CN113957185A - 一种高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉料配方 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉料配方,所述炉料配方包括钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿、超高碱度镁质烧结矿,所述钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿所占比例为60~80wt%,所述超高碱度镁质烧结矿所占比例为20~40wt%;所述钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿的原料包括钒钛磁铁精矿、含锰物质;所述超高碱度镁质烧结矿的原料包括普通铁矿、含钙熔剂、含镁熔剂和钢铁厂杂料。本发明采用超高比例的球团矿,有助于改善高炉冶炼指标、降低环境污染。高炉炉料结构以钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿为主,球团品位高、杂质少、还原性好,自然碱度含锰球团能提高高炉中下部氧势,有利于抑制钛的过还原,此外添加含锰物质可改善钒钛矿球团还原膨胀性能,改善高炉冶炼指标。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域,具体涉及一种高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉料配方。
背景技术
我国攀西地区及承德地区拥有非常丰富的钒钛磁铁矿资源,因含有较高的TiO2,其高炉冶炼技术与普通矿有很大的区别,冶炼过程中易出现炉渣过还原、黏度增加、渣铁分离困难、铁损高等现象,严重影响高炉的冶炼技术指标。经过多年的技术研究和攻关,采用控制炉渣TiO2含量、富氧操作、添加锰矿石、优化加料和出渣出铁等技术措施,逐渐解决了高炉冶炼的技术问题。
高炉采用合理的炉料结构能获得高产、低耗、长寿的冶炼效果。目前攀钢高炉采用的炉料结构为高碱度烧结矿(碱度为2.0~2.3)(比例60~70%)配加酸性氧化球团矿(比例约30%)及块矿。其中,高碱度烧结矿生产过程中需配加普通铁矿,以降低高炉冶炼过程炉渣TiO2含量。与球团工序相比,烧结生产具有能耗高、污染严重、三废排放大等缺点。此外,由于钒钛烧结矿强度差,粉末多,影响高炉上部块状带透气性,下部软熔带和滴落带阻损大,高炉冶炼压差高,冶炼指标始终处于较低的水平。此外,球团生产比烧结生成更清洁,随着环境保护的严格要求,提高入炉球团比例,开发合理的炉料结构对钒钛磁铁矿清洁冶炼、改善高炉指标及降低生产成本具有重要意义。
中国发明专利(CN 101638698 B)公开了由烧结矿、混合球团矿、全钒钛球团矿和块矿构成的炉料结构,烧结矿比例为60~70%,混合球团矿和全钒钛球团矿总和为30%,其大部分仍为烧结矿组成。
中国发明专利(CN 110923380A)公开了一种冶炼钒钛磁铁矿的高炉炉料结构,仅包括钒钛球团矿和钒钛烧结矿,钒钛球团矿的比例大于钒钛烧结矿的比例,钒钛球团矿的碱度为0.1~1.2倍,钒钛烧结矿的碱度为2.0~3.2倍。其球团矿生产需要添加含镁熔剂,提高了生产成本。
中国发明专利(CN 103725812 B)公开了一种提高钒钛磁铁矿高炉综合入炉品位的高炉炉料及方法,所述高炉炉料包括64~90wt%的钒钛烧结矿、1~35wt%钒钛球团矿、0~9wt%酸性块矿和1~10wt%高品位块矿。其主要组成仍以烧结矿为主。
中国发明专利(CN 111748685 A)公开了一种用于高炉冶炼超高配比钒钛磁铁矿的炉料结构,主要包括钒钛镁质球团矿40~50%,高碱度烧结矿45~55%以及高铝块矿0~5%。球团矿中需要配加含镁熔剂,增加了熔剂破碎流程,提高了生产成本。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉料配方,以减轻污染、降低生产成本、提高高炉冶炼指标。
为了达到上述目的,本发明提供以下技术方案:
一种高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉料配方,所述炉料配方包括钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿、超高碱度镁质烧结矿,所述钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿所占比例为60~80wt%,所述超高碱度镁质烧结矿所占比例为20~40wt%;
所述钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿的原料包括钒钛磁铁精矿、含锰物质;所述超高碱度镁质烧结矿的原料包括普通铁矿、含钙熔剂、含镁熔剂和钢铁厂杂料。
进一步,所述钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿以钒钛磁铁精矿为原料,控制球团矿中TiO2含量为3~12wt%。
