一种改善高炉炼铁过程中高铝渣流动性的方法技术

本发明专利技术一种改善高炉炼铁过程中高铝渣流动性的方法，包括以下步骤：首先，在高炉炼铁过程中利用含硼铁精矿部分代替铁矿粉，将占质量百分比分别为8-27%的含Fe＞50%、B2O3＜10%的含硼铁精矿、8-15%的溶剂、2.5-4.5%的燃料和53-82%的铁矿粉制成混合料，将混合料运到烧结机进行布烧结，烧结后进行破碎、筛分、冷却得到粒度在5mm～50mm的含硼烧结矿，将占含铁原料中75-100%的含硼烧结矿和0-25%的铁矿石和/或球团矿混合投入高炉由此可将高炉渣的熔化性温度保持在1250℃～1350℃，且可有效改善高炉炼铁过程中高铝渣流动性；采用上述方法实现了含硼铁精矿中硼和铁的分离；既能够开发利用我国储量大且价格便宜的硼铁矿，又能够解决部分高炉由高铝渣冶炼带来的炉渣粘稠，铁水脱硫效果差的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于炼铁领域，涉及利用硼铁矿代替部分铁矿石入高炉进行高炉冶炼，从而改善高炉炼铁过程中高炉渣尤其是高铝渣流动性的方法。
技术介绍
我国硼资源比较丰富，约占世界硼矿储量的16%，大多数以硼铁矿的形式存在，主要成分有Fe 27% 30%，B2O3 6% 7. 5%, MgO 20% 24%，SiO2 10% 14%，其 B2O3 的储量占全国总储量的58%。硼铁矿组成复杂，多元素共生，且铁和硼的镶布非常细，必须经过选矿才能使用。硼铁矿经选矿后可以得到硼精矿(B2O3 > 10%)和含硼铁精矿(Fe > 50%、B2O3 < 10%)，由于含硼铁精矿中硼的富集程度不够，不能作为含硼原料提硼。若作为含铁原料直接进入高炉冶炼，会使高炉能耗增高，炉渣性能不稳定，给冶炼带来诸多问题。因此，硼铁矿资源的开发利用仍有待研究。另一方面，在现今的高炉炼铁生产中，含铁原料日渐短缺，进口矿石大量投入使用；为了节能降焦，高炉也在不断追求高喷煤量。但进口矿(如澳矿、印度矿)和喷吹的煤粉都会带入高炉大量的Al2O3，使高炉渣中Al2O3大量增加而变成高铝渣。熔化性温度偏高就是高铝渣面临的最主要的问题。在对一些钢厂的高铝渣进行测定后，其结果显示，Al2O3在高炉渣中的含量达到15%时，其熔化性温度大于1360°C，有些甚至达到1380°C;若渣中的Al2O3含量达到17%，其熔化性温度则接近1400°C。此时就容易出现冶炼能耗高，炉况不顺，炉渣粘稠且脱硫能力下降等问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种将含硼铁精矿作为部分含铁原料加入高炉中进行冶炼，从而改善高炉炼铁过程中高炉渣尤其是高铝渣流动性的方法。本专利技术的技术方案是。本专利技术包括以下步骤首先，在高炉炼铁过程中利用含硼铁精矿部分代替铁矿粉， 将占质量百分比为8-27%的含Fe > 50%,B2O3 < 10%的含硼铁精矿、占质量百分比为8-15% 的溶剂、占质量百分比为2. 5-4. 5%的燃料和占质量百分比为53-82%的铁矿粉制成混合料， 将混合料运到烧结机进行布料、点火、烧结；将制成的烧结矿进行破碎、筛分、冷却得到粒度在5mm 50mm的符合高炉冶炼要求的含硼烧结矿，备用；其次，将占投入高炉中含铁原料的含硼烧结矿75-100%，占0-25%的铁矿石和/或球团矿混合入高炉冶炼，由此可将高炉渣的熔化性温度保持在1250°C 1350°C，且可有效改善高炉炼铁过程中高铝渣流动性。炉渣的熔化性温度与渣中的硼含量(B)%的对应关系要通过实验来确定取高炉的原渣配入不同梯度量B2O3进行粘度测定实验，确定熔化性温度，即可得到不同熔化性温度与渣中的硼含量(B)%的对应关系。这样就可以根据不同的高炉对炉渣熔化性温度的要求不同，推断出渣中需要的硼含量(B)%。实验结果还显示，高炉渣的熔化性温度在 1250°C 1350°C的适当范围时，渣中的硼含量(B)%应控制在0. 5% 1. 5%。上述方法已经能够根据高炉所需的炉渣熔化型温度确定渣中的硼含量(B)%。硼的来源是含硼铁精矿，由于含硼铁精矿是硼铁矿经过选矿后得到的粒度很细的矿粉，不可能直接作为高炉原料来使用，因此要将含硼铁精矿配入烧结原料中与铁矿粉混合制成烧结矿，其配入量要经过进一步的计算推倒得到。以下是根据含硼铁精矿成分和高炉冶炼参数推导出的配入烧结原料(包括铁矿粉、溶剂、燃料等)中的含硼铁精矿的百分比的计算公式_ (B)%-k-wFe、0.314wB.iO3 -Ws公式① 其中w_配入烧结原料中的含硼铁精矿的百分比Ws1Oi——含硼铁精矿中B2O3的百分含量k——高炉的渣铁比Wli —高炉的平均入炉品位(B)%——渔中所需要的硼含量ws——烧结矿占入炉含铁原料(包括烧结矿、球团矿和铁矿石)的百分比通过公式①就可以由渣中的硼含量(B)%求出含硼铁精矿的配入。