【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种富氢碳循环氧气高炉冶炼钒钛矿的方法。
技术介绍
1、钒钛磁铁矿是一种以铁、钒、钛等多种有价元素的共生复合矿，钒钛磁铁矿也是世界公认的难冶炼矿种之一，其综合利用难度大。近年来，在新疆地区发现了储量可观的钒钛磁铁矿资源，探明储量达3.9亿t，tfe品位约为17.4%、tio2质量分数约为7.78%，属低铁中钛型钒钛磁铁矿。但是，传统高炉工艺冶炼钒钛磁铁矿存在着一些问题，主要表现为资源利用率低，原料中的tio2含量会降低烧结矿强度质量，钒钛烧结矿的热状态下脆性大，低温还原粉化率比普通烧结矿高，给高炉冶炼带来不利影响；另一方面，由于高炉内的强还原性气氛，冶炼过程中随着钒钛矿使用比例提高，铁水中[v]、[ti]、[si]、[s]、[c]等含量的控制更加困难，会生成钛的低价高熔点化合物的tic、tin，它们是胶体态高度弥散的固相物，与熔渣有很好的润湿性，会导致严重泡沫渣现象、炉渣粘稠、铁水粘灌、渣铁分离不理想等一系列问题，形成了目前钒钛矿冶炼过程中所面临的难点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种富氢碳循环氧气高炉冶炼钒钛矿的方法，富氢碳循环氧气高炉工艺为全氧鼓风，采用全氧鼓风后鼓风中的无n2还原气氛抑制了高熔点相ti(c，n)的生成，维持富氢碳循环氧气高炉炉缸范围内氧化气氛(o2)生成非结晶体的二氧化钛(tio2)热熔炉渣，同时进一步利用富氢喷吹焦炉煤气有效地避免钒钛矿冶炼过程中难熔物质tin的形成。
2、本专利技术的目的是这样实现的，一种富氢碳循环
3、d1:炉料结构：碱性烧结矿碱度r2=1.78-1.85，酸性矿：使用钒钛球团矿、酸性球团矿，通过增加钒钛球团矿比例调整入炉钛负荷，稳定炉料结构比例，碱性烧结矿：酸性球团：钒钛球团=60%：30%：10%；
4、d2:装料制度：采用以中心气流为主、适当疏松边缘的思路来调整富氢碳循环氧气高炉煤气流的分布，批料6-6.5批，批铁量11.5t，流槽旋转8圈，三环布料c22.5422221.52↓o22.5422321.51↓，焦炭和矿石同角度；
5、由于采用全氧鼓风，n2锐减，风口喷吹煤气以弥补炉腹煤气的减少，炉内间接还原大幅度发展，高炉产量大幅度提高，焦比降低，料柱透气性下降，装料制度主要调整矿焦同角，来稳定边缘气流，发展中心，稳定煤气流分布，保持煤气利用率在40.5% 以上，炉内间接还原改善，直接还原降低，有效抑制了tio2的过还原。
6、d3:送风制度：风口自循环脱除co2的煤气由风口喷入450-500nm3/t，焦炉煤气100-200nm3/t，煤气温度1150-1250℃，风口氧气流量14000-16000nm3/t，煤比50-80kg/t，喷入理论燃烧温度tf：1900-2050℃，风速维持在250m /s左右，鼓风动能在5500-6500 kg.m /s，顶压120-130 kpa；富氢碳循环氧气高炉炉顶输出煤气经过除去固体颗粒后，经过气体脱除co2装置,使自循环煤气中的co2含量降低到5%以下 ,煤气中的还原性气体co及h2组分全部循环，其组成为co：60-75%、h2：10-15%、n2：6-15%、其它：5-15%；经加热达到950-1020℃，从风口喷入高炉内再利用；
7、采用全氧鼓风对富氢碳循环氧气高炉冶炼钒钛矿在炉缸上部进行渣铁熔液中的钛(ti)的氧化，使钒钛矿成渣带平面以下，渣铁介面以上的炉缸范围内维持氧化气氛(o2)，能使钛(ti)进行氧化反应(ti+o2＝tio2)生成非结晶体的二氧化钛(tio2)热熔炉渣；
8、富氢碳循环氧气高炉风口喷吹的是工业纯o2，不含n2，富氢碳循环氧气高炉工艺冶炼钒钛炉料时，只生成tic，使炉内ti(c，n)的生成难度增加，抑制了ti(c，n)的难熔化合物的生成；
