CN115261534B - 一种高炉冶炼高锌炉料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高炉冶炼高锌炉料的方法，将高锌炉料通入高炉中进行冶炼，通过控制高炉入炉风量水平、高炉送风制度、高炉装料制度、高炉热制度、高炉造渣制度、高炉炉腹煤气量指数、高炉煤气量和高炉原燃料质量，使得高炉排Zn率达到90％以上。通过本方法，高炉通过煤气排Zn的效率大幅提升，经实际测算高炉排Zn率达到90％以上，个别时期可达到100％以上，即本方法可将高炉内Zn循环富集形成的结厚、结瘤物排出高炉，从而保证高炉操作炉型合理，为高炉稳定顺行及高效生产创造条件。
Description
技术领域
本发明属于高钛型钒钛磁铁矿冶炼领域，具体涉及一种高炉冶炼高锌炉料的方法。
背景技术
当今世界，高炉炼铁所用的原燃料资源逐渐减少，尤其是优质资源日趋匮乏，而高炉炼铁工艺作为钢铁行业的主流工艺，为了支撑企业的生存及发展，不得不使用劣质原燃料。这些劣质原燃料中含有一些特殊的化学成分，对高炉冶炼过程及产品质量有负面影响。高炉炼铁原燃料的有害成分包括S、P、As、K、Na、Zn、Pd等，这些有害成分超过一定标准将对产品质量、高炉安全长寿及高效生产等造成巨大负面影响。其中Zn(锌)元素过高对高炉的不利影响一是破坏焦炭强度，恶化料柱透气性，造成高炉悬料、崩料等炉况波动或炉况失常事故；二是造成风口区域耐材上涨，风口二套变形、上翘，初始煤气流分布难以控制；三是锌在炉内循环富集，造成炉墙结厚、结瘤，严重情况下造成操作炉型失常；四是侵蚀耐材，影响高炉本体安全长寿。炼铁行业标准要求高炉原燃料的Zn负荷≤0.15kg/tp，即高炉冶炼1t生铁所需原燃料带入高炉内的Zn的重量(kg)。随着时代的发展，世界范围内高炉炼铁优质原燃料日趋匮乏，高炉使用Zn元素含量较高的原燃料将是不可避免的趋势。
高炉冶炼过程是一个密闭的竖炉内进行的一系列复杂的物理化学变化，高炉的输入是含铁原料即铁矿石及焦炭、喷吹煤或其他气体燃料、热风，输出有铁水、炉渣、高炉煤气、炉尘。矿石中的Zn以硫酸盐、硅酸盐等形式存在，进入高炉上部低温区域受到高炉煤气加热很快分解成ZnO(氧化锌)，随着炉料的下降，ZnO(氧化锌)在1000℃的高温区被高炉煤气还原成单质Zn，而Zn的沸点907℃，还原出来的Zn立即气化进入高炉煤气，高炉煤气携带气化态的Zn上升，在高炉煤气上升的过程中一部分Zn随高炉煤气排出炉外，再通过高炉煤气处理系统形成含Zn的高炉瓦斯灰、布袋灰等粉尘，还有一部分又被氧化成ZnO(氧化锌)并被炉料吸收再度下降形成Zn在高炉内的循环富集。除去随煤气逸出的Zn外，高炉内的Zn部分沉积在炉墙，随着时间的积累逐渐形成炉瘤，高炉一旦出现炉瘤意味着高炉操作炉型失常，这对高炉的稳定生产的负面影响巨大，高炉产量下降、成本上升。
因此，亟需提供一种高炉冶炼高锌炉料的方法，来提高Zn随煤气的排出能力避免Zn在高炉内大量循环富集以保证高炉稳定顺行、经济高效生产的方法。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于：提供一种高炉冶炼高锌炉料的方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高炉冶炼高锌炉料的方法，将高锌炉料通入高炉中进行冶炼，通过控制高炉入炉风量水平、高炉送风制度、高炉装料制度、高炉热制度、高炉造渣制度、高炉炉腹煤气量指数、高炉煤气量和高炉原燃料质量，使得高炉排Zn率达到90％以上。
进一步地，所述高炉入炉风量水平的控制方法如下：高炉入炉风量与高炉有效容积之比控制在2.30～2.50。
进一步地，所述高炉送风制度的控制方法如下：
将风口小套的长度控制在450～550mm；
将实际风速控制在260～290m/s，鼓风动能控制在145～175kj/s。
进一步地，所述高炉装料制度的控制方法如下：
将每立方米高炉有效容积对应的每一批高锌炉料中矿石的重量控制在0.022～0.027t；
