攀鋼釩新三號(hào)高爐釩鈦磁鐵礦冶煉新型操作模式

李 攀

(攀鋼集團(tuán)鋼釩有限公司制造部，四川 攀枝花 617022)

1 引言

攀鋼釩新三號(hào)高爐(2000 m3)于2005年12月10日建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)利用系數(shù)2.0 t/m3·d，設(shè)置26個(gè)風(fēng)口、3個(gè)鐵口、2個(gè)渣口、雙出鐵場(chǎng), 爐體為全冷卻壁薄壁爐墻結(jié)構(gòu)(在爐腹、爐腰結(jié)合部的第六和第七段采用兩段銅冷卻壁)，并罐式無料鐘爐頂，皮帶上料，配置四座改進(jìn)型新日鐵式熱風(fēng)爐，干法布袋除塵，新三高爐是高鈦型釩鈦磁鐵礦冶煉技術(shù)應(yīng)用于2000 m3大高爐的首次實(shí)踐。

2 高鈦型釩鈦磁鐵礦的冶煉特點(diǎn)

攀鋼1200 m3級(jí)高爐冶煉高鈦型釩鈦磁鐵礦有40多年的歷史，釩鈦礦爐料特點(diǎn)是含鐵品位低、堆比重小、燒結(jié)礦粒度細(xì)、粉化率高、軟化溫度高、焦炭粒度大以及熱強(qiáng)度差，爐料的分布規(guī)律與普通礦有一定區(qū)別。攀鋼高爐投產(chǎn)初期采用100%的釩鈦礦冶煉，爐渣含TiO2高達(dá)27%，渣鐵粘稠、爐缸堆積，生產(chǎn)極不正常，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)極差[1]。經(jīng)過多年的技術(shù)攻關(guān)，在釩鈦礦中配加部分普通塊礦進(jìn)行冶煉，解決了泡沫渣的問題，攀鋼煉鐵廠近30年的生產(chǎn)發(fā)展歷程證明，高鈦渣改性是一條高效利用這種難冶煉特殊礦的有效途徑。為了實(shí)現(xiàn)高爐合理的煤氣流分布，探索出適合高強(qiáng)度冶煉釩鈦礦的布料方式，主要特點(diǎn)為：小批重，低料線、高料速(12批/h以上)，抑制邊緣，發(fā)展中心。

3 攀鋼高爐日常操作模式

高鈦型釩鈦磁鐵礦冶煉的中心環(huán)節(jié)是圍繞渣鐵能否從爐缸中順利流出，這對(duì)造渣制度和爐缸熱制度有著極為嚴(yán)格的要求。爐渣稠化取決兩方面：溫度和還原時(shí)間。因而控制爐溫和還原時(shí)間對(duì)釩鈦礦冶煉至關(guān)重要。近年來攀鋼的強(qiáng)化冶煉正是通過控制生鐵中的[Ti]+[Si]含量和縮短冶煉周期來實(shí)現(xiàn)的，將冶煉周期縮短到6小時(shí)以內(nèi)，減少了鈦過還原的概率，防止了爐渣稠化。

日常操作對(duì)于熱制度的控制是一個(gè)中心環(huán)節(jié)，要求保證熱制度的穩(wěn)定。從經(jīng)濟(jì)和對(duì)爐況影響小的角度出發(fā)，要求固定風(fēng)溫，全風(fēng)操作，穩(wěn)定小時(shí)噴煤量(小時(shí)煤量波動(dòng)不超過2 t)，但對(duì)高鈦型釩鈦磁鐵礦冶煉來說很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閷?duì)于全風(fēng)操作來說要求相對(duì)較高的爐溫，而對(duì)渣鐵排放來說希望爐溫稍低些，正常操作的爐溫區(qū)間很窄，過于穩(wěn)定的爐溫往往會(huì)導(dǎo)致渣鐵不凈而憋爐，影響生產(chǎn)。攀鋼高爐日常調(diào)劑一般都是先做充沛爐溫進(jìn)行全風(fēng)操作，而當(dāng)爐溫充沛爐前渣鐵排放不暢時(shí)降低爐溫來出渣鐵，因而噴煤量波動(dòng)很大，減少噴煤量甚至長(zhǎng)時(shí)間停止噴煤是每個(gè)高爐操作人員的必修課，這樣就導(dǎo)致了理論燃燒溫度和爐況的大幅度波動(dòng)，一般停止噴煤后兩到三個(gè)小時(shí)爐前出好渣鐵，然后采取減風(fēng)量5%～10%來調(diào)整氣流分布，再通過噴煤量、凈焦或臨時(shí)退負(fù)荷調(diào)劑爐溫。

4 新三號(hào)高爐開爐后的生產(chǎn)情況

表1 攀鋼新三高爐開爐以來的主要指標(biāo)

5 大批重、重負(fù)荷、間隙加焦的新型操作模式

5.1 打破傳統(tǒng)觀念，大幅度增加礦石批重

5.2 重負(fù)荷、間隙加焦的新型操作模式

大高爐冶煉周期延長(zhǎng)，操作上更加追求穩(wěn)定，調(diào)劑上要求早動(dòng)、少動(dòng)。結(jié)合釩鈦磁鐵礦冶煉渣鐵排放的特點(diǎn)，新三號(hào)高爐采用了一種新型操作模式，即加重焦炭負(fù)荷，間隙加凈焦。具體來說就是將原焦炭負(fù)荷增加了9%，加到4.736 t/t，同時(shí)每隔20批料附加一組循環(huán)凈焦。