将(B)%的合理取值范围0. 5% 1. 5%带入上述公式中，依据普通高炉的相关参数推导出工业生产中配入烧结原料(包括铁矿粉、溶剂、燃料等)中的含硼铁精矿的百分比应为8% 27%。本专利技术的原理是利用B2O3能在SiO2-CaO-MgO-Al2O3体系中产生低熔点矿物， 使整个体系的熔化性温度降低，从而使硼在高铝渣中起到了助熔剂的作用，改善高铝渣的流动性，尤其在降低高炉渣熔化性温度方面能达到显著的效果；另一方面，在高炉炼铁工艺中，炉渣的熔化性温度应该维持在一个适当的范围内，普通高炉渣的熔化性温度一般为 1250°C 1350°C，由此决定了硼在高铝渣中的含量也要限定范围。本专利技术的有益效果是采用上述方法实现了含硼铁精矿中硼和铁的分离。这样既能够开发利用我国储量大且价格便宜的硼铁矿，又能够解决部分高炉由高铝渣冶炼带来的炉渣粘稠，铁水脱硫效果差的问题，达到了一举两得的效果。附图说明图1为本专利技术的逻辑结构框图。图2为本专利技术的实施例1的熔渣的粘度随温度的变化曲线示意图。 具体实施例方式下面列出一些具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明。本专利技术的实施例通过在某钢厂的烧结厂和高炉上进行工业实验得到。本专利技术的实施例需采用的实验设备是东北大学生产的RTW_型熔体物性综合测定仪进行炉渣粘度测定，并且测定时通氩气保护。在进行工业实验之前，此高炉冶炼所生产的高炉渣的主要成分为含SiO2 33. 15%， CaO 39. 17%, MgO 7. 24%, Al2O3 16. 29%。由于Al2O3的含量达到了 16%以上，故可以看作是高铝渣。经实验测得其熔化性温度为1365°C。工业实验的方案是用含硼铁精矿替代部分铁矿粉作为烧结原料，其他工艺基本不变。实例1 先利用振动筛筛选含硼铁精矿，确保其粒度都在IOmm以下；将过筛后的含硼铁精矿与其他的烧结原料利用圆盘给料机进行配矿，配比为含硼铁精矿9%、铁矿粉78%、燃料3. 5% (主要为焦粉)、溶剂9. 5% (包括石灰石2. 2%、白云石2. 1%、生石灰5. 2%)；将配好的料运到圆筒混料机中加水进行一混和二混；将混合料运到烧结机进行布料、点火、烧结；将制成的烧结矿进行破碎、筛分、冷却得到粒度在5mm 50mm的符合高炉冶炼要求的含硼烧结矿。含硼烧结矿要与少量球团矿配合投入到高炉中进行冶炼，在入炉的含铁原料中含硼烧结矿占85%，球团矿占15%。高炉冶炼其他操作均按照正常冶炼进行。在冶炼参数稳定后，取高炉渣进行实验研究。在实验室中，取高炉渣140g放入熔体物性综合测定仪中加热到1520°C化渣、搅勻，在冷却过程中连续测定熔渣的粘度，最终作出熔渣的粘度随温度的变化曲线，粘度曲线与45°切线的切点对应的温度为1310°C即是该熔渣的熔化性温度(见附图2)。由此可见， 若在工业生产中配入的含硼铁精矿占烧结原料的百分比为9%时，炉渣的熔化性温度约为 1345 0C ο实例2 先利用振动筛筛选含硼铁精矿，确保其粒度都在IOmm以下；将过筛后的含硼铁精矿与其他的烧结原料利用圆盘给料机进行配矿，配比为含硼铁精矿17%、铁矿粉70%、燃料3. 5% (主要为焦粉)、溶剂9. 5% (包括石灰石2. 2%、白云石2. 1%、生石灰5. 2%)；将配好的料运到圆筒混料机中加水进行一混和二混；将混合料运到烧结机进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种改善高炉炼铁过程中高铝渣流动性的方法，其特征在于包括以下步骤：首先，在高炉炼铁过程中利用含硼铁精矿部分代替铁矿粉，将占质量百分比为８－２７％的含Ｆｅ＞５０％、Ｂ２Ｏ３＜１０％的含硼铁精矿、占质量百分比为８－１５％的溶剂、占质量百分比为２．５－４．５％的燃料和占质量百分比为５３－８２％的铁矿粉制成混合料，将混合料运到烧结机进行布料、点火、烧结；将制成的烧结矿进行破碎、筛分、冷却得到粒度在５ｍｍ～５０ｍｍ的符合高炉冶炼要求的含硼烧结矿，备用；其次，将占投入高炉中含铁原料的含硼烧结矿７５－１００％，占０－２５％的铁矿石和／或球团矿混合入高炉冶炼，由此可将高炉渣的熔化性温度保持在１２５０℃～１３５０℃，且可有效改善高炉炼铁过程中高铝渣流动性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张建良，卢伟佳，祁成林，刘征建，马超，贺鑫杰，苏步新，孔德文，胡海红，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11