钒钛磁铁矿高炉冶炼的强化
高炉配加钒钛矿的生产实践
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：Ｖ－ ｉ ｇ ｅｉ ｆ ｒ ａ ｅｐ ｏｅ ｔ ｎ； ｏ ｍｅａ ｕ ｌ ｙ Ｔ ｍａ ｎ ｔ ｅ； ｕ ｎ ｃ ｒ ｔｃｉ ｔ ｏ ｈ ｔ ｔｌ ａｉ ｑ ｔ
１ 前言
新 钒钛 矿冶 炼是 高炉 炼 铁 的一 个重要 课 题 ， 高 炉冶炼钒 钛磁铁 矿虽然 可 以通过 在炉 内形 成高熔 点 的物质来 达 到保 护炉底 和 炉缸 的效 果 ， 钒钛 矿 的 但
联系人： 李涛 ， ， 岁 ， 男 ３ ９ 本科 ， 炼铁高级工程 师， 乌鲁木齐 （３ ０ ２ ￣钢集团八钢公 司炼铁分公 司 ８０２ ）
Ｅ－ｍａ ｌｈａ ＠ｂ ｇ．ｏ ｃ ｉ： ｏ ｙ ｔ ｍ． ｔ ｎ
２ １ 年第 ２期 ０１
新 疆钢 铁 ２４５ 高 炉冷却 制度 ．．
总 １８ １ 期
２ １ 年第 ２期 ０１
新 疆钢铁
总 １８期 １
高炉配加钒钛矿的生产实践
李 涛 ， 宗 乐 ， 学 义 王 杜
（ 宝钢集 团八钢公 司炼铁分公司 ）
摘 要 ： 文 章 论 述 了八 钢 １ 高炉 在 炉役 后 期 ， 缸 、 底温 度 明 显上 行 的 情 况下 ， 用 钒钛 烧 结 矿 进行 护炉 号 炉 炉 采
与实 践 ， 最终保 障 了高 炉后 期 的安 全生 产及 稳 定运
行， １ 为 号高 炉 １ 年 炉龄 的安全停炉 打下 了坚实 的 ９
基础 。
２２ 钒 钛烧 结矿的生产 准备 ．
根据钒钛铁精粉的使用特点 ， 结合八钢现有装 备， 将钒 钛铁精 粉作为烧 结原 料使用较 为合理 。 以高 炉人 炉 的 ＴＯ 量 ６～ｌｋ ｔ ｉ。 Ｏ ￣ 为依 据 ，推算 烧 结 矿 中 ＴＯ ％应该达到 ０７ ％ ～１ ５ 并 由此 可确定 烧结 Ｉ２ ． ５ ． ％， ２ 矿 原 料 配 比 中钒 钛 铁 精 粉 的 比例 应 为 ５１ ～ ．％ ８２ ． ％。但有 资料表 明 ，烧 结矿 中的 ＴＯ 含 量超 过 ５ ｉ。
电炉熔分工艺处理钒钛磁铁矿
电炉熔分工艺处理钒钛磁铁矿电炉熔分工艺处理钒钛磁铁矿一、引言钒钛磁铁矿是一种重要的钛资源，广泛应用于冶金、化工、建材等领域。
然而，由于其复杂的化学成分和矿物结构，其加工和利用一直面临着挑战。
电炉熔分工艺是一种被广泛采用的处理钒钛磁铁矿的方法。
该方法通过利用电炉的高温和电能，将钒钛磁铁矿矿石在还原气氛下进行熔融和分离，以获得钛铁合金和钒铁合金等有价值的产品。
本文将深入探讨电炉熔分工艺处理钒钛磁铁矿的原理、技术及其在实际应用中的优势和发展前景。
二、电炉熔分工艺的原理及技术（1）原理概述电炉熔分工艺是利用电炉高温和电能的特点，将钒钛磁铁矿在还原条件下进行熔融和分离的过程。
在这个过程中，钒和铁进入钒铁合金，而钛则进入钛铁合金。
这种工艺的基本原理是根据各元素的熔点和还原性能的不同，通过合理的炉内温度和还原气氛控制，实现钒、铁、钛的分离和提取。
（2）技术要点在电炉熔分工艺中，关键的技术要点包括矿石预处理、还原条件控制、温度控制和产物分离等。
矿石预处理是为了提高矿石中有价值元素的回收率和产物质量。
