提高钒钛矿高炉煤气利用率的方法与流程

本发明涉及钒钛矿高炉冶炼技术领域，具体来讲，涉及一种提高钒钛矿高炉煤气利用率的方法。

背景技术：

当前攀西地区高炉冶炼钒钛磁铁矿技术中高炉煤气利用率处于41～43％的较低水平，而高炉煤气利用率低是限制高炉节能减排的核心环节，限制钒钛矿高炉煤气利用率提高的技术背景如下：

(1)炉渣TiO₂含量高，高炉冶炼操作难度大。炉渣TiO₂高达21～24％，在高炉还原性条件下炉渣中的TiO₂被还原成TiC、TiN、Ti(C,N)等高熔点物质。这些高熔点物质弥散在炉渣中造成炉渣粘稠，严重影响高炉料柱透气性，不利于高炉煤气利用率的提高。

(2)钒钛磁铁矿品位低、渣量大。高炉矿石入炉品位在48～51％的较低水平，渣量达到600～700kg/t，不利于高炉煤气利用率的提高。

(3)钒钛烧结矿粒度分布不均匀，小粒度、大粒度比例较高。高炉物料结构中钒钛烧结矿占70～80％，钒钛烧结矿在烧结过程中产生大量不利于烧结矿固结的CaO.TiO₂造成烧结矿强度差、易碎、粉化率高等特点，使得高炉槽下钒钛烧结矿粒度5～10mm比例占28～40％，粒度＞40mm比例占7～15％。这种特点使得矿石在高炉布料过程中偏析现象严重，容易造成炉况波动，高炉煤气利用率难以提高。

(4)原有高炉装料制度不符合钒钛矿粒度特点。原有装料制度采用焦炭平铺模式，形成焦炭平台，矿石布于距离炉墙300～500mm，距离中心500mm左右的环带以控制高炉煤气流分布。这种方法使矿石偏析、渗透、扩散、滚动现象很严重，经常发生矿石进入中心和边缘造成高炉中心、边缘煤气流通道被堵塞的现象，限制高炉煤气利用率的提高。图1示出了原有操作下高炉料面示意图。

以上特点造成高炉中心气流不稳定，边缘气流容易发展，高炉管道行程、炉缸中心堆积等异常炉况频繁出现，高炉煤气利用率一直处于41～43％的较低水平。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。

例如，本发明的目的之一在于提供一种提高钒钛矿冶高炉煤气利用率的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种提高钒钛矿高炉煤气利用率的方法。所述方法包括：控制高炉物料结构由烧结矿、球团矿和块矿构成，其中，烧结矿比例为70～80％，球团矿比例为10～30％，块矿比例为0～10％；控制矿石批重16～32t/1000m³炉容，焦炭负荷3.0～5.5t/t，料线1.0～2.0m；控制布料矩阵中间环带焦炭空置一档，中间环带焦炭圈数低于内环、外环焦炭圈数2～3圈，形成焦炭中间凹面平台，集中在中心、边缘环带布入大量焦炭；控制矿石、焦炭外环角度差为0～2°，矿石布料环数为3～5环，矿石平台宽度为3～8°，矿石每环圈数为2～4圈，焦炭环数为5～7环，焦炭外环2～4圈，内环3～4圈。

在本发明的一个示例性实施例中，所述方法还可包括在每批矿石中附加2～6％的从烧结矿返矿中回收的3～5mm小粒度烧结矿。

在本发明的一个示例性实施例中，所述烧结矿中，粒度＜10mm的比例可以为30～46％。

在本发明的一个示例性实施例中，所述方法能够在高炉中心、边缘形成稳定的煤气流分布，且中心温度在400～800℃，炉喉温度在120～150℃。

在本发明的一个示例性实施例中，所述高炉物料结构中，烧结矿比例可以为74～78％，球团矿比例可以为14～16％，块矿比例可以为6～10％。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：能够在高炉中心、边缘形成稳定的煤气流分布，并且经测量高炉中心温度基本在400～800℃，炉喉温度基本在120～150℃，炉顶十字测温形成稳定、合理的倒V型；炉况长期稳定顺行，并且可提高煤气利用率(例如，高炉煤气利用率由41～43％提高到44.5～45.5％)。