将矿石加权平均角位角度减焦炭加权平均角位角度的差值控制在2～4°；其中，矿石加权平均角位角度为矿石各个角位的角度与该角位矿石布料圈数的乘积之和除以矿石各个角位的布料总圈数，焦炭加权平均角位角度为焦炭各个角位的角度与该角位焦炭布料圈数的乘积之和除以焦炭各个角位的布料总圈数。
进一步地，所述高炉热制度的控制方法如下：
高炉炉温水平即铁水中Ti、Si元素的质量百分含量之和控制在0.35～0.65％；
为达到上述高炉炉温水平，高炉燃料比即高炉入炉焦比与喷煤比之和控制在545～580kg/t.铁。
进一步地，所述高炉造渣制度的控制方法如下：
对高炉炉渣二元碱度的控制：炉渣中CaO的质量百分含量与SiO2的质量百分含量之比控制在1.03～1.07；
对高炉炉渣三元碱度的控制：炉渣中CaO与MgO的质量百分含量之和与SiO2的质量百分含量之比控制在1.35～1.45。
进一步地，所述高炉炉腹煤气量指数的控制方法如下：
将高炉炉腹煤气量指数控制在65～85m/min。
进一步地，所述高炉煤气量的控制方法如下：
将高炉煤气量控制在1600～2600m3/t.铁。
进一步地，所述高炉原燃料质量的控制方法如下：
将焦炭灰分控制在13.0％以下，硫分控制在0.075％以下；
将钒钛烧结矿转鼓指数控制在68％以上；
将钒钛球团矿抗压强度控制在1800N以上。
进一步地，所述高锌炉料通入高炉中进行冶炼后炉渣TiO2达到20-25％，高炉原燃料Zn负荷在0.5-1.5kg/t.铁。
本发明的有益效果在于：
本发明针对高钛型钒钛磁铁矿冶炼领域，包括高炉炉渣TiO2含量在20～25％和高炉原燃料Zn负荷在0.5～1.5kg/t.铁两个条件。通过本方法，高炉通过煤气排Zn的效率大幅提升，经实际测算高炉排Zn率达到90％以上，个别时期可达到100％以上，即本方法可将高炉内Zn循环富集形成的结厚、结瘤物排出高炉，从而保证高炉操作炉型合理，为高炉稳定顺行及高效生产创造条件。本方法不仅实现了高炉高效生产，而且对劣质铁矿石有效利用，进一步减少对优质资源的依赖，这是钢铁行业长远发展的重要举措。另外，含Zn高的炉料价格较低，高炉使用含Zn高的炉料对钢铁企业降本增效重要意义。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种高炉冶炼高锌炉料(此处高锌炉料指的是含锌量高的高钛型钒钛磁铁矿)的方法，将高锌炉料通入高炉中进行冶炼，通过控制高炉入炉风量水平、高炉送风制度、高炉装料制度、高炉热制度、高炉造渣制度、高炉炉腹煤气量指数、高炉煤气量和高炉原燃料质量，使得高炉排Zn率达到90％以上。
具体地，所述高炉入炉风量水平的控制方法如下：高炉入炉风量与高炉有效容积之比控制在2.30～2.50。优选地，高炉入炉风量与高炉有效容积之比为2.34。
具体地，所述高炉送风制度的控制方法如下：
将风口小套的长度控制在450～550mm；
将实际风速控制在260～290m/s，鼓风动能控制在145～175kj/s。
具体地，所述高炉装料制度的控制方法如下：
将每立方米高炉有效容积对应的每一批高锌炉料中矿石的重量控制在0.022～0.027t；
将矿石加权平均角位角度减焦炭加权平均角位角度的差值控制在2～4°，优选地，矿石加权平均角位角度减焦炭加权平均角位角度的差值控制在3～3.5°；其中，矿石加权平均角位角度为矿石各个角位的角度与该角位矿石布料圈数的乘积之和除以矿石各个角位的布料总圈数，焦炭加权平均角位角度为焦炭各个角位的角度与该角位焦炭布料圈数的乘积之和除以焦炭各个角位的布料总圈数。
具体地，所述高炉热制度的控制方法如下：
高炉炉温水平即铁水中Ti、Si元素的质量百分含量之和控制在0.35～0.65％，优选地铁水中Ti、Si元素的质量百分含量之和控制在0.35～0.45％；
为达到上述高炉炉温水平，高炉燃料比即高炉入炉焦比与喷煤比之和控制在545～580kg/t.铁。
具体地，所述高炉造渣制度的控制方法如下：
对高炉炉渣二元碱度的控制：炉渣中CaO的质量百分含量与SiO2的质量百分含量之比控制在1.03～1.07；
对高炉炉渣三元碱度的控制：炉渣中CaO与MgO的质量百分含量之和与SiO2的质量百分含量之比控制在1.35～1.45。
具体地，所述高炉炉腹煤气量指数的控制方法如下：
