专利名称：利用富氧顶吹熔融还原技术混合冶炼高磷铁矿和钛铁矿制取低磷低钛铁水的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用富氧顶吹熔融还原技术混合冶炼高磷铁矿和钛铁矿的方法， 属于能源与冶金技术领域。
背景技术：
我国铁矿资源分布广泛，成因类型多样，贫矿多，富矿少，铁矿床中共生组分多。在 已查明的1834处铁矿中，总探明储量为531. 4亿吨，保有储量为501. 2亿吨，其中高磷铁矿 石的保有储量为74. 5亿吨，占全国铁矿总保有储量的14. 86%。我过的高磷铁矿石主要分 布于长江流域的云南、四川、湖北、湖南、安徽、江苏及华北的内蒙古等地区，其分布广、储量 大，但其矿物组成复杂，磷矿物嵌布粒度细小，磷矿物与铁矿物之间关系复杂，联结力大，属 于难选矿石。长期以来，由于没有开发出理想的降磷方法而使得国内现存的大量铁矿资源 不能得以有效利用，致使某些矿山因含磷高而停止开采。采用富氧顶吹熔融还原技术冶炼 高磷铁矿已经被试验验证具有较好的效果。利用熔融还原炉内的强氧化性气氛和磷氧化物 在炉渣中可以稳定存在的特点脱磷，从而达到理想冶炼效果。我国攀西地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿，且成分稳定，S，P等有害元素含量低，价 格低，其工业贮量达80亿吨以上。云南省也分布有相当丰富的钛铁矿资源，且精矿质量优 于攀枝花地区，矿质以砂矿为主，易采易选，TiO2品位较高，硅、铝、硫、磷等杂质含量少。据 文献报道，其探明储量已有2000多万吨。但对于西南地区的这些含钛铁矿，高炉冶炼难度 比较大，经济指标低下。在国内专家几十年的科研攻关下，采用高炉冶炼钒钛磁铁矿取得丰 硕的成果。但冶炼过程中，钛的低价化合物和Ti (C，N)的生成导致炉渣粘度大，流动性差导 致炉况差以及渣铁分离不理想等诸多问题仍然存在。因此，采用新的冶炼工艺开发我国现 有的大量“呆矿”具有重要的意义。当今世界，非高炉炼铁技术迅猛发展，个别工艺已凭借 其独特优势崭露头角。经过实验室试验证明富氧顶吹熔融还原技术处理钛铁矿在脱钛方面 取得了良好的效果。利用炉膛中的强氧化性气氛和钛氧化物可以稳定存在于渣中的特点脱 钛，从而达到理想的效果。在以上所述的试验背景下，高磷铁矿和钛铁矿进行混合冶炼的构思产生。冶炼全 高磷铁矿时，由于铁矿中磷含量高，煤粉中也有一定负荷的磷，导致最终冶炼的脱磷效果不 是很理想，还需要炉外继续脱磷才能达到合格铁水的要求。冶炼全钛铁矿时，虽然炉膛环境 氧势较高，但经试验发现泡沫渣现象仍然存在。在冶炼过程中混合高磷铁矿和钛铁矿，一方 面降低渣中钛含量，减缓泡沫渣的产生；另一方面，可以降低炉料磷负荷，可以得到更为合 格的铁水；再一方面，利用磷与氧的亲和力高以及磷氧化物可以稳定存在于渣中的特点，可 以稀释炉渣钛的浓度，同时增强炉渣的钛、磷容量。
发明内容
本发明在此铁矿资源日益恶化的环境下应运而生，用于解决高炉炼铁技术能耗高、污染大、热效率低以及我国大储量贫铁矿在高炉中难以冶炼的问题。本发明采用的工艺 对原料要求简单，不需炼焦、烧结、造球等工序，而且投资建设、操作成本低，对环境影响较 小。本发明的目的是采用富氧顶吹熔融还原技术混合冶炼高磷铁矿和钛铁矿，制取低磷低 钛铁水。为实现本发明的目的，采用以下技术方案利用富氧顶吹熔融还原技术混合冶炼高磷铁矿和钛铁矿制取低磷低钛铁水的方 法，其特征在于含有以下工艺步骤将炉料高磷铁矿、钛铁矿、白云石、石灰和还原煤破碎；按照碱度R的范围为1. 0 2. 0，内配碳比C/0的范围为0. 9 1. 3的工艺参数配比混勻、预热；炉料由炉侧进入熔融还 原炉，其铁水和炉渣则定期分别由出铁口和排渣口放出，高温烟气通过除尘、二次燃烧，然 后利用其余热发电。所述炉料粒度≤10mm。碱度R的表达式为
权利要求
1.一种利用富氧顶吹熔融还原技术混合冶炼高磷铁矿和钛铁矿制取低磷低钛铁水的 方法，其特征在于含有以下工艺步骤将炉料高磷铁矿、钛铁矿、白云石、石灰和还原煤破碎；按照碱度R的范围为1. 0 2. 0，内配碳比C/0的范围为0. 9 1. 3的工艺参数配比混勻、预热；炉料由炉侧进入熔融还 原炉，其铁水和炉渣则定期分别由出铁口和排渣口放出，高温烟气通过除尘、二次燃烧，然 后利用其余热发电。
2.根据权利要求1所述的利用富氧顶吹熔融还原技术混合冶炼高磷铁矿和钛铁矿制 取低磷低钛铁水的方法，其特征是所述炉料粒度< 10mm。
3.根据权利要求1所述的利用富氧顶吹熔融还原技术混合冶炼高磷铁矿和钛铁矿制 取低磷低钛铁水的方法，其特征是碱度R的表达式为
4.根据权利要求1所述的利用富氧顶吹熔融还原技术混合冶炼高磷铁矿和钛铁矿制 取低磷低钛铁水的方法，其特征是还原煤的加入量为m(COal)
5.根据权利要求1所述的一种利用富氧顶吹熔融还原技术混合冶炼高磷铁矿和钛铁 矿制取低磷低钛铁水的方法，熔融还原炉温控制在1400 1550°C，其富氧顶吹的氧枪、热 交换器、除尘器、气体压缩机型号与熔融还原炉型号相匹配。
全文摘要
本发明公开了在富氧顶吹的条件下，用混合高磷铁矿和钛铁矿作原料、煤粉作还原剂、石灰石或白云石作熔剂生产铁水。工艺步骤为将炉料高磷铁矿、钛铁矿、白云石、石灰和还原煤破碎；按照碱度R的范围为1.0～2.0，内配碳比C/O的范围为0.9～1.3的工艺参数配比混匀、预热；炉料从炉侧进入熔融还原炉，在富氧顶吹的条件下生产磷、钛含量相对较低的铁水，其铁水和炉渣则定期分别由出铁口和排渣口放出。本发明处理传统方法难以冶炼的高磷铁矿、钛铁矿。此种混合冶炼既降低了冶炼高磷铁矿时的磷负荷量，能达到磷含量更低的铁水，又减少了冶炼钛铁矿时的泡沫渣量，有助于炉况稳定。此发明将有利于开发我国大量储存的高磷铁矿和钛铁矿资源，增强中国钢铁企业的国际竞争力。
文档编号C21B11/00GK102051427SQ201010591040
公开日2011年5月11日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者卿山, 张竹明, 李幼灵, 李慧斌, 李虎, 杨雪峰, 王 华, 郈亚丽 申请人:昆明理工大学