一种铁水中含钛熔渣的改性方法
阅读：291发布：2021-04-14
专利汇可以提供一种铁水中含钛熔渣的改性方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及炼 铁 领域，公开了一种铁 水 中含 钛 熔渣 的改性方法，该方法包括：将含有含钛熔渣的铁水与改性剂 接触 反应，所述改性剂为白 云 石和/或石灰石。本发明提供的方法操作简便，不需对铁水罐或铁水流通通道结构进行改造，防止致密渣层形成的同时，在铁水表面形成炉渣 泡沫 层，起到了一定保温作用，降低了能耗，同时减轻空罐的清渣操作难度，并且本发明提供的方法还有一定的 脱硫 作用。，下面是一种铁水中含钛熔渣的改性方法专利的具体信息内容。
1.一种铁水中含钛熔渣的改性方法，其特征在于，该方法包括：将含有含钛熔渣的铁水与改性剂接触反应，所述改性剂为白云石和/或石灰石，所述改性剂的粒度为0.1-3mm，相对于1吨的所述含有含钛熔渣的铁水，所述改性剂的用量为0.2-3kg，相对于100重量份的所述含有含钛熔渣的铁水，所述含钛熔渣的含量为2-5重量份。
2.根据权利要求1所述的改性方法，其中，所述改性剂的粒度为0.1-2mm。
3.根据权利要求1所述的改性方法，其中，相对于1吨的所述含有含钛熔渣的铁水，所述改性剂的用量为0.5-1kg。
4.根据权利要求 1所述的改性方法，其中，相对于100重量份的所述含有含钛熔渣的铁水，所述含钛熔渣的含量为2.8-4.5重量份。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的改性方法，其中，所述接触反应的温度在1200℃以上。
6.根据权利要求5所述的改性方法，其中，所述接触反应的温度为1250-1450℃。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的改性方法，其中，所述含有含钛熔渣的铁水来自于高炉冶炼，并且通过铁水沟流入铁水罐。
8.根据权利要求7所述的改性方法，其中，所述接触反应包括：将改性剂置于铁水沟，所述改性剂与含有含钛熔渣的铁水于铁水沟中接触后流入铁水罐。
9.根据权利要求8所述的改性方法，其中，所述改性剂置于距铁水罐入口四分之一至三分之一距离的铁水沟处，来自于高炉冶炼的含有含钛熔渣的铁水流入铁水罐与所述改性剂进行所述接触反应。
一种铁水中含钛熔渣的改性方法
技术领域
[0001] 本发明涉及炼铁领域，具体地，涉及一种铁水中含钛熔渣的改性方法。
背景技术
[0002] 高炉在冶炼钒钛磁铁矿过程中，会形成含钛熔渣(Ti含量为20-25重量％)，含钛熔渣属于短渣，在1300-1400℃之间黏性较大，当铁水罐在受铁过程中，不可避免的会有部分含钛熔渣进入铁水罐，含钛熔渣密度较小，会在铁水表面形成渣层，该渣层容易烧结结盖，且性状致密，给后续取样、兑铁、清渣操作带来较大困难，严重影响铁水罐的使用效果。
[0003] 针对该缺陷，现有技术采用的方法多为对铁水罐或者铁水流通通道的结构进行改造，来达到除含钛熔渣的目的，但该方法给出铁和出铁的顺利进行带来一定困难，在工业上不易实施。因此，亟需一种操作简便、清渣容易的铁水中含钛熔渣的改性方法。
发明内容
[0004] 本发明的目的是克服现有技术除渣操作复杂、除渣效果差、铁水罐清理困难的缺陷，提供一种铁水中含钛熔渣的改性方法，该方法不但操作简便、含钛熔渣改性效果好，在有效防止铁水结盖的基础上，还具有一定的保温效果和脱硫作用。
