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钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法与流程

322   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  
2023-10-07 16:05:14


钒钛矿冶炼开炉烧结矿的生产方法与流程

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。
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