶炼：将步骤S1中的预热后的废钢传送至高炉布料区， 使之与含铁矿炉料进行交叉布料，并送入钒钛高炉中冶炼；

S3、炉气处理：将钒钛高炉吹炼初期以及吹炼后期所得到的高温废 气与转炉和/或焦炉产生的高温废气综合处理，所述综合处理包括根据其 所含的CO含量进行分流，和/或根据高温废气的温度进行分流；

其中，CO体积分数低于20％作为第一高温废气，CO体积分数高于 30％作为第二高温废气；温度低于500℃的作为第一高温废气，温度高于 500℃的作为第二高温废气；第一高温废气和第二高温废气按照如下方式 分别处理；

S31、第一高温废气经过气化炉富化后，再通入步骤S1的废钢预热 炉中燃烧释放热量以供预热所述废钢；

S32、第二高温废气回喷至钒钛高炉中用于冶炼含铁矿炉料。

可选地，在所述步骤S1前，还包括下述步骤：

S0、废钢处理：将废钢进行剪切处理，使其厚度为10mm～30mm。

可选地，当所述步骤S1中废钢预热炉中所释放的热量不足时，所述 步骤S32中的第二高温废气自动补入所述步骤S1中的废钢预热炉中对废 钢进行预热。

可选地，所述步骤S1中包括步骤：

S11、的废钢在废钢预热炉内燃烧所产生的废气再通入所述气化炉内 富化，完成能源的循环利用。

可选地，所述步骤S31中的第一高温废气的温度为200～500℃，CO 的含量低于20％，CO₂的含量为20％～60％；

所述步骤S32中第二高温废气的温度高于500℃，CO的含量为 30％～40％，CO₂的含量低于10％。

可选地，所述步骤S3中的含铁炉料包括球团矿和烧结矿，所述球团 矿是指钒钛磁铁矿，其成分组成及质量分数分别为TFe：52～58％；CaO： 0.5～1.5％；MgO：2.0～5.0％；Al2O3：2.0～3.5％；SiO2：3.5～5.5％；Cr2O3： 0.3～1.0％；V2O5：0.5～1.8％；TiO2：8.5～13.0％，P：<0.05％；

所述烧结矿是指钒钛磁铁矿烧结矿，其成分组成及质量分数分别为： TFe：53～50％；CaO：8.0～10.5％；MgO：2.0～5.0％；Al2O3：2.0～3.5％； SiO2：3.5～5.5％；Cr2O3：0.5～1.0％；V2O5：0.5～1.2％；TiO2：9.5～11.5％， P：<0.03％。

可选地，所述步骤S1中的废钢为中型废钢，各类合金废铁、高硫磷 废铁、碳素钢、纯新板材、浮锈板材、方钢钢坯、圆钢、边角料、社会 废钢。

所述步骤S1中的废钢可剪切、尺寸厚度在1mm～20mm之内的铁制 品，含铁量在65～99％，含有少量微合金元素如B、Co、Cr、Mn、Mo、 Ni、Si、Ti、V、W、稀土。

