本发明涉及炼铁技术领域，尤其涉及一种高铬高钛型钒钛磁铁矿高炉炼铁炉料及其高炉冶炼方法。
背景技术：
我国是一个发展中的大国，随着社会主义市场经济的迅速发展，对铁矿石的品质及要求越来越严格。对于实际生产，节约成本一直是企业的重要目标之一，而由于普通矿的价格远高于钒钛磁铁矿，因此，在实际生产中更多的利用钒钛磁铁矿，对节约成本具有重要意义。而高铬高钛型钒钛磁铁矿除铁钒钛之外还伴有珍贵的铬资源，共轭钢铁和有色两大行业，具有较高的综合利用价值。
普通钒钛铁矿综合利用的生产流程已经基本形成，但按照该流程，其铁、钒、钛的利用效率较低，特别是钛资源的利用率根底，攀西钛资源的利用率为25％，承德地区的钛资源利用率还不足10％。因此，积极完善现有工艺流程，开发全新工艺及装备，是高效利用普通钒钛磁铁矿的必然选择。
高铬高钛型钒钛磁铁矿一方面能够满足高炉生产对铁矿石原料的需求，另一方面，由于高铬高钛型钒钛磁铁矿含铬较高，可开发高附加值的铬产品，从而为企业发展培育新经济增长点。我国高铬高钛型钒钛磁铁矿资源虽然已经开始小规模地开采利用，但因其系统集成技术尚未形成，其中的钒铬资源，尤其是铬资源尚没有利用，这不仅直接导致高铬高钛型钒钛磁铁矿综合利用价值不能有效发挥，浪费资源，对环境造成污染。
鉴于，高铬高钛型钒钛磁铁矿资源的特殊性，目前国内外尚未有将其应用于高炉生产的工艺，相关的研究十分不足。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高铬高钛型钒钛磁铁矿高炉炼铁炉料及其高炉冶炼方法，该炉料能够高炉强化冶炼，且高炉利用系数较高。
本发明提供了一种钒钛磁铁矿高炉炼铁炉料，以重量份数计，包括以下组分：
65～75份的高铬高钛型钒钛烧结矿、25～30份的高铬钒钛球团矿和2～5份的粒度为10～50mm的普通块矿；
所述高铬钒钛烧结矿由质量比为40～50:20～40:4～5:10～15的高铬高钛型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂烧结制得；所述高铬高钛型钒钛磁铁精矿中cr2o3的质量含量为1.0～1.9％，tio2的质量含量为12～13％；
所述高铬钒钛球团矿由质量比为97～99:1～3的高铬高钛型钒铁磁铁精矿和膨润土造球制得；
所述普通块矿中tfe质量含量为40～50％和sio2质量含量为15～25％。
优选地，所述高铬高钛型钒钛烧结矿的碱度优选为2.2～2.5。
优选地，所述燃料优选选自焦粉；所述熔剂优选选自生石灰和/或石灰石。
优选地，所述钒钛磁铁矿高炉炼铁炉料优选包括71～75份的高铬高钛型钒钛烧结矿、25～26份的高铬钒钛球团矿和2～3重量份的粒度为10～50mm的普通块矿。
本发明提供了一种上述技术方案所述的钒钛磁铁矿高炉炼铁炉料的高炉冶炼方法，包括以下步骤：
将高铬高钛型钒钛烧结矿、高铬钒钛球团矿和粒度为10～50mm的普通块矿在喷吹低铁高硅粉和煤粉的条件下进行冶炼；
所述低铁高硅粉中tfe质量含量为20～40％和sio2质量含量为25～45％。
优选地，所述低铁高硅粉的喷吹质量占煤粉的2～10％。
优选地，所述冶炼的风温为1200～1250℃；冶炼的富氧率为2～5％；冶炼的炉渣中tio2的质量含量为22～23％。
优选地，所述煤粉的喷吹量为130～160kg/tfe。
本发明提供了一种钒钛磁铁矿高炉炼铁炉料，以重量份数计，包括以下组分：65～75份的高铬高钛型钒钛烧结矿、25～30份的高铬钒钛球团矿和2～5份的粒度为10～50mm的普通块矿；所述高铬钒钛烧结矿由质量比为40～50:20～40:4～5:10～15的高铬高钛型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂烧结制得；所述高铬高钛型钒钛磁铁精矿中cr2o3的质量含量为1.0～1.9％，tio2的质量含量为12～13％；所述高铬钒钛球团矿由质量比为97～99:1～3的高铬高钛型钒铁磁铁精矿和膨润土造球制得；所述普通块矿中tfe质量含量为40～50％和sio2质量含量为15～25％。该炉料能够高炉强化冶炼，且高炉利用系数较高。实验结果表明：高炉利用系数为2.50～2.58t/m3.d。
具体实施方式
本发明提供了一种钒钛磁铁矿高炉炼铁炉料，以重量份数计，包括以下组分：
