摘要：水钢炼铁厂四号高炉针对钒钛矿冶炼特点，通过技术和管理方面的一系列措施，有效的解决了大型高炉冶炼钒钛矿，高钛球比例下确保高炉顺行并取得较好的经济技术指标。

关键词：大型高炉  钒钛矿   强化冶炼  

1、前言

水钢四号高炉（2500m³）设有30个风口和3个铁口，2套冲渣系统（受场地限制：其中1#、2#铁口共用一套冲渣系统，配有干渣系统，3#铁口只有水渣系统，没有干渣系统），采用铜冷却壁薄衬结构；无料钟并罐炉顶；串联软水密闭循环冷却系统；三座顶燃式热风炉；干法除尘煤气处理系统等一系列新技术，于2011年3月29日点火开炉。在市场经济对钢铁企业的冲击下，要求降成本求生存，采用低成本炉料优化原燃料结构是降低高炉成本的主要手段。水钢地处西南三省，钛球资源丰富且价格低，通过采取一系列措施，在高钒钛矿比例下确保高炉顺行并取得了较好的技术经济指标。

2、钒钛矿冶炼特点

钛的氧化物还原时是从高价氧化物向低价氧化物逐级进行的，其还原比硅还原还要困难，由C直接还原出Ti，Ti能与C、N结合生成熔点极高TiC和TiN,呈固体颗粒状态存在于液态渣中使其粘度急剧增加，使炉渣黏稠，给冶炼带来困难。水钢4号高炉通过使用钒钛球团矿来实现钒钛矿冶炼，其使用比例高达20%，当炉温高、波动大或渣铁在炉内滞留时间长，极易还原生成TiC和TiN的难熔化合物，从而使炉渣变黏，流动性差，渣铁难出，同时料柱透气性差，煤气流不易稳定，影响炉缸的活跃度。

3、采取的技术措施

由于钒钛球的冶炼具有“热不得、冷不得、等不得”的特点，在实践过程中主要围绕这些来开展工作：

3.1改善焦炭质量，提高高炉的透气性

在进行低品位冶炼中钛渣的条件下，受钒钛效应和渣量增加影响，整个高炉的透气、透液性进一步恶化，焦炭作为料柱骨架，是影响高炉透气、透液性最大的因素。2012年4月煤焦化公司工艺改造，干熄焦项目成功投产，焦炭质量得到很大提高，特别是热强度和反应性提高，为高炉良好的透气、透液性提供保障。

3.2缩小风口面积，提高鼓风动能，活跃炉缸

钒钛矿冶炼要求比普矿冶炼有更高的鼓风动能，以吹透中心，减少因钒钛矿冶炼对炉缸造成的影响。水钢四号高炉开炉达产后，由于耽误频繁，炉缸欠活跃，风量水平低，煤比低，风口面积偏大S30=0.3744m2(风口情况为∮120mm×12+∮130mm×18)，采取堵风口，以提高鼓风动能。由于风口面积偏大，鼓风动能低，难实现全风口工作，逐步缩小风口面积至S30=0.3627m2（2012年3月风口为∮120mm×18+∮130mm×12)。随着生产逐步正常，提高炉顶压力至220kpa风量水平上升，及时打开所堵风口，实现全风口工作，鼓风动能逐步提高。随着钒钛矿比例和风量的增加，进一步缩小风口面积（2014年2月风口为∮120mm×20+∮130mm×10)，保证足够的鼓风动能，实现炉缸工作均匀活跃，炉温充沛稳定。其下部参数情况见下表。

3.3调整装料制度，大风量保证鼓风动能

在制度的调整上，主要围绕如何提高风量，增加鼓风动能来开展工作。四号高炉在开炉达产后由于处于磨合期，设备故障频发，生产秩序不稳定，高炉风量水平低，鼓风动能低，炉缸不活跃，上部采取缩小布料角度，小矿批，小角差，以争取风量，进入2012年随着设备运行逐步稳定，生产理顺，风量水平上升由4200m3/min上至4600m3/min，上部采取了增大布料角度（由C372352332302262O37.5235.5233.5231.52调至C412392372342312272 O412392372352322），增大角差（角差由0.3°提高至2.0°），增大矿批（由43t/批扩大至55.7t/批）。在炉况顺行的基础上，使用大矿批和大矿焦角，有利用煤气利用的改善，配合下部的高鼓风动能，形成中心开放的煤气分布，大大改善高炉透气性，风量逐步增加，继续增大布料角度（由C412392372342312272 O412392372352322调至C422402382352322282 O422402382362332），到2013年3月平均入炉风量稳定在5000m3/min，增加鼓风动能有利于保证炉缸的活跃，同时提高了冶炼强度，减少钛在炉内的停留时间，为进一步提高钒钛矿比例提供了有利的冶炼条件。四号高炉装料制度见下表:

3.4富氧抑制钛还原

钒钛矿冶炼适当富氧并保持一定的煤比有利于炉况的稳定。富氧能有效改善煤粉的燃烧性能和炉渣流动性，提高风口前理论燃烧温度，提高冶炼强度减少钛在炉内的停留时间。同时富氧率的增加，有利于增加炉内的氧化氛围，抑制TiO2还原进入生铁。2012年10月随着吸附氧工程的竣工投产，解决了四高炉氧量不足的问题，富氧率由1.14%提高到2013年的3.18%，确保钒钛矿比例提高后高炉的正常生产。

