CN101476001B - 高炉冶炼中钛渣的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于中钛渣冶炼技术领域，特别涉及高炉冶炼中钛渣的方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种中型高炉冶炼中钛渣的方法，该方法能较好地利用钒钛矿资源进行中钛渣冶炼，具体为以25～30份的全钒钛球团矿、65～70份的低钒钛烧结矿和5～10份的块矿为原料于高炉中冶炼。制得的生铁满足进一步炼钢的质量要求，炉渣二元碱度为1.15～1.30，可作为复合微粉的原料。本发明方法在高炉中采用适宜的炉料结构，减少烧结粉末，改善高炉透气性，并充分利用钒钛矿性价比高的优势，有效降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于中钛渣冶炼技术领域，特别涉及高炉冶炼中钛渣的方法。
背景技术
高钛渣冶炼需要的原料质量和稳定性很高，因此对钒钛矿资源的需求数量巨大，并且冶炼过程难度大、出事故的几率和处理事故的难度也较大。由于钒钛矿资源分布不均，且高品质的矿石产量少，国内只有少数企业能长期进行高钛渣冶炼。对于大多数矿资源贫乏、综合入炉品位较低的钢铁企业来说，适当使用部分钒钛矿资源进行“中钛渣冶炼”，具有较普遍的实际意义。
进行中钛渣冶炼的矿石通常存在含TiO2较低、含钒较高、综合矿石品位只有50％左右等特点。目前各个企业冶炼方法差异较大，但大都具有渣量大、炉渣处理难度大、铁损高等困难。因此急需研发出新的冶炼方法使钒钛矿资源得到更好的产业利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高炉冶炼中钛渣的方法，该方法能较好地利用钒钛矿资源进行中钛渣冶炼，降低生产成本。
本发明的技术方案是25～30份的全钒钛球团矿、65～70份的低钒钛烧结矿和5～10份的块矿(天然铁矿石)为原料，加入燃料于高炉中冶炼。
各原料组分的化学成分见表1：
表1 单位：重量百分比，％
| 名称 | TFe | FeO | SiO2 | CaO | TiO2 |
| 全钒钛球团矿 | 52～54 | 0.4～0.5 | 5～6 | 1.5～2.0 | 11.5～12.5 |
| 含钒钛烧结矿 | 47～52 | 7～9.5 | 5～7 | 13～16 | 1.0～3.5 |
| 块矿 | 50～60 | 0～10 | 3.5～15.5 | 0～8 | 0 |
所述燃料为焦炭和煤粉，焦炭每吨原料加入量为450～480Kg，煤粉每吨原料加入量为120～140Kg，焦炭灰分应小于13.5％，二级焦炭比例应大于60％，入炉焦炭灰分标准偏差应小于0.5％，煤粉灰分应小于15％。
高炉冶炼过程采用中型炉进行冶炼，其操作参数控制为：风量65000～75000m3/h，风温1100～1150℃，鼓风动能应保持在48～52KJ/s。高炉鼓风空气中加入氧气，富氧率在2.5～3％(体积比)，压差为115～125KPa，喷煤比120～140Kg/t，铁水中[Si]含量为0.2～0.3％，[Si]+[Ti]含量为0.4％～0.6％，[S]含量为0.050～0.065％，高炉每炉上渣时间50～60分钟，综合冶炼强度在1.65t/m3·d以上，铁水温度为1420～1460℃，制得的生铁满足进一步炼钢的质量要求。若采用其他型号的高炉进行冶炼，本领域技术人员可根据不同型号的高炉选择适宜的操作参数即可。
