专利名称：一种用高磷、高三氧化二铝铁矿粉冶炼铁水的方法
技术领域：
本发明涉及一种用高磷铁矿粉、高三氧化二铝铁矿粉冶炼铁水的方法，具体讲是用闻憐铁矿粉并且含闻二氧化二招铁矿粉冶炼铁水的方法。其中闻憐铁矿粉中憐含量
(0.3%，三氧化二铝彡3%。
背景技术：
近年来，随着钢铁工业持续高速的增长，对铁矿石的需求量越来越大，而且对铁矿石的质量也提出更高的要求。目前的高炉冶炼工艺，对入炉原料要求铁品位要高，SiO2,Al2O3含量要低，磷、硫杂质含量也要低。因为铁品位高，SiO2含量低时，有利于提高高炉利用系数，多产铁水；若入炉料Al2O3含量高，炉渣的Al2O3含量升高，会导致炉渣流动性变差，不利于渣铁分离，也不利于炉渣脱硫；而对于磷的含量，更是要求尽可能要低，因为按常规的高炉生产工艺，原料中的磷在高炉的还原气氛下，基本全部进入铁水中，给后继炼钢工序造成很大困难。更为烦麻的是，因为常规高炉工艺生产的铁水硅含量高，一般在0.4%-0.8%之间。炼钢工序要想脱磷，首先需将铁水中的Si脱除到0.2%以下，然后再进行脱磷(由于Si与氧的结合能力远远大于磷与氧的结合能力，所以硅比磷优先氧化，形成的SiO2会大大降低渣的碱度，而为了减少脱磷剂用量、提高脱磷效率，必须预先将铁水硅氧化到一定程度)，因此对后面炼钢工序，要求铁水的S1、磷含量要尽可能低。因此，对于Al2O3含量高、磷含量高的矿石，高炉基本上是少配用或是不配用。目前国内外尽管有储量巨大的Al2O3含量高、磷含量高的赤铁矿，但因没有合理可行的脱磷技术，未得到有效的开采利用。以往研究人员也开发了通过矿物加工而脱磷的技术，以合理利用这部份铁矿石，这些技术主要如下:一是选矿法脱磷，选矿方法往往需要细磨矿石至磷矿物和铁矿物完全解离，然后采用磁选法或浮选法进行分选。但高磷铁矿石矿物组成比较复杂，磷矿物嵌布粒度较细，采用选矿方法脱磷存在以下问题:①脱磷率低；②由于细磨降低了球磨机的处理量,使磨矿成本明显增加铁损失量大。因此,传统的选矿方法很难达到令人满意的效果。二是化学法脱磷。化学方法脱磷就是以硝酸、盐酸或硫酸对矿石进行酸浸脱磷。该方法是一种较为有效的脱磷方法，而且矿石中磷矿物无须完全单体解离，只要暴露出来与浸出液接触就可以达到降磷的目的。但化学方法脱磷耗酸量大、成本高，而且容易导致矿石中可溶性铁矿物溶解，造成铁的损失。三是微生物脱磷法。微生物脱磷主要是通过代谢产酸降低体系的PH值，使磷矿物溶解，同时代谢酸还会形成络合物，从而促进磷矿物的溶解。但该法处理周期长，且目前正处于研究阶段。因此，虽然目前在铁矿石降磷方面取得了很大的进展，使高磷铁矿石的磷含量得到一定程度的降低，但总的来说还存在着很多问题，要想通过矿物加工技术生产出磷含量完全能满足常规冶炼工艺要求的铁矿粉，目前还比较困难。国外澳大利亚为利用西澳磷含量高的赤铁矿石，开发出了 Hismelt技术，该法同时将高磷(磷含量0.1%左右)铁矿粉、煤粉和热风同时高速喷入熔池内进行高温反应，因熔池内氧化气氛较常规竖炉炼铁工艺要强，因此实现了低硅、低磷铁水的生产。但该法工艺较复杂、投资高、炉衬侵蚀严重，目前未实现常期、稳定的工业化生产应用。
发明内容
为了克服现有高磷、高三氧化二铝铁矿粉冶炼铁水的方法的上述不足，本发明提供一种高磷、高三氧化二铝铁矿粉冶炼铁水的方法，该冶炼方法可用冶炼铁水的竖炉工艺，具有铁水生产成本低，生产工艺简单，铁水Si含量、磷含量低的特点。本发明的构思是:通过调整竖炉的操作制度，降低预还原段的高度小于3m，保证竖炉的透气性；减少还原剂用量，降低铁水温度到1450°C以下，炉渣FeO含量大于1.5%，炉渣中氧化钙与二氧化硅比值小于1.0,控制铁矿粉团矿的预还原度，改变竖炉的还原气氛，冶炼出低硅、低磷的铁水。本闻憐、闻A1203铁矿粉冶炼铁水的方法包括下述依次的步骤:I铁矿粉制团块、II布料、III冶炼、IV出铁，其特征是:所述的II布料是将制好的团块与焦炭、石灰石、白云石混合后，一般加入容积小于IOOm3的炼铁炉即竖炉；所述III冶炼是(通过调整竖炉的操作制度)控制铁矿粉团块的预还原度，改变竖炉的还原气氛，将炉渣中FeO含量控制在
