300m3高炉“中钛”冶炼初步试验

王小艾

【摘  要】为降低炼铁生产成本，宣钢炼铁厂在300m³高炉进行了试验。通过合理入炉原料结构、提前制定技术措施，在试验期间高炉保持了稳定、顺行。虽然试验时间比较短，但通过试验为后续高炉提高入炉钛负荷积累了经验。

【关键词】“中钛”矿冶炼  钛负荷  原料结构  预处理

1.前言

张宣地区铁精粉储量较为丰富。但是，大部分本地铁精粉含有一定量的钛，TiO₂大约在1.5%~2.5%。如果能够有效的提高本地铁精粉的用量，会有效拓宽资源渠道、降低炼铁生产成本。

增加本地精粉配比会带来两方面影响。一方面当烧结配入量较高时，烧结矿强度下降而且还原粉化加重。另一方面高炉入炉钛负荷增加，会导致高炉炉缸结厚、炉墙结厚、炉渣变稠等，最终导致炉况难行，对炼铁生产造成不利影响。

为降低炼铁生产成本，曾多次尝试提高入炉钛负荷，最终高炉能接受的钛负荷在14.5kg/t以下。针对宣钢“中钛”矿高炉冶炼存在的技术难题，我们同有关院校进行了合作，并在300m³高炉进行了试验。

在前期技术准备的基础上， 5^#高炉（300m³）从2008年8月23日开始进行中钛冶炼试验，入炉钛负荷从14-15kg/t逐步提高，8月份25日以后稳定在17~18kg/t。后由于市场形势9月30日5^#高炉停炉。

在8月23日逐步提高入炉钛负荷后，通过提前制定操作要点、技术措施，加强制度调整，炉况整体保持了稳定、顺行。为后续其他高炉提高钛负荷积累了一定经验。

2.提前制定操作要点、技术措施

2.1 操作要点

2.1.1 炉温控制以[Si]+[Ti]为标准，要求控制在0.6%以下。

2.1.2 渣碱度控制在1.10~1.20倍之间，避免炉渣流动性急剧变差，造成高炉排渣困难，影响高炉顺行。

2.1.3 冶炼时间不能长，渣铁在炉缸滞留时间不能长，适当延长出铁时间或增加出铁次数；出铁后应及时拉罐，否则铁水罐结壳严重甚至粘罐，造成生产组织困难。

2.1.4 钒钛矿冶炼中炉温、碱度的控制范围很窄，[Si]和铁温的下降会造成[S]的大幅度升高，远远超过普通矿冶炼。

2.1.5 [Si]+[Ti]大于0.80%，会造成渣铁不分和泡沫渣；小于0.20%，则渣铁流动性差或不流，因此要控制铁温大于1450℃，正常控制在1450~1480℃。    

2.1.6 钒钛矿冶炼软熔带低，热惯性大，稳定性优于普通矿冶炼。

2.1.7 严禁低料线作业，深尺料下达要减风过渡。

2.1.8 不得长时间慢风作业，必须保持炉缸工作均匀活跃，在出现各类影响用风的问题，宁可休风不慢风作业。

2.2 技术措施

2.2.1 实施低[Si]冶炼，主要[Si]控制0.25～0.4%，同时兼考虑[Si]+[Ti]达到0.40～0.60%范围。5#高炉生铁含钛变为每炉都进行分析检验，对大小高炉铁水、炉渣以及进厂原料取样检验积累数据。

2.2.2 较高碱度操作，（R₂）在1.12～1.18之间。

2.2.3 高风温操作，风温大于1050℃（混风全关），喷煤比不低于145kg/t。

2.2.4 不得长时间慢风作业，必须保持炉缸工作均匀活跃，在出现各类影响用风的问题，宁可休风不慢风作业。

2.2.5 钒钛矿冶炼中炉温、碱度的控制范围很窄，[Si]和铁温的下降会造成[S]的大幅度升高，远远超过普通矿冶炼。

要求： [S]=0.070~0.100%要及时通知炼钢厂，[S]在0.090%以上铸块后供炼钢。加强工长对[S]的目测水平，若[S]高及时决定是否供炼钢。

2.2.6 加强炉前管理，进一步提高炮泥质量，加强铁口维护，铁罐加好保温剂。有必要，要对大壕、小坑及下渣沟进行合理改造。

2.2.7 加强铸铁操作和铁罐维护，减少铁损。要及时把5#高炉铁罐回空，积极组织好化铁工作

2.2.8 较长时间的计划检修前要提前一天变原料结构，改为原钛负荷小于15kg/t的原料，防止出现休风后复风困难。

3.原料结构调整

考虑入烧原料含钛提高后，对烧结矿性能有一定影响，我们提前进行了烧结杯试验。分别针对烧结矿TiO₂为0.5%、1%、1.2%、1.3%、1.5%、1.8%时变换各种条件，对烧结矿强度、利用系数以及成品率等指标进行分析。

