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高炉冶炼低钛生铁技术

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-01-09  作者:郑玉娥  浏览次数:691
 
核心提示:摘要:分析了生铁中的钛源、生铁降钛途径及林钢高炉冶炼条件下钛的还原情况,介绍了冶炼低钛生铁(〔Ti〕≤0.03%)采取的精料、低硅操作、高风温、合理造渣等一系列技术措施。 关键字:高炉;精料;低炉温;低钛;生铁 1. 前言 濮阳市林州钢铁有限责任公司(简称林钢)是一个专业炼铁厂,是豫北地区规模较大的铸造用生铁生产基地,具有低S、低P(一般〔S〕≤0.03%,〔P〕≤0.04%)质量特点的优质球墨铸铁用生铁是公司的拳头产品。近年来,许多精密铸件对生铁质量要求越来越高,尤其对生铁中的某些微量
 
 高炉冶炼低钛生铁技术

郑玉娥  

 

摘要:分析了生铁中的钛源、生铁降钛途径及林钢高炉冶炼条件下钛的还原情况,介绍了冶炼低钛生铁(〔Ti〕≤0.03%)采取的精料、低硅操作、高风温、合理造渣等一系列技术措施。

关键字:高炉;精料;低炉温;低钛;生铁

1. 前言

濮阳市林州钢铁有限责任公司(简称林钢)是一个专业炼铁厂,是豫北地区规模较大的铸造用生铁生产基地,具有低S、低P(一般〔S〕≤0.03%,〔P〕≤0.04%)质量特点的优质球墨铸铁用生铁是公司的拳头产品。近年来,许多精密铸件对生铁质量要求越来越高,尤其对生铁中的某些微量元素要求更严。因此,为满足市场对球墨铸铁用生铁低S、低P、低Ti(即三低)的质量要求,也为进一步扩大生铁的质量优势,决定组织攻关开发市场需求大、要求内在质量高的低钛生铁(〔Ti〕≤0.03%)新产品,经过理论计算、技术分析、原料优化、高炉操作,于2005年3月成功开发出低钛生铁新产品。现浅谈一下我们冶炼低钛生铁的生产实践。

2. 生铁降钛的理论依据

2.1生铁中钛的来源

    林钢以冶炼铸造生铁为主,受原料条件和炉况波动的双重影响,即使生产炼钢生铁,炉温也常控制在较高水平,因此,生铁中的钛含量也比较高,是低钛生铁要求钛含量的两倍多。分析表明,在高炉冶炼所用的原燃料中,烧结矿中TiO2含量为0.13%,焦炭中TiO2含量为0.20%。

2.2钛在高炉内的还原及其影响因素

钛以TiO2形态存在于矿石中,TiO2比SiO2更稳定,更难还原。与Si的还原一样,Ti的还原需要消耗大量的热量,还原单位重量Ti所消耗的热量比还原Si时大0.14〔1〕倍。因此,在高炉内,钛的还原只能是在高温条件下的直接还原。

理论与实践表明:影响钛还原的主要因素有炉温、炉渣碱度、渣中TiO2含量、入炉TiO2负荷。

炉温对Ti还原的影响体现在对Si的还原上。由实验证实,渣内SiO2和TiO2同时还原,并且〔Ti〕/(TiO2)和〔Si〕/(SiO2)几乎成直线的关系。因此,控制了硅的分配比,就能控制钛的分配比〔2〕,而炉温的高低影响着硅的还原,因此也影响着钛的还原,所以,炉温愈高,愈有利于钛的还原,炉温愈低,愈不利于钛的还原,生铁中的钛含量也就愈低。

炉渣碱度也严重影响〔Ti〕的增减,当渣中TiO2含量较高(>25%)时,〔Ti〕随碱度升高而减少;而TiO2含量较低(<25%)时,〔Ti〕却随碱度升高而增加〔3〕。因此,高炉冶炼低TiO2渣时,在保证生铁脱硫的条件下,保持较低的炉渣碱度,以减少TiO2的还原。当其它条件一定时,〔Ti〕随渣中TiO2含量的增加而增加,即炉渣中TiO2含量愈高,愈有利于Ti的还原,生铁中的Ti含量就愈高;炉渣中TiO2含量愈低,愈不利于Ti的还原,生铁中的Ti含量就愈低,林钢高炉冶炼(TiO2)量属于后者。

根据钛在炉内还原率公式ηTi=进入生铁Ti/入炉钛×100%知,入炉TiO2负荷升高,则〔Ti〕含量升高,但钛的还原率下降,入炉TiO2负荷降低,则〔Ti〕含量降低,但钛的还原率上升,因此,降低入炉TiO2负荷,可降低生铁中的钛含量。

综上所述,在高炉冶炼中,降低生铁中钛含量的主要途径有:降低入炉TiO2负荷、减少TiO2入炉量,低硅操作、低碱度、低渣量等。

3. 低钛生铁的冶炼技术及生产实践

在分析了生铁中的钛源、降钛途径及高炉冶炼具体条件下炉内钛的还原情况后,根据我厂高炉用料杂、成分波动大、高炉容积小的特点,制订了下述冶炼低钛生铁的具体技术措施:

3.1控制钛源,降低入炉TiO2负荷

在供给我厂高炉原燃料的供方中,经跟踪化验分析后,选择购进TiO2≤0.05%的精矿粉和TiO2≤0.12%的焦炭。

3.2低硅操作

根据试验得出的〔Si〕、〔Ti〕定量关系及所购原燃料,经下列配料计算。

原燃料:烧结矿TFe=59%,TiO2=0.072%,批重1700kg/批。焦炭TiO2=0.12%,批重650kg批。

每批料的理论出铁量为:

0.59×17000.94=1067kg/批

入炉Ti的总量为:

〔(1700×0.072%)+(650×0.12%)〕×48/80=1.2024kg/批

则生铁中的钛含量为:

〔Ti〕=1.2024×20.22%÷1067×100%=0.023%

并确定将炉温控制在〔Si〕≤0.50%。

3.3适宜的炉渣碱度

林钢高炉炉渣中TiO2含量在0.25%左右,小于5%,属低钛渣,根据炉渣碱度对〔Ti〕的影响,考虑到硫负荷的大小和炉内生铁脱硫的需要,选择炉渣二元碱度在0.95~1.10。

3.4使用高风温

鼓风所带的物理热不仅能在高炉下部全部被利用,而且可替代部分焦炭燃烧所产生的热量,因此,提高风温,一方面可降低焦比,减少焦炭带入TiO2,减少渣量及(TiO2)含量;另一方面,可提高渣铁温度,保证炉缸充足的热量,使渣铁有足够的温度和良好的流动性,炉缸工作更均匀、活跃,脱硫条件也得以改善,因此,要求风温≥900℃。

4. 结语

(1)小高炉上冶炼低钛生铁是完全可以的,低钛生铁冶炼的基本条件是:精料、低炉温高炉操作及良好的设备管理,三者之中,精料是基础、操作是关键、设备是保证。

(2)由于钛在炉内的还原率随炉温不同而不同,因此,只有找出高炉具体冶炼条件下钛的还原率是多少,才能制订出相应的原料选择条件及高炉操作制度。

(3)凡能降低矿耗、降低焦比的任何措施,都可降低入炉TiO2。进而降低〔Ti〕含量,如提高入炉矿品位、提高风温、改善煤气利用和保持炉况顺行等,都有利于低钛生铁冶炼。但这些要以精料为基础。

(4)低钛生铁新产品的成功开发,进一步提高了生铁的内在质量,对企业产生了良好的经济效益和社会效益。

 

 
 
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