将高炉炉腹煤气量指数控制在65～85m/min，优选地，高炉炉腹煤气量指数控制在72m/min。
具体地，所述高炉煤气量的控制方法如下：
将高炉煤气量控制在1600～2600m3/t.铁，优选地，高炉煤气量控制在1720m3/t.铁。
具体地，所述高炉原燃料质量的控制方法如下：
将焦炭灰分控制在13.0％以下，硫分控制在0.075％以下、焦炭反应性控制在23～28％、焦炭反应后强度控制在64～70％；
将钒钛烧结矿转鼓指数控制在68％以上；
将钒钛球团矿抗压强度控制在1800N以上。
具体地，所述高锌炉料通入高炉中进行冶炼后炉渣TiO2达到20％-25％，高炉原燃料Zn负荷在0.5-1.5kg/t.铁。
将上述方法应用于攀钢某高炉冶炼高钛型钒钛磁铁矿，高炉有效容积1750m3，高炉炉渣TiO2含量21.5％，2020年7月以来高炉入炉Zn负荷0.89kg/t.铁，Zn排出量为0.88kg/t.铁，排Zn率达到99％。通过本方法的应用，高炉内没有出现Zn的循环富集等负面影响，高炉保持了长期稳定顺行和较好的技术经济指标，2020年下半年以来在综合入炉品位仅51％的情况下，利用系数达到2.55t/m3.d。高钛型钒钛磁铁矿高炉冶炼高锌炉料的方法不仅实现了高炉高效生产的目的，而且通过有效利用劣质铁矿石资源减少对优质铁矿石的依赖，这是钢铁企业长远发展的重要举措。
尽管参照前述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精神和范围。
Claims (2)
1.一种高炉冶炼高锌炉料的方法，其特征在于，将高锌炉料通入高炉中进行冶炼，通过控制高炉入炉风量水平、高炉送风制度、高炉装料制度、高炉热制度、高炉造渣制度、高炉炉腹煤气量指数、高炉煤气量和高炉原燃料质量，使得高炉排Zn率达到90％以上；
所述高锌炉料为含锌量高的高钛型钒钛磁铁矿；
所述高炉入炉风量水平的控制方法如下：高炉入炉风量与高炉有效容积之比控制在2.30～2.50；
所述高炉送风制度的控制方法如下：
将风口小套的长度控制在450～550mm；
将实际风速控制在260～290m/s，鼓风动能控制在145～175kJ/s；
所述高炉装料制度的控制方法如下：
将每立方米高炉有效容积对应的每一批高锌炉料中矿石的重量控制在0.022～0.027t；
将矿石加权平均角位角度减焦炭加权平均角位角度的差值控制在2～4°；其中，矿石加权平均角位角度为矿石各个角位的角度与该角位矿石布料圈数的乘积之和除以矿石各个角位的布料总圈数，焦炭加权平均角位角度为焦炭各个角位的角度与该角位焦炭布料圈数的乘积之和除以焦炭各个角位的布料总圈数；
所述高炉热制度的控制方法如下：
高炉炉温水平即铁水中Ti、Si元素的质量百分含量之和控制在0.35～0.65％；
为达到上述高炉炉温水平，高炉燃料比即高炉入炉焦比与喷煤比之和控制在545～580kg/t.铁；
所述高炉造渣制度的控制方法如下：
对高炉炉渣二元碱度的控制：炉渣中CaO的质量百分含量与SiO2的质量百分含量之比控制在1.03～1.07；
对高炉炉渣三元碱度的控制：炉渣中CaO与MgO的质量百分含量之和与SiO2的质量百分含量之比控制在1.35～1.45；
所述高炉炉腹煤气量指数的控制方法如下：
将高炉炉腹煤气量指数控制在65～85m/min；
所述高炉煤气量的控制方法如下：
将高炉煤气量控制在1600～2600m3/t.铁；
所述高炉原燃料质量的控制方法如下：
将焦炭灰分控制在13.0％以下，硫分控制在0.075％以下；
将钒钛烧结矿转鼓指数控制在68％以上；
将钒钛球团矿抗压强度控制在1800N以上。
2.根据权利要求1所述的一种高炉冶炼高锌炉料的方法，其特征在于，所述高锌炉料通入高炉中进行冶炼后炉渣TiO2达到20-25％，高炉原燃料Zn负荷在0.5-1.5kg/t.铁。
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| 高炉高效排锌工艺的研究;付强;山西冶金(第2期);48-50 * |
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