一种钒钛磁铁矿高炉冶炼的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及炼钢领域，具体地，涉及一种钒钛磁铁矿高炉冶炼的方法。
【背景技术】
[0002] 印尼及周边地区的海沙钒钛铁精矿储量十分丰富，其中含有较高的TiO2，当用于 高炉冶炼时，炉渣中TiO 2较高。当渣中TiO 2含量超过20%，由于TiO2极易还原生成低价钛 化合物，特别是在高炉冶炼条件下不能熔化的TiC、TiN及其固溶体Ti (C，N)并以极细小的 颗粒以弥散状态分布于炉渣中。随着还原程度逐渐提高，渣中TiC、TiN及其固溶体Ti (C，N) 含量不断增加，炉渣粘度逐渐升高，当渣中TiO2被还原至一定程度时，炉渣粘度将会急剧升 高，甚至不能顺畅流动，造成含钛高炉渣粘度升高。而且，当渣中110 2过量还原，含钛高炉渣 的粘度显著升高、流动性变差，这会造成高炉渣铁不分、不能顺利出渣出铁、炉况恶化，严重 时导致炉况失常。这些因素也导致钒钛磁铁矿高炉冶炼过程中产生的炉渣中含铁量较高， 从而造成大量的铁损失，通常铁的损失量高达6-8重量％。
[0003] 为防止高钛型高炉渣变稠，必须抑制渣中TiO2过还原，减少渣中TiC、TiN及其固 溶体Ti(C，N)的生成。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于抑制钒钛磁铁矿，尤其是将以海沙钒钛铁精矿为主要组成制成 的高钛型钒钛磁铁矿进行高炉冶炼时炉渣中TiC、TiN及其固溶体Ti (C，N)的生成，从而提 供一种钒钛磁铁矿高炉冶炼的方法。
[0005] 本发明提供了一种钒钛磁铁矿高炉冶炼方法，该方法包括：在钒钛磁铁矿原料高 炉冶炼的过程中，控制铁水中[Ti]的含量为0. 05% -0. 40%。
[0006] 本发明的方法可以抑制渣中1102的过还原，降低渣中TiC、TiN及其固溶体 Ti (C，N)的生成量，改善炉渣性能，可以提高渣中1102含量从而提高钒钛矿使用比例，降低 高炉原料成本；另一方面，渣中TiC、TiN及其固溶体Ti (C，N)的生成量降低，还可以起到降 低炉渣带铁的能力，从而起到降低金属铁损的作用，达到降低高炉成本的目的。
[0007] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0008] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0009] 本发明提供了一种钒钛磁铁矿高炉冶炼方法，该方法包括：在钒钛磁铁矿原料高 炉冶炼的过程中，控制铁水中[Ti]的含量为0. 05% -0. 40%。
[0010] 在本发明中，采用本领域熟知的" [Ti] "表示熔体中（即，铁水）的钛元素；同理， 以下的" [Si] "表示铁水中的硅元素。
[0011] 根据本发明，在所述高炉冶炼过程中可以存在少量出铁过程，可能致使所述铁水 中[Ti]含量低于0.05%或高于0.40%，然而，由于高炉生产过程能够及时调节铁水中的 [Ti]含量，因此，本发明的方法能够及时防止炉温水平过低或过高的现象出现，使所述高炉 仍然能保持长期稳定生产。
[0012] 优选地，在钒钛磁铁矿原料高炉冶炼的过程中，控制铁水中[Ti]的含量为 0. 15% -0. 25%。
[0013] 根据本发明，为了进一步保证高炉的稳定生产，在冶炼过程中，还可以参考铁水中 [Si]的含量判断炉温水平。因此，在使所述铁水中[Ti]的含量达到本发明要求的条件下， 优选本发明的方法还包括：将所述铁水中[Si]的含量控制为0. 05% -0. 35%，更优选控制 为 0· 10% -0· 18%。
[0014] 根据本发明的一种【具体实施方式】，当所述铁水中[Ti]的含量为0. 05% -0. 40%， 相应的铁水中[Si]的含量控制为0.05%-0.35% ;当优选所述铁水中[Ti]的含量为 0. 05% -0. 25时，相应的铁水中[Si]的含量控制为0. 10% -0. 18%。
[0015] 本发明对所述冶炼的具体过程没有特别限定，可以参照本领域高炉冶炼的常规方 法进行。为了更容易控制所述铁水中[Ti]和[Si]的含量，根据本发明的一种优选实施方 式，所述冶炼在焦炭存在下进行，且在冶炼过程中通过高炉的风口向所述高炉内喷吹煤粉 并鼓入含氧气体。
[0016] 在本发明的所述方法中，对所述焦炭和所述煤粉的用量均没有特别的要求，可以 在常规的钒钛磁铁矿高炉冶炼方法中适当地选择。所述焦炭的用量可以为300_500kg/ 吨铁，优选为430-470kg/吨铁；所述煤粉的喷吹量可以为50-180kg/吨铁，优选为 130-155kg/吨铁。单位"kg/吨铁"是指相对于每吨出铁的用量。例如，"所述煤粉的喷吹 量为120kg/吨铁"是指高炉每出铁1吨，需要向高炉内喷吹120kg所述煤粉。
[0017] 在本发明中，所述煤粉的颗粒直径可以在2000微米以下，优选< 74微米所占比例 在50%以上，更优选< 74微米所占比例为80%以上。所述煤粉的煤种没有特别的要求，例 如可以为无烟煤、烟煤和褐煤中的至少一种。
