[发明专利]一种使用高球团矿比例的高炉炼铁工艺

说明书

技术领域

本发明涉及冶金焦化技术领域，具体说是一种使用高球团矿比例的高炉炼铁工艺。

背景技术

目前，国内高炉炼铁时，球团矿入炉比例一般小于15%，个别钢铁企业炼铁的入炉球团矿达到30%比例，但是长期保持45%以上的高球团矿比例的高炉炼铁技术，现在还没有。国外炼铁技术中，球团矿有达到100%的入炉比例，但其球团矿是熔剂性球团，非酸性氧化球团矿，且其SiO₂ 含量在3.0%以下，与国内球团矿分属两种不同种类球团矿。

现有技术中高炉炼铁，因烧结矿原料不足，所以入炉矿石中球团矿比例需增大至40%以上。这种情况下，高炉在冶炼过程中会出现明显的憋风现象，且崩塌料、悬料增多，频繁出现管道行程（因高炉料柱透气性差而使炉内煤气流从局部透气性好的地方，在高炉内由下到上吹成一个通道），这使得生料未经充分预热和还原便落至炉底，导致高炉温度降低、热能利用性差，炉内上部经常结瘤。为解决上述技术问题，生产工艺只能被迫降低球团矿的入炉比例（即在入炉总矿石中的质量含量）至35%以下，降低冶炼强度，炉况才能好转。所以，国内现有技术中的高炉炼铁工艺长期困扰于烧结紧张→提球团矿比例→炉况失常→降球团矿比例→烧结又紧张的恶性循环怪圈，炼铁高炉很难保持长时间的稳定运行，技术经济指标不理想。

发明内容

为了克服现有技术不足，本发明提供了一种使用高球团矿比例的高炉炼铁工艺。本发明工艺简单，通过改善球团矿的组分含量和组织结构，加之调整高炉冶炼时的一些技术参数，使得高炉在冶炼球团矿质量含量高达45%以上的矿石时稳定运行，提高了企业效益。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种使用高球团矿比例的高炉炼铁工艺，包括球团矿制备和高炉冶炼步骤，

第一步，制备球团矿：

将铁精矿、膨润土、含MgO的物料按一定比例混合使混合物中MgO含量大于2.5%，SiO₂含量低于5.5%，Na₂O与K₂O的总含量小于0.1%、ZnO＜0.05%；将配好的原料制成粒度为Φ8～14mm的生球，在不低于1150℃的温度下焙烧，所得球团矿强度达2200N以上；

第二步，高炉冶炼：将第一步所得球团矿质量含量为45%～55%的矿石放入高炉，布料、低硅冶炼，得生铁。

球团矿原料配料时，各原料的配比可按现有技术的配比混合，然后再向其中添加含MgO的物料，提高球团矿中MgO含量，并提高生料的粒度均匀性，改善其烧结后所得球团矿的组织结构，稳定了球团矿的质量，同时控制烧结总矿石中碱金属含量，降低其危害，达到提高入炉球团矿比例的目的。在高炉稳定运行的前提下，球团矿配加比例可以稳定在45%，最高可达到55%。

优选的，第一步中，配料时通过添加高镁粉、高镁矿或炼钢污泥中一种或几种调控原料中MgO含量。

镁源原料简单易得，通过增加球团矿中MgO含量，提高了球团矿的软化和熔融温度，抑制了球团矿的低温还原膨胀，改善了高炉块状带的透气性。

优选的，第一步中，焙烧所得的球团矿中，强度低于1000N的球团矿质量含量低于10%。

提高球团矿的强度，减少了球团矿在炉内的破碎率和粉化率，提高了料柱的透气性。

优选的，第二步中，高炉中布料时，外环矿石的α角为30°～35°，内环矿石的α角为23°～28°。

较现有技术中采用低比例球团矿高炉炼铁的布料技术，本发明提供的改进布料技术中外环矿石的α角减少2°，内环矿石的α角增大2°，避免了入炉总矿石中的球团矿比例提高后，由于球团矿的易滚动性而使入炉总矿石更多地布向高炉边缘和中心，堵塞正常的煤气流通道。

优选的，第二步中，高炉中布料时，焦丁与矿石的质量配比0.2～0.4%。上述工艺要求改善了高炉内矿石层的透气性，同时由于焦丁的加入阻止了球团矿的滚动，保证了矿石的精准布料。

优选的，第二步中，低硅冶炼时，高炉的风口面积为0.13～0.156m²，风口长度为280～450mm，风口向下倾斜角度为5°～8°。