通过试验，最终确定控制烧结矿TiO₂为1.0%以下，通过提高球团矿TiO₂来提高入炉钛负荷。具体原料结构调整分四个阶段：

第一阶段:  8月23日-24日入炉球团使用高钛球，钛负荷由13.5kg/t提高到15～16kg/t。

第二阶段:  8月25日-29日白班26批停配四烧，切换为五烧(五烧TiO₂稳定在0.7~0.8%),原料结构为五烧+一球，钛负荷进一步提高到16～17kg/t。

第三阶段:  8月30日-3日一球TiO₂提高到1.8～2.0%（低钛精粉减少到13.7%，减少了46.3%），高炉钛负荷提高到18～20kg/t。此阶段球团、烧结含钛成分不稳定，高炉入炉钛负荷最高波动到21.06kg/t。

第四阶段: 钛负荷大幅度提高后，生铁含[Si]没有降低到0.4%以下，出现了铁水粘铁罐沾罐严重，炉况稳定性受到影响等问题。 4日后高炉入炉钛负荷下调为17~18kg/t，稳定调整炉内炉外各项制度，保顺行，保质量。

4.高炉制度调整

4.1 合理上、下部制度，增加炉缸热储备、降低焦比，增加煤比。

提高入炉钛负荷前，休风缩小风口面积，由0.1152m2缩小到0.1134m2。上部装料制度由αK：28.5（4）27.5（4） J：33.5（4）30.5（3）26（2）；调整为αK29.5(2)28.5(3)27.5(3)αJ34（3）32（2）29（2）26（2），以提高煤气利用，改善炉缸热储备。

4.2 合理调整冷却制度，保持合理操作炉型

根据钛负荷提高后各部温度变化，26日6：30将软水进水温度由42℃提高到44℃。27日4～6段铜冷板水流量由380m3/h降低到330m3/h，4日减到310m3/h， 9日减到300m3/h。炉缸1～3段冷却壁水流量9月2日由440m3/h减到410m3/h，降低冷却强度，减少钛受冷产生的富集情况。

4.3 建立炉况预处理方案，预防炉况波动

针对钛负荷升高的情况，制定了一系列炉况预处理方案，防止炉况出现波动。

规定了炉缸、炉底及炉体各部温度的下限，及在何种情况下需要采取的各种措施。

5日炉况风量萎缩15~30m3/min，退矿批一段，同时5日中班1批到6日中班1批配萤石100kg/批，进行炉况预处理。效果明显。

7日槽下设备故障5：30被迫减风 ，最低减到120kPa,至8;40恢复全风作业。10：00以后上部7～10段温度大幅度降低。炉况稳定性变差，出现了偏尺现象。10日白班14配加萤石150kg/批，并调整负荷。11日炉体参数进线。

5.指标、参数变化

5.1 各项经济技术指标（见表）

提高钛负荷后，扣除影响因素，实际综合焦比变化不大。

[Si]+ [Ti]没有达到0.6以下的目标。

铁水一级品率下降明显。

金属量升高明显

表1  试验前后经济技术指标变化情况

5.2 炉钢、炉底温度变化（见图）

炉缸、炉底电偶温度8月23－9月3日呈下降趋势，3日后（入炉钛负荷降低到17~18kg/t、炉缸水流量降低后）稳定略回升。）

5.3 铜冷板温度变化情况（炉腰、炉腹、炉身下部）

6.突出的问题

6.1 铁水一级品率明显降低，降低了21个百分点。

6.2 铁损增加，金属量升高了10～16kg/t，达到980kg/t。

6.3 通过制度调整、炉况预处理，炉况保持稳定、顺行，[Si]+ [Ti]按原计划要求控制在0.4～0.6，实际命中率低，受外围硫升高影响大。

6.4 由于热风炉大修影响风温没有达到预计目标，只有1040℃。

6.5 钛负荷达到18.5kg/t以上后，在生铁含[Si]没有降低的前提下，炉况稳定性有变差趋势，炉腰、炉腹有粘结，铁水铁罐维护难度明显增加，粘罐加重，冶炼受到影响。

6.6 试验期间短，数据还不详实，一些问题初见端倪。

7.结语

通过一个多月的生产实践，我们对“中钛”条件下冶炼获得了一些经验。通过目前的技术条件，高炉入炉钛负荷18kg/t以下，可以保持高炉的稳定、顺行。由于时间比较短，有些问题初见端倪，没有得到解决。需要后续加以研究、突破。比如高炉入炉钛负荷18.5kg/t以上中部粘结的问题、合理的硫负荷问题、合理的渣系等。

摘自《2009全国烧结、球团、炼铁技术及生产年会》