常见的矿石预处理方法包括碎石、磁选和浸出等。
还原条件控制对于熔分工艺的成功与否至关重要。
合理的还原条件能够保证有价值元素的还原率和产物质量。
常用的还原条件包括还原剂种类和用量，还原温度和还原时间等。
温度控制是电炉熔分工艺中一个关键的环节。
适当的温度能够保证矿石充分熔化和元素的分离，同时避免产生不良的副反应。
温度控制的方法包括调整电炉电极的位置和电流强度等。
产物分离是电炉熔分工艺中的一项重要工作。
通过合理的分离装置，将钒铁合金和钛铁合金等产品分离出来，以提高产品质量和价值。
三、电炉熔分工艺的优势和发展前景电炉熔分工艺作为一种兼具深度和广度的处理钒钛磁铁矿的方法，具有以下优势和发展前景。
电炉熔分工艺对于复杂矿石的处理能力强。
由于钒钛磁铁矿的化学成分和矿物结构多样复杂，传统的处理方法存在着诸多限制。
而电炉熔分工艺通过熔融和分离的方式，能够有效地处理各种类型的矿石，实现有价值元素的高效提取。
电炉熔分工艺处理钒钛磁铁矿
电炉熔分工艺处理钒钛磁铁矿电炉熔炼工艺在处理钒钛磁铁矿中具有重要作用，能够有效提取钒和钛等有价金属。
本文深入解析电炉熔炼工艺的全过程，包括矿石预处理、炉内反应、产物处理等环节，旨在全面了解该工艺的原理、步骤和应用。
一、引言电炉熔炼是一种常用于处理钒钛磁铁矿的冶金工艺，其通过高温电弧熔炼，使得钒和钛等有价金属从矿石中有效提取。
该工艺具有高效、环保等特点，被广泛应用于冶金工业。
二、电炉熔炼工艺步骤矿石预处理：矿石破碎：将原始的钒钛磁铁矿石进行机械破碎，获得适当粒度的矿石。
焙烧：通过焙烧过程，除去矿石中的挥发性物质、硫、碳等，为后续熔炼创造条件。
电炉熔炼过程：电炉装载：将经过预处理的矿石装入电炉，同时加入适量的还原剂和熔剂。
电炉加热：通过电炉产生的高温电弧，使矿石在高温下熔化，发生还原和氧化反应。
物质分离：在高温环境下，钒、钛等有价金属被还原并溶解，形成液态合金。
同时，非有价金属和杂质以气态或渣态形式排除。
炉渣处理：炉渣中含有非有价金属和杂质，需要经过相应的处理步骤进行资源回收或处置。
产物处理：合金提取：通过冷却和凝固，从电炉中得到含有钒和钛的合金。
分离提纯：利用冶金分离技术，对合金进行提纯，分离出单质钒和钛。
尾矿处理：钒钛磁铁矿石中的一部分元素可能以尾矿的形式存在，需要进行环保处理，以避免对环境造成负面影响。
三、电炉熔炼工艺的关键技术和应用电炉技术：采用先进的电炉技术，包括电极材料、电弧控制等，提高炉内温度和稳定性。
还原剂和熔剂选择：合理选择还原剂和熔剂，以确保有效的还原反应和良好的熔化性能。
在线监测：引入先进的在线监测系统，实时监测炉内温度、气氛成分等参数，及时调整工艺条件。
四、电炉熔炼工艺的应用前景电炉熔炼工艺在处理钒钛磁铁矿中具有广阔的应用前景。
随着对有价金属需求的增加和环保要求的提高，该工艺将成为提取钒、钛等有价金属的重要途径，推动冶金产业的可持续发展。
五、结论电炉熔炼工艺是一种高效、环保的处理钒钛磁铁矿的冶金工艺。
钒钛磁铁矿对烧结及炼铁的影响探究
[1] 李建,毛晓明. 钒钛磁铁矿对烧结及炼铁的影响分析[J]. 矿冶工 程,2018(4):98-101.
