摘要：水鋼煉鐵廠四號高爐針對釩鈦礦冶煉特點，通過技術和管理方面的一系列措施，有效的解決了大型高爐冶煉釩鈦礦，高鈦球比例下確保高爐順行并取得較好的經(jīng)濟技術指標。

關鍵詞：大型高爐  釩鈦礦   強化冶煉  

1、前言

水鋼四號高爐（2500m3）設有30個風口和3個鐵口，2套沖渣系統(tǒng)（受場地限制：其中1#、2#鐵口共用一套沖渣系統(tǒng)，配有干渣系統(tǒng)，3#鐵口只有水渣系統(tǒng)，沒有干渣系統(tǒng)），采用銅冷卻壁薄襯結(jié)構；無料鐘并罐爐頂；串聯(lián)軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)；三座頂燃式熱風爐；干法除塵煤氣處理系統(tǒng)等一系列新技術，于2011年3月29日點火開爐。在市場經(jīng)濟對鋼鐵企業(yè)的沖擊下，要求降成本求生存，采用低成本爐料優(yōu)化原燃料結(jié)構是降低高爐成本的主要手段。水鋼地處西南三省，鈦球資源豐富且價格低，通過采取一系列措施，在高釩鈦礦比例下確保高爐順行并取得了較好的技術經(jīng)濟指標。

2、釩鈦礦冶煉特點

鈦的氧化物還原時是從高價氧化物向低價氧化物逐級進行的，其還原比硅還原還要困難，由C直接還原出Ti，Ti能與C、N結(jié)合生成熔點極高TiC和TiN,呈固體顆粒狀態(tài)存在于液態(tài)渣中使其粘度急劇增加，使爐渣黏稠，給冶煉帶來困難。水鋼4號高爐通過使用釩鈦球團礦來實現(xiàn)釩鈦礦冶煉，其使用比例高達20%，當爐溫高、波動大或渣鐵在爐內(nèi)滯留時間長，極易還原生成TiC和TiN的難熔化合物，從而使爐渣變黏，流動性差，渣鐵難出，同時料柱透氣性差，煤氣流不易穩(wěn)定，影響爐缸的活躍度。

3、采取的技術措施

由于釩鈦球的冶煉具有“熱不得、冷不得、等不得”的特點，在實踐過程中主要圍繞這些來開展工作：

3.1改善焦炭質(zhì)量，提高高爐的透氣性

在進行低品位冶煉中鈦渣的條件下，受釩鈦效應和渣量增加影響，整個高爐的透氣、透液性進一步惡化，焦炭作為料柱骨架，是影響高爐透氣、透液性最大的因素。2012年4月煤焦化公司工藝改造，干熄焦項目成功投產(chǎn)，焦炭質(zhì)量得到很大提高，特別是熱強度和反應性提高，為高爐良好的透氣、透液性提供保障。

3.2縮小風口面積，提高鼓風動能，活躍爐缸

釩鈦礦冶煉要求比普礦冶煉有更高的鼓風動能，以吹透中心，減少因釩鈦礦冶煉對爐缸造成的影響。水鋼四號高爐開爐達產(chǎn)后，由于耽誤頻繁，爐缸欠活躍，風量水平低，煤比低，風口面積偏大S30=0.3744m2(風口情況為∮120mm×12+∮130mm×18)，采取堵風口，以提高鼓風動能。由于風口面積偏大，鼓風動能低，難實現(xiàn)全風口工作，逐步縮小風口面積至S30=0.3627m2（2012年3月風口為∮120mm×18+∮130mm×12)。隨著生產(chǎn)逐步正常，提高爐頂壓力至220kpa風量水平上升，及時打開所堵風口，實現(xiàn)全風口工作，鼓風動能逐步提高。隨著釩鈦礦比例和風量的增加，進一步縮小風口面積（2014年2月風口為∮120mm×20+∮130mm×10)，保證足夠的鼓風動能，實現(xiàn)爐缸工作均勻活躍，爐溫充沛穩(wěn)定。其下部參數(shù)情況見下表。