可选地，所述步骤S31中的气化炉经通过喷吹煤粉、焦粉、废弃塑 料、橡胶、桔梗或有机碳纤维对第一高温废气以及所述步骤S11中废钢 所产生的预热后废气进行富化。

可选地，所述步骤S31中的气化炉与所述步骤S2的废钢预热炉之间 设置有储气罐，用于存储富化后的CO，供所述步骤S1的废钢预热。

可选地，所述步骤S1中废钢在废钢预热炉中进行预热，其热量来自 于所述富化后CO自身的热量以及CO燃烧所产生的燃烧热。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，将 废钢在废钢预热炉进行预热处理，并与含铁炉料混合加入钒钛矿高炉中， 其中，将转炉/焦炉或钒钛高炉所产生的第一高温废气通过气化炉利用焦 粉煤粉塑料橡胶等含碳原料气化提高CO含量和燃烧值之后通入废钢预 热炉内对废钢进行预热。另外，转炉/焦炉或钒钛高炉所产生的第二高温 废气作为补充，通入废钢预热炉内使之燃烧对废钢进行预热。同时，将 第二高温废气回喷至钒钛高炉内作为还原性气体为钒钛高炉进行还原， 节省了钒钛高炉的还原性原料的使用。而且当废钢预热炉的热量不足时， 将第二高温废气作为补充材料通入废钢预热炉内对废钢预热补充热量。 废钢预热炉的热量来自于富化后CO自身的物理显热以及CO燃烧所产生 的化学潜热同时对废钢进行预热。相比较现有技术而言，通过预热废钢 代替高成本的铁精矿降低全钒钛矿中的TiO₂含量，降低原料成本，改善 冶炼炉况和铁水质量，节省能耗，提高了生产效率，满足高炉生产的需 求的前提，通过其生产所产生的高温废气分别进行富化作为预热废钢原 材料以及回喷至高炉用作还原性气体使用。并且，本发明的高炉冶炼测 试过程中炉料的还原粉化率低，高温荷重还原软熔滴落的软化温度低， 熔化温度与滴落温度较高，熔滴区间窄，有利于高炉冶炼保持优良的透 气性和生产效率，炉渣中碳氮化钛含量低，喷渣涌渣、渣铁难分、泡沫 渣等现象均得到明显改善。

附图说明

图1为本发明的添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法流程示意图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实 施方式，对本发明作详细描述。

本发明实施例提出的一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，方法 包括下述步骤：

S0、废钢处理：将废钢进行剪切处理，使其厚度为10mm～30mm。

需要说明的是，最小的厚度至少在10～30mm。相对于一个规则或不 规则的废钢料的几何长宽高的参数中，将最小的参数我们定义其为厚度， 也就是说，至少要达到要求的厚度。然后，以上述厚度数形成的立方体， 也就是长宽高最低达到20mm左右的废钢粒。也就表明，钒钛高炉中用 的废钢料尺寸要远小于国标熔炼用废钢的尺寸300mm×400mm×500mm等。

S1、废钢预热：将废钢在废钢预热炉中进行预热。

S2、高炉混合冶炼：将步骤S1中的预热后的废钢传送至高炉布料区， 使之与含铁矿炉料进行交叉布料，即在布料的过程中将预热后的废钢和 含铁矿炉料进行混合，并送入钒钛高炉中冶炼。

步骤S2包括：

S21、根据高炉生产状态的优劣对废钢添加量进行调整。

其中，步骤S21中的生产状态的优劣通过以下参数标准判断：

(1)软化初始温度降低，软化结束温度升高。由于预热废钢自身的 物理热能够促进块状区含铁炉料的还原过程，因此加快了含铁炉料的软 化，表现为收缩率快速降低，达到软化初始温度的时间更短，即初始温 度降低。而废钢熔点高，其软化速度慢，起到了对炉料结构的支撑作用， 因此软化温度表现升高。

(2)熔化温度和滴落温度区间(熔滴区间)越高，生产状况恶化， 本发明的熔滴区间在150～210℃，相比一般软熔带宽度缩减10～30℃。

(3)透气性指数：通过熔滴区间和炉内压差计算得到，指数越高， 透气性越差，炉况恶化，本发明中透气性指数在750～2500kPa·℃，一般 情况下透气性指数在1300～3000kPa·℃。

(4)炉渣成分中含钛越高，炉渣越易出现炉渣粘度急速增加、渣铁 难分、泡沫渣等炉况恶化，本发明中，明显铁水罐中泡沫渣现象改善。

(5)炉渣粘度越高，炉况恶化，本发明中，添加废钢5～20％范围内， 炉渣粘度不高于1.5Pa·s。

具体地，根据含铁炉料的钒钛磁铁矿中的TiO₂和TFe的含量来确定 预热后废钢的添加量，以使预热后的废钢的添加比在5～20％。保证每批 次中的入炉物料即含铁炉料和预热后废钢总和的TFe的质量分数在55％ 以上，TiO₂的质量分数在22％以下。