[0006] 通过上述技术方案，使得铁水中掺杂的含钛熔渣与改性剂反应，形成泡沫状低熔点的炉渣，优选情况下，将改性剂置于铁水沟，所述改性剂与含有含钛熔渣的铁水于铁水沟中接触后流入铁水罐，在铁水不断流入铁水罐的过程中，使得改性剂与含有含钛熔渣的铁水在剧烈冲力作用下，剧烈运动，含钛熔渣急剧发泡，在铁水表面形成炉渣泡沫层，降低了渣层的致密性，在铁水罐等待和运输过程中，该泡沫层起到良好的铁水保温作用，减少了后期铁水冶炼加热过程的能耗，另外该泡沫层减轻空罐的清渣操作难度，另外，白云石和/或石灰石中的Mg和/或Ca与铁水中的S作用，生成MgSO4和/或CaSO4，该方法具有轻微的脱硫作用。
[0007] 因此，该方法和现有技术相比，具有以下优势：
[0008] (1)本发明提供的改性方法操作简便，不需对铁水罐或铁水流通通道结构进行改造；
[0009] (2)本发明提供的改性方法防止致密渣层形成的同时，在铁水表面形成炉渣泡沫层，起到了一定保温作用，降低了能耗；
[0010] (3)本发明提供的改性方法在铁水表面形成炉渣泡沫层，减轻空罐的清渣操作难度；
[0011] (4)本发明提供的改性方法还有一定的脱硫作用。
[0012] 本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
[0013] 以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0014] 在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0015] 本发明提供一种铁水中含钛熔渣的改性方法，该方法包括：将含有含钛熔渣的铁水与改性剂接触反应，所述改性剂为白云石和/或石灰石。
[0016] 铁水中掺杂的含钛熔渣与改性剂反应，形成泡沫状低熔点的炉渣，该方法降低了渣层的致密性，在铁水罐等待和运输过程中，该泡沫层起到良好的铁水保温作用，减少了后期铁水冶炼加热过程的能耗，另外该泡沫层减轻空罐的清渣操作难度，另外，白云石和/或石灰石中的Mg和/或Ca与铁水中的S作用，生成MgSO4和/或CaSO4，该方法具有轻微的脱硫作用。
[0017] 本发明中，所述改性剂可以为白云石，可以为石灰石，也可以为二者的混合物。从反应效果和原料易得角度，优选所述改性剂为石灰石，石灰石资源丰富，价格较低并且易得。
[0018] 根据本发明的一种优选实施方式，所述改性剂的粒度为0.1-3mm，进一步优选为0.1-2mm。当所述改性剂的粒度小于0.1mm时，改性剂与含钛熔渣反应过快，很难维持稳定的泡沫源，而当所述改性剂的粒度大于3mm时，反应速度变慢，不易于泡沫层的形成。本发明的发明人发现将所述改性剂的粒度控制在上述优选的范围，能够在保证反应速度的同时，形成稳定的泡沫源。
[0019] 在本发明中，所述粒度是指颗粒上的任意两个不同点之间的最大直线距离。例如，当所述颗粒为球形时，所述粒度指其直径。
[0020] 本发明对所述含有含钛熔渣的铁水中含钛熔渣的含量没有特别的限定，可以为本领域出铁过程中，混入的含钛熔渣的常规范围，本发明提供的方法也适用于铁水中混入含钛熔渣较多的情况，例如，相对于100重量份的所述含有含钛熔渣的铁水，所述含钛熔渣的含量为2-5重量份，优选为2.8-4.5重量份。
[0021] 本发明对所述改性剂的用量选择范围较宽，优选地，相对于1吨的所述含有含钛熔渣的铁水，所述改性剂的用量为0.2-3kg，优选为0.5-1kg。该优选的改性剂的用量仅能够保证改性剂与铁水中含钛熔渣充分反应，还不会造成资源的浪费。
[0022] 本发明对所述接触反应的条件没有特别的限定，优选所述接触反应的温度在1200℃以上，进一步优选为1250-1450℃，更进一步优选为1350-1450℃。所述接触反应的温度通常是指铁水的温度。出铁过程中，铁水的温度一般在1200℃以上，该温度下铁水中掺杂的含钛熔渣能够和改性剂反应形成泡沫状低熔点的炉渣。
