攀鋼高爐釩鈦磁鐵礦冶煉的技術(shù)進(jìn)步

1、攀鋼高爐釩鈦磁鐵礦冶煉的技術(shù)進(jìn)步付衛(wèi)國(guó)， 謝洪恩(攀枝花鋼鐵研究院，四川攀枝花617000)摘要：攀鋼高爐釩鈦礦冶煉投產(chǎn)30多年以來，冶煉技術(shù)經(jīng)歷了不斷的發(fā)展和完善，隨著精料水平及裝備水平的提高，高爐冶煉不斷強(qiáng)化，逐步形成了獨(dú)特的釩鈦礦高爐強(qiáng)化冶煉技術(shù)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大幅度提高，在入爐品位僅50的條件下，高爐利用系數(shù)達(dá)到了25t(m3d)以上。關(guān)鍵詞：釩鈦磁鐵礦；高爐冶煉；強(qiáng)化技術(shù)中圖分類號(hào)：TF52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：0449749X(2008)10002104攀鋼高爐冶煉的是高鈦型釩鈦磁鐵礦，這種礦石含鈦高，高爐冶煉時(shí)爐渣中TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)2025，在冶煉過程中會(huì)出現(xiàn)爐渣粘稠，渣鐵不

2、分，爐缸堆積等現(xiàn)象，與普通礦相比具有較大的冶煉難度。從1970年投產(chǎn)以后，高爐利用系數(shù)只有10t(m3d)左右，焦比高達(dá)800kgt(鐵)以上。在經(jīng)過30多年的生產(chǎn)實(shí)踐后，使高爐冶煉釩鈦礦的技術(shù)逐步完善，釩鈦礦的冶煉技術(shù)也達(dá)到了一個(gè)較高的水平，高爐冶煉不斷強(qiáng)化，并實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期的穩(wěn)定順行，部分指標(biāo)已達(dá)到并超過了普通礦高爐的冶煉水平，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大幅度提高。年均利用系數(shù)逐漸提高到24t(m3d)以上，焦比降低到600kgt(鐵)以下1,2。1裝備水平不斷提高攀鋼高爐投產(chǎn)以來高爐的裝備水平不斷提高，70年代至80年代投產(chǎn)第1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)高爐主要采用的為鐘式爐頂、內(nèi)燃式熱風(fēng)爐；1989年投產(chǎn)的4號(hào)

3、高爐以及2005年投產(chǎn)的5號(hào)高爐均采用了外燃式熱風(fēng)爐、無料鐘爐頂、銅冷卻壁及軟水密閉循環(huán)等先進(jìn)技術(shù)；熱風(fēng)爐采用了助燃空氣、煤氣雙預(yù)熱以及快速燃燒等技術(shù)，使高爐的風(fēng)溫得到顯著提高，1990年以后風(fēng)溫的變化見圖1。由圖1可見，攀鋼高爐的風(fēng)溫是逐漸提高的，19701978年的平均風(fēng)溫只有921，19791990年平均達(dá)到950左右，從1993年開始風(fēng)溫達(dá)到了1000，2000年風(fēng)溫達(dá)到了1100，2006年、2007年的平均風(fēng)溫達(dá)到了1150以上。隨著風(fēng)溫的提高，煤氣利用及操作穩(wěn)定性明顯提高，焦比下降，為高爐強(qiáng)化冶煉創(chuàng)造了條件。2釩鈦礦噴煤技術(shù)的快速發(fā)展噴煤量對(duì)高爐利用系數(shù)及焦比有顯著的影響。攀鋼1

4、982年開始在1號(hào)高爐上進(jìn)行了單風(fēng)口氧煤槍噴煤試驗(yàn)，噴煤量逐步達(dá)到了60kgt(鐵)，為了進(jìn)一步探索噴煤對(duì)高爐強(qiáng)化冶煉的影響，1990年初在高爐冶煉條件改善后，又進(jìn)行了氧煤混噴試驗(yàn)，最高的噴煤比達(dá)到了886kgt(鐵)，噴煤風(fēng)口達(dá)到12個(gè)，富氧率091。1995年后噴煤技術(shù)在攀鋼開始快速發(fā)展，高爐噴煤后，可以抑制爐缸風(fēng)口區(qū)TiO2的還原，降低了爐渣粘度、改善爐渣流動(dòng)性，現(xiàn)高爐的噴煤量平均在120130kgt(鐵)。1990年以后噴煤比變化見圖2。由圖2可見，噴煤量從1990年至1994年均處于較低水平，從1995年開始噴煤量以較快的速度增加。2000年的噴煤比年均達(dá)到了140kgt(鐵)的較好