(6)铁水质量：含碳量不低于3％，P不高于0.05％，S不高于0.03％。

需要说明的是，废钢来自轧钢裁边废料、炼钢不合格产品废料，由 于一次性加入大量废钢会导致铁水中的碳含量降低，为了保证铁水质量， 需要严格控制钒钛磁铁矿冶炼高炉每次添加预热废钢料的质量，并根据 铁水质量和炉渣状态进行调控，不仅能起到降低原矿(含铁炉料和废钢) 中TiO₂含量的作用，进而有效地防止炉渣粘稠、泡沫渣、高铁损、铁水 粘罐等现象。还能使得块状区温度稳定以保证炉料优良的还原性和透气 性，每吨生铁的废钢添加量达到5％～10％时即可产生较好的生产效果。

S3、炉气处理：将钒钛高炉吹炼初期以及吹炼后期所得到的高温废 气与转炉和/或焦炉产生的高温废气综合处理，所述综合处理包括根据其 所含的CO含量进行分流，和/或根据高温废气的温度进行分流；

其中，CO体积分数低于20％作为第一高温废气，CO体积分数高于 30％作为第二高温废气；温度低于500℃的作为第一高温废气，温度高于 500℃的作为第二高温废气；第一高温废气和第二高温废气按照如下方式 分别处理；

S31、第一高温废气经过气化炉富化后，再通入步骤S1的废钢预热 炉中燃烧释放热量以供预热所述废钢。经富化后的第一高温废气燃烧同 样可作为还原性气体回喷至钒钛高炉内。

S32、第二高温废气回喷至钒钛高炉中用于冶炼含铁矿炉料。

需要说明的是，在转炉吹炼初期以及后期，温度较低，吹炼使用的 O₂利用率较低，进而会造成O₂逸散。在转炉炉口会将吹炼炉气中的CO 燃烧形成CO₂，此时的转炉炉气温度较低，CO较低，CO₂较高。因此， 将钒钛高炉吹炼初期以及吹炼后期所得到的高温废气与转炉和/或焦炉产 生的高温废气首先通过高温废气储气罐储存，然后通过阀门分别在吹炼 初期和吹炼后期控制CO的含量，将CO含量低于20％的作为第一高温废 气，且第一高温废气的温度在200～500℃之间；将CO含量在30％～50％ 之间的作为第二高温废气，且第二高温废气的温度高于500℃。通过阀门 将两者通入不同通道内进行分流。最后分离出来的第一高温废气和第二 高温废气分别进行步骤S31和步骤S32的处理。

本发明目前由于将废钢直接应用到高炉冶炼中，会导致高炉内温差 过大，因此，将废钢在废钢预热炉进行预热处理，并与含铁炉料混合加 入钒钛矿高炉中，其中，将转炉/焦炉或钒钛高炉所产生的第一高温废气 通过气化炉利用焦粉煤粉塑料橡胶等含碳原料气化提高CO含量和燃烧 值之后通入废钢预热炉内对废钢进行预热。另外，转炉/焦炉或钒钛高炉 所产生的第二高温废气作为补充，通入废钢预热炉内使之燃烧对废钢进 行预热。同时，将第二高温废气回喷至钒钛高炉内作为还原性气体为钒 钛高炉进行还原，节省了钒钛高炉的还原性原料的使用。而且当废钢预 热炉的热量不足时，将第二高温废气作为补充材料通入废钢预热炉内对 废钢预热补充热量。废钢预热炉的热量来自于富化后CO自身的物理显热 以及CO燃烧所产生的化学潜热同时对废钢进行预热。相比较现有技术而 言，通过预热废钢代替高成本的铁精矿降低全钒钛矿中的TiO₂含量，降 低原料成本，改善冶炼炉况和铁水质量，降低了整体工艺能耗，提高了 生产效率，获得了优于传统钒钛高炉的工艺基本参数，满足高炉生产的 需求，为强化高炉冶炼提供了新措施。而且，本发明的高炉冶炼测试过 程中炉料的还原粉化率低，高温荷重还原软熔滴落的软化温度低，熔化 温度与滴落温度较高，熔滴区间窄，有利于高炉冶炼保持优良的透气性 和生产效率，炉渣中碳氮化钛含量低，喷渣涌渣、渣铁难分、泡沫渣等 现象得到明显改善。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发 明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应 当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。 相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能 够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例1

