摘要对攀成钢3号高炉增大钒钛矿用量后渣中TiO₂达到15％的冶炼试验进行了总结。通过优化炉料结构、强化高炉操作、加强炉前操作等措施，试验取得了成功。在此基础上，目前攀成钢炼铁厂各高炉钒钛矿用量大幅度增加。

关键词  高炉  钒钛矿  TiO₂

1概况

    为降低铁水成本，增强产品竞争力，根据攀钢集团的安排，由攀钢研究院牵头，攀成钢炼铁厂等单位参与，在攀成钢3号高炉(有效容积为335m³)进行了增大钒钛矿用量试验。试验目的是逐步增大钒钛矿用量，使渣中TiO₂达到15％，摸索钒钛矿用量增加，对高炉冶炼的影响以及冶炼钒钛矿的工艺技术操作特点，为公司增加钒钛矿用量，降低原料成本，获得较好的技术经济指标提供技术支持。

    攀成钢3号高炉于1996年投产，目前已处于炉龄末期，炉缸局部侵蚀严重，炉缸水温差较高，考虑到马上要进行大修，为降低试验风险，因此炼铁厂决定在3号高炉进行钒钛矿冶炼试验。3号高炉正常生产时渣中TiO₂为10．62％，为保证试验顺利进行，采用了比正常生产更好的原料条件，并将试验分为两个阶段，第一阶段为10月15日～11月3日，渣中TiO₂达到13％，第二阶段为11月4日～11月23日，渣中TiO₂达到15％。

2试验条件

    (1)使用二级焦炭，其中50％攀钢焦(优于其他外购焦)。

    (2)熟料比100％，，其中球团矿配比为24％。

    (3)优先保证3号高炉的富氧使用量，平均富氧率为2．67％。

    (4)铁水罐、设备等外部条件稳定。

    各种原料质量指标见表1、表2、表3。

3试验概况

    (1)试验期间主要指标见表4。

    (2)产量、焦比校正。由于第一阶段与第二阶段的各阶段操作参数不尽相同，而一些主要参数对生铁产量及焦比有较大的影响，如入炉品位、焦炭质量、富氧率等，以第一阶段为基准期对第二阶段进行焦比、产量校正。各阶段需要校正的操作参数变化见表5校正结果表6。

    由表6可见，由于各阶段的操作参数变化较大,其校正后的影响量也各不相同，工业试验期问校正后的产量、焦比比较见表7。由表7可见，高炉配加钒钛矿后，在对各种影响因素进行校正后，其产量有一定降低，焦比也有所下降。   

    (3)试验结果分析。第一阶段渣中TiO₂达到12．36％，高炉在总结去年增加钒钛矿冶炼试验经验的基础上，按照试验前制定的增加钒钛矿用量的冶表5两阶段主要的操作参数变化炼技术措施，精心操作，结合铁水测温仪及时掌握铁水温度，控制炉温较为稳定，炉况稳定，高炉炉前总结了上半年渣中TiO₂接近10％的操作经验，在适当增加人员的基础上，放好渣铁，由于试验期原料条件优于正常水平，富氧率较正常水平高1％左右，所以各项指标均优于正常水平。

     第二阶段渣中TiO₂平均为14．67％，高炉在坚持第一阶段的操作方针的同时，适当降低铁水中[Si]+[Ti]的控制范围。继续以稳定炉温，稳定炉况，保持较高的冶炼强度。该阶段后期高炉渣中带铁上升，渣口放渣难度增大，炉前工作量有所增加，炉前采取增加出铁次数(每日18次)来减轻炉缸压力，高炉指标较上一阶段有所下降，但尚可正常生产，除11月8日渣口大套损坏，换大套休风，临时下调钒钛矿用量外，11月10日～11月23日渣中TiO₂保持在15％左右。

