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河鋼承鋼2500m3高爐配加澳球的實踐
來源：2019年第七屆煉鐵對標、節(jié)能降本及新技術(shù)研討會論文集|瀏覽：次|評論：0條 [收藏] [評論]
河鋼承鋼2500m3高爐配加澳球的實踐韓磊1劉二浩1胡春艷1,2李立芬1苗慧源1（1 河鋼股份有限公司承德分公司，河北 承德 067001，2 華北理工大學(xué)冶金與能源學(xué)院，河北 唐山 063210）摘 要…
河鋼承鋼2500m3高爐配加澳球的實踐
韓磊1 劉二浩1 胡春艷1,2 李立芬1 苗慧源1
（1 河鋼股份有限公司承德分公司，河北 承德 067001，
2 華北理工大學(xué)冶金與能源學(xué)院，河北 唐山 063210）
摘 要：本文通過對河鋼承鋼2500m3高爐配加澳洲高品位含釩球團礦試驗結(jié)果的統(tǒng)計，從高爐原料結(jié)構(gòu)、渣鐵比、鐵水含釩、高爐參數(shù)與噸鐵效益等方面進行對比，分析了在高爐工序配加澳洲高品位含釩球團礦的可行性。韓磊1 劉二浩1 胡春艷1,2 李立芬1 苗慧源1
（1 河鋼股份有限公司承德分公司，河北 承德 067001，
2 華北理工大學(xué)冶金與能源學(xué)院，河北 唐山 063210）
關(guān)鍵詞：釩鈦礦；含釩球團；
1 前言
釩有著“工業(yè)味精”之稱，是我國重要儲備物資，其主要提起礦物——釩鈦磁鐵礦也是國際上公認的戰(zhàn)略資源[1]，然而全球的釩資源儲備極不平衡（釩鈦磁鐵礦分布見圖1-1），在我國卻有著儲量大、分布廣的特點，對其進行合理規(guī)劃、充分利用，將具有重大的戰(zhàn)略意義[2-3]。
河北承德地區(qū)是我國釩鈦磁鐵礦的第二大產(chǎn)區(qū)，經(jīng)2006年普查，總儲量80億噸，僅次于我國攀西地區(qū)。近年，河鋼承鋼為較大限度的對釩資源進行回收，將釩鈦磁鐵礦在燒結(jié)工序的應(yīng)用已提高至入口原料比例的48%。
2 承鋼釩鈦磁鐵礦的應(yīng)用
2.1 釩鈦礦燒結(jié)
釩鈦礦的燒結(jié)與普通礦相比，自身具有特殊性。由于在燒結(jié)過程中固相反應(yīng)階段會形成高熔點的鈣鈦礦（熔點：1970℃），導(dǎo)致液相析出時所需溫度較高，造成了成品礦強度低[4]。
因此，提高釩鈦磁鐵礦的配比，會導(dǎo)致燒結(jié)生產(chǎn)中返礦率高、易碎裂和低溫還原粉化率高等缺點的加劇。帶來的后果就是高爐原料供應(yīng)的降低、透氣性指數(shù)的下降與爐況的惡化。
為減弱因釩鈦礦的大量使用對鐵前工藝造成的不利影響，河鋼承鋼將釩回收的著眼點轉(zhuǎn)移到球團礦上。并且本地球團礦相對于燒結(jié)礦而言，還具有鐵、釩品位高等優(yōu)點（化學(xué)成分將表2-1）。
表2-1 燒結(jié)礦與球團礦返學(xué)分析對比（%）
| TFe | FeO | S | P | TiO2 | V2O5 | CaO | SiO2 | MgO | Al2O3 | R2 | H2O | |
| 燒結(jié)礦 | 54.86 | 8.93 | - | 0.062 | 2.04 | 0.26 | 11.06 | 5.16 | 1.94 | 1.77 | 2.15 | - |
| 球團礦* | 60.23 | 0.88 | 0.002 | 0.057 | 3.11 | 0.45 | 1.20 | 5.40 | 2.59 | 1.30 | 0.22 | 0.34 |
2.2 球團礦