本实施例提供一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，包括如下步 骤：

S0、废钢处理：将废钢进行剪切处理，使其厚度为10mm。

S1、废钢预热：将废钢在废钢预热炉中进行预热。

S2、高炉混合冶炼：将步骤S1中的预热后的废钢传送至高炉布料区， 使之与含铁矿炉料进行交叉布料，并送入钒钛高炉中冶炼。

S3、炉气处理：将钒钛高炉吹炼初期以及吹炼后期所得到的高温废 气与转炉和/或焦炉产生的高温废气综合处理，所述综合处理包括根据其 所含的CO含量进行分流，和/或根据高温废气的温度进行分流。

S31、第一高温废气经过气化炉富化后，再通入步骤S1的废钢预热 炉中燃烧释放热量以供预热所述废钢。

S32、第二高温废气回喷至钒钛高炉中用于冶炼含铁矿炉料。

其中，所述步骤S31中第一高温废气的温度为200℃，CO的含量为 10％，CO₂的含量为20％。

所述步骤S32中第二高温废气的温度为500℃，CO的含量为30％， CO₂的含量为8％。

实施例2

本实施例提供一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，包括如下步 骤：

S0、废钢处理：将废钢进行剪切处理，使其厚度为30mm。

S1、废钢预热：将废钢在废钢预热炉中进行预热。

S2、高炉混合冶炼：将步骤S1中的预热后的废钢传送至高炉布料区， 使之与含铁矿炉料进行交叉布料，并送入钒钛高炉中冶炼。

S3、炉气处理：将钒钛高炉吹炼初期以及吹炼后期所得到的高温废 气与转炉和/或焦炉产生的高温废气综合处理，所述综合处理包括根据其 所含的CO含量进行分流，和/或根据高温废气的温度进行分流。

S31、第一高温废气经过气化炉富化后，再通入步骤S1的废钢预热 炉中燃烧释放热量以供预热所述废钢。

S32、第二高温废气回喷至钒钛高炉中用于冶炼含铁矿炉料。

其中，所述步骤S41中第一高温废气的温度为500℃，CO的含量为 18％，CO₂的含量为60％。

所述步骤S42中第二高温废气的温度为1200℃，CO的含量为40％， CO₂的含量为5％。

实施例3

本实施例提供一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，包括如下步 骤：

S0、废钢处理：将废钢进行剪切处理，使其厚度为20mm。

S1、废钢预热：将废钢在废钢预热炉中进行预热。

S2、高炉混合冶炼：将步骤S1中的预热后的废钢传送至高炉布料区， 使之与含铁矿炉料进行交叉布料，并送入钒钛高炉中冶炼。

S3、炉气处理：将钒钛高炉吹炼初期以及吹炼后期所得到的高温废 气与转炉和/或焦炉产生的高温废气综合处理，所述综合处理包括根据其 所含的CO含量进行分流，和/或根据高温废气的温度进行分流。

S31、第一高温废气经过气化炉富化后，再通入步骤S1的废钢预热 炉中燃烧释放热量以供预热所述废钢。

S32、第二高温废气回喷至钒钛高炉中用于冶炼含铁矿炉料。

其中，所述步骤S41中第一高温废气的温度为500℃，CO的含量为 15％，CO₂的含量为40％。

所述步骤S42中第二高温废气的温度为900℃，CO的含量为35％， CO₂的含量为4％。

实施例4

本实施例提供一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，包括如下步 骤：

S0、废钢处理：将废钢进行剪切处理，使其厚度为30mm。

S1、废钢预热：将废钢在废钢预热炉中进行预热。

S2、高炉混合冶炼：将步骤S1中的预热后的废钢传送至高炉布料区， 使之与含铁矿炉料进行交叉布料，并送入钒钛高炉中冶炼。

S3、炉气处理：将钒钛高炉吹炼初期以及吹炼后期所得到的高温废 气与转炉和/或焦炉产生的高温废气综合处理，所述综合处理包括根据其 所含的CO含量进行分流，和/或根据高温废气的温度进行分流。