9、富氢碳循环氧气高炉风口喷吹焦炉煤气后，焦炉煤气煤气含有56-60%的h2，同时还含有21%的ch4, ch4在风口及炉缸2200℃的高温高还原性气氛下，快速裂解，全部重整为高温高还原性气体co和h2，h2的还原速率是co还原速率的8倍，富氢还原减少了钒钛矿高温feo与钛铁矿、钛铁晶石等含钛矿物的相互结合与耦合反应，促进渣铁的有效分离，抑制了“泛液”及“泡沫渣”的形成，钒钛矿的开始软熔及滴落温度增加，透气性最差的熔融温度区间变窄，软熔带厚度减薄，位置下移，透气性增加，促进了冶炼钒钛矿的顺行与高产，同时进一步有效地避免钒钛矿冶炼过程中难熔物质tin的形成；
10、d4:热制度：铁水物理热pt在1390℃-1450℃，铁水[si]：0.4-0.50，[ti]＜0.205％；
11、d5:造渣制度：炉渣r2碱度1.12-1.15倍，其中渣系的初始黏度0.6 -0.45 pa.s、高温黏度0.45 -0.15 pa.、熔化性温度1300-1400℃、熔化温度1400-1550℃；
12、富氢碳循环氧气高炉冶炼钒钛矿，通过调整渣系的初始黏度、高温黏度、熔化性温度、熔化温度、渣中al2o3含量、mgo/al2o3、碱度对钒钛矿冶炼渣流特性的影响规律，获得保持炉渣良好流动性的调控措施；根据增量利用钒钛矿tio2含量分别为10%-12%时，通过调整al2o3含量11%-13%，改变mgo含量和碱度1.12-1.15，提高炉渣的流变特性，获得mgo/al2o3比，控制al2o3区间在11%、12%、13%条件下镁铝比0.69、0.66、0.61，保持炉渣良好的流动性。
13、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术基于高炉炼铁的基本冶金原理，在富氢碳循环氧气高炉具有一定冶炼强度、技术指标条件下结合进行钒钛矿冶炼时高熔点低价钛化合物ti(c，n)生成的物理化学条件，根据钒钛矿冶炼特点对操作参数的要求及冶炼行程的变化，很好地解决了富氢碳循环氧气高炉钒钛矿冶炼合理炉料结构平衡、风口全氧、富氢冶金的工艺技术原理，渣铁成分及控制、风口喷吹介质直接冶炼参数及相关间接冶炼参数的匹配、参数调整幅度及时间节点技术指标变化等相关联工艺技术数据相互影响关系而总结的一种新型冶炼工艺方法。
14、实施方式
15、一种用富氢碳循环氧气高炉冶炼钒钛矿的方法，富氢碳循环氧气高炉采用全氧鼓风，风口喷入加热后的高温自循环脱除co2煤气和焦炉煤气后，焦炉煤气中21%的ch4在风口循环区内实现重整, ch4在风口及炉缸2200℃的高温高还原性气氛下，快速裂解，全部重整为高温高还原性气体co和h2，重整后h2组分达在70%以上，实现风口高温富氢喷吹全氧冶炼。富氢还原减少了钒钛矿高温feo与钛铁矿、钛铁晶石等含钛矿物的相互结合与耦合反应，全氧工艺冶炼钒钛炉料时，炉缸上部氧化气氛增强，进行渣铁熔液中的钛(ti)的氧化，使钒钛矿成渣带平面以下，渣铁介面以上的炉缸范围内维持氧化气氛(o2)，能使钛(ti)进行氧化反应(ti+o2＝tio2)生成非结晶体的二氧化钛(tio2)热熔炉本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种富氢碳循环氧气高炉冶炼钒钛矿的方法，其特征在于实施步骤如下：
【技术特征摘要】
1.一种富氢碳循环氧气高炉冶炼钒钛...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁万能，季书民，贾志国，
申请(专利权)人：新疆八一钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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