2 钒钛磁铁矿对烧结和炼铁造成的影响体现 2.1 钒钛磁铁矿配比对烧结产生的影响 钒钛磁铁矿对烧结产生的影响研究，主要是按照相应的
配矿方案来进行烧结杯试验，主要需要对钒钛精粉的TiO2含量 进行重点分析，在影响分析过程中需要将返矿平衡作为试验前 提，从而在试验过程中对混合料的水和碳进行调整。经过实际 调整发现，当钒钛精矿的配比由0%增加到20%时，烧结矿中的 TiO2含量就会从0.17%增加到2.38%。而在满足返矿平衡的条件 下，一些烧结成品率和相应转鼓强度在变化上都没有明显的规 律性，不过可以发现相应的利用系数有着明显的下降，烧结固 体燃耗明显增加。最后在对烧结利用系数、固体燃耗等因素进 行相关性分析的时候，通过线性模拟利用系数变化对造成的烧 结影响进行阐述。即烧结矿中TiO2含量每增加一个百分点，相 应的固体燃耗就会增加3.99%。并且在此次试验中，系数的变 化很大一部分是由TiO2含量变化所引起的，所以固体燃耗的增 加，钒钛磁铁矿的增加也是重要的原因。
2.2 钒钛磁铁矿对高炉指标造成的影响 而在钒钛磁铁矿造成的高炉指标影响上，目前普遍认为矿 石TiO2含量在提高的同时，相应的软化温度也会升高，这主要 体现在软熔区间变宽。然而软熔性能和高炉之间的消耗指标对 比尚缺乏一种量化的关系。所以要想对钒钛磁铁矿造成的高炉 指标影响进行透彻分析，就需要重视低温还原粉化变化。根据 这种低温还原粉化对高炉质量和消耗指标的影响，来对矿石中 TiO2含量变化对高炉指标所造成的影响进行分析[3]。
1 钒钛磁铁试验方法
首先在钒钛磁铁对烧结以及炼铁的试验影响探究之前，需 要对相应的原材料性能和试验方法进行明确。在此次试验上， 含铁原料中的钒铁精粉含TiO2最高，而其他含铁原料TiO2含量 均低于0.5%。而试验中采取的一些FeO含量较高的铁原料，均 是磁铁矿类型的铁精矿，同时也有一些钢铁厂内部的含铁二次 资源。并且通过对原材料的成分分析发现，一些铁原料脉石， 其成分中还含有一定量的MgO和CaO。另外对于众多试验的原 料来说，一些原料的制粒性和亲水性有着较为密切的关系，对 这种关系强弱的表示，可以通过静态成球性指数表征的方法进 行展现。试验研究所运用到的铁矿，绝大多数的铁矿静态成球 性指数都在0.36以上，根据这些原材料成球指数的定义，就可 以对物料成球性的难易程度进行区分，这些都是影响实验开展 的基础准备[2]。
钒钛磁铁矿冶炼技术简介
钒钛磁铁矿冶炼技术简介一前言钒钛磁铁矿属于难冶炼的矿石之一,俗称呆矿,其在冶炼过程中会对炉内操作及炉外渣铁处理产生一系列不利的影响,使冶炼难以为继,建国以后,我国特别是四川攀钢等钒钛矿丰富的地区,在党和政府的支持下组织了专家进行了一系列的攻关,取得了满意的冶炼成果,积蓄了丰富的经验.二钒钛矿的分类钒钛矿依据所含钛化物的多少分为低钛矿,中钛矿和高钛矿,通常把含TiO2≤3.5%的钒钛矿称为低钛矿,把含3.5%＜TiO2≤8.0%称为中钛矿,把含TiO2＞8.0%的钒钛矿称为高钛矿.通过几十年的研究和探索,目前我国已完全掌握了钒钛矿冶炼的技术,特别是四川攀钢,经过长期的系统的技术研究,申报了20余项的专利技术,形成了独特的钒钛矿高配比高强度冶炼系统技术,高炉冶炼主要技术经济指标也有了显著的提高,高炉利用系数,焦比,煤比等指标都得到了改善,实现了高钒钛矿比例下高强度冶炼的重大技术突破,使钒钛矿冶炼技术达到了国内先进水平.三钒钛矿冶炼的特点及钛渣的性质钒钛矿冶炼的特点主要是高炉中还原出来的钛,与高炉内的碳和氮结合形成高熔点的化合物碳化钛和氮化钛,使渣铁粘稠,渣铁不分,流动性差,渣铁排放困难,严重时造成高炉炉缸堆积难行.