S31、第一高温废气经过气化炉富化后，再通入步骤S1的废钢预热 炉中燃烧释放热量以供预热所述废钢。

S32、第二高温废气回喷至钒钛高炉中用于冶炼含铁矿炉料。

其中，所述步骤S41中第一高温废气的温度为400℃，CO的含量为 10％，CO₂的含量为50％。

所述步骤S42中第二高温废气的温度为1100℃，CO的含量为35％， CO₂的含量为8％。

实施例5

本实施例提供一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，包括如下步 骤：

S0、废钢处理：将废钢进行剪切处理，使其厚度为30mm。

S1、废钢预热：将废钢在废钢预热炉中进行预热。

S2、高炉混合冶炼：将步骤S1中的预热后的废钢传送至高炉布料区， 使之与含铁矿炉料进行交叉布料，并送入钒钛高炉中冶炼。

S3、炉气处理：将钒钛高炉吹炼初期以及吹炼后期所得到的高温废 气与转炉和/或焦炉产生的高温废气综合处理，所述综合处理包括根据其 所含的CO含量进行分流，和/或根据高温废气的温度进行分流。

S31、第一高温废气经过气化炉富化后，再通入步骤S1的废钢预热 炉中燃烧释放热量以供预热所述废钢。

S32、第二高温废气回喷至钒钛高炉中用于冶炼含铁矿炉料。

其中，所述步骤S41中第一高温废气的温度为350℃，CO的含量为 12％，CO₂的含量为55％。

所述步骤S42中第二高温废气的温度为1100℃，CO的含量为37％， CO₂的含量为5％。

实施例6

本实施例提供一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，包括如下步 骤：

S0、废钢处理：将废钢进行剪切处理，使其厚度为25mm。

S1、废钢预热：将废钢在废钢预热炉中进行预热。

S2、高炉混合冶炼：将步骤S1中的预热后的废钢传送至高炉布料区， 使之与含铁矿炉料进行交叉布料，并送入钒钛高炉中冶炼。

S3、炉气处理：将钒钛高炉吹炼初期以及吹炼后期所得到的高温废 气与转炉和/或焦炉产生的高温废气综合处理，所述综合处理包括根据其 所含的CO含量进行分流，和/或根据高温废气的温度进行分流。

S31、第一高温废气经过气化炉富化后，再通入步骤S1的废钢预热 炉中燃烧释放热量以供预热所述废钢。

S32、第二高温废气回喷至钒钛高炉中用于冶炼含铁矿炉料。

其中，所述步骤S41中第一高温废气的温度为360℃，CO的含量为 11％，CO₂的含量为45％。

所述步骤S42中第二高温废气的温度为1300℃，CO的含量为37％， CO₂的含量为8％。

实施例7

本实施例提供一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，包括如下步 骤：

S0、废钢处理：将废钢进行剪切处理，使其厚度为26mm。

S1、废钢预热：将废钢在废钢预热炉中进行预热。

S2、高炉混合冶炼：将步骤S1中的预热后的废钢传送至高炉布料区， 使之与含铁矿炉料进行交叉布料，并送入钒钛高炉中冶炼。

S3、炉气处理：将钒钛高炉吹炼初期以及吹炼后期所得到的高温废 气与转炉和/或焦炉产生的高温废气综合处理，所述综合处理包括根据其 所含的CO含量进行分流，和/或根据高温废气的温度进行分流。

S31、第一高温废气经过气化炉富化后，再通入步骤S1的废钢预热 炉中燃烧释放热量以供预热所述废钢。

S32、第二高温废气回喷至钒钛高炉中用于冶炼含铁矿炉料。

其中，所述步骤S41中第一高温废气的温度为350℃，CO的含量为 14％，CO₂的含量为56％。

所述步骤S42中第二高温废气的温度为1400℃，CO的含量为32％， CO₂的含量为9％。

实施例8

本实施例提供一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，包括如下步 骤：

S0、废钢处理：将废钢进行剪切处理，使其厚度为28mm。

S1、废钢预热：将废钢在废钢预热炉中进行预热。

S2、高炉混合冶炼：将步骤S1中的预热后的废钢传送至高炉布料区， 使之与含铁矿炉料进行交叉布料，并送入钒钛高炉中冶炼。

S3、炉气处理：将钒钛高炉吹炼初期以及吹炼后期所得到的高温废 气与转炉和/或焦炉产生的高温废气综合处理，所述综合处理包括根据其 所含的CO含量进行分流，和/或根据高温废气的温度进行分流。