炉渣中TiO2含量15～18％，Al2O3含量12～14％，MgO含量8～10％，炉渣二元碱度1.15～1.30，该炉渣全部为水冲渣生产方式，水渣可作为水泥、复合微粉的原料。
本发明的有益效果是：
(1)、在高炉中采用适宜的炉料结构，钒钛铁精矿粉配加在竖炉球团矿和烧结矿中，其中在球团矿中全部使用钒钛精矿粉，在烧结矿中配加20-30％的钒钛精矿粉，从而减少烧结矿低温还原粉化率，改善烧结矿强度，减少烧结粉末，改善高炉透气性；同时，竖炉和烧结机也能够保持较高的生产水平。
(2)、通过对高炉操作参数的调整，使得钒钛矿冶炼得以顺利进行，从而产量提高、消耗降低，有效地降低生产成本。
(3)、炉渣处理按传统的水冲渣方式，能部分回收炉渣中的铁资源，而且使炉渣适用于水泥添加、制作微粉等建材制品，使得高炉渣被全部有效利用。
具体实施方式
下述为全钒钛球团矿和低钒钛烧结矿的制备方法：
一、低钒钛烧结矿的制备：
混合料配料：钒钛铁精矿粉20～30％、国内普矿粉15～25％、普通精矿粉15～25％、轧钢皮3～5％、进口矿粉20～40％及其它含铁工业废弃物。30平米烧结机风量为2400～2500立方米/分，105平米烧结机风量为9000～10000立方米/分；添加水分为混合料重量的6％左右；混合料中固定碳控制在2.8％左右。低钒钛烧结矿成品含SiO25％～7％，烧结矿碱度2.20～2.70。
原料的主要化学成分见表2：
表2 原料化学成分表 单位：重量百分比，％
| 名称 | TFe | FeO | SiO2 | CaO | TiO2 |
| 钒钛铁精矿粉 | 52～57 | 28～33 | 3.5～4 | 1～2 | 11～13 |
| 国内普矿粉 | 45～55 | 0～10 | 3.5～16.5 | 0.5～8.5 | 0 |
| 普通精矿粉 | 58～68 | 20～28 | 3.5～7 | 1.1～2.3 | 0～1 |
| 轧钢皮 | 60～70 | 20～35 | 0 | 0 | 0 |
| 进口矿粉 | 60～62 | 0～10 | 3～4.5 | 0 | 0 |
二、全钒钛球团矿的制备：
以全钒钛铁精矿配加其重量1.2～1.5％的膨润土作为原料混匀、脱水，脱水后的混合料送入润磨机内润磨，再进入圆盘造球机造球。筛分出直径8～16mm的生球布到竖炉干燥床上，500～550℃干燥5min，烘干后的生球放到竖炉预热焙烧段预热(温度850～950℃)，高温焙烧温度控制在1030℃，反应时间30～60min，经炉内冷却后放到带冷机上第二次冷却后即得全钒钛铁精矿球团矿。该全钒钛铁精矿球团矿球团抗压强度2200N/个。
主要原料化学成分如下：
表3原料化学成分表 单位：重量百分比，％
| 名称 | TFe | FeO | SiO2 | CaO | TiO2 |
| 钒钛铁精矿 | 52～57 | 28～33 | 3.5～4 | 1～2 | 11～13 |
以下结合实施例对本发明作进一步的阐述。实施例仅用于说明本发明，而不是以任何方式来限制本发明。
实施例1低钒钛烧结矿的制备
钒钛精粉25％，其余原料为国内普粉30％、普通精粉15％、轧钢皮5％、进口粉22％、其它含铁工业废弃物3％。
钒钛矿烧结特点：30平米烧结机风量为2450立方米/分，105烧结机风量为9500立方米/分；水分6％；混合料固定碳2.8％。
低钒钛烧结矿成品含SiO26％，烧结矿碱度2.40，烧结矿TiO22.6％。
实施例2全钒钛球团矿的制备