高炉冶炼钒钛磁铁矿的主要困难是由钛渣的特殊性质决定的,高钛渣的特点是脱硫能力低,熔化性温度高和高温还原变稠等特点.1) 高钛渣的脱硫性质一般来说,一定冶炼条件下,高炉渣的脱硫能力与渣中的氧化钙含量及温度成正比,与普通高炉冶炼的四元渣系相比,高钛渣因含有较高的钛化物,在相同碱度下,渣中氧化钙的质量百分比要低15%左右,这必然降低炉渣的脱硫能力,与普通渣相比,若维持1.1的炉渣碱度,普通渣的脱硫系数可达36左右,而含氧化钛20,25,30的钛渣脱硫系数仅为13.12.10,可见脱硫能力甚低.且随着氧化钛的增加而减弱.而且因为氧化钙在钛渣中的质量百分比较小,所以碱度对钛渣的脱硫能力影响较普通渣弱,在钒钛矿冶炼中,即使选用较高的炉渣碱度,也难于改变钛渣脱硫能力低的弱点.反而,随碱度的提高,炉渣的熔化性温度提高,而熔化性温度过高会给操作带来困难,所以不能靠大幅提高炉渣碱度来维持炉渣的脱硫能力.2) 含钛炉渣的熔化性温度熔化性温度高是钛渣的另一特点,高钛渣是一种结晶能力很强的短渣,从岩相来看,普通渣的主要物相是黄长石,辉石,假硅灰石等,其熔点都低于1600度,而当氧化钛参加造渣后,其物相组成全部改观,主要由钙钛矿,巴依石,钛辉石,尖晶石,碳化钛,氮化钛等组成,全部是高熔点矿物,而且其结晶能力很强,实测表明,高钛渣其熔化性温度通常要高于普通渣80-100度,一般来说在高于1.0的常用炉渣碱度范围内,炉渣的熔化性温度随着碱度的提高而提高,从有利于高炉操作的方面考虑,提高碱度使钛渣的熔化性温度提高,过高的熔化性温度使高炉难操作,但为了改善脱硫能力又需要维持一定的炉渣碱度,因此对于钛渣来说,炉渣脱硫与熔化性温度之间存在着相互制约的关系,过高过低都会引起炉缸工作失调或生铁出格.3 含钛渣的炉渣粘度钛渣熔化性温度高,结晶能力强,必然给高炉冶炼带来困难,当遇原料波动,使炉渣碱度升高或炉缸温度降低时,很容易引起流动性变差,出现高结晶相,使炉缸工作失调.另外,出铁过程中不可避免的要有温降,熔点高,结晶能力强的钛渣很容易粘附在沟壁上,造成严重的挂沟现象.增加炉前劳动强度.含钛渣变稠是由于渣中氧化钛在高温下生成碳化钛和氮化钛等高熔点化合物,这些化合物以固体状态悬浮于液体渣中,使炉渣粘度增加,另外在还原的粘渣中含有许多不能聚合的铁珠,这些铁珠周围包裹着相当数量的碳化钛和氮化钛,它们呈环状或半环状分布于铁珠周围形成一个固体壳,一方面增加了铁珠与熔渣间的摩擦力,减轻铁珠的有效重量,影响铁珠的沉降,使渣中铁损增加,同时也使炉渣粘度增加.四针对钒钛矿冶炼的措施1严格控制生铁硅钛含量,在钒钛矿冶炼中,生铁中硅钛含量不但是炉温的表征,而且是二氧化钛被还原的判据,炉温是影响炉渣变稠速率的最重要因素,即便在二氧化钛含量很低的情况下,提高炉温,仍然会引起炉缸失调,冶炼不能正常进行,因此在冶炼钒钛矿时,在保证生铁合格的情况下,应尽量压低炉温,生产中常用生铁中硅加钛含量表示炉温,硅加钛一般不高于0.5%.渣中二氧化钛含量越高,生铁中硅加钛应越低,适宜的生铁中硅加钛含量以0.15%比较适合于冶炼,并应保持稳定.2 选择适宜的炉渣碱度钒钛矿冶炼中,碱度可以引起炉渣性质的双重变化,提高碱度可以改善生铁脱硫,但也会使熔化性温度提高,适宜的碱度应兼顾两者,过低难于得到合格生铁,过高将出现风口挂渣,炉缸堆积,风量萎缩等冶炼困难.适宜的炉渣碱度与硫负荷,高炉容积,操作水平有关,我国攀钢条件下,一般控制在1.1左右,3 稳定优质的原燃料条件原燃料的波动易引起炉温的波动,而对于钒钛矿冶炼来说,炉温的波动往往是致使的因素,炉温过高或炉温过低都容易引起炉渣的流动性变差,渣铁不分.