一種含鈦爐渣高爐護爐劑和護爐方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鐵礦石冶煉技術領域，具體涉及一種含鈦爐渣高爐護爐劑和護爐方法。
【背景技術】
[0002]普通高爐采用含鈦爐料保護爐缸已是公開的技術，其原理是含有Ti02的原料在高爐下部被還原為TiN(熔點2950°C )，TiC(熔點3150°C )，這些高熔點物質沉積并覆蓋在爐缸爐底的襯磚表面，從而防止爐渣與鐵水侵蝕、沖刷爐缸，減少爐缸燒穿等事故，延長高爐一代壽命。世界上普通礦冶煉采用Ti02護爐技術的高爐據統計可延長壽命1/3?1/2，這對于降低高爐基建投資與冶煉成本具有重大意義。
[0003]但采用的含鈦爐料護爐與添加方法千差萬別，概括起來含鈦爐料有釩鈦鐵精礦、鈦精礦、含鈦高爐渣。前二種都是工業產品，無疑增加了護爐成本，其添加方法一是將鈦鐵精礦、鈦精礦加入燒結，但必然降低燒結礦質量；二是將含鈦鐵精礦、鈦精礦、含鈦高爐渣從風口噴入爐缸，但需要磨礦至200mm 70%以上，使用方法復雜，特別是將高爐渣進行細磨，工藝復雜且成本上升。
[0004]專利文獻CN201210003044.0公開了一種煉鐵高爐護爐方法，其權利要求1是將含鈦物料從高爐風口噴入爐內。很顯然，該方法具有一定的局限性，從風口噴入對原料與爐況要求較高，成本也較高，難以達到推廣實用化程度。
[0005]我國是釩鈦鐵礦石資源豐富的國家，目前用于高爐冶煉的按爐渣Ti02高低有三種類型，即高鈦渣冶煉，爐渣Ti02含量20?30%，代表企業是攀鋼沖鈦渣冶煉，爐渣T1 2含量10?20%，代表企業是承鋼；低鈦渣冶煉，爐渣Ti02含量1?10%，代表企業是馬鋼。這些企業每年產生的含鈦高爐渣總量在1000萬噸以上，除少量用于建材行業，大量爐渣廢棄填埋，占地大還可能產生二次污染，限于技術條件與成本因素，綜合利用提取爐渣有用元素幾乎沒有。基于環保要求與廢棄物重復利用為出發點，同時能夠降低護爐成本達到實用化程度，而世界上采用普通礦冶煉的高爐占99%以上，對Ti02護爐的需求量很大，用含鈦爐渣替代含鈦鐵精礦、鈦精礦等工業產品具有廣闊的前景，更為重要的是實現廢棄物的二次利用，變廢為寶，降低冶煉成本。

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種含鈦爐渣高爐護爐劑。該含鈦爐渣高爐護爐劑為釩鈦鐵礦石冶煉高爐產生的含鈦爐渣，其中Ti02含量為1?30%。
[0007]本發明所要解決的第二個技術問題是提供上述含鈦爐渣高爐護爐劑的護爐方法。該方法為:將含鈦爐渣破碎至粒度為5?25mm，按需求稱重后從高爐爐頂加入進行護爐。
[0008]優選的，上述含鈦爐渣高爐護爐劑的護爐方法中，所述的按需為每噸生鐵需Ti02添加量為0.1?20kg。
[0009]優選的，上述含鈦爐渣高爐護爐劑的護爐方法中，當含鈦爐渣中Ti02含量為20?30 %，每噸鐵需加入0.4?80kg含鈦爐渣。
[0010]優選的，上述含鈦爐渣高爐護爐劑的護爐方法中，當含鈦爐渣中Ti02含量為10?20%，每噸鐵需加入0.7?133kg含鈦爐渣。
[0011]優選的，上述含鈦爐渣高爐護爐劑的護爐方法中，當含鈦爐渣中Ti02含量為1?10%，每噸鐵需加入1.8?364kg含鈦爐渣。
[0012]本發明以含鈦爐渣作為護爐劑，該護爐劑既不用從燒結加入、也不用從風口加入，而可以直接從爐頂加入，工藝簡便，可操作性與可靠性強，配料與裝料靈活可變，對爐況穩定性沒有影響；而現有的以鈦鐵精礦、鈦精礦為護爐劑時也可以從風口加入，但是工藝復雜，增加成本，噴吹系統需要設置烘干、磨粉、輸粉、噴吹等環節與設備，還需輸送介質如高壓空氣，且對高爐爐況要求較高，噴吹后本身對爐況的穩定性影響也較大。所以，本發明含鈦爐渣作為護爐劑，具有操作簡單、成本更低的優點。