3.5低硅冶炼控制生铁含钛量

低硅冶炼是提高钒钛矿比例、控制钛还原的主要措施。在实际操作中，根据炉况接受情况，在确保铁水物理热在1450℃-1480℃的前提下有计划的降低生铁含硅量，同时引入“最佳硅”的考核指标，即在操作控制参数上，规定一个接近下限的区间为0.1%的炉温控制指标，以此来考核高炉工长的操作，减少炉温的大幅度波动，炉温合格率由54.6%提高到89.27%。同时加强配料管理、筛分管理、设备维护管理和生产组织协调等措施，逐步降低生铁含硅量，减少钛还原进入生铁的同时，提高了冶炼强度，减少钛渣在炉内停留时间，在钒钛矿比例逐步增加的情况下，有效的控制生铁含钛量不超0.300%，避免给炼钢生产带来影响。

3.6 “零”间隔出铁，解决“等不得”的问题

高炉及时出净渣铁，避免钛渣在炉内的长时间停留和TiN、TiC的沉淀是冶炼钒钛矿的关键，炉前贯彻以“抢”字当头，及时出净渣铁。主要采取了增加出铁次数（由14次提高到15次），并要求“零”间隔出铁，在堵铁口前将另外一个铁口钻开，保证高炉随时出铁。同时更换炮泥厂家，使用了外购高强度无水炮泥，炮泥强度提高后，开口机功率不足，开口困难，出铁不顺利，更换了开口机马达，使用功率更高的马达保证铁口的正常维护。加强水渣系统的维护，提高冲渣率，强化组织协调，及时给高炉配罐，通过这些措施，炉前出铁工作逐步得到改善，确保了渣铁及时出净避免“炉憋”给钒钛矿冶炼带来影响。

3.7 加强原燃料管理，为钒钛矿冶炼保驾护航

原燃料方面合理分配资源：随着炼铁产能的扩大，自产焦炭资源不足，水钢需大量采购外地焦炭。针对此情况，采取大高炉使用优质焦炭，小高炉使用外购焦炭的分配方针，干熄焦优先供四高炉使用。同时优先使用265m2烧结机生产的烧结矿，其厚料层烧结和喷洒CaCl2技术，烧结矿强度明显提高,使有限资源合理配置。同时加强原燃料的生产使用管理，要求称量必须准确，合理分配槽存，避免漏空眼，当班人员随时检查，通过控制筛分速度、加强筛网检查确保筛分设备运行正常。

3.8 通过加强设备管理，确保设备高效运行，降低慢风率

设备管理方面完善设备缺陷，提高设备运转率，减少高炉设备耽误，降低慢风率。通过加强设备管理，强化点巡检工作，正确使用维护设备，故障逐步减少，为高炉稳定顺行提供了设备保证，慢风率由2012年全年的4.78%减少到2014年的2.13%.避免因为慢风造成冶炼强度降低，炉缸不活跃，给高炉冶炼钒钛矿带来影响。

3.9 提高铁罐运行率，及时出净渣铁

受高原地形影响，水钢炼铁到炼钢的铁路运输线路较长（3.7公里）且弯道大，影响铁罐的运行和使用率。通过加强高炉工长的联系工作，及时了解铁罐的运行情况，根据情况合理组织炉前出渣出铁工作，运输部及时调配渣铁罐，生产科合理配备渣铁罐等措施，在运行总铁罐由54台减少到45台的情况下，高炉配罐正点率由82.17%提高到95.63%，铁罐运转周期由352分钟减少到298分钟。减少生铁在铁罐内停留时间，避免热损失和造成铁罐粘罐，同时保证高炉及时出净渣铁，避免因无铁罐造成高炉慢风操作。

4、冶炼效果

针对钒钛球团矿冶炼“热不得、冷不得、等不得”的特点，通过改善焦炭质量，提高高炉的透气性；缩小风口面积，提高鼓风动能，活跃炉缸；调整装料制度，大风量保证鼓风动能；富氧抑制钛还原；低硅冶炼控制生铁含钛量；“零”间隔出铁，解决“等不得”的问题；加强管理，为钒钛矿冶炼保驾护航等措施，有效的解决了大型高炉冶炼钒钛矿的难题。在钛球比例由5%提高到20%的情况下，控制生铁中[Ti]含量在0.2-0.3%之间，摸索出适合高原气候的操作参数，高炉保持长期稳定顺行，并取得较好的经济技术指标。

5、结语

（1）大型高炉冶炼钒钛矿在物理热1450℃-1480℃的基础上，控制生铁[Si]：0.2%-0.3%，生铁[Ti]小于0.3%，高炉生产长期稳定顺行并取得较好经济技术指标。

（2）通过低价钒钛矿冶炼的成功经验，水钢在炉料结构使用方面有更多选择。

（3）钒钛矿冶炼是系统工程，原燃料稳定、设备运行可靠是基础，技术操作是关键。

5  参考文献

[1] 周传典著. 高炉炼铁生产技术手册[M].2002年8月第1版，第3次印刷.

[2] 毛建林，林千谷.攀钢3号高炉钒钛磁铁矿高效生产实践[M].2009年第1期.