所以要求原燃料要稳定,另外由于钛渣的脱硫能力较弱,所以要求要选用优质的焦炭,生铁中的硫主要来自于焦碳,因此要求焦碳含硫要低,以降低硫负荷,一般要求硫负荷在4公斤/吨铁左右,4 操作特点的影响高炉取样研究表明,高炉内钛的还原以及碳化钛氮化钛的生成在炉腹高温区最激烈,达到最大值,在经过风口燃烧带氧化区时,又有一部分被氧化,使碳化钛氧化钛含量降低,因此在操作中要维持较高的冶炼强度,大风操作,以保证风口区的氧化作用,坚决杜绝小风量操作,为缩短炉渣在炉缸中的停留时间,减少还原时间,应多放上渣,尽量增加出铁次数, 结语:1 钒钛矿冶炼的关健是钛渣的特殊性质问题,一切应围绕着有利于改善钛钛的性能的方向去努力.2 生产中应严格控制炉温即生铁中硅加钛不应大于0.5,并保持炉温的稳定性,保证炉缸充沛的热量.炉缸温度视炉容大小应控制在1450左右.3 目前有高炉为解决出铁时钛渣的流动性问题,在出铁时在主沟中加入化渣剂,也取得了很好的效果.而且在铁水缶中加入化渣剂也很好的解决了铁水缶使用时间短的问题.对降低炉外劳动强度有积极的意义.。
钒钛磁铁矿在玉钢高炉上的冶炼实践及分析
第一 期试验 炉料结构 为烧结 矿 ８ ％＋ ７ 块矿 ３ ％ ＋ 团矿 ｌ ％， 球 Ｏ 熟料 比 ９ ％． ７ 高炉 稳定 顺 行 ， 风 情 受
况 比较好 ， 温按 上 限控 制 ， 炉 物理 热充 足 ， 铁 流 渣
２％， 料 比 １０ 取 消块 矿 。此 时炉况发 生一定 ５ 熟 ０％，
２０年 １ ０８ ０月
第 ３期
昆 钢
科
技
９
钒钛磁铁矿在 玉钢 高炉上 的冶炼 实践及分析
欧 阳鹏 陈 昆 生
（玉溪新 兴钢铁有 限公 司 ）
摘 要 对玉 溪新 兴钢铁 有 限公 司 高炉使 用钒钛 矿 冶 炼试验 进 行 了总 结 。通过优 化 炉料 结 构 ，
ＴＯ ｉ２
强化 高炉操作 ， 改善 高炉透 气性 ， 定 炉温和 炉 况等措施 ， 得 了较 好 的效果 。 稳 取
限公 司 为 了降低 成 本 ，增 强 产 品竞 争 力 ，根 据公 司安 排 ．分别在 ６ ｍ 小 型实 验高 炉上 和 玉钢 公 司 ０３
的 烧 结 矿 ，配加 １％的 原 矿 。综 合 人 炉 品 位 在 ０
４ ．１ 。 焦 炭 成 分 ： 固 定 碳 ７ ．７ ： 灰 分 １ ％ ９ ８ ％ ３
１ ． 试 验 用的原 燃料 ．１ ２
１ ． 试 验 概 述 ．２ ２
％
第二 期试验 炉料结构 为烧 结矿 ７ ％＋ 矿 ４ ６ 块 ％
＋ 团矿 ２ ％。 球 ０ 炉渣 流动性好 ， 水 流动 性～ 般 ． 铁 渣
中略带铁 花 ， 渣铁 分离一般 。 炉温 高 ， 铁水 ［ｉ高至 Ｓ］
２ 试 验 概 况
表 １ 烧 结 配料 ％
钒钛矿的冶炼知识
钒钛矿的冶炼知识
该铁矿属于以铁、钛、钒、铬等氧化物为主的复合矿，铁在原矿中以磁铁矿、钛铁晶石（2FeO·TiO2）和钛铁矿（FeO·TiO2）三种形态存在，钒在磁铁矿中以V2O3的形态存在。
根据TiO2含量的高低，钒钛烧结矿可分为高钛型（攀钢）、中钛型（承钢）和低钛型（马钢）。
TiO2是制约钒钛磁铁矿高炉冶炼的主要因素，含量降低后有利于高炉强化冶炼，提高生产效率。
攀钢高炉炉料结构分为三个阶段：全钒钛烧结矿阶段、高碱度钒钛烧结矿配加普通块矿发展阶段（块矿比例6%～7%，并提高烧结矿碱度至1.7左右）、高碱度钒钛烧结矿配加高硅块矿强化阶段（块矿比例8%左右，高炉冶炼利用系数已达到2.5）。
与普通矿炉料结构的区别：
⑴适当的渣量来稀释炉渣中的（TiO2）含量，从而抑制TiO2过还原。
⑵普通烧结可通过发展铁酸盐低温黏结相来降低烧结矿SiO2含量，而钒钛矿则比较困难。
⑶炉渣脱硫能力低。
⑷对块矿品位和其含硅量有要求。
高碱度钒钛烧结矿配加酸性氧化球团矿必将是钒钛磁铁矿冶炼炉料的发展方向。
钒钛铁高炉冶炼工艺
钒钛铁高炉冶炼工艺钒钛铁是一种重要的铁合金产品，广泛应用于钢铁工业和其他领域。
钒钛铁的生产是通过高炉冶炼工艺实现的。
这种工艺是一种复杂的金属冶炼技术，需要多种原料和特定条件才能达到理想的生产效果。
钒钛铁高炉冶炼工艺主要包括矿石熔炼、还原和分离、精炼等步骤。