【具體實施方式】
[0013]含鈦爐渣作為高爐護爐劑的護爐方法，包括以下步驟:
[0014]a、含鈦爐渣的準備:釩鈦磁鐵礦冶煉高爐產生的含鈦爐渣一般用渣灌盛裝用火車傾倒于自然界填埋，與泥土混合后含有很多雜質，會降低爐渣的Ti02有用成分，為此必須將廢棄的爐渣妥善堆放，不能混有泥土與其它雜物；
[0015]b、破碎:廢棄的含鈦爐渣粒度可以用米級尺寸計量，不能直接用作護爐劑；為了提高透氣性與化學反應速度，必須對爐渣進行破碎，降低其塊度，達到粒度組成均勻的原料，在高爐要求粒度條件下，入爐前必須將含鈦爐渣破碎至粒度5?25_ ;適當增大粒度是為了提高透氣性，適當減小粒度是為了利于各種物理化學反應；
[0016]c、添加方式:將破碎后的含鈦爐渣裝入高爐儲礦槽，隨料車或皮帶機運至爐頂，從爐頂通過布料器加入高爐內，進行正常的冶煉反應。
[0017]本發明所述的含鈦爐渣為釩鈦鐵礦石冶煉高爐產生的含有Ti02的爐渣，該爐渣的熔點一般為1350?1420°C，在高爐軟熔帶與滴落帶都不會融化，可以改善高爐透氣性，只有在高爐下部區域才能融化，因此Ti02還原反應只能在爐缸高溫燃燒帶進行。
[0018]該含鈦爐渣護爐的原理為Ti02在高爐下部被還原為TiN、TiC，TiN的熔點為2950°C, TiC的熔點為3150°C，這兩種高熔點物質在高爐溫度條件下為固態，沉積并覆蓋在爐缸的襯磚表面，防止爐渣與鐵水侵蝕、沖刷爐缸，從而達到護爐的目的。
[0019]當含鈦爐渣中Ti02含量為20?30%時稱為高鈦渣；當含鈦爐渣中T1 2含量為10?20%時稱為中鈦渣；當含鈦爐渣中Ti02含量為1?10%時稱為低鈦渣。
[0020]當使用高鈦渣代替鈦鐵精礦時，由于鈦鐵精礦中Ti02含量一般在8?13.5 %，按Ti02質量數計，1%的高鈦渣可以替代鈦鐵精礦2.5%左右；使用鈦鐵精礦做護爐劑，不僅用量大，而且價格高，用作護爐劑顯然成本太高。
[0021]當使用高鈦渣代替鈦精礦時，由于鈦精礦Ti02含量一般在40?50%，按1102質量數計，1%的高鈦渣可以替代鈦精礦0.5%左右；雖然使用高鈦渣的添加量會略高于鈦精礦，但是鈦精礦價格昂貴，用作護爐劑顯然成本太高。
[0022]進一步的，由于鐵礦石與其它礦物為共生關系，f凡欽鐵礦石含S量尚，米用欽鐵精礦S含量可達到0.7?1.0%，則帶入高爐的S負荷增加，對普通礦冶煉高爐脫硫存在很大問題，而釩鈦礦冶煉高爐生鐵含S很高，基本上采用了爐外脫S (煉鋼脫S)，因此釩鈦高爐渣的s含量很低，一般低于0.4%，可以減輕普通礦高爐脫S負擔。
[0023]所以，含鈦爐渣為冶金廢棄物，用于高爐護爐，成本遠低于現有的鈦鐵精礦、鈦精礦，只有現有護爐成本的1/4?1/2，甚至更低；并且，護爐效果更好。
[0024]實施例1
[0025]1)準備潔凈的含鈦爐渣:用于高爐護爐劑的含鈦爐渣要妥善運管，堆放，不能混有泥土與其它雜物；
[0026]2)破碎:將潔凈的含鈦爐渣采用破碎機破碎至粒度為5?25mm的塊狀物；
[0027]舉例說明，可以采用開路破碎流程:高爐渣準備一粗破一細破一護爐劑產品(5?25mm)；
[0028]采用開路流程破碎的護爐劑產品可以在高爐溝下需設置過篩環節，篩出<5mm部分，棄之不用或用作它途。根據爐況，也可以不設置過篩環節。
[0029]也可以采用破碎-篩分流程:高爐渣準備一粗破一細破一篩分一(<5_)細粉爐渣廢棄(或作其它用途)一(>5_)塊狀爐渣作為護爐劑產品輸出。采用破碎-篩分流程得到的產品在高爐溝下可以不再設置篩分流程，也可以設置，不僅限于此。
