1.本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法。
背景技术：
2.普通高炉开炉一般采用天然块矿、烧结矿开炉，攀钢高炉开炉采用天然块矿，在开炉后再转转换成钒钛烧结矿，再添加钒钛球团矿，开炉过程中由于物料的变化，高炉送风参数也发生较大变化，时机选择不好将影响开炉效果。但是天然块矿存在资源紧张、质量波动大，tio2含量不可控，以及开炉过程物料转换多的问题，不利于开炉生产。
技术实现要素：
3.本发明提供了一种钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法，旨在生产质量稳定、tio2含量连续可控的烧结矿。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法，包括下列步骤：
5.步骤一，选取普通铁矿粉和
钒钛磁铁矿粉作为原料，并控制普通铁矿粉的粒度使＜0.074mm颗粒的质量分数占比在60％以上，控制钒钛磁铁矿粉的粒度使＜0.074mm颗粒的质量分数占比在60％以上；
6.步骤二，选取固体燃料和熔剂，并将原料、固体燃料和熔剂配制为混合料；
7.步骤三，根据开炉方案要求，分别计算普通铁矿粉和钒钛磁铁矿粉的不同配比方案，以控制混合料中sio2的含量和cao的含量，实现烧结矿中sio2含量从20％至5％的逐渐变化，及烧结矿中tio2含量从0％至5％的逐渐变化；
8.步骤四，根据混合料中sio2的含量和cao的含量，计算在烧结矿碱度r2＝cao的含量/sio2的含量＝1.05时需外配熔剂的比例，并将具有外配熔剂的混合料作为生产混合料，且控制生产混合料的粒度使＞5mm颗粒的质量分数占比在80％以上；
9.步骤五，将生产混合料在强混机中加水混合8～10min，得到含水混合料；控制含水混合料中水份含量为7.0～8.0％；
10.步骤六，将含水混合料进行点火抽风烧结，点火温度为1100±20℃，焙烧温度控制在1300±20℃，焙烧时间为40～50min，烧结终点温度为400±20℃；
11.注：所述含量均指质量百分比含量。
12.进一步的是，普通铁矿粉的主要成分以质量百分比计为tfe：50～58％，sio2：7～9％；钒钛磁铁矿粉的主要成分以质量百分比计为tfe：55～56％，sio2：3.0～4.0％，tio2：10～12.0％。
13.进一步的是，固体燃料为煤粉或焦粉，混合料中固体燃料的配比以控制烧结终点温度不超过420℃为准。
14.进一步的是，熔剂为石灰石粉，石灰石粉中＜3mm颗粒的质量分数占比在80％以上。
15.进一步的是，石灰石粉中cao的含量为50～53％；活性灰中cao的含量为85～90％。
16.进一步的是，步骤三中，按下列公式计算混合料的各成分配比；
17.ig＝xp(1-igp)+xt(1-igt)+xs(1-igs)+xc(1-igc)；
[0018][0019][0020][0021]
上式中，ig表示烧残值，sio2表示混合料中sio2的含量，tio2表示混合料中tio2的含量；xp表示混合料中普通矿粉的配比，xt表示混合料中钒钛矿粉的配比，xs表示混合料中熔剂的配比，xc表示混合料中固体燃料的配比，igp、igt、igs、igc分别表示普通铁矿粉、钒钛铁矿粉、熔剂、固体燃料的ig值，sio2p、sio2t、sio2s、sio2c分别表示普通铁矿粉、钒钛铁矿粉、熔剂、固体燃料的sio2含量，caop、caot、caos、caoc分别表示普通铁矿粉、钒钛铁矿粉、熔剂、固体燃料的cao含量，tiop和tiot分别表示普通铁矿粉和钒钛铁矿粉的tio2含量。
[0022]
进一步的是，步骤三中，计算混合料的各成分配比的过程为：先设定sio2的含量、tio2的含量、r2和xc的值，再根据公式求出xp、xt和xs的值；然后，以烧结矿中feo的含量为8～10％时，固体燃料的配比为xc的基础值；最后，根据熔剂的配比与固体燃料的配比呈正比关系，采用求出的xs值对设定的xc值进行修正，得到修正的xc值；步骤三还包括以修正的xc值替换设定的xc值，重新计算出xp、xt和xs的值。
[0023]
进一步的是，步骤三中，修正的xc值＝设定的xc值+(求出的xs值/xc的基础值-1)×0.10。
[0024]
进一步的是，步骤六中，点火时间为3～5min，点火负压为10～20kpa。
[0025]
进一步的是，步骤六中，烧结以iso转鼓强度＞73％、烧结矿feo含量为8～10％为控制目标。
[0026]