采用新型操作模式的前提是高爐爐況必須穩(wěn)定順行，其核心包含三方面的內(nèi)容：一是焦炭負(fù)荷的選取；二是加焦量和加入方式的選擇；三是加焦時(shí)間的確定。焦炭負(fù)荷的選取可以從實(shí)踐中摸索，加焦量一般選擇焦批的1.0～1.5倍，少則起不到提爐溫的作用。焦炭的加入方式一般根據(jù)加焦量在2～3批料間加完，不采用在一批料間加完，主要是考慮到焦批太大，將導(dǎo)致爐內(nèi)焦炭層過厚而影響高爐煤氣分布。加焦時(shí)間的選擇與冶煉周期有關(guān)，就攀鋼高爐而言，冶煉周期在6小時(shí)左右，一般停止噴煤后2～3小時(shí)爐溫有向涼趨勢(shì)，所以選擇間隔20批料附加一組循環(huán)凈焦。

圖1 攀鋼新三高爐理想軟熔帶模型

圖2 攀鋼新三高爐理想十字測(cè)溫溫度分布

新型操作模式的優(yōu)點(diǎn)是縮短了低爐溫的時(shí)間，每?jī)蓚€(gè)半小時(shí)就會(huì)有一組附加焦下達(dá)到風(fēng)口平面提爐溫，相應(yīng)減少了因爐涼而減風(fēng)的時(shí)間。由于負(fù)荷較重，大風(fēng)量時(shí)間維持長(zhǎng)一點(diǎn)，爐溫就會(huì)有下行趨勢(shì)，保證了爐前渣鐵排放順暢。這樣一來,總體上既保證了全風(fēng)所需要的充沛爐溫,又實(shí)現(xiàn)了爐溫的下行趨勢(shì)，利于渣鐵順行排出。這種新型操作模式解決了釩鈦磁鐵礦全風(fēng)操作和出渣、鐵的矛盾，實(shí)現(xiàn)了高爐的強(qiáng)化冶煉。附加焦炭時(shí)，控制料流閥開度不變，則附加焦炭都布在高爐中心，達(dá)到了高爐中心加焦的效果。在高爐中心氣流被抑制的時(shí)候附加焦作用最為明顯，能快速達(dá)到打開中心的效果，變相實(shí)現(xiàn)了“抑制邊緣，發(fā)展中心”的目的。

5.3 新型模式的操作效果

新三號(hào)高爐采用大批重、重負(fù)荷、間隙加焦的新型操作模式以來，各項(xiàng)操作參數(shù)趨于平穩(wěn)，小時(shí)料批數(shù)穩(wěn)定在8批/h左右，小時(shí)噴煤量波動(dòng)不超過5 t，班與班之間料批數(shù)穩(wěn)定，爐前出渣鐵也實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定，高爐各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大幅度好轉(zhuǎn)(見表2)，爐況穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)，為目前攀鋼穩(wěn)定性最好的高爐，大幅度降低了鐵廠的生產(chǎn)成本，為釩鈦磁鐵礦高爐操作開辟了一個(gè)新的方向。

表2 攀鋼新三高爐2012年實(shí)施新型操作模式以來的主要指標(biāo)

注：7月份新三高爐年修

5.4 、間隙加焦操作模式的保證條件

大批重、重負(fù)荷、間隙加焦是強(qiáng)化冶煉的操作模式,圍繞這一模式必須做好以下基礎(chǔ)工作,才能保證高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行、高產(chǎn)低耗。

(1)維持原燃料質(zhì)量的穩(wěn)定。大高爐操作必須有好而穩(wěn)定的原、燃料作保障，就新三號(hào)高爐而言，多年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，新三高爐用焦須達(dá)到以下要求(見表3)。

表3 焦炭指標(biāo) %

(2)不斷提高燒結(jié)礦質(zhì)量。因釩鈦燒結(jié)礦低溫還原粉化率較高，易使塊狀帶透氣性變差，高爐上部煤氣流不易穩(wěn)定，因而必須維持燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)在73%以上，同時(shí)確保FeO穩(wěn)定率，改善入爐料的冶金性能。

(3)加強(qiáng)爐前管理。釩鈦礦冶煉的中心環(huán)節(jié)是爐前渣鐵排放，因而加強(qiáng)對(duì)爐前的管理就顯得至關(guān)重要，必須使用質(zhì)量好的炮泥以保證鐵口深度和強(qiáng)度，確保出凈渣鐵不憋爐。

(4)加強(qiáng)設(shè)備保產(chǎn)，減少因設(shè)備原因造成的無計(jì)劃休、減風(fēng)。

6 結(jié)語

新三號(hào)高爐采用大批重、重負(fù)荷、間隙加焦的新型操作模式以來，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷優(yōu)化，生產(chǎn)成本大幅度下降，為高鈦型釩鈦磁鐵礦高爐冶煉指明了一個(gè)新的方向。

(1)大礦批促進(jìn)了高爐煤氣流的穩(wěn)定，為新三號(hào)高爐穩(wěn)定操作奠定了基礎(chǔ)。

(2)重負(fù)荷、間隙加焦的操作模式解決了釩鈦磁鐵礦全風(fēng)操作和出渣、鐵的矛盾，實(shí)現(xiàn)了新三號(hào)高爐的強(qiáng)化冶煉。

(3)穩(wěn)定的原燃料供應(yīng)和設(shè)備保障促進(jìn)了新三號(hào)高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)全面優(yōu)化。