将全钒钛铁精矿、高效膨润土按98.6∶1.4的配比通过电子皮带秤自动配料后，经皮带运输进入圆筒烘干混匀机内进行混匀、脱水，混匀、脱水后的混合料水分在5％左右，然后送入润磨机内润磨，再进入圆盘造球机(圆盘造球机大小为Φ6000×700mm(边高)，转速8r/min，倾角46.5°)造球，加水方式为造球盘上部和下部同时加入，得到生球。生球经筛分机筛分后，直径8～16mm的生球由布料机均匀的布到竖炉干燥床上，竖炉干燥床温度控制在500～550℃，干燥时间5min后，烘干后的生球直接排放到坚炉预热焙烧段，预热温度控制在900℃，焙烧温度控制在1030℃，高温焙烧反应时间控制在30～60min，球团焙烧后，经炉内冷却，由电振排料机排放到带冷机上，进行第二次冷却后即得全钒钛铁精矿球团矿。
该全钒钛铁精矿球团矿含TiO212.05％、TFe 53.81％，抗压强度2200N/个。
生球理化性能、全钒钛球团矿焙烧操作参数及成品质量见表4：
表4
实施例3 300m3级高炉冶炼中钛渣
(1)原料成分：
30份全钒钛球团矿、65份低钒钛烧结矿和5份块矿按规定装料制度装入高炉，各原料具体成分见表5。
表5高炉含铁原料成分表 单位：重量百分比，％
| 原料名称 | TFe | FeO | SiO2 | CaO | TiO2 |
| 全钒钛球团矿 | 52.33 | 0.49 | 4.33 | 1.18 | 12 |
| 低钒钛烧结矿 | 49.42 | 7.85 | 6.41 | 15.39 | 2.6 |
| 块矿 | 51 | 5 | 10.5 | 5.5 | 0 |
燃料为焦炭和煤粉，焦炭灰分13.2％，二级焦炭比例为62％，入炉焦炭灰分标准偏差0.4％，煤粉灰分14.2％。
(2)、装料制度：
高炉为钟式炉顶，矿石每批重量为10.4吨，焦炭每批2.2吨，煤粉每批0.64吨，装料顺序为4OOCC+1CCOO(O代表矿石、C代表燃料)，正装率为80％。
(3)、操作参数
风量65000m3/h，风温1150℃，鼓风动能52KJ/s，富氧率2.8％，压差121KPa，喷煤比126Kg/t。
铁水成分：[Si]含量为0.20％，[Si]+[Ti]含量为0.43％，铁水温度1425℃，[Si]含量标准偏差0.04％，[S]含量为0.051％。
炉前操作及渣铁制度：每炉放上渣时间55分钟，上渣合格率92％，铁口合格率85％，铁量差合格率77％，铁口放吹率95％。
制得的生铁满足进一步炼钢的质量要求。
采用水冲渣的方式收得水渣，以重量百分比计含有：(TiO2)15.9％、(Al2O3)12.11％、(MgO)9.38％，炉渣碱度1.26。该水渣可部分添加到水泥生产，也可作为复合微粉的原料
实施例4 300m3级高炉冶炼中钛渣
(1)原料成分：
28份全钒钛球团矿、66份低钒钛烧结矿和6份块矿混合均匀，各原料具体成分见表6。
表6高炉含铁原料成分表 单位：重量百分比，％
| 原料名称 | TFe | FeO | SiO2 | CaO | TiO2 |
| 全钒钛球团矿 | 52.33 | 0.49 | 4.33 | 1.18 | 12 |
| 低钒钛烧结矿 | 49.42 | 7.85 | 6.41 | 15.39 | 2.6 |
| 块矿 | 51 | 5 | 10.5 | 5.5 | 0 |
燃料为焦炭和煤粉，焦炭灰分13.4％，二级焦炭比例为60％，入炉焦炭灰分标准偏差0.5％，煤粉灰分14.7％。
(2)、装料制度：
高炉为无料钟炉顶，矿石每批重量为14.5吨，焦炭每批4.1吨，煤粉每批0.82吨，装料顺序为OOO↓CC↓(O代表矿石、C代表燃料，↓代表开下密)，矿石倾角32.5度，焦炭倾角31.5度.