3.3調(diào)整裝料制度，大風量保證鼓風動能

在制度的調(diào)整上，主要圍繞如何提高風量，增加鼓風動能來開展工作。四號高爐在開爐達產(chǎn)后由于處于磨合期，設備故障頻發(fā)，生產(chǎn)秩序不穩(wěn)定，高爐風量水平低，鼓風動能低，爐缸不活躍，上部采取縮小布料角度，小礦批，小角差，以爭取風量，進入2012年隨著設備運行逐步穩(wěn)定，生產(chǎn)理順，風量水平上升由4200m3/min上至4600m3/min，上部采取了增大布料角度（由C372352332302262O37.5235.5233.5231.52調(diào)至C412392372342312272 O412392372352322），增大角差（角差由0.3°提高至2.0°），增大礦批（由43t/批擴大至55.7t/批）。在爐況順行的基礎上，使用大礦批和大礦焦角，有利用煤氣利用的改善，配合下部的高鼓風動能，形成中心開放的煤氣分布，大大改善高爐透氣性，風量逐步增加，繼續(xù)增大布料角度（由C412392372342312272 O412392372352322調(diào)至C422402382352322282 O422402382362332），到2013年3月平均入爐風量穩(wěn)定在5000m3/min，增加鼓風動能有利于保證爐缸的活躍，同時提高了冶煉強度，減少鈦在爐內(nèi)的停留時間，為進一步提高釩鈦礦比例提供了有利的冶煉條件。四號高爐裝料制度見下表:

3.4富氧抑制鈦還原

釩鈦礦冶煉適當富氧并保持一定的煤比有利于爐況的穩(wěn)定。富氧能有效改善煤粉的燃燒性能和爐渣流動性，提高風口前理論燃燒溫度，提高冶煉強度減少鈦在爐內(nèi)的停留時間。同時富氧率的增加，有利于增加爐內(nèi)的氧化氛圍，抑制TiO2還原進入生鐵。2012年10月隨著吸附氧工程的竣工投產(chǎn)，解決了四高爐氧量不足的問題，富氧率由1.14%提高到2013年的3.18%，確保釩鈦礦比例提高后高爐的正常生產(chǎn)。

3.5低硅冶煉控制生鐵含鈦量

低硅冶煉是提高釩鈦礦比例、控制鈦還原的主要措施。在實際操作中，根據(jù)爐況接受情況，在確保鐵水物理熱在1450℃-1480℃的前提下有計劃的降低生鐵含硅量，同時引入“最佳硅”的考核指標，即在操作控制參數(shù)上，規(guī)定一個接近下限的區(qū)間為0.1%的爐溫控制指標，以此來考核高爐工長的操作，減少爐溫的大幅度波動，爐溫合格率由54.6%提高到89.27%。同時加強配料管理、篩分管理、設備維護管理和生產(chǎn)組織協(xié)調(diào)等措施，逐步降低生鐵含硅量，減少鈦還原進入生鐵的同時，提高了冶煉強度，減少鈦渣在爐內(nèi)停留時間，在釩鈦礦比例逐步增加的情況下，有效的控制生鐵含鈦量不超0.300%，避免給煉鋼生產(chǎn)帶來影響。

3.6 “零”間隔出鐵，解決“等不得”的問題

高爐及時出凈渣鐵，避免鈦渣在爐內(nèi)的長時間停留和TiN、TiC的沉淀是冶煉釩鈦礦的關鍵，爐前貫徹以“搶”字當頭，及時出凈渣鐵。主要采取了增加出鐵次數(shù)（由14次提高到15次），并要求“零”間隔出鐵，在堵鐵口前將另外一個鐵口鉆開，保證高爐隨時出鐵。同時更換炮泥廠家，使用了外購高強度無水炮泥，炮泥強度提高后，開口機功率不足，開口困難，出鐵不順利，更換了開口機馬達，使用功率更高的馬達保證鐵口的正常維護。加強水渣系統(tǒng)的維護，提高沖渣率，強化組織協(xié)調(diào)，及時給高爐配罐，通過這些措施，爐前出鐵工作逐步得到改善，確保了渣鐵及時出凈避免“爐憋”給釩鈦礦冶煉帶來影響。

