一种使用高球团矿比例的高炉炼铁工艺

摘要

本发明涉及冶金焦化技术领域，具体说是一种使用高比例球团矿的高炉操作方法。所述工艺，步骤如下：制备球团矿并使其MgO含量大于2.5%，SiO2含量低于5.5%，Na2O与K2O的总含量小于0.1%、ZnO＜0.05%，然后焙烧；将所得球团矿质量含量为45%～55%的矿石放入高炉，布料、低硅冶炼，得生铁。本发明工艺简单，通过改善球团矿的组分含量和组织结构，加之调整高炉冶炼时的一些技术参数，使得高炉在冶炼球团矿质量含量高达45%以上的矿石时稳定运行，提高了企业效益。

权利要求

1.一种使用高球团矿比例的高炉炼铁工艺，包括球团矿制备和高炉冶炼步骤，其特征在于，第一步，制备球团矿：

将铁精矿、膨润土、含MgO的物料按一定比例混合使混合物中MgO含量大于2.5%，SiO2含量低于5.5%，Na2O与K2O的总含量小于0.1%、ZnO＜0.05%；将配好的原料制成粒度为Φ8～14mm的生球，在不低于1150℃的温度下焙烧，所得球团矿强度达2200N以上；

第二步，高炉冶炼：将第一步所得球团矿质量含量为45%～55%的矿石放入高炉，布料、低硅冶炼，得生铁；布料时，外环矿石的α角为30°～35°，内环矿石的α角为23°～2

28°，焦丁与矿石的质量配比0.2～0.4%；低硅冶炼时，高炉的风口面积为0.13～0.156m，风口长度为280～450mm，风口向下倾斜角度为5°～8°。

2.如权利要求1所述的一种使用高球团矿比例的高炉炼铁工艺，其特征在于：第一步中，配料时通过添加高镁粉、高镁矿或炼钢污泥中一种或几种调控原料中MgO含量。

3.如权利要求1所述的一种使用高球团矿比例的高炉炼铁工艺，其特征在于：第一步中，焙烧所得的球团矿中，强度低于1000N的球团矿质量含量低于10%。

说明书

一种使用高球团矿比例的高炉炼铁工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及冶金焦化技术领域，具体说是一种使用高球团矿比例的高炉炼铁工艺。

背景技术

[0002] 目前，国内高炉炼铁时，球团矿入炉比例一般小于15%，个别钢铁企业炼铁的入炉球团矿达到30%比例，但是长期保持45%以上的高球团矿比例的高炉炼铁技术，现在还没有。国外炼铁技术中，球团矿有达到100%的入炉比例，但其球团矿是熔剂性球团，非酸性氧化球团矿，且其SiO2 含量在3.0%以下，与国内球团矿分属两种不同种类球团矿。

[0003] 现有技术中高炉炼铁，因烧结矿原料不足，所以入炉矿石中球团矿比例需增大至40%以上。这种情况下，高炉在冶炼过程中会出现明显的憋风现象，且崩塌料、悬料增多，频繁出现管道行程（因高炉料柱透气性差而使炉内煤气流从局部透气性好的地方，在高炉内由下到上吹成一个通道），这使得生料未经充分预热和还原便落至炉底，导致高炉温度降低、热能利用性差，炉内上部经常结瘤。为解决上述技术问题，生产工艺只能被迫降低球团矿的入炉比例（即在入炉总矿石中的质量含量）至35%以下，降低冶炼强度，炉况才能好转。
所以，国内现有技术中的高炉炼铁工艺长期困扰于烧结紧张→提球团矿比例→炉况失常→降球团矿比例→烧结又紧张的恶性循环怪圈，炼铁高炉很难保持长时间的稳定运行，技术经济指标不理想。

发明内容

[0004] 为了克服现有技术不足，本发明提供了一种使用高球团矿比例的高炉炼铁工艺。本发明工艺简单，通过改善球团矿的组分含量和组织结构，加之调整高炉冶炼时的一些技术参数，使得高炉在冶炼球团矿质量含量高达45%以上的矿石时稳定运行，提高了企业效益。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