[0018] 在本发明的所述方法中，向所述高炉内鼓入富氧气体的方法可以按照常规的方法 实施。为了使所述煤粉在高炉中更充分地燃烧，优选地，鼓入富氧气体的条件使得所述高炉 的风量为1200-1600Nm 3/吨铁，富氧量为17-45Nm3/吨铁。
[0019] 在本发明的所述方法中，对所述冶炼的条件没有严格的要求，可以在常规的高炉 冶炼方法中适当地选择。优选情况下，所述冶炼的条件包括：高炉的风温为950-1300°C，炉 顶压力为彡30kPa。
[0020] 本发明的方法适用于任何需要抑制炉渣中TiO2过还原的钒钛磁铁矿的高炉冶炼。 例如所述轨钛铁矿原料可以选自轨钛烧结矿、轨钛球团矿和块矿中的至少一种。
[0021] 在本发明中，由于印尼及其周边地区的海沙钒钛铁精矿储量十分丰富，优选地，所 述钒钛铁矿原料由含有海沙钒钛铁精矿的混合物制成。在此情况下，所述钒钛烧结矿可以 为由海沙钒钛铁精矿任选和普通铁精矿和/或普通铁粉矿的混合物烧结得到的烧结矿，所 述钒钛球团矿可以为由海沙钒钛铁精矿焙烧得到的球团矿或由海沙钒钛铁精矿和普通铁 精矿的混合物焙烧得到的球团矿，所述普通铁精矿为不含钒元素和钛元素的铁精矿，所述 块矿为不含钒元素和钛元素块矿。
[0022] 进一步优选地，所述I凡钛磁铁矿原料选自I凡钛烧结矿、I凡钛球团矿和块矿；以所述 钒钛磁铁矿原料的总重量为基准，所述钒钛烧结矿的含量可以为82-88重量％，所述钒钛 球团矿的含量可以为7-14重量％，所述块矿的含量可以为1-5重量％。
[0023] 所述钒钛烧结矿可以按照本领域常规的制备方法获得，例如，所述钒钛烧结矿的 制备方法可以包括：将海沙钒钛铁精矿和任选的普通铁精矿和/或普通铁矿粉与燃料（炭、 焦粉）和熔剂（生石灰和/或石灰石）混合，烧结。其中，所述海沙钒钛铁精矿和任选的普 通铁精矿和/或普通铁粉矿的用量可以为本领域制备烧结矿中常规的用量，优选情况下， 所述混合物含有海沙钒钛铁精矿以及普通铁精矿和/或普通铁粉矿，以海沙钒钛铁精矿以 及普通铁精矿和/或普通铁粉矿的总重量为基准，所述海沙钒钛铁精矿的用量为55-90重 量％，普通铁精矿和普通铁粉矿的总用量为10-45重量％。通常使用的烧结方法为在带式 烧结机上进行烧结，例如，将混合铁精矿（即海沙钒钛铁精矿和普通铁精矿的混合物）和熔 剂经布料器加到台车上，进行抽风点火烧结，随台车前进，烧结过程由料层表面不断向下进 行。本发明优选采用磁辊布料器，磁辊的运转方向为逆时针方向，而普通矿布料磁辊为顺时 针运转方向，采用该磁辊布料可以改善混合料粒度与燃料的合理分布，使整个料层的质量 均匀。所述烧结的温度一般可以为1200-1400°C。
[0024] 在本发明的所述方法中，制备所述钒钛球团矿的原料中，所述海沙钒钛铁精矿的 含量可以为90-100重量％，普通铁精矿的含量可以为0-10重量％。所述钒钛球团矿的抗 压强度可以为（> 2000)N/个。
[0025] 在本发明的所述方法中，所述钒钛球团矿的制备方法可以按照本领域常规的方 法进行，例如，可以通过将100重量份的海沙钒钛铁精矿或者100重量份的混合铁矿粉与 1. 5-2. 5重量份的粘结剂，如膨润土等，混匀、润磨、干燥、氧化焙烧而制得。干燥的方法优选 为抽风干燥，风速可以为1-1. 5米/秒，干燥的初始温度为可以为20-50°C，预热温度可以为 400-1000°C，预热后球团的氧化焙烧温度可以为1200-1250°C，焙烧的时间可以为25-35分 钟。
[0026] 本发明的发明人在研宄中发现，当高炉炉渣中1102的含量在20重量％以上时，所 述铁水中[Ti]含量对炉温水平的反应更为灵敏，所以本发明的方法特别适用于高钛型钒 钛磁铁矿原料的冶炼。
[0027] 为了降低高炉原料成本，根据本发明的一种优选实施方式，所述钒钛铁矿原料为 高钛型钒钛磁铁矿原料，在所述高炉冶炼的过程中，当高炉炉渣中110 2的含量为20-25重 量％，炉渣的碱度为1.0-1. 2时，控制铁水中[Ti]的含量为0.05%-0.40%，优选控制为 0. 15% -0. 25%。
[0028] 以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的范围并不仅限于以下实施 例。
[0029] 在以下制备例、实施例和对比例中，使用的海沙钒钛铁精矿的主要成分如表1所 示：
[0030] 表 1*
[0031]
[0032] * :含量的单位均为"重量％ "。
[0033] 普通铁精矿为澳大利亚铁矿粉，其颗粒尺寸为10-90毫米，主要成分为：TFe 60. 69%，FeO 0· 57%，SiO2 4. 31%，Al2O3 2. 21%，S 0· 023%，P 0· 1% ;所述颗粒尺寸是指 颗粒上的两个不同点之间的最大直线距离，例如，当颗粒为球形时，则所述颗粒尺寸是指该 颗粒的直径；
[0034] 块矿为会理铁矿，主要成分为：TFe 46.84%，SiO2 20.30 %，CaO 1.9