3.7 加強原燃料管理，為釩鈦礦冶煉保駕護航

原燃料方面合理分配資源：隨著煉鐵產(chǎn)能的擴大，自產(chǎn)焦炭資源不足，水鋼需大量采購外地焦炭。針對此情況，采取大高爐使用優(yōu)質(zhì)焦炭，小高爐使用外購焦炭的分配方針，干熄焦優(yōu)先供四高爐使用。同時優(yōu)先使用265m2燒結(jié)機生產(chǎn)的燒結(jié)礦，其厚料層燒結(jié)和噴灑CaCl2技術，燒結(jié)礦強度明顯提高,使有限資源合理配置。同時加強原燃料的生產(chǎn)使用管理，要求稱量必須準確，合理分配槽存，避免漏空眼，當班人員隨時檢查，通過控制篩分速度、加強篩網(wǎng)檢查確保篩分設備運行正常。

3.8 通過加強設備管理，確保設備高效運行，降低慢風率

設備管理方面完善設備缺陷，提高設備運轉(zhuǎn)率，減少高爐設備耽誤，降低慢風率。通過加強設備管理，強化點巡檢工作，正確使用維護設備，故障逐步減少，為高爐穩(wěn)定順行提供了設備保證，慢風率由2012年全年的4.78%減少到2014年的2.13%.避免因為慢風造成冶煉強度降低，爐缸不活躍，給高爐冶煉釩鈦礦帶來影響。

3.9 提高鐵罐運行率，及時出凈渣鐵

受高原地形影響，水鋼煉鐵到煉鋼的鐵路運輸線路較長（3.7公里）且彎道大，影響鐵罐的運行和使用率。通過加強高爐工長的聯(lián)系工作，及時了解鐵罐的運行情況，根據(jù)情況合理組織爐前出渣出鐵工作，運輸部及時調(diào)配渣鐵罐，生產(chǎn)科合理配備渣鐵罐等措施，在運行總鐵罐由54臺減少到45臺的情況下，高爐配罐正點率由82.17%提高到95.63%，鐵罐運轉(zhuǎn)周期由352分鐘減少到298分鐘。減少生鐵在鐵罐內(nèi)停留時間，避免熱損失和造成鐵罐粘罐，同時保證高爐及時出凈渣鐵，避免因無鐵罐造成高爐慢風操作。

4、冶煉效果

針對釩鈦球團礦冶煉“熱不得、冷不得、等不得”的特點，通過改善焦炭質(zhì)量，提高高爐的透氣性；縮小風口面積，提高鼓風動能，活躍爐缸；調(diào)整裝料制度，大風量保證鼓風動能；富氧抑制鈦還原；低硅冶煉控制生鐵含鈦量；“零”間隔出鐵，解決“等不得”的問題；加強管理，為釩鈦礦冶煉保駕護航等措施，有效的解決了大型高爐冶煉釩鈦礦的難題。在鈦球比例由5%提高到20%的情況下，控制生鐵中[Ti]含量在0.2-0.3%之間，摸索出適合高原氣候的操作參數(shù)，高爐保持長期穩(wěn)定順行，并取得較好的經(jīng)濟技術指標。

5、結(jié)語

（1）大型高爐冶煉釩鈦礦在物理熱1450℃-1480℃的基礎上，控制生鐵[Si]：0.2%-0.3%，生鐵[Ti]小于0.3%，高爐生產(chǎn)長期穩(wěn)定順行并取得較好經(jīng)濟技術指標。

（2）通過低價釩鈦礦冶煉的成功經(jīng)驗，水鋼在爐料結(jié)構使用方面有更多選擇。

（3）釩鈦礦冶煉是系統(tǒng)工程，原燃料穩(wěn)定、設備運行可靠是基礎，技術操作是關鍵。

5  參考文獻

[1] 周傳典著. 高爐煉鐵生產(chǎn)技術手冊[M].2002年8月第1版，第3次印刷.

[2] 毛建林，林千谷.攀鋼3號高爐釩鈦磁鐵礦高效生產(chǎn)實踐[M].2009年第1期.