进一步,所述含锰物质包括氧化锰、碳酸锰和锰铁矿中的一种或者多种,控制球团矿中MnO含量为1~5wt%。
本申请所述钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿以钒钛磁铁精矿为原料,不配加熔剂,省去了熔剂破碎流程,降低生产成本。
进一步,所述含钙熔剂包括生石灰、石灰石中的一种或者多种。
进一步,所述含镁熔剂包括氧化镁、白云石、菱镁石、蛇纹石中的一种或者多种。
进一步,所述的超高碱度镁质烧结矿,碱度为2.3~4.0,MgO含量为3.0~5wt%。
进一步,所述普通铁矿为不含钒和钛的铁矿粉。
更进一步的,控制烧结矿含铁原料中普通铁矿含量为70~100wt%。
进一步,所述钢铁厂杂料包括烧结除尘灰、高炉除尘灰、转炉除尘灰中的一种或者多种。
更进一步的,控制烧结矿含铁原料中钢铁厂杂料含量为0~30wt%。
本发明的原理如下:高炉炉料结构以钒钛磁铁矿酸性含锰球团为主,搭配超高碱度镁质烧结矿,减少烧结矿的配比,钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿以钒钛磁铁精矿为原料,保持球团自然碱度,配加含锰物质,可改善钒钛矿氧化球团焙烧特性,能提高高炉中下部氧势,有利于抑制钛的过还原;同时为保证高炉炉渣组成的稳定,配加超高碱度的烧结矿,烧结矿以普通铁矿为主要原料,将高炉所需钙镁熔剂、钢铁厂除尘灰等杂料加入烧结中,生产超高碱度的镁质烧结矿;实现球团工序生产满足高炉要求的优质全钒钛磁铁矿含锰球团矿,烧结工序生产超高碱度烧结矿兼顾处理厂内杂料,降低高炉炼铁成本及环境污染。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
(1)高炉炉料结构以钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿为主,球团品位高、杂质少、还原性好,自然碱度含锰球团能提高高炉中下部氧势,有利于抑制钛的过还原,此外添加含锰物质可改善钒钛矿球团还原膨胀性能,改善高炉冶炼指标。
(2)球团矿生产污染少、排放少,有利于环境保护及降低三废排放。
(3)本发明将钙镁等熔剂在烧结中添加,可节省其在球团中添加所需的熔剂破碎等环节,降低生产成本;在烧结中添加可促进烧结液相生成,提高烧结矿质量。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明的具体实施方式,但本发明的具体实施方式不局限于以下实施例。
本发明实施例分别制备了不同组成的含锰钒钛球团矿和超高碱度镁质烧结矿,按照不同配比混匀后作为高炉炉料,针对不同配比的高炉炉料进行了模拟高炉冶炼条件下冶炼试验,观察渣铁分离状态并对高炉渣进行主要成分进行分析。
实施例1
本实施例中钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿以钒钛磁铁精矿为原料,控制球团矿中TiO2含量为9.72wt%,添加的含锰物质为氧化锰,控制球团矿中MnO含量为5wt%,超高碱度镁质烧结矿的原料为普通铁矿(100wt%),配加熔剂生石灰和白云石调节烧结矿碱度和氧化镁含量。
按照本领域球团矿和烧结矿常规制备方法进行,所得的钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿化学成分见表1,所得的超高碱度烧结矿的化学组成见表2。
表1钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿主要化学成分/%
表2超高碱度镁质烧结矿主要化学成分/%
将上述60%的钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿与40%的超高碱度烧结矿进行高炉冶炼,冶炼温度1500℃,时间1小时,渣铁分离良好,所得炉渣的主要组成为TiO2=24.05%,CaO=24.53%,SiO2=21.90%,Al2O3=16.84%,MgO=11.67%,炉渣碱度为1.14。
实施例2
本实施例中钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿以钒钛磁铁精矿为原料,控制球团矿中TiO2含量为6.96wt%,添加的含锰物质为锰铁矿,控制球团矿中MnO含量为3wt%,超高碱度镁质烧结矿的原料由普通铁矿(85wt%)和钢铁厂杂料(15wt%)组成,配加熔剂石灰石和白云石调节烧结矿碱度和氧化镁含量。
按照本领域球团矿和烧结矿常规制备方法进行,所得的钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿化学成分见表3,所得的超高碱度烧结矿的化学组成见表4。
表3钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿主要化学成分/%
表4超高碱度镁质烧结矿主要化学成分/%
