提高豎爐釩金屬投入量生產(chǎn)實(shí)踐

王雪原，安志偉*

（承德建龍?zhí)厥怃撚邢薰?，河?承德067300）

為了拓寬含釩含鐵原料采購(gòu)渠道，提高系統(tǒng)釩金屬投入量，提高公司系統(tǒng)創(chuàng)效能力，承德建龍?zhí)厥怃撚邢薰静少?gòu)了部分新西蘭海砂，進(jìn)行豎爐生產(chǎn)試驗(yàn)。本次試驗(yàn)?zāi)康氖歉欂Q爐配加不同比例新西蘭海砂后產(chǎn)、質(zhì)量情況，以便摸索新西蘭海砂適宜的工業(yè)化生產(chǎn)配比，進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備。

1 新西蘭海砂成分及特性

新西蘭海砂產(chǎn)于新西蘭近海灘，由海水沖刷浸泡形成的天然含鐵礦物，屬于釩鈦磁鐵礦，為難燒礦物[1]。

表1 新西蘭海砂成分（%）

新西蘭海砂V2O5、P、Al2O3和TiO2含量較高，配加后高爐渣中Al2O3和TiO2含量升高較多。堿金屬含量較高，配加后高爐堿負(fù)荷升高。其同化溫度1300℃以上，液相生成能力較差；粘結(jié)相強(qiáng)度0.35KN，非常低，影響燒結(jié)礦強(qiáng)度降低。新西蘭海砂粒度較粗（-200目在10%以下），比表面積小，釩鈦鐵精粉成球性能較差[2]，而新西蘭海砂成球性能更差。

2 豎爐配加實(shí)踐

因新西蘭海砂粒度較粗，比表面積小，親水性差，不易成球，因此在豎爐進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)時(shí)，考慮兩個(gè)方式，一是新西蘭海砂原礦直接在豎爐配加，逐漸提高配比，跟蹤能夠接受的最高比例；二是將海砂進(jìn)行細(xì)磨加工，達(dá)到-200目占70%左右，再進(jìn)行生產(chǎn)配加跟蹤，確定最大配比量。

2.1 配加海砂原礦生產(chǎn)試驗(yàn)

2.1.1 生產(chǎn)試驗(yàn)方案

表2 豎爐配加海砂原礦方案

為減少高爐（Al2O3+TiO2）升高，同時(shí)避免球團(tuán)礦TiO2含量升高抗壓強(qiáng)度降低[3]，因此方案中隨著提高海砂配比，相應(yīng)降低鈦含量高的釩鈦粉C配比。根據(jù)加權(quán)細(xì)度，海砂配比最高設(shè)定為15%。2.1.2 含鐵料配比（%）生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果

（1）豎爐過(guò)程參數(shù)對(duì)比。

表3 豎爐過(guò)程參數(shù)對(duì)比

如上表所示，在海砂配比達(dá)到10%以前，隨著海砂配比的提高，生球落下強(qiáng)度有所降低，抗壓強(qiáng)度變化不大，膨潤(rùn)土消耗略有升高，燃燒室壓力逐漸升高，處于豎爐能夠接受范圍內(nèi)。海砂配比達(dá)到15%時(shí)，生球質(zhì)量明顯降低，不符合工藝要求，另外燃燒室壓力較基準(zhǔn)升高3.5Kpa，主要原因?yàn)楹Ｉ凹?xì)度較糙，成球性差，導(dǎo)致隨著其配比升高，爐內(nèi)粉末增多（爐口粉末增多較為明顯），導(dǎo)致?tīng)t體透氣性變差。

（2）球團(tuán)礦產(chǎn)、質(zhì)量變化情況。隨著海砂配比提高，爐內(nèi)粉末增多，返礦率、除塵灰率較基準(zhǔn)期呈升高趨勢(shì)，其中配加10%海砂時(shí)，較基準(zhǔn)期升高了1.05%，配加15%海砂時(shí)，升高了2.06%。配加15%海砂時(shí)，燃燒室壓力明顯升高，爐內(nèi)塌料現(xiàn)象較多，爐況難以維持長(zhǎng)期穩(wěn)定，被迫降低入爐生球量時(shí)，爐況才略有緩解。