本发明的有益效果是：该生产方法通过有效调整普通铁矿粉和钒钛磁铁矿粉的比例，并有效控制固体燃料和熔剂的配比，采用烧结法生产钒钛矿冶炼开炉烧结矿，可以实现全熟料开炉，且炉料的tio2含量从0％至5％连续可控，并实现炉料冶金性能的平稳过渡，转鼓强度》73％、烧结矿中feo含量可控制在8～10％，保证生产出的钒钛矿冶炼开炉烧结矿质量稳定。
具体实施方式
[0027]
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0028]
钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法，包括下列步骤：
[0029]
步骤一，选取普通铁矿粉和钒钛磁铁矿粉作为原料，并控制普通铁矿粉的粒度使＜0.074mm颗粒的质量分数占比在60％以上，控制钒钛磁铁矿粉的粒度使＜0.074mm颗粒的质量分数占比在60％以上；普通铁矿粉，是由铁矿石经过选矿、破碎、分选、磨碎等加工处理
而成的矿粉；
低品位的普通铁矿粉其成分以质量百分比计一般为tfe：50～58％，sio2：7～9％，余量为cao+mgo+al2o3+ig：15～20％；钒钛磁铁矿粉，是由钒钛磁铁矿经过选矿、破碎、分选、磨碎等加工处理而成的精矿粉；钒钛磁铁矿粉的成分以质量百分比计为tfe：55～56％，sio2：3.0～4.0％，tio2：10～12.0％，余量为cao+mgo+al2o3+s+v2o5：10～15％；
[0030]
步骤二，选取固体燃料和熔剂，并将原料、固体燃料和熔剂配制为混合料；固体燃料是指可燃烧释放能量，以提供热和光的固体材料；一般采用煤粉或焦粉作为钒钛矿冶炼用固体燃料；混合料中固体燃料的配比，以控制烧结终点温度不超过420℃为准；为了兼顾冶炼效果，优选将混合料中固体燃料的质量分数占比控制在5～6％：熔剂是在高温下与原料一起熔融，使原料中的杂质形成易熔炉渣，以将杂质从分离出来试剂；通常采用石灰石粉和/或活性灰作为钒钛矿冶炼用熔剂，为了达到良好的除杂效果，优选将石灰石粉中＜3mm颗粒的质量分数占比控制在80％以上；为了确保烧结矿碱度，选用的石灰石粉中cao的含量为50～53％，选用的活性灰中cao的含量为85～90％；
[0031]
步骤三，根据开炉方案要求，分别计算普通铁矿粉和钒钛磁铁矿粉的不同配比方案，以控制混合料中sio2的含量和cao的含量，实现烧结矿中sio2含量从20％至5％的逐渐变化，及烧结矿中tio2含量从0％至5％的逐渐变化；
[0032]
步骤四，根据混合料中sio2的含量和cao的含量，计算在烧结矿碱度r2＝cao的含量/sio2的含量＝1.05时需外配熔剂的比例，并将具有外配熔剂的混合料作为生产混合料，且控制生产混合料的粒度使＞5mm颗粒的质量分数占比在80％以上；
[0033]
步骤五，将生产混合料在强混机中加水混合8～10min，得到含水混合料；控制含水混合料中水份含量为7.0～8.0％；
[0034]
步骤六，将含水混合料进行点火抽风烧结，点火温度为1100±20℃，焙烧温度控制在1300±20℃，焙烧时间为40～50min，烧结终点温度为400±20℃；
[0035]
注：所述含量均指质量百分比含量。
[0036]
步骤三中，按下列公式计算混合料的各成分配比；
[0037]
ig＝xp(1-igp)+xt(1-igt)+xs(1-igs)+xc(1-igc)；
[0038][0039][0040][0041]
上式中，ig表示烧残值，sio2表示混合料中sio2的含量，tio2表示混合料中tio2的含量；xp表示混合料中普通矿粉的配比，xt表示混合料中钒钛矿粉的配比，xs表示混合料中熔剂的配比，xc表示混合料中固体燃料的配比，igp、igt、igs、igc分别表示普通铁矿粉、钒钛铁矿粉、熔剂、固体燃料的ig值，sio2p、sio2t、sio2s、sio2c分别表示普通铁矿粉、钒钛铁矿粉、熔剂、固体燃料的sio2含量，caop、caot、caos、caoc分别表示普通铁矿粉、钒钛铁矿粉、熔剂、
固体燃料的cao含量，tiop和tiot分别表示普通铁矿粉和钒钛铁矿粉的tio2含量。
[0042]
优选的，步骤三中，计算混合料的各成分配比的过程为：先设定sio2的含量、tio2的含量、r2和xc的值，再根据公式求出xp、xt和xs的值；然后，以烧结矿中feo的含量为8～10％时，固体燃料的配比为xc的基础值；最后，根据熔剂的配比与固体燃料的配比呈正比关系，采用求出的xs值对设定的xc值进行修正，得到修正的xc值；步骤三还包括以修正的xc值替换设定的xc值，重新计算出xp、xt和xs的值。由于根据发明人的生产经验，作为熔剂的石灰石粉和/或活性灰配比越高，分解消耗的固体燃料越多，因此需要根求出的xs值修正固体燃料的配比；例如：石灰石粉的配比为5％左右，固体燃料的配比通常为5％。