5、水平，由于使用高風(fēng)溫、大風(fēng)量，提高富氧率等措施，隨著噴煤比的增加，焦比得到了顯著降低。3燒結(jié)礦質(zhì)量逐漸改善31燒結(jié)礦品位提高入爐礦石品位是高爐強(qiáng)化冶煉的一個(gè)有力措施，攀鋼高爐冶煉釩鈦磁鐵礦，由于鐵精礦品位長(zhǎng)期只有5254，致使燒結(jié)礦的品位長(zhǎng)期偏低，1994年以前燒結(jié)礦的品位在46以下。通過采取階磨階選以提高自產(chǎn)釩鈦鐵精礦的品位，攀鋼釩鈦鐵精礦的品位從過去的51%左右提高到現(xiàn)在的545左右，另外還不斷采取提高燒結(jié)礦中的普通礦配比等措施。普通礦比例增加及自產(chǎn)鐵精礦品位的提高，使燒結(jié)礦的品位逐年穩(wěn)步提高，1990年以來攀鋼燒結(jié)礦成分TFe的變化見圖3。由圖3可見，1994年以前攀鋼燒結(jié)礦品位較低，平

6、均為465，從1995年以后開始逐漸提高燒結(jié)礦品位，到2002年以后燒結(jié)礦品位平均提高到49%左右。品位的不斷提高，對(duì)強(qiáng)化高爐冶煉起到了顯著的作用。32燒結(jié)礦堿度攀鋼高爐投產(chǎn)以來，攀鋼燒結(jié)礦的堿度變化是很大的，在投產(chǎn)初期，燒結(jié)礦的堿度主要為15，以后為了保證燒結(jié)礦強(qiáng)度，堿度降至12；1980年在配加普通礦冶煉以后，燒結(jié)礦堿度提高到了l7左右，并維持了20年，至2001年開始逐漸提高，攀鋼燒結(jié)礦的堿度變化見圖4。由圖4可見，1999年以前，由于高爐冶煉的爐料結(jié)構(gòu)變化不大，燒結(jié)礦的堿度均在17左右，以后隨著爐料結(jié)構(gòu)的變化，燒結(jié)礦品位的增加以及高爐使用球團(tuán)礦配比的增加，燒結(jié)礦的堿度在逐漸提高，特別是

7、2004年高爐開始大量使用球團(tuán)礦以后堿度提高較明顯，最高達(dá)到了24。燒結(jié)礦堿度提高后，顯著改善燒結(jié)礦的強(qiáng)度和冶金性能，為高爐強(qiáng)化冶煉打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。33燒結(jié)礦粒度燒結(jié)礦的人爐粉末對(duì)高爐冶煉有很大的影響，特別對(duì)高爐的透氣性影響比較顯著。投產(chǎn)以來由于釩鈦燒結(jié)礦強(qiáng)度差，粉末多，特別是在1987年以前入爐粉末平均在15以上，1988年以后降至10以下。為了改善高爐的入爐原料條件，主要采取了改變礦槽出料口的方向；增大振動(dòng)篩的激振力；調(diào)整雙層篩上下層料的負(fù)荷分配；加長(zhǎng)上層篩的篩底長(zhǎng)度；改造礦槽下料口，嚴(yán)格控制篩分時(shí)間等措施。使篩分效率大大提高，燒結(jié)礦的入爐粉末也大大減少，從1995年的845逐漸下降到2

8、003年的191。顯著地改善了高爐的透氣性，為高爐強(qiáng)化冶煉提供良好的原料基礎(chǔ)。1990年以來高爐人爐粉末的變化見圖5。由圖5可見，攀鋼高爐入爐粉末從1994年開始逐漸下降，通過優(yōu)化了燒結(jié)原料結(jié)構(gòu)，隨著燒結(jié)礦強(qiáng)度的提高并加強(qiáng)了溝下過篩，使入爐礦粉末呈顯著降低的趨勢(shì)，2000年以后高爐的入爐粉末降低到2以下，入爐粉末的降低，顯著改善高爐的透氣性，強(qiáng)化高爐冶煉。4技術(shù)措施41爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化合理的爐料結(jié)構(gòu)能獲得高產(chǎn)、低耗、長(zhǎng)壽的冶煉效果。高爐配加酸性氧化球團(tuán)礦是較為合理的爐料結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)許多鋼鐵企業(yè)的爐料均配加了一定量的球團(tuán)礦。攀鋼高爐長(zhǎng)期使用的爐料結(jié)構(gòu)為“高堿度燒結(jié)礦(9093)+普通塊礦(710)”。

9、隨著對(duì)高爐爐料結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的不斷深化，采用“高堿度燒結(jié)礦+酸性球團(tuán)礦”的爐料結(jié)構(gòu)對(duì)強(qiáng)化高爐冶煉、提高煉鐵生產(chǎn)水平起到了顯著的作用。攀鋼從2000年開始進(jìn)行高爐配加球團(tuán)礦試驗(yàn)研究，隨著工業(yè)試驗(yàn)的成功，2003年開始在全廠高爐上進(jìn)行推廣應(yīng)用，球團(tuán)礦比例不斷增加。隨著球團(tuán)礦比例的增加，燒結(jié)礦的堿度相應(yīng)提高，燒結(jié)礦的質(zhì)量也隨之提高。雖然燒結(jié)礦的堿度增加后會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)TFe的降低，但由于球團(tuán)礦的TFe明顯高于燒結(jié)礦，在球團(tuán)礦配比增加后，高爐的綜合入爐品位提高，爐料結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化，對(duì)強(qiáng)化高爐冶煉起到了明顯的作用。42進(jìn)一步提高鼓風(fēng)動(dòng)能活躍爐缸由于釩鈦燒結(jié)礦鐵份低，渣量大，爐渣中TiO2還原后使?fàn)t渣與焦炭的潤(rùn)濕性