将70%的钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿与30%的超高碱度烧结矿进行高炉冶炼,冶炼温度1500℃,时间1小时,渣铁分离良好,所得炉渣的主要组成为TiO2=25.66%,CaO=24.73%,SiO2=20.92%,Al2O3=17.64%,MgO=11.04%,炉渣碱度为1.18。
实施例3
本实施例中钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿以钒钛磁铁精矿为原料,控制球团矿中TiO2含量为3.45wt%,添加的含锰物质为碳酸锰,控制球团矿中MnO含量为1.0wt%,超高碱度镁质烧结矿的原料由普通铁矿(70wt%)和钢铁厂杂料(30wt%)组成,配加熔剂石灰石和菱镁石调节烧结矿碱度和氧化镁含量。
按照本领域球团矿和烧结矿常规制备方法进行,所得的钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿化学成分见表5,所得的超高碱度烧结矿的化学组成见表6。
表5钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿主要化学成分/%
表6超高碱度镁质烧结矿主要化学成分/%
将80%的钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿与20%的超高碱度烧结矿进行高炉冶炼,冶炼温度1500℃,时间1小时,渣铁分离良好,所得炉渣的主要组成为TiO2=17.01%,CaO=27.24%,SiO2=23.83%,Al2O3=18.71%,MgO=13.21%,炉渣碱度为1.14。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说,在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉料配方,其特征在于,所述炉料配方包括钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿、超高碱度镁质烧结矿,所述钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿所占比例为60~80wt%,所述超高碱度镁质烧结矿所占比例为20~40wt%;
所述钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿的原料包括钒钛磁铁精矿、含锰物质;所述超高碱度镁质烧结矿的原料包括普通铁矿、含钙熔剂、含镁熔剂和钢铁厂杂料。
2.根据权利要求1所述的高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉料配方,其特征在于,所述钒钛磁铁矿酸性含锰球团矿以钒钛磁铁精矿为原料,控制球团矿中TiO2含量为3~12wt%。
3.根据权利要求1所述的高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉料配方,其特征在于,所述含锰物质包括氧化锰、碳酸锰和锰铁矿中的一种或者多种,控制球团矿中MnO含量为1~5wt%。
4.根据权利要求1所述的高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉料配方,其特征在于,所述含钙熔剂包括生石灰、石灰石中的一种或者多种。
5.根据权利要求1所述的高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉料配方,其特征在于,所述含镁熔剂包括氧化镁、白云石、菱镁石、蛇纹石中的一种或者多种。
6.根据权利要求1所述的高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉料配方,其特征在于,所述的超高碱度镁质烧结矿,碱度为2.3~4.0,MgO含量为3.0~5wt%。
7.根据权利要求1所述的高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉料配方,其特征在于,所述普通铁矿为不含钒和钛的铁矿粉。
8.根据权利要求7所述的高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉料配方,其特征在于,控制烧结矿含铁原料中普通铁矿含量为70~100wt%。
9.根据权利要求1所述的高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉料配方,其特征在于,所述钢铁厂杂料包括烧结除尘灰、高炉除尘灰、转炉除尘灰中的一种或者多种。
10.根据权利要求9所述的高炉冶炼钒钛磁铁矿的炉料配方,其特征在于,控制烧结矿含铁原料中钢铁厂杂料含量为0~30wt%。
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