汉钢公司钒钛磁铁矿配加工业实践

徐号锋

（陕钢集团汉钢公司， 陕西 勉县 724200）

汉钢公司钒钛磁铁矿配加工业实践

徐号锋

（陕钢集团汉钢公司， 陕西 勉县 724200）

汉钢公司基于其所处的汉中地区钒钛磁铁矿资源丰富、价格低廉的情况，将在球团中配加钒钛磁铁矿作为公司降本增效及含钛护炉的主要手段并展开工业实践。通过实践表明，在合理搭配矿种以及在高炉操作中采取大富氧、控制铁水［Si］+［Ti］的含量、加强炉前出铁管理等措施的情况下，球团配加20%～30%的钒钛磁铁矿，高炉指标较好，炉况稳定顺行。

钒钛磁铁矿 工艺参数 高炉炉渣

配加钒钛磁铁矿是汉钢公司降本增效及含钛护炉的主要手段，该公司一直通过对外学习，以工业实践的方式予以探索研究。

为确保钒钛磁铁矿配加使用后对高炉生产组织及炉况稳定不造成较大的影响，先后合理搭配矿种以及在高炉操作中采取大富氧、控制铁水［Si］+［Ti］的含量、加强炉前出铁管理等系列措施。球团配加20%～30%的钒钛磁铁矿后，技术指标达到了较好水平，高炉炉况稳定顺行。

1 汉中钒钛磁铁矿资源概况

汉中洋县桑溪地区有50多平方千米的钒钛磁铁矿，已探明储量3 000多万吨，远景储量2亿多吨。陕西有色集团于2012年10月对陕南矿山企业重组后，初步形成80万t钒钛磁铁矿生产规模。其中鸿兴年产20万t铁精粉项目已进入试生产阶段，桑溪60万t建设项目已接近尾声。陕西有色集团计划将继续围绕桑溪片区，进一步加大勘查力度，全面掌握资源储量，逐步形成年产300万t铁精粉矿的生产规模。

为提前做好钒钛磁铁矿的冶炼准备，汉钢公司已与陕西有色集团进行了战略合作，目前汉钢公司正在进行工业试验，希望在降低生铁含铁料成本的同时，积累钒钛磁铁矿冶炼的经验，为后期大规模使用做好准备。

2 工业配加钒钛磁铁矿情况

2.1 钒钛磁铁矿的化学成分

汉钢公司使用的钒钛磁铁矿按照TiO2含量的不同，可分为低钛和中钛两种，具体见表1。从表1中可知，该矿粉w（TFe）为59%～60%、w（SiO2）为4.8%～6.0%，除TiO2含量较高外，有害元素含量也较高，碱金属含量（质量分数）为0.176%～0.183%，w（Pb）为0.029%～0.087%，w（Zn）为0.189%～0.275%。

表1 钒钛磁铁矿的化学成分%

2.2 球团中配加钒钛磁铁矿情况

生产用原料成分列于下页表2。由表2可知：高钛矿品位（TFe质量分数）维持在59%左右，w（TiO2）为2.5%～6.5%，-200目粒度质量分数为60%～65%；国内造球粉Ⅱ为高品位矿，-200目粒度质量分数在75%以上；主流精矿Ⅲ为高钙、高镁的碱性精矿，高硅精矿SiO2含量较高，w（SiO2）=9.5%。

2.3 产品及炉渣中的化验成分

考虑环境保护问题及钒钛磁铁矿配加便利性，汉钢公司主要在球团工序配加钒钛磁铁矿，配加比例维持在20%～30%（使用洋县高钛矿时按照配加比例的上限配加，使用西乡高钛矿时按照配加比例的下限配加）。使用期间钒钛磁铁矿成分、球团矿成分以及铁水、炉渣成分如表3、表4、表5所示。