[0006] 一种使用高球团矿比例的高炉炼铁工艺，包括球团矿制备和高炉冶炼步骤，[0007] 第一步，制备球团矿：

[0008] 将铁精矿、膨润土、含MgO的物料按一定比例混合使混合物中MgO含量大于2.5%，SiO2含量低于5.5%，Na2O与K2O的总含量小于0.1%、ZnO＜0.05%；将配好的原料制成粒度为Φ8～14mm的生球，在不低于1150℃的温度下焙烧，所得球团矿强度达2200N以上；

[0009] 第二步，高炉冶炼：将第一步所得球团矿质量含量为45%～55%的矿石放入高炉，布料、低硅冶炼，得生铁。

[0010] 球团矿原料配料时，各原料的配比可按现有技术的配比混合，然后再向其中添加含MgO的物料，提高球团矿中MgO含量，并提高生料的粒度均匀性，改善其烧结后所得球团矿的组织结构，稳定了球团矿的质量，同时控制烧结总矿石中碱金属含量，降低其危害，达到提高入炉球团矿比例的目的。在高炉稳定运行的前提下，球团矿配加比例可以稳定在45%，最高可达到55%。

[0011] 优选的，第一步中，配料时通过添加高镁粉、高镁矿或炼钢污泥中一种或几种调控原料中MgO含量。

[0012] 镁源原料简单易得，通过增加球团矿中MgO含量，提高了球团矿的软化和熔融温度，抑制了球团矿的低温还原膨胀，改善了高炉块状带的透气性。

[0013] 优选的，第一步中，焙烧所得的球团矿中，强度低于1000N的球团矿质量含量低于10%。

[0014] 提高球团矿的强度，减少了球团矿在炉内的破碎率和粉化率，提高了料柱的透气性。

[0015] 优选的，第二步中，高炉中布料时，外环矿石的α角为30°～35°，内环矿石的α角为23°～28°。

[0016] 较现有技术中采用低比例球团矿高炉炼铁的布料技术，本发明提供的改进布料技术中外环矿石的α角减少2°，内环矿石的α角增大2°，避免了入炉总矿石中的球团矿比例提高后，由于球团矿的易滚动性而使入炉总矿石更多地布向高炉边缘和中心，堵塞正常的煤气流通道。

[0017] 优选的，第二步中，高炉中布料时，焦丁与矿石的质量配比0.2～0.4%。上述工艺要求改善了高炉内矿石层的透气性，同时由于焦丁的加入阻止了球团矿的滚动，保证了矿石的精准布料。

[0018] 优选的，第二步中，低硅冶炼时，高炉的风口面积为0.13～0.156m2，风口长度为280～450mm，风口向下倾斜角度为5°～8°。

[0019] 低硅冶炼过程时，较现有技术中采用低比例球团矿高炉炼铁的进风技术，高3 2 2
炉的风口面积缩小10%-15%，例如：400m 级高炉为0.130m ～0.135m，600m3级高炉为
2 2 3 3
0.148m ～0.156m ；风口长度增长45～55mm，例如：400m 级高炉为280mm～310mm，600m级高炉为400mm～450mm。

[0020] 较现有技术中采用低比例球团矿高炉炼铁的进风技术，本发明提供的改进进风技术防止了入炉总矿石中的球团矿比例提高后，由于料柱透气性变差和球团矿向高炉中心滚动而导致的炉缸中心的矿石堆积，保证了炉缸的均匀活跃。

[0021] 低硅冶炼所得的矿渣MgO含量至9.0%以上，MgO/Al2O3达到0.70以上。保证了高炉内具有充足的炉缸热量，炉渣具有良好的流动性，保证了炉渣良好的脱硫能力。最终采用本发明技术方案低硅冶炼所得生铁硅含量为0.25～0.45%。

[0022] 本发明工艺简单，对现有技术中采用低比例球团矿高炉炼铁的工艺进行改进，其余工艺参数均可参照现有技术中采用低比例球团矿高炉炼铁的工艺进行高比例球团矿高炉炼铁。