[0043]
步骤三中，修正的方式可以为多种，优选为修正的xc值＝设定的xc值+(求出的xs值/xc的基础值-1)×0.10；即求出的xs值超过xc的基础值1个百分点，则使设定的xc值增加0.10个百分点，熔剂的配比减少则固体燃料配比相应递减。
[0044]
为了保证点火效果，步骤六中，点火时间为3～5min，点火负压为10～20kpa。
[0045]
为了生产出质量稳定的烧结矿，步骤六中，烧结以iso转鼓强度＞73％、烧结矿feo含量为8～10％为控制目标。
[0046]
实施例1
[0047]
采用本发明提供的生产方法生产钒钛矿冶炼开炉烧结矿，并按以下工艺参数进行控制：
[0048]
钒钛磁铁矿粉配比10％(重量百分比，下同)，普通铁矿粉配比40％，中品位普通铁矿粉配比30％，石灰石粉配比14％，固体燃料配比6.5％，混合料碱度1.05，混合料粒度＞5mm占比80％，混合料水份7.0％，焙烧时间为45min，焙烧温度为1320℃。
[0049]
对生产出的钒钛矿冶炼开炉烧结矿检验，结果表明：开炉烧结矿tfe含量为47.8％，烧结矿sio2含量为12％，tio2含量1.1个百分点，转鼓强度＞73％、烧结矿feo含量为10％。
[0050]
实施例2
[0051]
采用本发明提供的生产方法生产钒钛矿冶炼开炉烧结矿，并按以下工艺参数进行控制：
[0052]
钒钛磁铁矿粉配比32％，普通铁矿粉配比30％，中品位普通铁矿粉配比20％，石灰石粉配比11％，固体燃料配比6.0％，混合料碱度1.05，混合料粒度＞5mm占比80％，混合料水份7.5％，焙烧时间为45min，焙烧温度为1320℃。
[0053]
对生产出的钒钛矿冶炼开炉烧结矿检验，结果表明：开炉烧结矿tfe含量为49.8％，烧结矿sio2含量为9.5％，tio2含量3.8个百分点，转鼓强度＞73％、烧结矿feo含量为9％。
[0054]
实施例3
[0055]
钒钛磁铁矿粉配比50％，普通铁矿粉配比27％，中品位普通铁矿粉配比5％，活性灰配比5％，石灰石粉配比8％，混合料碱度2.0，混合料粒度＞5mm占比80％，混合料水分7.2％，焙烧时间为40min，焙烧温度为1300℃。
[0056]
对生产出的钒钛矿冶炼开炉烧结矿检验，结果表明：开炉烧结矿tfe含量为50.0％，烧结矿sio2含量6.0％，tio2含量5.7个百分点，转鼓强度＞73％、烧结矿feo含量为8.0％。
[0057]
本发明实施例中各矿石的主要物化性能如下：钒钛铁精矿w(tfe)55～56％，w(sio2)3.0～4.0％，w(tio2)10～12.0％；普通铁矿粉w(tfe)50～58％，w(sio2)7～9％；中品位普通铁矿粉w(tfe)40～45％，w(sio2)15～20％；熔剂石灰石粉w(cao)50～53％，粒度＞5.0mm粒级＞80％；活性灰w(cao)85～90％。技术特征：
1.钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤一，选取普通铁矿粉和钒钛磁铁矿粉作为原料，并控制普通铁矿粉的粒度使＜0.074mm颗粒的质量分数占比在60％以上，控制钒钛磁铁矿粉的粒度使＜0.074mm颗粒的质量分数占比在60％以上；步骤二，选取固体燃料和熔剂，并将原料、固体燃料和熔剂配制为混合料；步骤三，根据开炉方案要求，分别计算普通铁矿粉和钒钛磁铁矿粉的不同配比方案，以控制混合料中sio2的含量和cao的含量，实现烧结矿中sio2含量从20％至5％的逐渐变化，及烧结矿中tio2含量从0％至5％的逐渐变化；步骤四，根据混合料中sio2的含量和cao的含量，计算在烧结矿碱度r2＝cao的含量/sio2的含量＝1.05时需外配熔剂的比例，并将具有外配熔剂的混合料作为生产混合料，且控制生产混合料的粒度使＞5mm颗粒的质量分数占比在80％以上；步骤五，将生产混合料在强混机中加水混合8～10min，得到含水混合料；控制含水混合料中水份含量为7.0～8.0％；步骤六，将含水混合料进行点火抽风烧结，点火温度为1100±20℃，焙烧温度控制在1300±20℃，焙烧时间为40～50min，烧结终点温度为400±20℃；注：所述含量均指质量百分比含量。2.如权利要求1所述的钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法，其特征在于：普通铁矿粉的主要成分以质量百分比计为tfe：50～58％，sio2：7～9％；钒钛磁铁矿粉的主要成分以质量百分比计为tfe：55～56％，sio2：3.0～4.0％，tio2：10～12.0％。