表2 含铁原料及熔剂化学成分 %

表3 球团矿成分 %

表4 铁水成分 %

表5 炉渣成分 %

从以上结果可以看出，2015年上半年配加钒钛磁铁矿量较少，高炉铁水、炉渣中钛含量很低，尤其是炉渣TiO2含量，远远低于钒钛铁矿冶炼钛型渣中w（TiO2）为10%～20%的冶炼水平。

3 工业配加过程中的措施及注意事项

3.1 措施

1）采取小风口、保持高风速和高动能的送风制度，以利于活跃炉缸，防止炉缸堆积，造成风口频繁损坏。

2）控制铁水中［Si］+［Ti］的含量，将铁水温度控制在1 450℃左右，即在保证满足渣铁流动性的前提选择最低的铁水温度，以抑制钛的还原。

3）加强出铁管理，降低除铁间隔时间，最好做到零间隔出铁，及时排净渣铁。做好炉前生产组织工作，加强出铁管理，确保铁口工作正常，力争铁次不低于12次/日；合理选择钻头，铁间隔小于20 min，出铁时间在60～90 min，如果出铁时间大于90 min无见风迹象，应及时组织两场出铁，避免因出铁原因造成炉内憋压。

4）由于冶炼高钛铁，产生的高熔点碳氮化钛化合物沉积于炉缸，长时间冶炼会使炉缸变小，因此必须定期对炉缸进行清理。采取配加锰矿、降低碱度、提高［S］含量、减轻焦炭负荷、降低煤比、增加富氧量等措施清理炉缸。

5）选取经济合理的煤比（≤155 kg/t），不追求较高的煤比。

6）采取疏松边缘的装料制度，在原有基础上减少矿批2～4 t。如果出现轻微的气流可保持装料制度不变，如果出现气流和崩料较频繁的情况应保持焦平台不动，用各环圈数调整气流（外环焦炭加1～2圈或外环矿减1～2圈），一旦出现圈数调整无效的情况，就需要去外环矿。在变料期间，视炉况变化逐步调整料制，每次变动料制必须在大于1个周期后才可以进行下一步变料。

7）因钒钛矿与普通矿的软熔温度不同，所以应在钒钛矿入炉前后分别控制炉温。转为钒钛矿前的一个班将炉温控制在中下限，铁水中w（［Si］+［Ti］）为0.3%～0.45%，测温为1 440～1 470℃。钒钛矿入炉后w（［Si］+［Ti］）为0.40%～0.55%，走中限偏上炉温，铁水温度为1 440～1 470℃，风温使用水平至1 200～1 250℃（考虑煤比降低对理论燃烧温度的影响，保证理论燃烧温度不超过2 350℃），以保证炉缸有充足的热量。

8）对于正常炉渣，控制R2=1.15±0.05，尽量走中下限碱度，严格控制上限碱度不得大于1.15［1］；对于凝固炉渣，以黑色和黑灰色为宜，保证渣铁有良好的流动性。

9）保持大富氧［1］。1号高炉氧量≥7 000 m3/h（富氧率为3.95%），2号高炉氧量≥14 000 m3/h（富氧率为4.50%），以增加炉内氧气量，提高炉渣流动性。若出现铁水Si含量升高、渣铁流动性变差的状况，及时配加锰矿以降低炉渣黏度和熔化温度，改善渣铁流动性，在转换期间保持铁中w［Mn］在0.75%～1.50%。

3.2 操作注意事项

1）炉温是高炉冶炼钒钛矿控制的核心，是高温区稳定的关键因素，因此应细化操作，组织好出渣出铁工作，点检和维护好设备，避免外围因素对炉况的影响，从而顺利地完成由普通矿向钒钛矿的转换［2］。

2）在变料转换期间，密切关注高炉透气性的变化，将透气性控制在19～20，压量关系要基本匹配，防止出现大的气流波动。在铁水中含钒到位且稳定3天，稳定3天后标志着变料转换成功。