但因承德當(dāng)?shù)剽C鈦磁鐵礦有著“中釩中鈦”的特點（成分見表2-2），過高的當(dāng)?shù)氐V的使用，勢必會引起高爐原料鈦負荷的增長。原料中鈦氧化物會與高爐中C、N元素發(fā)生反應(yīng)，生成高熔點化合物（TiC、TiN），從而加重液態(tài)爐渣的稠化，降低高爐透氣性，嚴重時影響高爐順行。
表2-2 承鋼用鐵精粉化學(xué)成分對比（%）
| TFe | S | P | V2O5 | TiO2 | SiO2 | Al2O3 | H2O | |
| 本地釩鈦磁鐵礦粉 | 61.85 | 0.126 | 0.019 | 0.73 | 6.29 | 2.32 | 2.46 | 8.67 |
| 外購鐵精粉 | 66.06 | 0.096 | 0.008 | 0.03 | 0.16 | 6.08 | 0.57 | 8.46 |
3 配加外購球團試驗
為充分利用本地釩鈦礦，又不至入爐鈦負荷的過度增長，承鋼在不降低本地釩鈦磁鐵礦配比的前提下，在高爐工序引入外購澳洲高品位含釩球團礦（以下簡稱澳球），并在高爐作業(yè)區(qū)展開試驗。
3.1 澳球化學(xué)分析
澳球與本地球團礦相比，具有鐵、釩品位高，TiO2含量低等優(yōu)點（化學(xué)分析見表3-1）。
表3-1 球團礦化學(xué)分析對比（%）
| TFe | FeO | V2O5 | TiO2 | S | P | MgO | CaO | SiO2 | Al2O3 | R2 | H2O | |
| 雙福 | 60.11 | 0.69 | 0.46 | 3.27 | 0.002 | 0.055 | 2.49 | 1.14 | 5.55 | 1.22 | 0.21 | 0.12 |
| 信通 | 60.28 | 0.45 | 0.43 | 2.73 | 0.002 | 0.060 | 2.75 | 1.33 | 5.29 | 1.34 | 0.25 | 0.10 |
| 創(chuàng)遠 | 60.31 | 1.50 | 0.47 | 3.32 | 0.002 | 0.055 | 2.53 | 1.13 | 5.37 | 1.34 | 0.21 | 0.81 |
| 澳球 | 65.36 | 0.87 | 0.68 | 1.34 | 0.002 | 0.010 | 0.11 | 2.55 | 0.51 | 0.04 | 1.01 |
2019年3月在高爐作業(yè)區(qū)開展試驗，本次試驗以澳球等量替代部分本地球團礦，其比重占入爐原料的10%，并將配加澳球前、后的各一周作為本次試驗的基準期與試驗期，經(jīng)過對高爐各項生產(chǎn)指標展開對比，進行評估。
3.3 試驗結(jié)果
（1）入爐綜合品位
本次試驗基準期入爐原料結(jié)構(gòu)為71%燒結(jié)礦+26%雙福球團礦+3%紐曼塊礦，在試驗期間入爐原料結(jié)構(gòu)調(diào)整為69%燒結(jié)礦+18%雙福球團礦+10%澳球+3%紐曼塊礦�；鶞势谂c試驗期平均入爐綜合品位分別為56.78%、57.61%，其走勢見圖3-1。
由于入爐綜合品位的升高，帶來了高爐渣量的降低，渣鐵比（水渣）由基準期的555.01kg/t至試驗期降至505.83kg/t，降低49.18kg/t，為高爐順行進一步創(chuàng)造了條件。試驗過程中，高爐渣鐵比走勢見圖3-2。
（2）鐵水含釩
經(jīng)爐料結(jié)構(gòu)調(diào)整，試驗期入爐含釩品位由基準期的0.276%提高至0.326%，較基準期提高0.050%，入爐綜合含釩走勢見圖3-3。
入爐綜合含釩品位的升高，直接提升了高爐鐵水含釩量，由基準期0.192%提高至0.233%，鐵水含釩提高0.041%，見圖3-4。
（3）高爐參數(shù)