3.如权利要求1所述的钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法，其特征在于：固体燃料为煤粉或焦粉，混合料中固体燃料的配比以控制烧结终点温度不超过420℃为准。4.如权利要求1所述的钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法，其特征在于：熔剂为石灰石粉，石灰石粉中＜3mm颗粒的质量分数占比在80％以上。5.如权利要求4所述的钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法，其特征在于：石灰石粉中cao的含量为50～53％；活性灰中cao的含量为85～90％。6.如权利要求1至5中任意一项所述的钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法，其特征在于：步骤三中，按下列公式计算混合料的各成分配比；ig＝xp(1·igp)+xt(1-igt)+xs(1-igs)+xc(1·igc)；)；)；上式中，ig表示烧残值，sio2表示混合料中sio2的含量，tio2表示混合料中tio2的含量；xp表示混合料中普通矿粉的配比，xt表示混合料中钒钛矿粉的配比，xs表示混合料中熔剂的配比，xc表示混合料中固体燃料的配比，igp、igt、igs、igc分别表示普通铁矿粉、钒钛铁矿粉、
熔剂、固体燃料的ig值，sio2p、sio2t、sio2s、sio2c分别表示普通铁矿粉、钒钛铁矿粉、熔剂、固体燃料的sio2含量，caop、caot、caos、caoc分别表示普通铁矿粉、钒钛铁矿粉、熔剂、固体燃料的cao含量，tiop和tiot分别表示普通铁矿粉和钒钛铁矿粉的tio2含量。7.如权利要求6所述的钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法，其特征在于：步骤三中，计算混合料的各成分配比的过程为：先设定sio2的含量、tio2的含量、r2和xc的值，再根据公式求出xp、xt和xs的值；然后，以烧结矿中feo的含量为8～10％时，固体燃料的配比为xc的基础值；最后，根据熔剂的配比与固体燃料的配比呈正比关系，采用求出的xs值对设定的xc值进行修正，得到修正的xc值；步骤三还包括以修正的xc值替换设定的xc值，重新计算出xp、x
t和xs的值。8.如权利要求7所述的钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法，其特征在于：步骤三中，修正的xc值＝设定的xc值+(求出的xs值/xc的基础值-1)×0.10。9.如权利要求1所述的钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法，其特征在于：步骤六中，点火时间为3～5min，点火负压为10～20kpa。10.如权利要求1、2、3、4、5和9中任意一项所述的钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法，其特征在于：步骤六中，烧结以iso转鼓强度＞73％、烧结矿feo含量为8～10％为控制目标。
技术总结
本发明属于冶金技术领域，具体公开了一种钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法，旨在生产质量稳定、TiO2含量连续可控的烧结矿。该生产方法通过有效调整普通铁矿粉和钒钛磁铁矿粉的比例，并有效控制固体燃料和熔剂的配比，采用烧结法生产钒钛矿冶炼开炉烧结矿，可以实现全熟料开炉，且炉料的TiO2含量从0％至5％连续可控，并实现炉料冶金性能的平稳过渡，转鼓强度＞73％、烧结矿中FeO含量可控制在8～10％，保证生产出的钒钛矿冶炼开炉烧结矿质量稳定。证生产出的钒钛矿冶炼开炉烧结矿质量稳定。
技术研发人员：饶家庭 胡鹏 董晓森 朱凤湘
受保护的技术使用者：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
技术研发日：2022.04.12
技术公布日：2022/7/1
声明：
“钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
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2024年08月01日 ~ 03日 