3）当渣铁流动性和炉况顺行受到威胁时，高炉操作的主要措施是搞好炉内控制和炉前渣铁排放两方面的工作。炉内控制主要是通过降硅和控制渣铁物理热来达到控制铁水中钛的还原，保证铁水的流动性。用w（［Si］+［Ti］）（为0.30%～0.55%）均值合格率和w（［Si］+［Ti］）合格率作为目标值考核。炉前主要以考核铁口深度合格率和渣铁排放时间来达到排净渣铁的目的。

4）在钒钛矿冶炼前，应增加落地球团矿的库存量，以确保在发生事故后的恢复过程中及时将高钛矿置换为常规矿冶炼，保证恢复过程顺利。

5）铁水罐黏罐的处理。普通矿冶炼时铁水罐虽然也有黏结的情况，但其黏结物的熔化温度低于出铁温度，下次出铁时可被熔化，罐衬越刷越薄，一般可用300～400次；而钒钛铁水的黏罐物中则因含有钒、钛的氧化物，熔点很高，高于出铁温度，在下次出铁时不能被熔化，越结越厚，造成铁水罐容积迅速减小，铁水罐只能用几十次，严重影响铁水罐的正常使用与周转，并给高炉正常出铁的计划安排带来困难。处理铁水罐黏罐问题，结合攀钢经验应采用方法：一是利用充沛的铁水物理热清除铁水罐黏结物。二是使用氧气熔化清除铁水罐黏结物，但是不能清除罐口的黏结物，低温铁水罐需要兑铁化罐。现在攀钢采用氧气+焦炉煤气的火焰熔化清除铁水罐黏结物的适应性良好［2］，不论是冷罐或热罐的罐口或罐内黏结物均能较好地被熔化清除，经熔化处理后，铁水罐罐口直径及罐内有效容积均明显增大。三是采用冷抠罐、喷涂和使用蜡石砖砌罐帽的方法，炉前采用焖砂口操作杜绝高渣过渣进罐，铁水罐加足量的渣铁分离剂和保温剂。

4 结论

1）生产实践表明，汉钢公司使用配加20%～30%的钒钛磁铁矿的球团进行冶炼，高炉炉渣流动较好，能满足高炉生产技术要求。

2）受钒钛磁铁矿冶金性能的特殊性及汉钢公司钒钛矿冶炼技术的制约，目前汉钢公司消化钒钛磁铁矿约20 000～30 000 t/月。

3）继续通过外出考察学习、配加试验摸索等方式逐步提升钒钛矿冶炼技术，为后续大量配加钒钛磁铁矿做好技术和人员储备。

［1］ 赵华杰.承钢1 260 m3高炉普通矿转换为钒钛矿冶炼实践［J］.河北冶金，2012（10）：27-31.

［2］ 付卫国，谢洪恩.攀钢高炉钒钛磁铁矿冶炼的技术进步［J］.钢铁，2008，43（10）：21-24.

（编辑：胡玉香）

Processing Practice of Vanadium Titanium Magnetite in Han Iron and Steel Company

XU Haofeng
（Hanzhong Iron and Steel Company，Shaanxi Iron and Steel（Group）Co.，Ltd.，Mianxian Shaanxi 724200）

With rich vanadium titanium magnetite resources and low price in the Hanzhoung area，Hanzhong Iron and Steel Company conducts industry practice by means of containing vanadium titanium magnetite in pellets and furnace protection to enhance efficiency and reduce cost.The practice shows that with reasonable collocation and ores in blast furnace operation，oxygen enrichment，［Si］+［Ti］content control in hot metal，and tapping management，with addition of 20%～30%pellets in vanadium titanium magnetite，blast furnace has better index and stable operation condition.

vanadium titanium magnetite，process parameters，blast furnace slag

TF041

A

1672-1152（2016）05-0096-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.05.34

2016-09-19

徐号锋（1986—），男，助理工程师，从事炉料优化和烧结配料生产工作。