S31、第一高温废气经过气化炉富化后，再通入步骤S1的废钢预热 炉中燃烧释放热量以供预热所述废钢。

S32、第二高温废气回喷至钒钛高炉中用于冶炼含铁矿炉料。

其中，所述步骤S41中第一高温废气的温度为280℃，CO的含量为 19％，CO₂的含量为60％。

所述步骤S42中第二高温废气的温度为1000℃，CO的含量为38％， CO₂的含量为7％。

本发明通过上述实施例1-8的高炉冶炼测试过程中炉料的还原粉化 率低，高温荷重还原软熔滴落的软化温度低，熔化温度与滴落温度较高， 熔滴区间窄，有利于高炉冶炼保持优良的透气性和生产效率，炉渣中碳 氮化钛含量低，喷渣涌渣、渣铁难分、泡沫渣等现象均得到明显改善。

进一步地，当所述步骤S1中废钢预热炉中所释放的热量不足时，所 述步骤S32中的第二高温废气自动补入所述步骤S1中的废钢预热炉中对 废钢进行预热。

进一步地，所述步骤S1中包括步骤：

S11、的废钢在废钢预热炉内燃烧所产生的废气再通入所述气化炉内 富化，完成能源的循环利用。

进一步地，所述步骤S5中的第一高温废气和所述第二废气是指未达 回收指标的钒钛高炉炉气、转炉炉气及焦炉炉气。

进一步地，所述步骤S31中第一高温废气的温度为200～500℃，CO 的含量低于20％，CO₂的含量为20％～60％。

进一步地，所述步骤S32中第二高温废气的温度高于500℃，CO的 含量为30％～40％，CO₂的含量低于10％。

进一步地，所述步骤S3中的含铁炉料包括球团矿和烧结矿，所述球 团矿是指钒钛磁铁矿，其成分组成及质量分数分别为TFe：52～58％；CaO： 0.5～1.5％；MgO：2.0～5.0％；Al2O3：2.0～3.5％；SiO2：3.5～5.5％；Cr2O3： 0.3～1.0％；V2O5：0.5～1.8％；TiO2：8.5～13.0％，P：<0.05％；

所述烧结矿是指钒钛磁铁矿烧结矿，其成分组成及质量分数分别为： TFe：53～50％；CaO：8.0～10.5％；MgO：2.0～5.0％；Al2O3：2.0～3.5％； SiO2：3.5～5.5％；Cr2O3：0.5～1.0％；V2O5：0.5～1.2％；TiO2：9.5～11.5％， P：<0.03％。

需要说明的是，含铬型钒钛磁铁矿是钒钛磁铁矿的一种特殊矿种， 具有较高的利用价值。实验和生产大多利用含铬型的钒钛磁铁矿，而非 普通的钒钛磁铁矿，但本方法不限于含铬型的钒钛磁铁矿。

进一步地，所述步骤S1中的废钢为中型废钢，各类合金废铁、高硫 磷废铁、碳素钢、纯新板材、浮锈板材、方钢钢坯、圆钢、边角料、社 会废钢。

进一步地，所述步骤S1中的废钢可剪切、尺寸厚度在1mm～20mm 之内的铁制品，含铁量在65～99％，含有少量微合金元素如B、Co、Cr、 Mn、Mo、Ni、Si、Ti、V、W、稀土。

进一步地，所述步骤S41中的气化炉经通过喷吹煤粉、焦粉、废弃 塑料、橡胶、桔梗或有机碳纤维对第一高温废气以及所述步骤S2中废钢 所产生的预热后废气进行富化。

进一步地，所述步骤S31中的气化炉与所述步骤S1的废钢预热炉之 间设置有储气罐，用于存储富化后的CO，供所述步骤S1的废钢预热。

进一步地，所述步骤S1中废钢在废钢预热炉中进行预热，其热量来 自于所述富化后CO自身的热量以及CO燃烧所产生的燃烧热，热量高于 1200℃。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而 非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领 域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术 方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这 些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术 方案的范围。