附图说明

图1示出了原有操作下高炉料面示意图。

图2示出了使用本发明的提高钒钛矿高炉煤气利用率方法前后的十字测温数据对比。

图3示出了在使用本发明的提高钒钛矿高炉煤气利用率方法下形成的高炉料面示意图。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的提高钒钛矿高炉煤气利用率的方法。

总的来讲，本发明的方法立足于改善高炉煤气流分布和规避高炉两股气流被堵塞的风险，实现高炉长期稳定地获得较高煤气利用率的目的。

在本发明的一个示例性实施例中，提高钒钛矿高炉煤气利用率的方法可包括以下步骤：

(1)控制高炉物料结构由烧结矿、球团矿和块矿构成，其中，烧结矿比例为70～80％，球团矿比例为10～30％，块矿比例为0～10％。优选地，高炉物料结构中，烧结矿比例可以为74～78％，球团矿比例可以为14～16％，块矿比例可以为6～10％。此外，烧结矿中，粒度＜10mm的比例可以为30～46％。

(2)控制矿石批重16～32t/1000m³炉容，焦炭负荷3.0～5.5t/t，料线1.0～2.0m。优选地，控制矿石批重可以为20～26t/1000m³炉容，焦炭负荷3.5～5.0t/t，料线1.3～1.8m。例如，对于炉容为1750m³的高炉，其矿石批重可以为28～55t。

(3)控制布料矩阵中间环带焦炭空置一档，中间环带焦炭圈数低于内环、外环焦炭圈数2～3圈，形成焦炭中间凹面平台，集中在中心、边缘环带布入大量焦炭。

(4)控制矿石、焦炭外环角度差为0～2°，矿石布料环数为3～5环，矿石平台宽度为3～8°，矿石每环圈数为2～4圈，焦炭环数为5～7环，焦炭外环2～4圈，内环3～4圈。

另外，在本发明的另一个示例性实施例中，提高钒钛矿高炉煤气利用率的方法还可包括在每批矿石中附加2～6％的从烧结矿返矿中回收的3～5mm小粒度烧结矿。

某钢钒钢铁企业其高炉炉容1750m3，是世界上大型高炉冶炼钒钛磁铁矿的先进企业，在原有高炉操作方法下难以形成稳定合理的煤气流分布，高炉中心气流不稳定、边缘气流发展，管道行程，炉缸中心堆积等异常炉况时常出现，炉况稳定性差，高炉煤气利用率低。

图2示出了使用本发明的提高钒钛矿高炉煤气利用率方法前后的十字测温数据对比。图3示出了在使用本发明的提高钒钛矿高炉煤气利用率方法下形成的高炉料面示意图。通过图2和图3，可以看出，本发明的方法能够在高炉中心、边缘形成稳定的煤气流分布，并且经测量高炉中心温度基本在400～800℃，炉喉温度基本在120～150℃，炉顶十字测温形成稳定、合理的倒V型。而且，由图2可知，使用本发明的方法后，炉况长期稳定顺行，并且高炉煤气利用率由41～43％提高到44.5～45.5％。

综上所述，本发明能够通过在布料过程中合理布料参数优化形成独特的焦炭凹面平台使钒钛磁铁矿在布料过程中集中于中间环带，规避矿石在布料过程中由于偏析、渗透、扩散、滚动而进入中心和边缘的风险，保证钒钛矿冶炼高炉中心、边缘煤气流通道畅通，促进高炉形成稳定合理的中心、边缘两道气流，同时配合使用合理的小粒度烧结矿比例，最终实现高炉稳定顺行和提高钒钛矿高炉煤气利用率的目的。

尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。