2.5%-8%，控制炉渣二元碱度为0.8-1.0,铁水中硫含量控制在0.05%-0.3%，铁水温度控制在1450°C或1450°C以下，铁水Si含量小于0.2%。无需实施炉外脱硅可直接实施炉外脱磷技术，最后冶炼出低硅、低磷的铁水。本闻憐、闻二氧化_■招铁矿粉冶炼铁水的方法的步骤特征是:
I铁矿粉制团
a将铁矿粉经破碎机破碎，粒径不 大于3mm ；
闻憐、闻二氧化~■招铁矿粉的要求:
TFe 彡 45% ； SiO2 ( 10% ； MgO ( 5% ；A1203 ( 3% ； P ^ 0.3% ； S ( 0.1% ；
上述均为质量百分比。b根据炭与铁矿粉中氧的比(摩尔比)1.2—1.0，进行测算出铁矿粉与焦粉的质量标准比例。C根据算出的铁矿粉与焦粉的质量比例，加入粒径不大于3mm的焦粉，铁矿粉与焦粉混合；加入的质量的百分比为10% 30%。(即焦粉为铁矿粉与焦粉总量的百分数)
d加水，经对棍机压制成20 30mm的团块； e将团块烘干或自然风干。(含水量小于2.0%)
II布料:
将制好的团块与焦炭、石灰石、白云石混合后，加入竖炉中，上述四种原料的质量比
为:
团块 1000-1600 ；焦炭 500 700 ；
石灰石 100 300 ；白z 石 20 50 ;
III竖炉冶炼调整操作制度
铁水温度控制在1350°c 1450°C，铁水中硅含量将降低到< 0.2%，铁水磷含量控制在0.1%以下。IV 出铁
经竖炉冶炼，原料带入的磷彡30%进入炉渣即可出铁。
V 出渣
炉渣中Al2O3达17%以上，如实施例一中炉渣中Al2O3达23.74%，仍可正常出渣。通过调整炉渣中FeO含量、控制炉渣二元碱度以及铁水中硫含量可实现对铁水硅含量的控制以及铁水中磷含量的控制。利用本发明的冶炼方法处理高磷、高Al2O3铁矿粉，因炉渣中FeO含量较常规竖炉工艺炼铁时的炉渣要高，炉渣具有一定的降硅、脱磷能力，因此铁水的硅含量要比常规竖炉工艺低，一部分磷进入炉渣，从而降低了铁水的磷含量；同时因为渣中FeO含量高，炉渣流动性好，因此可将炉渣中的Al2O3上限放宽到17%以上。另外炉渣二元碱度低，炉渣脱硫能力差，导致铁水中硫含量相对较高，反而有利于改善铁水流动性，这就可以将铁水温度控制在较低水平，也有利于降低铁水Si含量。因此本方法特别适用于处理高磷、高Al2O3铁矿粉或是其它含铁原料。另外对常规磷含量、常规Al2O3含量的铁矿粉或是其它含铁原料，采用本方法，也有利于降低铁水中的磷含量。用本发明的冶炼方法处理高磷、高Al2O3铁矿粉的有益效果:(I)保持炉渣中较高的FeO含量，提高炉渣的氧化能力，可在一定程度上解决常规竖炉工艺遇到的铁水硅含量高、磷含量高的技术难题；(2)炉渣FeO含量高，炉渣流动性改善，铁水硫含量高，铁水流动性改善，这样可实施高Al2O3炉渣冶炼，还能促证炉渣的流动性，解决了常规竖炉工艺炼铁时不能冶炼高Al2O3炉渣的难题；(3)本发明提供的冶炼方法适用于处理高磷、高Al2O3铁矿粉或是其它高磷、高Al2O3的含铁除尘灰等以往认为难以利用的废弃物。(4)本发明的冶炼方法也适用于常用规磷含量、常规Al2O3含量的铁矿粉以及其它含铁原料冶炼低磷铁水。
具体实施例方式下面通过实施例来进一步说明本发明的具体实施方式
，但本发明的具体实施方式
不局限于以下实施例。 基准实施例1
本实施例使用高磷、高Al2O3铁矿粉，采用常规竖炉工艺生产铁水。本实施例的具体步骤如下:
(1)铁矿粉制团:
高磷、高Al2O3铁矿粉，经破碎机破至_3mm，再加入15%焦粉，经对辊机压制成20_30mm的团块。高磷和高Al2O3铁矿粉中，TFe、Fe。、Si02、Al2O3' Ca。、MgO、P、S的重量百分比为:TFe 62.3% ； FeO 28.193 SiO2 5.1% ；CaO 0.6% ；MgO 0.5% ； Al2O3 2.2% ；P
0.08% ； S 0.027% ；
(2)炉料结构及布料:
将制好的团块与焦炭、石灰石、白云石混合后，加入竖炉中:
团块1538kg焦炭880kg;
石灰石256kg;白云石58kg。(3)控制操作制度
通过调整操作制度，将铁水温度控制在1480°C，炉渣中FeO含量控制在0.9%，控制炉渣二元碱度为1.15，铁水中硫含量控制在0.03%。
(4)出铁
在上述工艺制度下，铁水中Si含量为0.45%以下，铁水磷含量在0.147%，炉渣中磷含量为痕量，原料带入的磷最后全部进入铁水中。炉渣中Al2O3含量相当高，为20.42%，炉渣流动性很差。为便于进一步的比较，表I列出炉渣和铁水的主要指标。表I铁水和炉渣主要指标
权利要求
1.一种用高磷、高三氧化二铝铁矿粉冶炼铁水的方法，它包括下述依次的步骤:I铁矿粉制团块、II布料、III冶炼、IV出铁，其特征是:所述的II布料是将制好的团块与焦炭、石灰石、白云石混合后，加入炼铁炉；所述III冶炼是控制铁矿粉团块的预还原度，改变竖炉的还原气氛，将炉渣中FeO含量控制在2.5%-8%，控制炉渣二元碱度为0.8—1.0，铁水中硫含量控制在0.05%—0.3%，铁水温度控制在1450°C或1450°C以下，铁水Si含量为0.2%或小于0.2%ο
2.根据权利要求1所述的高磷、高Al2O3铁矿粉冶炼铁水的方法，其步骤特征是: I铁矿粉制团: 高磷、高Al2O3铁矿粉经破碎机破至_3mm，再加入10% — 30%的焦粉，经对辊机压制成20-30 mm的团块； 高磷、高A1203铁矿粉中TFe、Si02、Al203、Ca0与MgO的重量百分比为:TFe 彡 45% ； SiO2 ( 10% ； MgO ( 5% ；A1203 ( 3% ； P ^ 0.3% ； S ( 0.1% ； II布料: 根据团块中焦粉的比例，布料时再加入焦炭、石灰石和白云石； III调整操作制度 通过调整操 作制度，控制团块的预还原度，将炉渣中FeO含量控制在2.5% — 8%，控制炉渣二元碱度为0.8—1.0,铁水硅含量0.2%或0.2%以下，铁水中硫含量控制在0.05%—0.3%，铁水温度控制在1450°C或1450°C以下，铁水磷含量控制在0.1%以下； IV出铁 通过上述工艺制度的调整，原料带入的磷30%以上进入炉渣； V出渣。
全文摘要
本发明涉及一种用高磷、高三氧化二铝铁矿粉冶炼铁水的方法，它包括下述依次的步骤Ⅰ铁矿粉制团块、Ⅱ布料、Ⅲ冶炼、Ⅳ出铁，其特征是所述的Ⅱ布料是将制好的团块与焦炭、石灰石、白云石混合后，加入炼铁炉；所述Ⅲ冶炼是控制铁矿粉团块的预还原度，改变竖炉的还原气氛，将炉渣中FeO含量控制在2.5%-8%，控制炉渣二元碱度为0.8—1.0，铁水中硫含量控制在0.05%—0.3%，铁水温度控制在1450℃或1450℃以下，铁水Si含量为0.2%或小于0.2%。本发明的冶炼铁水的方法铁水生产成本低，生产工艺简单，铁水Si含量、磷含量低。
文档编号C21B11/02GK103194558SQ20131011928
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月9日 优先权日2013年4月9日
发明者张华 , 范建军, 蔡湄夏, 贺淑珍, 赵建伟, 史永林 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司