[0023] 本发明对所述含有含钛熔渣的铁水的来源没有特别的限定，优选地，所述含有含钛熔渣的铁水来自于高炉冶炼，并且通过铁水沟流入铁水罐。
[0024] 含有钛熔渣的铁水需要进行下一步冶炼操作，在出铁过程中，高炉冶炼的铁水通过铁水沟流入铁水罐，然后运送至下一处理单元。
[0025] 根据本发明的一种优选实施方式，所述接触反应包括：将改性剂置于铁水沟，所述改性剂与含有含钛熔渣的铁水于铁水沟中接触后流入铁水罐。
[0026] 来自于高炉冶炼的铁水中会不可避免的掺杂有含钛熔渣，为了进一步有效消除含钛熔渣对铁水兑铁、清渣的影响，优选将改性剂置于铁水沟，在出铁过程中，含有含钛熔渣的铁水流经铁水沟时，与改性剂接触，然后共同流入铁水罐中，进一步接触反应。
[0027] 根据本发明的一种优选实施方式，所述改性剂置于距铁水罐入口四分之一至三分之一距离的铁水沟处，来自于高炉冶炼的含有含钛熔渣的铁水流入铁水罐与所述改性剂进行所述接触反应。
[0028] 本发明对所述改性剂加入的时机没有特别的限定，只要能使改性剂与含钛熔渣在一定温度下，充分反应即可，优选地，当铁水罐装铁三分之一以上时开始在铁水沟上添加改性剂，直至铁水罐装铁完毕。需要说明的是，本发明的所述相对于1吨的含有含钛熔渣的铁水，所述改性剂的用量是针对铁水罐中装入的所有铁水。
[0029] 当铁水罐没有开始装入高温铁水时，温度很低，刚刚装入铁水时，铁水一部分热量被铁水罐吸收，如果此时添加改性剂，改性剂随铁水流入铁水罐中，反应温度会低于铁水自身温度，不利于接触反应的进行。采用上述优选实施方式，当铁水罐装铁三分之一以上时开始在铁水沟上添加改性剂，此时铁水罐温度较高，可以使得所述接触反应顺利进行。
[0030] 采用本发明提供的改性方法，不需要对铁水流通通道的结构进行改造，通过添加价廉易得的改性剂在铁水表面形成泡沫状低熔点的炉渣，泡沫层既能提高铁水罐的保温效果，省去铁水保温剂的使用，又能减轻清渣操作难度，同时，白云石和/或石灰石中的Mg和/或Ca与铁水中的S作用，生成MgSO4和/或CaSO4，该方法还具有轻微的脱硫作用。
[0031] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0032] 以下实施例和对比例中，所述温降速度的计算按式(1)进行：
[0033] 温降速度＝(铁水罐装满时的温度-放置70分钟时铁水罐的温度)/70[0034] 式(1)
[0035] 实施例1
[0036] 该实施例用于说明本发明提供的铁水中含钛熔渣的改性方法。
[0037] 在高炉冶炼出铁过程中，当铁水罐装铁达到三分之一时，在距离铁水罐入口三分之一距离的铁水沟处添加粒度为0.1-1mm的石灰石颗粒，含有含钛熔渣的铁水(1410℃，含钛熔渣含量4.5重量％)与石灰石颗粒(相对于1吨的含有含钛熔渣的铁水，石灰石颗粒添加量为0.8kg)共同流入铁水罐，随着后续物料的不断流入，含钛熔渣与石灰石在剧烈冲力作用下，发生剧烈反应。待铁水罐装铁量达到130吨(铁水罐的适宜装铁量)后，观察到铁水罐中铁水表面有明显泡沫层，无结盖现象，容易清渣，并且测定铁水罐温降速度为0.55℃/min。
[0038] 实施例2
[0039] 该实施例用于说明本发明提供的铁水中含钛熔渣的改性方法。
[0040] 在高炉冶炼出铁过程中，当铁水罐装铁达到二分之一时，在距离铁水罐入口四分之一距离的铁水沟处添加粒度为0.5-2mm的石灰石颗粒，含有含钛熔渣的铁水(1430℃，含钛熔渣含量3.2重量％)与石灰石颗粒(相对于1吨的含有含钛熔渣的铁水，石灰石颗粒添加量为0.5kg)共同流入铁水罐，随着后续物料的不断流入，含钛熔渣与石灰石在剧烈冲力作用下，发生剧烈反应。待铁水罐装铁量达到130吨后，观察到铁水罐中铁水表面有明显泡沫层，无结盖现象，容易清渣，并且测定铁水罐温降速度为0.57℃/min。