[0030]采用的破碎機、篩子種類繁多，舉例說明，可以采用顎式破碎機，反擊式破碎機，輥式破碎機，等等。篩子可采用直線振動篩，固定篩，橢圓等厚篩，棒條振動篩，等等，根據實際需要而設置。
[0031]3)添加方法:破碎完成產生的含鈦爐渣成品裝入高爐儲礦槽，然后再進行配料稱重，隨料車或皮帶機運至爐頂，從爐頂通過布料器加入高爐內，進行正常的冶煉反應；
[0032]采用該方法還可以連續與間斷使用，可以根據高爐對Ti02護爐的需求量，靈活控制配比，配料操作、裝料操作靈活方便。
[0033]普通礦冶煉高爐護爐對Ti02的添加量根據各高爐的爐缸狀況而定，爐缸侵蝕嚴重，壽命短則打02需求量多，反之則少，一般由試驗與生產實踐探索出最適合的T1 2需求量，目前普通礦冶煉高爐Ti02—般控制在2?10kg/t，特殊情況下可能用得更多或更少，不能固定。
[0034]4)含鈦爐渣添加量:
[0035]在保證每噸生鐵Ti02負荷0.1?20kg的條件下，將不同T1 2含量的含鈦爐渣折算成高爐需要的1102量，則是需要添加的含鈦爐渣量。
[0036]例如:含鈦爐渣中1102為20?30%時，取中值為25%，折算為高爐需要Ti02的添加量，則含鈦爐渣的添加量為:0.1/0.25%?20.0/25%= 0.4?80kg。中鈦渣、低鈦渣的折算方法類似。
[0037]所以根據上面的公式計算得出結果為:當Ti02含量為20?30%時，每噸生鐵含鈦爐渣用量為0.4?80kg ;當Ti02含量為10?20%時，每噸生鐵含鈦爐渣用量為0.7?133kg ;當Ti02含量為1?10%時，每噸生鐵含鈦爐渣用量為1.8?364kg。
[0038]很明顯，含鈦爐渣1102含量越低，則含鈦爐渣用量越大，因此優先選用高鈦渣，其次為中鈦渣，再次為低鈦渣，不僅限于此，要根據資源狀況而定。
[0039]本發明適用于除釩鈦鐵礦石冶煉高爐以外的各種鐵礦石冶煉的高爐護爐，在不脫離本發明實質性內容的前提下，可以有多種表述形式與【具體實施方式】。
【主權項】
1.一種含鈦爐渣高爐護爐劑，其特征在于:該護爐劑為釩鈦鐵礦石冶煉高爐產生的含鈦爐渣，其中Ti02含量為1?30%。2.權利要求1所述的含鈦爐渣高爐護爐劑的護爐方法，其特征在于:將含鈦爐渣破碎至粒度為5?25mm，按需求稱重后從高爐爐頂加入進行護爐。3.根據權利要求2所述的含鈦爐渣高爐護爐劑的護爐方法，其特征在于:所述的按需為每噸生鐵需1102添加量為0.1?20kg。4.根據權利要求3所述的含鈦爐渣高爐護爐劑的護爐方法，其特征在于:當含鈦爐渣中Ti02含量為20?30 %，每噸鐵需加入0.4?80kg含鈦爐渣。5.根據權利要求3所述的含鈦爐渣高爐護爐劑的護爐方法，其特征在于:當含鈦爐渣中Ti02含量為10?20%，每噸鐵需加入0.7?133kg含鈦爐渣。6.根據權利要求3所述的含鈦爐渣高爐護爐劑的護爐方法，其特征在于:當含鈦爐渣中Ti02含量為1?10%，每噸鐵需加入1.8?364kg含鈦爐渣。
【專利摘要】本發明屬于鐵礦石冶煉技術領域，具體涉及一種含鈦爐渣高爐護爐劑和護爐方法。該高爐護爐劑為釩鈦鐵礦石冶煉高爐產生的含鈦爐渣，其中TiO2含量為1～30％。該高爐護爐劑的護爐方法為：將含鈦爐渣破碎至粒度為5～25mm，按需求稱重后從高爐爐頂加入進行護爐。本發明將含鈦爐渣作為高爐護爐劑不僅可以操作簡單，而且護爐成本低，還能實現二次資源再利用。
【IPC分類】C21B7/06, C21B5/00
【公開號】CN105420431
【申請號】CN201510856138
【發明人】蔣大均, 謝俊勇, 杜斯宏, 宋劍, 何木光, 張遠祥
【申請人】攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月30日