首先，矿石熔炼是指将含有钒、钛的矿石与焦炭等还原剂一起放入高炉中，通过高温下的反应使得金属矿物分解，释放出目标金属元素。
在这一步骤中，需要控制好炉温、矿石成分和燃料比例，以保证炉内反应的顺利进行。
接着是还原和分离阶段，这一步骤是钒钛铁高炉冶炼工艺中最关键的部分。
在高炉中，矿石中的氧化物会被还原成金属状态，并与其他金属元素一起混合。
这时需要根据金属间的相互溶解度和密度差异，通过物理和化学手段将钒、钛等目标元素从其他杂质中分离出来。
这一过程需要仔细控制还原剂和矿石的投入比例，确保分离效果达到预期。
最后是精炼步骤，这一步骤是为了提高钒钛铁的纯度和品质。
在高炉冶炼过程中，可能会产生一些氧化物和其他杂质，需要通过进一步的熔炼和精炼操作将其去除。
这一步骤通常在熔炼炉中进行，通过控制炉温和添加适当的脱氧剂或融化剂，将有害杂质和氧化物从金属中剔除，提高钒钛铁的品质和市场竞争力。
除了上述基本的工艺步骤之外，钒钛铁高炉冶炼工艺还需要考虑其他因素对生产过程的影响。
比如原料的选择和配比、炉温和气氛控制、炉料输送和热能回收等方面的技术都会对钒钛铁的生产效率和质量产生重要影响。
因此，科研人员和生产工程师需要在实际生产中不断优化工艺参数，提高钒钛铁的产量和质量。
总的来说，钒钛铁高炉冶炼工艺是一项复杂而重要的金属冶炼技术，涉及多个步骤和因素。
通过科学的设计和严格的控制，可以实现高效生产和优质产品的目标。
未来，随着技术的进步和需求的增长，钒钛铁高炉冶炼工艺将迎来新的发展机遇，为钢铁工业和相关领域提供更多优质的铁合金产品。
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α 联系人: 盛世雄, 高级工程师 (教授级) , 攀枝花 (617022) 攀钢炼铁厂
第 1 期 马家源等: 钒钛磁铁矿高炉冶炼的强化
·5·
入炉矿石 品位 %
45158 45136 45154 45141 45140 45147 45179 46103 46157 47103
煤比 kg·t- 1
3180 7101 10101 10181 14115 17105 27165 55184 74194 98154
从热力学分析, 渣中 T iO 2 被 T iC 以及饱和碳 和非晶态碳还原, 产生大量 CO 气体, 是导致沸腾现 象的原因 (图 1)。
表 1 攀钢炼铁厂 1990～ 1998 年度主要技术经济指标 T ab le 1 M a in techn ica l2econom ic index from 1990 to 1998 fo r Ironm ak ing P lan t of Pangang
年份
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 (一季度)
在研究弄清了粘罐的机理后, 发明了吹氧化罐 和氧燃枪化罐技术熔化粘罐物, 又采取冷扣罐、喷涂 和使用腊石砖砌罐帽, 炉前采用焖砂口操作杜绝高 炉渣过渣进罐, 铁水罐加蛭石保温等措施, 彻度解决 了铁水粘罐问题。
213 消除粘渣和降低铁损 随着高炉内还原过程的进行, 炉渣中一部分
T iO 2 被还原生成钛的碳、氮化合物。 T iC 的熔点为 3 140 ℃±90 ℃, T iN 熔点为2 950 ℃±50 ℃, 远高 于炉内最高温度, 它们通常以几微米但具有极大比 表面积的固相质点弥散在炉渣中和包裹在铁珠周
211 泡沫渣问题 冶炼钒钛矿的高炉渣流入渣罐后, 产生大量气
体, 使炉渣成泡沫状沸腾上涨, 溢出罐外。 而涨落之 后, 罐内只有小半罐渣, 渣罐容积不能充分利用, 而
高炉则因出不净渣铁, 导致炉内压差升高, 被迫减 风, 无法提高冶炼强度。
通过理论研究〔1〕和生产试验, 弄清了泡沫渣形 成机理并找到了消除措施。