Claims (10)

1.一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：

S1、废钢预热：将废钢在废钢预热炉中进行预热；

S2、高炉混合冶炼：将步骤S1中的预热后的废钢传送至高炉布料区，使之与含铁矿炉料进行交叉布料，并送入钒钛高炉中冶炼；

S3、炉气处理：将钒钛高炉吹炼初期以及吹炼后期所得到的高温废气与转炉和/或焦炉产生的高温废气综合处理，所述综合处理包括根据其所含的CO含量进行分流，和/或根据高温废气的温度进行分流；

其中，CO体积分数低于20％作为第一高温废气，CO体积分数高于30％作为第二高温废气；温度低于500℃的作为第一高温废气，温度高于500℃的作为第二高温废气；第一高温废气和第二高温废气按照如下方式分别处理；

S31、第一高温废气经过气化炉富化后，再通入步骤S1的废钢预热炉中燃烧释放热量以供预热所述废钢；

S32、第二高温废气回喷至钒钛高炉中用于冶炼含铁矿炉料。

2.如权利要求1所述的添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，其特征在于：在所述步骤S1前，还包括下述步骤：

S0、废钢处理：将废钢进行剪切处理，使其厚度为10mm～30mm。

3.如权利要求1所述的添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，其特征在于：当所述步骤S1中废钢预热炉中所释放的热量不足时，所述步骤S32中的第二高温废气自动补入所述步骤S1中的废钢预热炉中对废钢进行预热。

4.如权利要求1所述的添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，其特征在于：所述步骤S1中包括步骤：

S11、的废钢在废钢预热炉内燃烧所产生的废气再通入所述气化炉内富化，完成能源的循环利用。

5.如权利要求1所述的添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，其特征在于：所述步骤S31中的第一高温废气的温度为200～500℃，CO的含量低于20％，CO₂的含量为20％～60％；

所述步骤S32中第二高温废气的温度高于500℃，CO的含量为30％～40％，CO₂的含量低于10％。

6.如权利要求1所述的添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，其特征在于：所述步骤S2中的含铁炉料包括球团矿和烧结矿，所述球团矿是指钒钛磁铁矿，其成分组成及质量分数分别为TFe：52～58％；CaO：0.5～1.5％；MgO：2.0～5.0％；Al2O3：2.0～3.5％；SiO2：3.5～5.5％；Cr2O3：0.3～1.0％；V2O5：0.5～1.8％；TiO2：8.5～13.0％，P：<0.05％；

所述烧结矿是指钒钛磁铁矿烧结矿，其成分组成及质量分数分别为：TFe：53～50％；CaO：8.0～10.5％；MgO：2.0～5.0％；Al2O3：2.0～3.5％；SiO2：3.5～5.5％；Cr2O3：0.5～1.0％；V2O5：0.5～1.2％；TiO2：9.5～11.5％，P：<0.03％。

7.如权利要求1所述的添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，其特征在于：所述步骤S1中的废钢为中型废钢，各类合金废铁、高硫磷废铁、碳素钢、纯新板材、浮锈板材、方钢钢坯、圆钢、边角料、社会废钢；

所述步骤S1中的废钢可剪切、尺寸厚度在1mm～20mm之内的铁制品，含铁量在65～99％，含有少量微合金元素如B、Co、Cr、Mn、Mo、Ni、Si、Ti、V、W、稀土。

8.如权利要求4所述的添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，其特征在于：所述步骤S31中的气化炉经通过喷吹煤粉、焦粉、废弃塑料、橡胶、桔梗或有机碳纤维对第一高温废气以及所述步骤S11中废钢所产生的预热后废气进行富化。

9.如权利要求1所述的添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，其特征在于：所述步骤S31中的气化炉与所述步骤S1的废钢预热炉之间设置有储气罐，用于存储富化后的CO，供所述步骤S1的废钢预热。

10.如权利要求9所述的添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法，其特征在于：所述步骤S1中废钢在废钢预热炉中进行预热，其热量来自于所述富化后CO自身的热量以及CO燃烧所产生的燃烧热。

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