(3)、操作参数
风量75000m3/h，风温1100℃，鼓风动能49KJ/s，富氧率2.7％，压差115KPa，喷煤比120Kg/t。
铁水成分：[Si]含量为0.2％，[Si]+[Ti]含量为0.42％，铁水温度控制在1440℃，[Si]含量标准偏差0.04％，[S]含量为0.055％。
炉前操作及渣铁制度：每炉放上渣时间50分钟，上渣合格率92％，铁口合格率86％，铁量差合格率78％，铁口放吹率为95％。
制得的生铁满足进一步炼钢的质量要求。
采用水冲渣的方式收得水渣，以重量百分比计含有：(TiO2)15％、(Al2O3)12.67％、(MgO)9.52％，炉渣碱度1.27。该水渣可部分添加到水泥生产，也可作为复合微粉的原料。
Claims (3)
1.高炉冶炼中钛渣的方法，其特征在于：以25～30份的全钒钛球团矿、65～70份的低钒钛烧结矿和5～10份的块矿为原料于高炉中冶炼；冶炼过程中采用中型炉进行冶炼，其风量65000～75000m3/h，风温1100～1150℃，鼓风动能为48～52KJ/s；高炉喷煤比120～140Kg/t，压差为115～125KPa；铁水温度为1420～1460℃；冶炼燃料为焦炭和煤粉，焦炭加入量按每吨原料计为450～480Kg，煤粉加入量按每吨原料计为120～140Kg，焦炭灰分应小于13.5％，二级焦炭比例应大于60％，入炉焦炭灰分标准偏差应小于0.5％，煤粉灰分应小于15％；
所述的全钒钛球团矿按重量百分比计含TFe 52～54％，TiO2 11.5～12.5％，FeO 0.4～0.5％，SiO2 5～6％，CaO 1.5～2.0％；其制备方法为全钒钛铁精矿配加其重量1.2～1.5％的膨润土作为原料混匀、脱水，脱水后的混合料送入润磨机内润磨，再进入圆盘造球机造球，筛分出直径8～16mm的生球布到竖炉干燥床上，500～550℃干燥5min，烘干后的生球放到竖炉预热焙烧段850～950℃预热，高温焙烧温度控制在1030℃，反应时间30～60min，经炉内冷却后放到带冷机上第二次冷却后即得；所述全钒钛铁精矿化学成分按重量百分比计含TFe 52～57％、FeO 28～33％、SiO2 3.5～4％、CaO 1～2％、TiO2 11～13％；
所述的低钒钛烧结矿按重量百分比计含TFe 47～52％，CaO 13～16％，TiO2 1.0～3.5％，FeO 7～9.5％，SiO2 5～7％；烧结矿碱度2.20～2.70；其制备方法为钒钛铁精矿粉20～30％、国内普矿粉15～25％、普通精矿粉15～25％、轧钢皮3～5％、进口矿粉20～40％及其它含铁工业废弃物制成混合原料；30平米烧结机风量为2400～2500立方米/分，105平米烧结机风量为9000～10000立方米/分；添加水分为混合原料重量的6％；混合原料中固定碳控制在2.8％；原料的主要化学成分为：钒钛铁精矿粉TFe 52～57％、FeO 28～33％、SiO2 3.5～4％、CaO1～2％、TiO2 11～13％，国内普矿粉TFe 45～55％、FeO 0～10％、SiO2 3.5～16.5％、CaO 0.5～8.5％，普通精矿粉TFe 58～68％、FeO 20～28％、SiO2 3.5～7％、CaO 1.1～2.3％、TiO2 0～1％，轧钢皮TFe 60～70％、FeO 20～35％，进口矿粉TFe 60～62％、FeO 0～10％、SiO2 3～4.5％；
所述的块矿按重量百分比计含TFe50～60％，FeO 0～10％，SiO2 3.5～15.5％，CaO 0～8％。
2.根据权利要求1所述的高炉冶炼中钛渣的方法，其特征在于：高炉鼓风空气中加入氧气，富氧率为2～3％。
3.根据权利要求1或2所述的高炉冶炼中钛渣的方法，其特征在于：炉渣处理方法为水冲渣方式。
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