    11月19日、20日两日，随着高炉冶炼强度的进一步提高，高炉产量分别达到1090t、1123t，指标较好。但是21日开始，由于3号高炉处于炉龄末期铁口区域砖衬侵蚀严重，铁口深度不足，只能维持在800mm左右，最低时只有600mm，威胁到高炉安全生产，21日高炉被迫堵铁口附近的风口，适当降低冶炼强度操作，22日甚至减风至130kPa达6h，以维持铁口深度。高炉利用系数22日为2．83，23日为2．49，24日为2．29，高炉产量逐步下降，炉缸状态迅速恶化，出现明显堆积状态，24日中班被迫停止钒钛矿冶炼试验。25日炉缸状态仍未恢复，白班高炉出铁过程中，风口大、中套之问冒渣，导致大套烧坏。该阶段试验结果表明，钒钛矿冶炼的高炉必须保持较高的冶炼强度，减风、慢风、降低冶炼强度将引起炉缸堆积。

4存在的问题

    (1)试验第一阶段，由于原料中TiO₂波动的原因，及端部料的影响，炉渣中TiO₂长时间未能达到要求的13％，导致整个阶段渣中TiO2的偏低，仅为12．36％。

    (2)11月8、9日由于考虑到炉温处于下限水平易导致炉况失常，对铁水温度的控制范围进行了上调，铁水中[Si]的下限由0．20％上调至0．25％，铁水温度按1430～1450℃控制，高炉操作上由于实际控制炉温偏高，渣中带铁加重，渣口烧坏，导致渣铁排放欠佳；又由于渣口中套未上严，渣口中套退出，渣口大套和中套之间来渣，烧坏渣口大套，高炉被迫休风更换渣口大套，临时减少钒钛矿用量。

    (3)在11月22、23日，由于高炉冶炼强度的提高，造成铁口变浅，为了保证高炉安全，防止炉缸烧穿，在堵风口无效的情况下，高炉采取减风控冶强来增加铁口深度。由于慢风时间较长，加上经常加减风，炉温控制比较困难，炉温波动大，渣口放渣带铁重，铁口出现只来渣不来铁或只来铁不来渣的情况，从渣口排放炉渣较困难，渣铁只从铁口排放，导致炉内渣铁出不净，炉缸状态迅速恶化，11月24日中班被迫暂停试验，25日高炉在出铁过程中12号风口大、中套之间冒渣，大量炉渣涌出，高炉进行紧急休风处理，休风后检查12号风口大、中套坏，更换大、中套耗时10h左右。

5配加钒钛磁铁矿冶炼特点分析及采取的措施

5．1炉内操作特点

    (1)钒钛矿冶炼必须保持较高的冶炼强度。冶炼强度高，渣铁在炉内停留时候短，有利于抑制Ti(C、N)的生成，有利于保持渣铁良好的流动性，有利于冶炼的顺利进行。3号高炉冶炼试验过程中由于铁口浅而堵风口导致强度下降，又因渣口破损引起连续慢风，使高炉冶炼陷入恶性循环。为此，必须在出现初期征兆时，强化各方面工作，保持高强度冶炼，根据我厂特点，冶炼强度必须保持在1．65以上。

    (2)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，活跃炉缸。3号高炉实际鼓风动能应保持在42kJ／s以上。

    (3)钒钛矿冶炼应保持物理“热”，化学“凉”，[Si]+[Ti]应控制在0．4％～0．6％，铁水物理温度应控制在1400～1430℃。为此应全关加湿，使用全风温，用喷煤量和富氧量来调剂炉况，这一理念已经形成规范。另外必须保持炉温充足稳定，为此，加强了原料管理，焦炭混均工作进一步细化，称量漏斗和料车均作好标记以查看焦炭体积，原料槽上取样并及时通报，以促进高炉作好预调剂；为了更好地指导高炉操作，稳定炉温，在炉前增设了测温装置，每炉测量物理温度。这一点在[Si]+[Ti]大幅度降低的情况下，为避免出现热结、大凉及炉缸冻结等生产事故，显得特别重要。