在本次試驗期間，高爐冷風(fēng)流量、透氣性指數(shù)均未發(fā)生較大變化，基準期平均冷風(fēng)流量4952m3/min，試驗期品均冷風(fēng)流量4967m3/min，平均透氣性指數(shù)由32.15降至32.12，冷風(fēng)流量與透氣性指數(shù)分布見圖3-5。
試驗期間本體熱負荷整體呈下行趨勢，基準期熱負荷均值17370至試驗期降至14143，煤氣利用率走勢平穩(wěn)，小幅下行，降低0.06%，熱負荷與煤氣利用系數(shù)分布見表3-6。
本次試驗期間，對高爐燃料消耗做出統(tǒng)計，試驗期間平均煤比130 kg/t.Fe，較基準期提高11kg/t.Fe，燃料比502kg/t.Fe，較基準期降低4kg/t.Fe，煤比、燃料比分布見圖3-7。
4 效益計算
以當(dāng)前市場價格，對基準期與試驗期原料成本進行測算，主要原料價格見表4-1。
表4-1 高爐原料成本
| 原料種類 | 燒結(jié)礦 | 本地球團 | 澳球 | 紐曼塊 |
| 價格（元/噸） | 803 | 960 | 1100 | 1130 |
（803×71%＋960×26%＋1130×3%）÷56.78%÷0.94＝1599.36元/噸
試驗期原料成本：
（803×69%＋960×18%＋1100×10%＋1130×3%）÷57.61%÷0.94＝1607.97元/噸
原料成本上漲1607.969－159.361＝8.61元
雖然噸鐵原料成本上漲8.61元，但以承鋼對鐵水采取優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的原則，以鐵水含釩量的不同，區(qū)別定價，在基準價格上進行核算，見表4-2。
表4-2 以[V]為基準核算
| [V](%) | ≤0.190 | 0.190~0.200 | 0.200~0.230 | 0.230~0.260 |
| 可算幅度（元/噸） | -17 | 0 | 6.55 | 13.10 |
故，配吃奧球后由于鐵水含釩量的升高，噸鐵成本降低13.10－8.61＝4.49元。
5 結(jié)論
（1）配吃澳球后，由于澳球TFe品位65.36%，使入爐綜合品位升高0.83%。.
（2）由于品位的提升，渣鐵比降低49.18kg/t。
（3）入爐結(jié)構(gòu)調(diào)整后，由于入爐綜合含釩品位升高0.50%，導(dǎo)致鐵水含釩升高0.041%。
（4）試驗期在提高入爐綜合含釩品位過成中，由于未引起鈦負荷的升高，使高爐參數(shù)有所提升：冷風(fēng)流量提高15m3/min，熱負荷降低3234，煤比升高11kg/t.Fe，燃料比降低4kg/t.Fe；當(dāng)對煤氣利用率與透氣性指數(shù)稍有影響：煤氣利用率降低0.06%，透氣性指數(shù)降低0.03%。
（5）試驗期間，通過對原料成本與鐵水優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的比對，配加澳球，提高鐵水含釩后，噸鐵成本降低4.49元。
（6）通過本次試驗結(jié)果比對，在高爐原料中配加部分澳球，從生產(chǎn)與經(jīng)營角度分析是可行的。
參考文獻
[1] 楊文康,楊廣慶,邢宏偉,等.釩鈦燒結(jié)礦與普通燒結(jié)礦軟熔性能對比研究[J].鋼鐵釩鈦,2017,38(4):118-122.
[2] 周軍.做好釩鈦磁鐵礦利用大“文章”[N].中國有色金屬報,2011-8-25(008).
[3] 王瓊杰.最大限度的利用就是合理利用[N].中國礦業(yè)報,2013-07-18(A06).
[4] 李超.承德釩鈦磁鐵礦燒結(jié)成礦機理研究[D].唐山:河北聯(lián)合大學(xué),2014:3-4.