65～75份的高铬高钛型钒钛烧结矿、25～30份的高铬钒钛球团矿和2～5份的粒度为10～50mm的普通块矿；
所述高铬钒钛烧结矿由质量比为40～50:20～40:4～5:10～15的高铬高钛型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂烧结制得；所述高铬高钛型钒钛磁铁精矿中cr2o3的质量含量为1.0～1.9％，tio2的质量含量为12～13％；
所述高铬钒钛球团矿由质量比为97～99:1～3的高铬高钛型钒铁磁铁精矿和膨润土造球制得；
所述普通块矿中tfe质量含量为40～50％和sio2质量含量为15～25％。
本发明提供的钒钛磁铁矿高炉炼铁炉料包括65～75份的高铬高钛型钒钛烧结矿，更优选为71～75份；在本发明的具体实施例中，所述高铬高钛型钒钛烧结矿的用量为67、69、71或73份。所述高铬钒钛烧结矿由质量比为40～50:20～40:4～5:10～15的高铬高钛型钒钛磁铁精矿、普通铁矿、燃料和熔剂烧结制得；所述高铬高钛型钒钛磁铁精矿中cr2o3的质量含量为1.0～1.9％，tio2的质量含量为12～13％。所述普通铁矿中不含钒元素和钛元素。在本发明中，所述燃料优选选自焦粉；所述熔剂优选选自生石灰和/或石灰石。
在本发明中，所述高铬高钛型钒钛烧结矿的碱度优选为2.2～2.5。
本发明提供的钒钛磁铁矿高炉炼铁炉料包括25～30份的高铬钒钛球团矿，优选为25～26份；在本发明的具体实施例中，高铬钒钛球团矿的用量为24、26、27或28份。所述高铬钒钛球团矿由质量比为97～99:1～3的高铬高钛型钒铁磁铁精矿和膨润土造球制得。
本发明提供的钒钛磁铁矿高炉炼铁炉料包括2～5份的粒度为10～50mm的普通块矿；优选为2～3份；在本发明的具体实施例中，所述普通块矿的用量为2、3、4或5份。所述普通块矿中tfe质量含量为40～50％和sio2质量含量为15～25％。
在本发明中，所述钒钛磁铁矿高炉炼铁炉料优选包括71～75份的高铬高钛型钒钛烧结矿、25～26份的高铬钒钛球团矿和2～3份的粒度为10～50mm的普通块矿。具体地，所述钒钛磁铁矿高炉炼铁炉料包括67份的高铬高钛型钒钛烧结矿、28份的高铬钒钛球团矿和5份的粒度为10～50mm的普通块矿；69份的高铬高钛型钒钛烧结矿、27份的高铬钒钛球团矿和4份的粒度为10～50mm的普通块矿；71份的高铬高钛型钒钛烧结矿、26份的高铬钒钛球团矿和3份的粒度为10～50mm的普通块矿；73份的高铬高钛型钒钛烧结矿、25份的高铬钒钛球团矿和2份的粒度为10～50mm的普通块矿。
本发明提供了一种上述技术方案所述的钒钛磁铁矿高炉炼铁炉料的高炉冶炼方法，包括以下步骤：
将高铬高钛型钒钛烧结矿、高铬钒钛球团矿和粒度为10～50mm的普通块矿在喷吹低铁高硅粉和煤粉的条件下进行冶炼；
所述低铁高硅粉中tfe质量含量为20～40％和sio2质量含量为25～45％。
在本发明中，所述低铁高硅粉的喷吹质量优选占煤粉的2～10％。
在本发明中，所述冶炼的风温优选为1200～1250℃；冶炼的富氧率优选为2～5％；冶炼的炉渣中tio2的质量含量优选为22～23％；冶炼的炉渣的碱度优选为1.05～1.10。
在本发明中，所述煤粉的喷吹量优选为130～160kg/tfe。
该冶炼方法可有效改善含铬高钛炉渣的冶金性能，降低炉渣的熔化性温度，从而强化高铬高钛型钒钛磁铁矿的高炉冶炼，降低生产成本，具有显著的经济效益。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种高铬高钛型钒钛磁铁矿高炉炼铁炉料及其高炉冶炼方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
步骤一：将高铬高钛型钒钛精矿粉与普通铁矿粉及辅料配料后制成烧结矿，烧结矿中的高铬高钛型钒钛精矿质量配比控制在40％至50％之间，普通铁矿粉20～40％，焦粉4～5％，熔剂：10～15％，烧结矿的碱度控制在2.2至2.5之间；
步骤二：将高铬高钛型钒钛精矿粉制成球团矿，原料含有如下重量配比的组分，高铬高钛型钒铁磁铁精矿97～99％，膨润土1～3％；
步骤三：按质量百分比将67％的烧结矿，28％的球团矿和5％普通块矿配入高炉；
步骤四：高炉进行冶炼，具体参数：风温1220℃，富氧率达到2％，喷吹煤量130～160kg/tfe，炉渣(tio2)22％，高炉渣碱度控制在1.05～1.10；