表4 球團(tuán)礦產(chǎn)質(zhì)量變化

2.1.3 豎爐配加海砂建議

（1）膨潤(rùn)土調(diào)整：配加海砂時(shí)，初始配比按照未配前膨潤(rùn)土配比提高0.1%調(diào)整，配加海砂后，根據(jù)生球質(zhì)量情況微調(diào)膨潤(rùn)土配比。

（2）配加海砂后，重點(diǎn)關(guān)注混合料潤(rùn)磨情況，保證潤(rùn)磨機(jī)電流穩(wěn)定，跟蹤潤(rùn)磨前后細(xì)度變化。

（3）燃燒室溫度：為防止?fàn)t內(nèi)結(jié)塊，燃燒室溫度較正常溫度降低10℃控制。

（4）配加海砂后為防止成品球冷卻時(shí)間延長(zhǎng)，成品崗位工重點(diǎn)關(guān)注料溫情況，通過(guò)調(diào)整排料量與時(shí)間間隔、調(diào)整帶冷機(jī)機(jī)速，確保成品球溫度合格。

（5）因新西蘭海砂堿金屬較高，若爐箅子糊料現(xiàn)象嚴(yán)重，定修時(shí)做好清理工作，確保烘干床透氣性。

2.2 配加細(xì)磨海砂生產(chǎn)試驗(yàn)

因新西蘭海砂是由海水沖刷浸泡形成的天然含鐵礦物，粒度較粗，成球性差，為提高豎爐使用配比，研究將海砂原礦通過(guò)細(xì)磨后，-200目達(dá)到70%左右，再配加到豎爐配料中，跟蹤產(chǎn)質(zhì)量情況。

表5 海砂原礦細(xì)磨前后指標(biāo)對(duì)比（%）

海砂細(xì)磨考慮成本情況，采用的選廠球磨設(shè)備，少量甩尾，品位及其他成分變化不大，-200目細(xì)度由20%提高到69%，成本約增加50元/t海砂。

2.2.1 生產(chǎn)試驗(yàn)方案

根據(jù)海砂原礦試驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)考慮細(xì)磨海砂僅3000噸量，因此生產(chǎn)試驗(yàn)方案初始設(shè)定為20%細(xì)磨海砂，第二步設(shè)定為30%細(xì)磨海砂。詳見(jiàn)表6。

表6 細(xì)磨海砂試驗(yàn)方案

2.2.2 生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果

（1）豎爐過(guò)程參數(shù)對(duì)比。

表7 豎爐過(guò)程參數(shù)對(duì)比

如上表所示，隨著細(xì)磨海砂配比提高，生球質(zhì)量變化不大，膨潤(rùn)土消耗略有升高，燃燒室壓力逐漸升高，處于豎爐能夠接受范圍內(nèi)。

（2）球團(tuán)礦產(chǎn)、質(zhì)量變化情況。

表8 球團(tuán)礦產(chǎn)質(zhì)量變化

隨著細(xì)磨海砂配比提高，返礦率、除塵灰率較基準(zhǔn)期呈升高趨勢(shì)，爐況基本正常，但產(chǎn)量呈降低趨勢(shì)。

因細(xì)磨海砂量不足，未再進(jìn)行提配比試驗(yàn)，后續(xù)具備條件后，再進(jìn)行詳細(xì)生產(chǎn)試驗(yàn)跟蹤。

3 結(jié)論

①新西蘭海砂屬于難燒礦物，其堿金屬含量高，V2O5、Al2O3和TiO2含量較高，液相生產(chǎn)能力較差，粘結(jié)相強(qiáng)度低，成球性較差。②新西蘭海砂可以作為國(guó)內(nèi)釩鈦粉的替代物，作為提釩的原料在傳統(tǒng)高爐工藝中使用。③豎爐配加新西蘭海砂原礦后，出現(xiàn)成品率降低，燃燒室壓力升高，產(chǎn)量降低，爐況變差現(xiàn)象。在承德建龍現(xiàn)有豎爐裝備和配礦條件下，配加新西蘭海砂原礦應(yīng)≯10%。④對(duì)新西蘭海砂原礦進(jìn)行細(xì)磨后，可在豎爐提高其配加比例，在承德建龍現(xiàn)有豎爐裝備和配礦條件下，至少可以配加20%細(xì)磨新西蘭海砂。