專利名稱：一種改善高爐煉鐵過程中高鋁渣流動性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鐵領(lǐng)域，涉及利用硼鐵礦代替部分鐵礦石入高爐進行高爐冶煉，從而改善高爐煉鐵過程中高爐渣尤其是高鋁渣流動性的方法。
背景技術(shù)：
我國硼資源比較豐富，約占世界硼礦儲量的16%，大多數(shù)以硼鐵礦的形式存在，主要成分有Fe 27% 30%，B2O3 6% 7. 5%, MgO 20% 24%，SiO2 10% 14%，其 B2O3 的儲量占全國總儲量的58%。硼鐵礦組成復(fù)雜，多元素共生，且鐵和硼的鑲布非常細，必須經(jīng)過選礦才能使用。硼鐵礦經(jīng)選礦后可以得到硼精礦(B2O3 > 10%)和含硼鐵精礦(Fe > 50%、B2O3 < 10%)，由于含硼鐵精礦中硼的富集程度不夠，不能作為含硼原料提硼。若作為含鐵原料直接進入高爐冶煉，會使高爐能耗增高，爐渣性能不穩(wěn)定，給冶煉帶來諸多問題。因此，硼鐵礦資源的開發(fā)利用仍有待研究。另一方面，在現(xiàn)今的高爐煉鐵生產(chǎn)中，含鐵原料日漸短缺，進口礦石大量投入使用；為了節(jié)能降焦，高爐也在不斷追求高噴煤量。但進口礦(如澳礦、印度礦)和噴吹的煤粉都會帶入高爐大量的Al2O3，使高爐渣中Al2O3大量增加而變成高鋁渣。熔化性溫度偏高就是高鋁渣面臨的最主要的問題。在對一些鋼廠的高鋁渣進行測定后，其結(jié)果顯示，Al2O3在高爐渣中的含量達到15%時，其熔化性溫度大于1360°C，有些甚至達到1380°C;若渣中的Al2O3含量達到17%，其熔化性溫度則接近1400°C。此時就容易出現(xiàn)冶煉能耗高，爐況不順，爐渣粘稠且脫硫能力下降等問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種將含硼鐵精礦作為部分含鐵原料加入高爐中進行冶煉，從而改善高爐煉鐵過程中高爐渣尤其是高鋁渣流動性的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種改善高爐煉鐵過程中高鋁渣流動性的方法。本發(fā)明包括以下步驟首先，在高爐煉鐵過程中利用含硼鐵精礦部分代替鐵礦粉， 將占質(zhì)量百分比為8-27%的含F(xiàn)e > 50%,B2O3 < 10%的含硼鐵精礦、占質(zhì)量百分比為8-15% 的溶劑、占質(zhì)量百分比為2. 5-4. 5%的燃料和占質(zhì)量百分比為53-82%的鐵礦粉制成混合料， 將混合料運到燒結(jié)機進行布料、點火、燒結(jié)；將制成的燒結(jié)礦進行破碎、篩分、冷卻得到粒度在5mm 50mm的符合高爐冶煉要求的含硼燒結(jié)礦，備用；
其次，將占投入高爐中含鐵原料的含硼燒結(jié)礦75-100%，占0-25%的鐵礦石和/或球團礦混合入高爐冶煉，由此可將高爐渣的熔化性溫度保持在1250°C 1350°C，且可有效改善高爐煉鐵過程中高鋁渣流動性。爐渣的熔化性溫度與渣中的硼含量(B)%的對應(yīng)關(guān)系要通過實驗來確定取高爐的原渣配入不同梯度量B2O3進行粘度測定實驗，確定熔化性溫度，即可得到不同熔化性溫度與渣中的硼含量(B)%的對應(yīng)關(guān)系。這樣就可以根據(jù)不同的高爐對爐渣熔化性溫度的要求不同，推斷出渣中需要的硼含量(B)%。實驗結(jié)果還顯示，高爐渣的熔化性溫度在 1250°C 1350°C的適當范圍時，渣中的硼含量(B)%應(yīng)控制在0. 5% 1. 5%。上述方法已經(jīng)能夠根據(jù)高爐所需的爐渣熔化型溫度確定渣中的硼含量(B)%。硼的來源是含硼鐵精礦，由于含硼鐵精礦是硼鐵礦經(jīng)過選礦后得到的粒度很細的礦粉，不可能直接作為高爐原料來使用，因此要將含硼鐵精礦配入燒結(jié)原料中與鐵礦粉混合制成燒結(jié)礦，其配入量要經(jīng)過進一步的計算推倒得到。以下是根據(jù)含硼鐵精礦成分和高爐冶煉參數(shù)推導(dǎo)出的配入燒結(jié)原料(包括鐵礦粉、溶劑、燃料等)中的含硼鐵精礦的百分比的計算公式
_ (B)%-k-wFe、
0.314wB.iO3 -Ws公式①
其中w_配入燒結(jié)原料中的含硼鐵精礦的百分比