喷吹的低铁高硅粉矿与煤粉一起进入磨煤机进行细磨，然后随煤粉一起喷入高炉进行冶炼，喷吹量为煤粉的3％。
本发明实施例1提供的炉料的高炉冶炼实验参数和高炉利用系数见表1，表1为本发明实施例1～4提供的炉料的高炉冶炼实验参数和高炉利用系数：
表1本发明实施例1～4提供的炉料的高炉冶炼实验参数和高炉利用系数
由表1可见，随着烧结矿配比的提高，普通块矿配比降低及高炉粉矿喷吹量的提高，风温的增加，富氧率的提高，实现了高炉冶炼的强化，高炉利用系数逐渐增加。在炉渣tio2含量高达22～23％的条件下，实现了高铬高钛型钒钛磁铁矿高炉的正常冶炼。
实施例2
步骤一：将高铬高钛型钒钛精矿粉与普通铁矿粉及辅料配料后制成烧结矿，烧结矿中的高铬高钛型钒钛精矿质量配比控制在40％至50％之间，普通铁矿粉20～40％，焦粉4～5％，熔剂：10～15％，烧结矿的碱度控制在2.2至2.5之间；
步骤二：将高铬高钛型钒钛精矿粉制成球团矿，原料含有如下重量配比的组分，高铬高钛型钒铁磁铁精矿97～99％，膨润土1～3％；
步骤三：按质量百分比将69％的烧结矿，27％的球团矿和4％普通块矿配入高炉；
步骤四：高炉进行冶炼，具体参数：风温1225℃，富氧率达到3％，喷吹煤量130～160kg/tfe，炉渣(tio2)22.2％，高炉渣碱度控制在1.05～1.10；
喷吹的低铁高硅粉矿与煤粉一起进入磨煤机进行细磨，然后随煤粉一起喷入高炉进行冶炼，喷吹量为煤粉的4％。
本发明实施例2提供的炉料的高炉冶炼实验参数和高炉利用系数见表1。
实施例3
步骤一：将高铬高钛型钒钛精矿粉与普通铁矿粉及辅料配料后制成烧结矿，烧结矿中的高铬高钛型钒钛精矿质量配比控制在40％至50％之间，普通铁矿粉20～40％，焦粉4～5％，熔剂：10～15％，烧结矿的碱度控制在2.2至2.5之间；
步骤二：将高铬高钛型钒钛精矿粉制成球团矿，原料含有如下重量配比的组分，高铬高钛型钒铁磁铁精矿97～99％，膨润土1～3％；
步骤三：按质量百分比将71％的烧结矿，26％的球团矿和3％普通块矿配入高炉；
步骤四：高炉进行冶炼，具体参数：风温1230℃，富氧率达到4％，喷吹煤量130～160kg/tfe，炉渣(tio2)22.5％，高炉渣碱度控制在1.05～1.10；
喷吹的低铁高硅粉矿与煤粉一起进入磨煤机进行细磨，然后随煤粉一起喷入高炉进行冶炼，喷吹量为煤粉的5％。
本发明实施例3提供的炉料的高炉冶炼实验参数和高炉利用系数见表1。
实施例4
步骤一：将高铬高钛型钒钛精矿粉与普通铁矿粉及辅料配料后制成烧结矿，烧结矿中的高铬高钛型钒钛精矿质量配比控制在40％至50％之间，普通铁矿粉20～40％，焦粉4～5％，熔剂：10～15％，烧结矿的碱度控制在2.2至2.5之间；
步骤二：将高铬高钛型钒钛精矿粉制成球团矿，原料含有如下重量配比的组分，高铬高钛型钒铁磁铁精矿97～99％，膨润土1～3％；
步骤三：按质量百分比将73％的烧结矿，25％的球团矿和2％普通块矿配入高炉；
步骤四：高炉进行冶炼，具体参数：风温1240℃，富氧率达到5％，喷吹煤量130～160kg/tfe，炉渣(tio2)22.7％，高炉渣碱度控制在1.05～1.10；
喷吹的低铁高硅粉矿与煤粉一起进入磨煤机进行细磨，然后随煤粉一起喷入高炉进行冶炼，喷吹量为煤粉的6％。
本发明实施例4提供的炉料的高炉冶炼实验参数和高炉利用系数见表1。
由以上实施例可知，本发明提供了一种钒钛磁铁矿高炉炼铁炉料，以重量份数计，包括以下组分：65～75份的高铬高钛型钒钛烧结矿、25～30份的高铬钒钛球团矿和2～5份的粒度为10～50mm的普通块矿；所述高铬钒钛烧结矿由40～50份的高铬高钛型钒钛磁铁精矿、20～40份的普通铁矿、4～5份的燃料和10～15份的熔剂烧结制得；所述高铬高钛型钒钛磁铁精矿中cr2o3的质量含量为1.0～1.9％，tio2的质量含量为12～13％；所述高铬钒钛球团矿由97～99份的高铬高钛型钒铁磁铁精矿和1～3份的膨润土造球制得；所述普通块矿中tfe质量含量为40～50％和sio2质量含量为15～25％。该炉料能够高炉强化冶炼，且高炉利用系数较高。实验结果表明：高炉利用系数为2.50～2.58t/m3.d。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。