[0041] 实施例3
[0042] 该实施例用于说明本发明提供的铁水中含钛熔渣的改性方法。
[0043] 在高炉冶炼出铁过程中，当铁水罐装铁达到三分之一时，在距离铁水罐入口三分之一距离的铁水沟处添加粒度为0.1-2mm的白云石颗粒，含有含钛熔渣的铁水(1350℃，含钛熔渣含量2.8重量％)与白云石颗粒(相对于1吨的含有含钛熔渣的铁水，白云石颗粒添加量为1kg)共同流入铁水罐，随着后续物料的不断流入，含钛熔渣与白云石在剧烈冲力作用下，发生剧烈反应。待铁水罐装铁量达到130吨后，观察到铁水罐中铁水表面有明显泡沫层，无结盖现象，容易清渣，并且测定铁水罐温降速度为0.51℃/min。
[0044] 实施例4
[0045] 该实施例用于说明本发明提供的铁水中含钛熔渣的改性方法。
[0046] 按照实施例1的方法，不同的是，石灰石颗粒的粒度为0.02-0.08mm。待铁水罐装铁量达到130吨后，观察到铁水罐中铁水表面有泡沫存在，与实施例1-3相比所形成泡沫较少，无结盖现象，清渣较为容易，并且测定铁水罐温降速度为0.63℃/min。
[0047] 实施例5
[0048] 该实施例用于说明本发明提供的铁水中含钛熔渣的改性方法。
[0049] 按照实施例1的方法，不同的是，相对于1吨的含有含钛熔渣的铁水，石灰石颗粒添加量为0.2kg。待铁水罐装铁量达到130吨后，观察到铁水罐中铁水表面有泡沫存在，与实施例1-3相比所形成泡沫较少，无结盖现象，清渣较为容易，并且测定铁水罐温降速度为0.6℃/min。
[0050] 实施例6
[0051] 该实施例用于说明本发明提供的铁水中含钛熔渣的改性方法。
[0052] 按照实施例1的方法，不同的是，在高炉冶炼出铁开始时，即将石灰石颗粒置于铁水沟处，而不是待铁水罐装铁达到三分之一时，添加石灰石颗粒。待铁水罐装铁量达到130吨后，观察到铁水罐中铁水表面有泡沫存在，与实施例1-3相比所形成泡沫较少，无结盖现象，清渣较为容易，并且测定铁水罐温降速度为0.61℃/min。
[0053] 对比例1
[0054] 直接将高炉冶炼的含有含钛熔渣的铁水通过铁水沟流入铁水罐，待铁水罐装铁量达到130吨后，观察到铁水罐中铁水表面出现出现致密渣层，结盖现象严重，不易于清渣，并且测定铁水罐温降速度为0.75℃/min。
[0055] 从上述实施例和对比例可以看出，本发明提供的方法防止致密渣层形成的同时，在铁水表面形成炉渣泡沫层，起到了一定保温作用，降低了能耗，在铁水表面形成炉渣泡沫层，减轻空罐的清渣操作难度，本发明不需要对铁水罐或铁水流通通道结构进行改造，操作简便；另外，本领域技术人员可以知道的是白云石和/或石灰石中的Mg和/或Ca会与铁水中的S作用生成MgSO4和/或CaSO4，该方法具有轻微的脱硫作用。由实施例1-3与实施例4对比可以发现，采用本发明优选地改性剂粒度能够稳定发泡，更有利于清渣和保温。由实施例1-3与实施例5对比可以发现，采用本发明优选地改性剂添加量，更有利于清渣和保温。由实施例1-3与实施例6对比可以发现，采用本发明优选地改性剂添加方式，更有利于清渣和保温。
[0056] 以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0057] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0058] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
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