Ws1Oi——含硼鐵精礦中B2O3的百分含量
k——高爐的渣鐵比
Wli —高爐的平均入爐品位
(B)%——漁中所需要的硼含量
ws——燒結(jié)礦占入爐含鐵原料(包括燒結(jié)礦、球團礦和鐵礦石)的百分比通過公式①就可以由渣中的硼含量(B)%求出含硼鐵精礦的配入。將(B)%的合理取值范圍0. 5% 1. 5%帶入上述公式中，依據(jù)普通高爐的相關(guān)參數(shù)推導(dǎo)出工業(yè)生產(chǎn)中配入燒結(jié)原料(包括鐵礦粉、溶劑、燃料等)中的含硼鐵精礦的百分比應(yīng)為8% 27%。本發(fā)明的原理是利用B2O3能在SiO2-CaO-MgO-Al2O3體系中產(chǎn)生低熔點礦物， 使整個體系的熔化性溫度降低，從而使硼在高鋁渣中起到了助熔劑的作用，改善高鋁渣的流動性，尤其在降低高爐渣熔化性溫度方面能達到顯著的效果；另一方面，在高爐煉鐵工藝中，爐渣的熔化性溫度應(yīng)該維持在一個適當?shù)姆秶鷥?nèi)，普通高爐渣的熔化性溫度一般為 1250°C 1350°C，由此決定了硼在高鋁渣中的含量也要限定范圍。本發(fā)明的有益效果是采用上述方法實現(xiàn)了含硼鐵精礦中硼和鐵的分離。這樣既能夠開發(fā)利用我國儲量大且價格便宜的硼鐵礦，又能夠解決部分高爐由高鋁渣冶煉帶來的爐渣粘稠，鐵水脫硫效果差的問題，達到了一舉兩得的效果。


圖1為本發(fā)明的邏輯結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明的實施例1的熔渣的粘度隨溫度的變化曲線示意圖。
具體實施例方式下面列出一些具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明。本發(fā)明的實施例通過在某鋼廠的燒結(jié)廠和高爐上進行工業(yè)實驗得到。本發(fā)明的實施例需采用的實驗設(shè)備是東北大學生產(chǎn)的RTW_[hl]型熔體物性綜合測定儀進行爐渣粘度測定，并且測定時通氬氣保護。在進行工業(yè)實驗之前，此高爐冶煉所生產(chǎn)的高爐渣的主要成分為含SiO2 33. 15%， CaO 39. 17%, MgO 7. 24%, Al2O3 16. 29%。由于Al2O3的含量達到了 16%以上，故可以看作是高鋁渣。經(jīng)實驗測得其熔化性溫度為1365°C。工業(yè)實驗的方案是用含硼鐵精礦替代部分鐵礦粉作為燒結(jié)原料，其他工藝基本不變。實例1 先利用振動篩篩選含硼鐵精礦，確保其粒度都在IOmm以下；將過篩后的含硼鐵精礦與其他的燒結(jié)原料利用圓盤給料機進行配礦，配比為含硼鐵精礦9%、鐵礦粉78%、燃料3. 5% (主要為焦粉)、溶劑9. 5% (包括石灰石2. 2%、白云石2. 1%、生石灰5. 2%)；將配好的料運到圓筒混料機中加水進行一混和二混；將混合料運到燒結(jié)機進行布料、點火、燒結(jié)；將制成的燒結(jié)礦進行破碎、篩分、冷卻得到粒度在5mm 50mm的符合高爐冶煉要求的含硼燒結(jié)礦。含硼燒結(jié)礦要與少量球團礦配合投入到高爐中進行冶煉，在入爐的含鐵原料中含硼燒結(jié)礦占85%，球團礦占15%。高爐冶煉其他操作均按照正常冶煉進行。在冶煉參數(shù)穩(wěn)定后，取高爐渣進行實驗研究。在實驗室中，取高爐渣140g放入熔體物性綜合測定儀中加熱到1520°C化渣、攪勻，在冷卻過程中連續(xù)測定熔渣的粘度，最終作出熔渣的粘度隨溫度的變化曲線，粘度曲線與45°切線的切點對應(yīng)的溫度為1310°C即是該熔渣的熔化性溫度(見附圖2)。由此可見， 若在工業(yè)生產(chǎn)中配入的含硼鐵精礦占燒結(jié)原料的百分比為9%時，爐渣的熔化性溫度約為 1345 0C ο實例2
