CN110283950A - 一种高炉冶炼高纯生铁过程中炉内脱钛的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高炉冶炼高纯生铁过程中炉内脱钛的方法，涉及高炉炼铁技术领域，该炉内脱钛的方法的包括以下步骤：(1)将脱钛剂与用于高炉冶炼过程喷吹的普通煤粉混合，得喷煤料，所述喷煤料按质量百分比包括：脱钛剂10～30％、普通煤粉70～90％；所述脱钛剂含有以下重量百分比的化学成分：N：25％～40％，Fe：10％～25％，Si：40％～60％；(2)将喷煤料经高炉喷煤***输送入高炉内。本发明炉内脱钛的方法可在不改变高炉生产工艺和设备流程的条件下，将炉内铁水中的钛脱除。

Description

一种高炉冶炼高纯生铁过程中炉内脱钛的方法

技术领域

本发明涉及高炉炼铁技术领域，具体涉及一种高炉冶炼高纯生铁过程中炉内脱钛的方法。

背景技术

高纯生铁是指Ti，Mn，S，P等元素含量低、特定微量元素含量很少的专供优质铸件生产的生铁。

目前，高纯生铁的冶炼方法主要有氧化法和精料法。氧化法是指对铁液用氧气或空气吹炼，脱除其中的Si，Mn，Ti，V，Cr，P等。该工艺对高炉原料无特殊要求，生铁中微量元素可以控制，但是该工艺技术复杂，成本高，产量低。国外大多采用氧化法生产高纯生铁。

精料法是通过选用优质精矿粉、焦炭、煤等原燃料，采用配矿方法，控制有害元素入炉量，改善高炉操作制度，优化高炉冶炼条件，实现对某些有害元素还原的控制，从而生产高纯生铁。我国大多铸铁生产企业采用此方法。但是，随着精料的越来越少，精料法生产高纯生铁的局限性较逐渐显现。尤其Ti元素，随着低Ti精料的日益短缺，因[Ti]超标导致高纯生铁“不纯”的现象，屡见不鲜。

由于Ti对铸件的拉伸和疲劳性能有较大危害。高纯生铁必须严格控制[Ti]含量。2014年由中华人民共和国工业和信息化部制定并颁布的机械行业《铸造用高纯生铁》标准，化为两级，C1：w[Ti]≦0.01％，C2：w[Ti]≦0.03％。

从热力学和动力学条件分析，Ti是个十分活泼的元素，与C，N，O具有很强的化学亲和力，易形成TiN，TiC和Ti(N、C)固溶体等化合物。在[Ti]含量一定时，TiN的析出与铁水中[N]含量和温度有关，铁水温度越高，铁水中[N]含量越高，达到析出条件的TiN就越多。现有的高纯生铁冶炼方式，可以控制和提高铁水温度，但不能提高铁水中[N]含量，因此铁水中[Ti]和[N]不能析出更多的TiN并留在炉内，导致铁水中的[Ti]不能脱除。

因此，在不改变现有的高纯生铁生产方式及流程的条件下，急需开发一种高炉冶炼高纯生铁过程中炉内脱钛的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高炉冶炼高纯生铁过程中炉内脱钛的方法，在不改变高炉生产工艺和设备流程的条件下，将炉内铁水中的[Ti]脱除。

为达到炉内铁水脱钛的目的，本发明提供如下技术方案：

一种高炉冶炼高纯生铁过程中炉内脱钛的方法，包括以下步骤：

(1)将脱钛剂与用于高炉冶炼过程喷吹的普通煤粉混合，得喷煤料，所述喷煤料按质量百分比包括：脱钛剂10～30％、普通煤粉70～90％；所述脱钛剂含有以下重量百分比的化学成分：N：25％～40％，Fe：10％～25％，Si：40％～60％；

(2)将喷煤料经高炉喷煤***输送入高炉内。

优选地，所述脱钛剂颗粒的最大粒径≤2.0mm，小于200目粒度的颗粒占60～90％。

优选地，所述脱钛剂含有以下重量百分比的化学成分：N：34％，Fe：16％，Si：50％。

优选地，所述喷煤料按质量百分比包括脱钛剂15％、普通煤粉85％。

本发明中，步骤(1)具体为：

a、将所述脱钛剂装入高炉喷煤原煤场的配煤仓，通过配煤仓仓底的给料装置加入到普通煤粉的主皮带，与普通煤粉一起进入制粉的原煤仓；b、在原煤仓内初步混合的脱钛剂和普通煤粉经磨煤机和布袋收粉器加工为混合均匀的含脱钛剂的喷煤料。

步骤(2)具体为：

将喷煤料放入高炉喷煤***的喷吹罐中，经喷吹管路输送到高炉风口，经风口喷煤枪进入高炉内。

本发明的有益效果是：

在现有高炉冶炼高纯生铁技术中，脱钛反应主要是在渣铁界面处进行的。在一定温度下，生铁中[Ti]的最大含量(溶解度)受析出TiN的反应所控制，与渣中TiO₂含量无关，即TiN析出的越多，铁水中的[Ti]含量越低。但由于在渣铁界面处，渣层的覆盖，铁水不能直接与炉气接触，炉气中的氮只能溶解于渣中，再透过渣层到达渣铁界面，这个传质过程的阻力很大，铁水中缺少[N]，TiN析出困难，难以达到炉内脱钛的目的。