    (4)造渣制度。由于钒钛矿Al₂O₃含量偏高，随着钒钛矿比例的提高，渣中Al₂O₃逐步提高，常常达到14％以上，为此，铁厂与科技部协商了高Al₂O₃矿的控制标准，尽量控制高Al₂O₃矿入厂。在目前情况下，渣中MgO含量在9．4％左右，炉渣流动性基本能得到保证。为保证脱硫效果和充足的热焓，以做到物理“热”，化学“凉”，炉渣碱度宜适当提高，控制在1.10～1．20。另外，炉渣的性能与炉缸工作状态有很大的关系，当炉缸活跃，炉缸中生成的TiC、TiN就少，的流动性较好，相反，当炉缸状态较差，炉缸中生成的TiC、TiN就多，炉渣的流动性较差，炉缸工作状态不同的时期炉渣成分见表8。

 5·2炉前工作   

    (1)渣口工作。目前，生产过程中常因渣口连续破损导致慢风和放不好渣。通过分析，采取“勤放、勤堵、勤捅”，2个渣口轮流放渣，在出铁过程中放上渣等措施多放上渣，另外改造堵渣机，增大堵头通风口径等工作也在进行中。   

    (2)出铁操作。炉前贯彻以“抢”字当头，及时出尽渣铁，在上一次没出好的情况下及时抢铁次。要加强铁口操作与维护，改善炮泥质量，保持铁口深度在1400mm左右。铁口浅，堵风口，低强度冶炼，炉缸状态恶化，渣中带铁多，上渣放不好，进入恶性循环是本次钒钛冶炼被迫停止的原因，因此，铁口维护工作要高度重视。   

5．3要加强炉内与炉前的协调   

    冶炼钒钛矿炉内与炉前的相互影响比冶炼普矿更加大。因此，工长花更多的精力抓炉前工作，指导炉前开铁口，根据炉前出渣出铁的情况采取相应的措施，避免因渣铁出不净导致炉温大波动。   

 6经验总结  

    (1)要特别重视炉缸的活跃。若出现只来渣不来铁，或只来铁而渣很少，说明有问题，应高度重视，并采取相应的措施。   

    (2)要坚决杜绝连续炉热，以避免长期炉热引起炉缸粘结。   

    (3)高度重视炉况顺行。①在渣铁未出好出现憋压的情况下，应主动让风温、风量。②在较长时间休风(超过8h)恢复时，应加够焦炭，变全焦冶炼，送风时堵4～6个风口恢复炉况。炉况恢复正常后恢复喷煤。③在炉况不顺的情况下，长时间不能恢复，应堵风口保持鼓风动能，恢复炉缸状态。   

    (4)要经常检查渣口大、中套，渣口与中套之间是否严密，以防冒渣烧坏大、中套。特别是在渣铁未出好的情况下，放渣前要特别仔细检查，发现异常应暂停该渣口放渣，外部打水冷却，抓紧铁口与另一个渣口的工作。

7结语

  (1)本次试验焦炭成分平均各项指标均优于二级，其中攀钢焦50％，熟料率100％，富氧率达2．67％。在这种条件下，本次试验取得了较好的生产技术指标，说明只要原燃料等基础条件得到保证，冶炼技术是可以逐步适应并掌握的。因此，结合攀成钢实际，在原料条件保证，适当富氧的前提下，渣中TiO₂达到15％左右时，针对钒钛矿冶炼的特点，抓好各项工作，维持高强度冶炼是可以顺利进行的，但根据试验经验，在炉况异常时要及时下调钒钛矿用量。

  (2)炉况稳定，炉温控制区间很窄，是钒钛矿冶炼成功与否的关键技术特征，本次试验还充分地证明了这一点。炉温波动则频繁烧坏渣口，炉前被动，炉内守不住风；炉温稳定，则生产主动、顺畅。本次焦炭质量得到保证是成功的关键所在。

    (3)由渣中TiO₂13％和150%两个阶段对比数据看产量也呈现下降趋势。由于铁口不正常，本次试验提前结束，未能充分暴露出钒钛矿冶炼的技术问题。因铁口问题导致的风口烧穿以及炉况失常的恢复是留待下一步解决的重要问题。

    (4)随着钒钛矿比例提高，铁口浅的矛盾日益突出，应适当提高使用炮泥的档次。