实验室研究表明, 钛渣的碱度 R 可表达为
R=
CaO (% ) SiO 2 (% ) + 0161T iO 2 (% )
五元碱度可表达为
R5 =
CaO (% ) + ΑM gO (% ) S iO 2 (% ) + ΒA l2O 3 (% ) + ΧT iO 2 (% )
系数 Α= 017, Β= 0115, Χ= 016。
cT i(C,N ) ≥01457+ 01092u
∃G =
4 3
ΠΡL g
(2-
3co sΗ+ co s3Η) ∃Gf+ ∃G h
式中 v t ——气泡产生速度;
cT i(C,N ) ——T i(C , N ) 在渣中的浓度;
u ——参数, 取值 1～ 8;
∃G ——形核的活化能;
∃Gf ——气、渣二相体积自由能变化;
INTENS IF IED SM EL T ING O F VANAD IUM AND T ITAN IUM M AGNET ITE IN BLAST FURNACE
M A J iayuan SU N X iw en SH EN G Sh ix iong
(Panzh ihua Iron and Steel (G roup ) Co 1)
ABSTRACT H aving been so lved severa l crit ica l p rob lem s, such a s slag foam ing, viscou s slag, ho t m eta l p it adhesion, h igh m eta l lo ss and low desu lp hu riza t ion ra te, Pangang ha s de2 velop ed a new p ackage of op era t ion in ten sifica t ion techno logy by op t im iza t ion of b la st fu rnace op era t ion and bu rden st ructu res w ith good econom ic resu lt s1A sy stem a t ica l theo ry of vanad i2 um and t itan ium m agnet ite sm elt ing in b la st fu rnace ha s been estab lished1 KEY WO RD S vanad ium t itan ium m agnet ite, b la st fu rnace, in ten sified sm elt ing
v t≥15156u - 013016
图 2 泡沫渣形成的条件 (全钒钛高钛渣) F ig12 Fo rm a tion cond ition of slag foam ing
通过调整炉渣成分, 控制渣中 T iO 2 在 23 %～ 24 % , 改变了钛渣结构, 使渣中 T iO 2 活度降低, 并
为改善原料质量, 将烧结矿碱度由 112 提高到
1175, 避开了钒钛烧结矿低强度区间, 减少了粉末,
又使高炉配料中不再加石灰石, 促使焦比降低。
为了实施精料方针, 改变大渣量对强化冶炼造
成的困难, 近年来, 将提高入炉矿石品位作为优化炉
料结构的重点之一。通过适度提高钒钛铁精矿品位,
增加烧结中富矿粉用量以及提高熔剂的有效 CaO
第 2
35 卷 第 0 0 0年1
1月期
IRO
钢 铁
N AND STEEL
V o l. J anua
35, N o. 1 ry 2 0 0 0
钒钛磁铁矿高炉冶炼的强化
马家源 孙希文 盛世雄
(攀枝花钢铁 (集团) 公司)