10、改善，因此在滴落帶和高爐中心料柱的空隙易被還原的爐渣所堵塞，高爐中心難以吹透，表現(xiàn)為風(fēng)壓高，高爐不接受風(fēng)量。通過多年的高爐冶煉實(shí)踐，為了提高冶煉強(qiáng)度，在改善人爐原料的同時(shí)，釩鈦礦高爐冶煉應(yīng)保證有較高的鼓風(fēng)動(dòng)能，才能改善爐缸的工作狀況。攀鋼高爐的的鼓風(fēng)動(dòng)能變化見圖6。從圖7可見，1994年以前，高爐的鼓風(fēng)動(dòng)能比較低，均在60kJs以下，從1994年起開始進(jìn)行了提高鼓風(fēng)動(dòng)能試驗(yàn)，取得初步成效后，1995年以后高爐的鼓風(fēng)動(dòng)能快速增加，2000年高爐鼓風(fēng)動(dòng)能達(dá)到300kJs左右，以后繼續(xù)緩慢提高，鼓風(fēng)動(dòng)能的增加，對(duì)活躍爐缸中心，強(qiáng)化釩鈦礦的冶煉起到了重要的作用。43加強(qiáng)高爐的上部調(diào)劑攀鋼有5座高爐，2

11、座鐘式高爐，3座無料鐘爐頂高爐，鐘式高爐主要采用加重邊緣的裝料制度，變化較小。而無料鐘爐頂高爐裝料制度的變化是比較大的，為了發(fā)揮無料鐘爐頂裝料設(shè)備的布料優(yōu)勢(shì)，提高釩鈦磁鐵礦的冶煉水平，1990一1993年采用的是單環(huán)布料，1994年實(shí)現(xiàn)了雙環(huán)布料，1995年以后高爐實(shí)現(xiàn)了多環(huán)布料，采用多環(huán)布料后，能很好地將爐料的落點(diǎn)控制在靠近邊緣且占較大面積的中間環(huán)帶區(qū)內(nèi)，形成不同的落點(diǎn)環(huán)帶，使細(xì)粒爐料分布均勻化，減少爐料的粒度偏析，建立合理的料面平臺(tái)，對(duì)控制煤氣流的分布，延長(zhǎng)高爐的壽命起到了積極的作用。為了進(jìn)一步優(yōu)化布料制度，從1998年后高爐布料又實(shí)現(xiàn)了中心加焦，礦、焦角度進(jìn)一步增大，中心氣流明顯增強(qiáng)，進(jìn)

12、一步抑制了邊緣煤氣流，批重也有所增加，顯著減少了煤氣流對(duì)爐墻的沖刷。在操作中根據(jù)原燃料條件、風(fēng)溫、噴煤量的變化，及時(shí)調(diào)整進(jìn)風(fēng)面積，選擇合適的送風(fēng)參數(shù)，保證開放中心，吹活爐缸，適當(dāng)抑制邊緣氣流。在下部穩(wěn)定的基礎(chǔ)上加強(qiáng)上部裝料制度的調(diào)劑，進(jìn)一步提高了煤氣利用率，從而實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化高爐冶煉的目的。44高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化攀鋼高爐原料主要使用釩鈦磁鐵礦，由于鐵精礦TFe品位只有52%54，導(dǎo)致人爐品位長(zhǎng)期較低。1993年以前，人爐品位僅46左右，以后隨著燒結(jié)原料結(jié)構(gòu)的調(diào)整，逐漸提高到49左右，從2003年開始球團(tuán)礦使用比例提高后，人爐品位才達(dá)到5051。雖然入爐品位較低，但在采取以上技術(shù)措施后，高爐的

13、冶煉得到進(jìn)一步強(qiáng)化，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大幅度提高，焦比降低，利用系數(shù)顯著提高。攀鋼高爐年利用系數(shù)及綜合焦比見圖7。由圖8可見，在1993年以前，高爐利用系數(shù)最高只有16t(m3d)，綜合焦比630kgt(鐵)左右，1994年開始，隨著高爐各種強(qiáng)化措施的應(yīng)用以及精料水平的不斷提高，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到了明顯的改善和提高，高爐的利用系數(shù)逐年提高，焦比逐年降低。利用系數(shù)從1990年代初的15t(m3d)左右提高到現(xiàn)在的23t(m3d)左右，單爐的年最高利用系數(shù)達(dá)到了24t(m3d)以上，綜合焦比降低到570kgt(鐵)左右。雖然原燃料質(zhì)量改善及人爐品位提高，會(huì)適當(dāng)增加一些原料成本，但由于高爐產(chǎn)量大幅度增加，焦比、原料單耗及折舊等進(jìn)一步降低，攀鋼的煉鐵生產(chǎn)成本始終處在國(guó)內(nèi)較低的水平