先利用振動篩篩選含硼鐵精礦，確保其粒度都在IOmm以下；將過篩后的含硼鐵精礦與其他的燒結(jié)原料利用圓盤給料機進行配礦，配比為含硼鐵精礦17%、鐵礦粉70%、燃料3. 5% (主要為焦粉)、溶劑9. 5% (包括石灰石2. 2%、白云石2. 1%、生石灰5. 2%)；將配好的料運到圓筒混料機中加水進行一混和二混；將混合料運到燒結(jié)機進行布料、點火、燒結(jié)；將制成的燒結(jié)礦進行破碎、篩分、冷卻得到粒度在5mm 50mm的符合高爐冶煉要求的含硼燒結(jié)礦。含硼燒結(jié)礦要與少量球團礦配合投入到高爐中進行冶煉，在入爐的含鐵原料中含硼燒結(jié)礦占85%，球團礦占15%。高爐冶煉其他操作均按照正常冶煉進行。在冶煉參數(shù)穩(wěn)定后，取高爐渣進行實驗研究。在實驗室中，取高爐渣140g放入熔體物性綜合測定儀中加熱到1520°C化渣、攪勻，在冷卻過程中連續(xù)測定熔渣的粘度，最終作出熔渣的粘度隨溫度的變化曲線，粘度曲線與45°切線的切點對應(yīng)的溫度為1310°C即是該熔渣的熔化性溫度。由此可見，若在工業(yè)生產(chǎn)中配入的含硼鐵精礦占燒結(jié)原料的百分比為17%時，爐渣的熔化性溫度降低到1310°C。實例3
先利用振動篩篩選含硼鐵精礦，確保其粒度都在IOmm以下；將過篩后的含硼鐵精礦與其他的燒結(jié)原料利用圓盤給料機進行配礦，配比為含硼鐵精礦24%、鐵礦粉63%、燃料3. 5% (主要為焦粉)、溶劑9. 5% (包括石灰石2. 2%、白云石2. 1%、生石灰5. 2%)；將配好的料運到圓筒混料機中加水進行一混和二混；將混合料運到燒結(jié)機進行布料、點火、燒結(jié)；將制成的燒結(jié)礦進行破碎、篩分、冷卻得到粒度在5mm 50mm的符合高爐冶煉要求的含硼燒結(jié)礦。含硼燒結(jié)礦要與少量球團礦配合投入到高爐中進行冶煉，在入爐的含鐵原料中含硼燒結(jié)礦占85%，球團礦占15%。高爐冶煉其他操作均按照正常冶煉進行。在冶煉參數(shù)穩(wěn)定后，取高爐渣進行實驗研究。在實驗室中，取高爐渣140g放入熔體物性綜合測定儀中加熱到1520°C化渣、攪勻，在冷卻過程中連續(xù)測定熔渣的粘度，最終作出熔渣的粘度隨溫度的變化曲線，粘度曲線與45°切線的切點對應(yīng)的溫度為1310°C即是該熔渣的熔化性溫度。由此可見，若在工業(yè)生產(chǎn)中配入的含硼鐵精礦占燒結(jié)原料的百分 比為24%時，爐渣的熔化性溫度可降低到 1270°C。
權(quán)利要求
1. 一種改善高爐煉鐵過程中高鋁渣流動性的方法，其特征在于包括以下步驟首先， 在高爐煉鐵過程中利用含硼鐵精礦部分代替鐵礦粉，將占質(zhì)量百分比為8-27%的含F(xiàn)e > 50%、B2O3 < 10%的含硼鐵精礦、占質(zhì)量百分比為8-15%的溶劑、占質(zhì)量百分比為2. 5-4. 5% 的燃料和占質(zhì)量百分比為53-82%的鐵礦粉制成混合料，將混合料運到燒結(jié)機進行布料、點火、燒結(jié)；將制成的燒結(jié)礦進行破碎、篩分、冷卻得到粒度在5mm 50mm的符合高爐冶煉要求的含硼燒結(jié)礦，備用；其次，將占投入高爐中含鐵原料的含硼燒結(jié)礦75-100%，占0-25%的鐵礦石和/或球團礦混合入高爐冶煉，由此可將高爐渣的熔化性溫度保持在1250°C 1350°C，且可有效改善高爐煉鐵過程中高鋁渣流動性。
全文摘要
本發(fā)明一種改善高爐煉鐵過程中高鋁渣流動性的方法，包括以下步驟首先，在高爐煉鐵過程中利用含硼鐵精礦部分代替鐵礦粉，將占質(zhì)量百分比分別為8-27%的含F(xiàn)e＞50%、B2O3＜10%的含硼鐵精礦、8-15%的溶劑、2.5-4.5%的燃料和53-82%的鐵礦粉制成混合料，將混合料運到燒結(jié)機進行布燒結(jié)，燒結(jié)后進行破碎、篩分、冷卻得到粒度在5mm～50mm的含硼燒結(jié)礦，將占含鐵原料中75-100%的含硼燒結(jié)礦和0-25%的鐵礦石和/或球團礦混合投入高爐由此可將高爐渣的熔化性溫度保持在1250℃～1350℃，且可有效改善高爐煉鐵過程中高鋁渣流動性；采用上述方法實現(xiàn)了含硼鐵精礦中硼和鐵的分離；既能夠開發(fā)利用我國儲量大且價格便宜的硼鐵礦，又能夠解決部分高爐由高鋁渣冶煉帶來的爐渣粘稠，鐵水脫硫效果差的問題。
文檔編號C21B5/04GK102251064SQ20111019077
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者劉征建, 盧偉佳, 孔德文, 張建良, 祁成林, 胡海紅, 蘇步新, 賀鑫杰, 馬超 申請人:北京科技大學