本发明高炉喷吹含脱钛剂的喷煤料，脱钛剂进入铁水，避免了渣层的影响，改善了铁水脱钛的环境。结合正常喷煤过程，脱钛剂均匀喷吹，不产生煤粉与脱钛剂的偏析现象，能够显著降低铁水中的[Ti]含量，没有改变高炉生产工艺和设备流程，工业生产适应性强。

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，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作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。

实施例1：

一种高炉冶炼高纯生铁过程中炉内脱钛的方法，具体包括如下步骤：

(1)配制喷煤料：a、将脱钛剂装入高炉喷煤原煤场的配煤仓，通过配煤仓仓底的给料装置加入到普通煤粉的主皮带，与普通煤粉一起进入制粉的原煤仓；b、在原煤仓内初步混合的脱钛剂和普通煤粉经磨煤机和布袋收粉器加工为混合均匀的含脱钛剂的喷煤料，喷煤料按质量百分比包括脱钛剂15％、普通煤粉85％。

上述脱钛剂含有以下重量百分比的化学成分：N：34％，Fe：16％，Si：50％。脱钛剂颗粒的最大粒径≤2.0mm，小于200目粒度的颗粒占65％。

(2)在某142m³高炉喷吹含脱钛剂的喷煤料，将喷煤料放入高炉喷煤***的喷吹罐中，经喷吹管路输送到高炉风口，经风口喷煤枪进入高炉内。

分别在喷煤料喷吹前和喷吹6小时后，在高炉出铁口主沟取铁水样品并进行成分检测。

检测结果，喷吹前铁水中[Ti]＝0.035％，喷吹后铁水中[Ti]＝0.024％，[Ti]降低31.4％。

实施例2：

一种高炉冶炼高纯生铁过程中炉内脱钛的方法，具体包括如下步骤：

(1)配制喷煤料：a、将脱钛剂装入高炉喷煤原煤场的配煤仓，通过配煤仓仓底的给料装置加入到普通煤粉的主皮带，与普通煤粉一起进入制粉的原煤仓；b、在原煤仓内初步混合的脱钛剂和普通煤粉经磨煤机和布袋收粉器加工为混合均匀的含脱钛剂的喷煤料，喷煤料按质量百分比包括脱钛剂25％、普通煤粉75％。

上述脱钛剂：含有以下重量百分比的化学成分：N：39％，Fe：11％，Si：50％。脱钛剂颗粒的最大粒径≤1.5mm，小于200目粒度的颗粒占70％。

(2)在某410m³高炉喷吹含脱钛剂的喷煤料，将喷煤料放入高炉喷煤***的喷吹罐中，经喷吹管路输送到高炉风口，经风口喷煤枪进入高炉内。

分别在喷煤料喷吹前和喷吹7.5小时后，在高炉出铁口主沟取铁水样品并进行成分检测。

检测结果，喷吹前铁水中[Ti]＝0.012％，喷吹后铁水中[Ti]＝0.009％，[Ti]降低25％。

从实施例1和实施例2中的检测结果可知，采用本发明中炉内脱钛的方法可使高炉所生产高纯生铁由C2级产品转向C1级产品。

此外，一或多个实施例中的特定特征或特点可由任何合适形式组合。以上所述，仅是本发明的较佳实例，并非是对本发明其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种高炉冶炼高纯生铁过程中炉内脱钛的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将脱钛剂与普通煤粉混合，得喷煤料，所述喷煤料按质量百分比包括：脱钛剂10～30％、普通煤粉70～90％；所述脱钛剂含有以下重量百分比的化学成分：N：25％～40％，Fe：10％～25％，Si：40％～60％；

(2)将喷煤料经高炉喷煤***输送入高炉内。

2.根据权利要求1所述的高炉冶炼高纯生铁过程中炉内脱钛的方法，其特征在于，所述脱钛剂颗粒的最大粒径≤2.0mm，小于200目粒度的颗粒占60～90％。

3.根据权利要求1所述的高炉冶炼高纯生铁过程中炉内脱钛的方法，其特征在于，所述脱钛剂含有以下重量百分比的化学成分：N：34％，Fe：16％，Si：50％。

4.根据权利要求1所述的高炉冶炼高纯生铁过程中炉内脱钛的方法，其特征在于，所述喷煤料按质量百分比包括脱钛剂15％、普通煤粉85％。

5.根据权利要求1所述的高炉冶炼高纯生铁过程中炉内脱钛的方法，其特征在于，步骤(1)具体为：

a、将所述脱钛剂装入高炉喷煤原煤场的配煤仓，通过配煤仓仓底的给料装置加入到普通煤粉的主皮带，与普通煤粉一起进入制粉的原煤仓；b、在原煤仓内初步混合的脱钛剂和普通煤粉经磨煤机和布袋收粉器加工为混合均匀的含脱钛剂的喷煤料。

6.根据权利要求1所述的高炉冶炼高纯生铁过程中炉内脱钛的方法，其特征在于，步骤(2)具体为：

将喷煤料放入高炉喷煤***的喷吹罐中，经喷吹管路输送到高炉风口，经风口喷煤枪进入高炉内。