[发明专利]低热态强度焦炭下大型高炉冶炼钒钛矿的方法

说明书

本发明公开了一种低热态强度焦炭下大型高炉冶炼钒钛矿的方法，使用现有的八钢自产烧结矿烧结矿碱度R=1.8；烧结矿：蒙库球团：钒钛球团=75%：17%：8%；高炉操作参数调整：焦炭负荷O/C：4.142、富氧维持在15500±100 m³/h，富氧率：4.5%‑5%，顶温：135±5°C，铁水PT在1490°C‑1510°C，铁水[Si]：0.35‑0.45，[Ti]＜0.20％,燃料比：540‑560kg/t；所述焦炭的灰份为11～13％，M40≥89.5%；所述高炉入炉风温为1150～1250℃,所述炉顶压力为210kPa；调节冶炼过程中烧结矿和钒钛球团矿中的铁的质量百分比在56.8％以上，二元碱度为1.08‑1.12，焦比为430‑440kg/t，煤比为100‑120kg/t，调节鼓风温度为1150℃以上。

技术领域

本发明涉及一种低热态强度焦炭下大型高炉冶炼钒钛矿的方法。

背景技术

高炉炼铁生产是冶金(钢铁)工业最主要的环节。高炉炼铁冶炼是把铁矿石还原成单质生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度，焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构，矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。我国钒钛磁铁矿分布广泛、储量丰富、储量和开采量居全国铁矿的第三位，已探明储量近百亿吨，远景储量达三百亿吨以上，新疆钒钛磁铁矿储量丰富，已探明储量上亿吨，八钢公司为区域资源满足区域市场的战略要求，加快开发利用新疆钒钛矿产资源，实现综合开发利用100万吨/年以上钒钛铁精矿的目标，增强八钢公司钢铁主业的整体竞争力，八钢高炉将持续增加钒钛矿的冶炼，降低生铁成本。采用钒钛矿冶炼，由于钛(Ti)易于与炉缸内的碳(C)和氮(N)生成碳化钛(TiC)和氮化钛(TiN)， 而碳化钛(TiC)和氮化钛(TiN)在1400多度的炉缸内的温度不能熔解，它们的熔解温度分别为2950度和3150度。所以，TiC和TiN是高炉冶炼钒钛磁铁矿渣、铁不能完全分离的主要根源。渣中TiO₂长期在19～21％，生产实践表明，生铁中含钛量增加其粘度也有不同程度的增加，因此铁水粘罐严重，渣铁沟挂孔多。含钛炉渣在有还原气氛并有炙热焦炭存在的冶炼条件下，随着还原温度的升高或还原时间的延长，其粘度增大，使炉渣变稠。炉渣变稠还会导致炉况失常。钒钛矿冶炼具有吨铁渣量大和炉渣性能稳定区间小的特点，因此进行钒钛矿冶炼，必须使用较高的强度，特别是要具有良好的热态强度的焦炭，确保料柱有良好是透气性、透液性，使含钛渣铁在高炉内部停留时间缩短，顺利的由软熔带低落至炉缸，渣铁及时排出，减少钛元素的还原，降低铁中钛的含量，活跃炉缸，提高炉缸的空间系数，保证炉况顺行。焦炭热反应性影响其在高炉内反应后的强度,制约着焦炭在高炉中料柱骨架的作用,进而影响高炉的透气性和顺行,如果焦炭反应性过大,就会使焦炭热强度下降,产生较多的碎焦和焦粉积聚,导致死料柱堵塞,高炉难以接受大风量高风温,炉缸的活性降低。高炉下部焦炭的劣化程度对整个高炉的透气性有直接影响,因此要求焦炭有更高的抗溶损反应能力以提高焦炭的CSR。根据生产经验高炉冶炼钒钛矿的焦炭热强度条件为CSR≥65%，在我国的高炉设计规范中已规定2000～4000m³的高炉所用焦炭CRI≤25％，CSR≥62～65％。而八钢高炉为了适应生产及成本需要，进一步降低冶炼成本，焦炭中大量配加疆内非焦煤，减少或者不配山西焦煤，使炼焦成本降至最低，进而降低生铁成本，八钢焦炭的CSR≤29.8%。因此，八钢高炉在此低热态强度焦炭下冶炼钒钛矿，为了确保高炉活跃炉缸，长期稳定顺行，降低炼铁生产的成本，需要进一步的挖掘和提高钒钛磁铁矿冶炼的生产工艺技术，以满足高炉低耗高产、低成本运行需要。

发明内容

为解决大型高炉在钒钛矿冶炼过程中不能使用低热态强度焦炭这一技术问题，本发明的技术方案为采用一种低热态强度焦炭下大型高炉冶炼钒钛矿的方法，通过科学的技术手段分析钒钛矿冶炼的工艺技术原理，采用创新的操作理念及高炉调剂手段，使高炉在低热态强度焦炭的燃料条件下进行钒钛矿冶炼。

实现上述目的的一种低热态强度焦炭下大型高炉冶炼钒钛矿的方法，1、选择合适的炉料配矿结构：