[0023] 现有高炉炼铁工艺一般采用烧结矿与普通酸性球团矿（有的还加部分块矿）搭配入炉，由于普通酸性球团矿软化开始温度低，经常不足900℃（高碱度烧结矿软化开始温度在1200℃左右），软熔温度区间宽，还原膨胀率高，这些会导致高炉料柱透气性明显降低，再加上球团矿的滚动性好，在炉内难以实现精准定位，因此球团比例升高会导致高炉出现憋风、崩塌料、悬料，甚至煤气流失常的现象，本发明通过优化球团配料，提高焙烧温度等措施，改善球团矿的高温冶金性能，提高其软化开始温度，降低其还原膨胀性，使其高温冶金性能与烧结矿相近，并通过改进高炉布料制度，在矿层中掺入焦丁等措施抑制球团滚动，实现精准布料，又通过尽可能的低硅冶炼，降低炉内软熔带高度，改善料柱透气性，从而实现高球团比例下的高炉稳定顺行和能耗的降低。保证了高炉在冶炼过程中的稳定运行，提高了企业的生产效率和经济效益。

[0024] 本发明与现有技术相比，具有如下优点：

[0025] 1）球团矿在入炉总矿石中的质量配加比例已经稳定在45%以上，最高可达到55%，解决了生产中烧结矿原料不足的问题；

[0026] 2）通过对现有技术中采用低比例球团矿高炉炼铁的工艺进行改进和对球团矿本身性质的制备工艺要求，使得高炉在炼铁过程中的顺行程度逐渐得到改善；

[0027] 3）炼铁过程中，较现有技术中采用低比例球团矿高炉炼铁的工艺，燃料与矿石的比值从538Kg/t下降为目前的530Kg/t，降低了8Kg/t，降低能耗；

[0028] 4）较现有技术中采用低比例球团矿高炉炼铁的工艺，冶炼所得的生铁质量提高，平均Si含量降低到0.42%，S含量稳定在0.23%。

具体实施方式

[0029] 以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。

[0030] 实施例1

[0031] 一种使用高球团矿比例的高炉炼铁工艺，步骤如下：

[0032] 第一步，制备球团矿：

[0033] 将铁精矿、膨润土、含MgO的物料按现有技术中的配比混合，并通过添加高镁粉、高镁矿或炼钢污泥中一种或几种，调控混合原料的MgO含量，使其MgO含量大于2.5%，SiO2含量低于5.5%，Na2O与K2O的总含量小于0.1%、ZnO＜0.05%；将配好的原料制成粒度为Φ8mm的生球，在不低于1150℃的温度下焙烧，所得球团矿强度达2200N以上，其中强度低于1000N的球团矿质量含量低于10%。

[0034] 第二步， 400m3级高炉冶炼：

[0035] 将第一步所得球团矿质量含量为45%的矿石放入高炉，布料时，焦丁与矿石的质量配比为0.02%，外环矿石的α角30°，内环矿石的α角23°；

[0036] 然后进行低硅冶炼，在低硅冶炼的进风过程中，高炉的风口面积0.130m2，风口长度为310mm，风口向下倾斜角度为5°，最终得Si含量为0.35%的生铁。

[0037] 本实施中，高炉冶炼过程稳定运行。

[0038] 低硅冶炼所得的矿渣MgO含量至9.0%以上，MgO/Al2O3达到0.70以上。

[0039] 除上述工艺要求外，其余高炉炼铁工艺参数均可参照现有技术中采用低比例球团矿高炉炼铁的工艺参数。

[0040] 实施例2

[0041] 一种使用高球团矿比例的高炉炼铁工艺，步骤如下：

[0042] 第一步，制备球团矿：

[0043] 将铁精矿、膨润土、含MgO的物料按现有技术中的配比混合，并通过添加高镁粉、高镁矿或炼钢污泥中一种或几种，调控混合原料的MgO含量，使其MgO含量大于2.5%，SiO2含量低于5.5%，Na2O与K2O的总含量小于0.1%、ZnO＜0.05%；将配好的原料制成粒度为