摘 要 以高钛型钒钛磁铁矿为主要原料的攀钢高炉, 在解决了泡沫渣、粘渣、铁水粘罐、铁损高、脱硫能力低 等重要技术难题后, 通过优化高炉操作及炉料结构, 开发一系列强化冶炼的新技术, 取得了大型高炉在采用难 冶炼的特殊矿、入炉品位低的情况下达到高利用系数的经验, 获得了巨大的经济效益, 并建立了高炉冶炼钒钛 磁铁矿的系统理论。 关键词 钒钛磁铁矿 高炉 强化冶炼α
高炉采用低硅、钛操作, 控制炉热水平, 以抑制 T iO 2 过还原。又采用特殊措施, 使变稠的炉渣消稠, 并活跃炉缸。强化炉前操作, 缩短渣铁在炉内停留时 间以及采用合理炉料结构, 控制 T iO 2 在合适范围, 从而有效地消除了粘渣, 降低了铁损。 214 钛渣脱硫能力的改善
由于 T iO 2 在炉渣中呈弱酸性, 所以高钛渣的脱 硫能力远低于普通高炉渣, L s 仅为 5～ 9, 而一般炉 渣 L s 为 20～ 30。
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钢 铁 第 35 卷
提高炉内高温区的氧势, 从而抑制了 T iO 2 的过还 原, 有效地消除了泡沫渣沸腾现象。 212 铁水粘罐问题
铁水粘罐是钒钛矿冶炼的特有现象。 普通矿冶
炼时铁水罐虽然也有粘结的情况, 但其粘结物的熔 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。 而钒钛铁水的粘罐 物中则因含有 V 、T i 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, 铁水罐 只能用几十次。 严重影响了高炉正常生产。
等措施, 使入炉矿石品位由 1995 年的 45147 % 提高
总产量 t
2 276 164 2 690 937 2 802 418 2 917 101 2 875 142 3 063 638 3 277 722 3 344 937 3 560 418 872 532
利用系数 折算利用系数 t·m - 3·d- 1 t·m - 3·d- 1
11406 11529 11547 11615 11655 11696 11809 11929 11972 21143
1 概述 用普通大型高炉冶炼钒钛磁铁矿, 尤其是冶炼
时炉渣中 T iO 2 > 22 % 的高钛型钒钛磁铁矿, 过去 国内外都认为是不可能的。由于技术上的原因, 用常 规方法冶炼将会出现炉渣粘稠, 渣铁不分, 炉缸堆积 等现象, 使正常生产难以进行。
我国攀枝花地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿, 是 我国三大铁矿之一。与铁矿共生的钒、钛资源在全国 和世界都占有重要地位。
经过 60 年代中期的大规模工业性科学试验, 解 决了基本工艺问题, 首创了高炉冶炼钒钛矿技术, 为 攀枝花资源的开发利用奠定了基础。 并因此曾获国 家发明奖。但由于一些重要的技术难题未能解决, 如 泡沫渣、铁水粘罐、铁损高以及品位低、渣量大等问 题长期困扰生产, 冶炼工艺及操作技术也尚不完全 成熟, 使攀钢高炉指标低下。自 1970 年投产后, 历经 10 年, 高炉利用系数才达到不高的设计指标 (1140
作中减少其标准偏差; 改善钛渣性
能, 增加流动性; 强化冶炼, 活跃炉缸以及改善入炉
原燃料质量, 提高风温, 降低硫负荷, 从而改善了钛
渣脱硫能力, 显著地提高了生铁质量, 使铁水平均含
硫由 01075 % 降至 01054 %。
3 优化炉料结构, 提高钒钛烧结矿的强度
11555 11671 11694 11770 11815 11862 11987 21112 21167 21347
入炉焦比 t·m - 3·d- 1
652 615 622 615 608 600 585 553 524 493
冶炼强度 t·m - 3·d- 1