田仕友
( 酒鋼集團(tuán)宏興鋼鐵股份有限公司，甘肅嘉峪關(guān)735100)
摘 要: 酒鋼選燒廠球團(tuán)豎爐在2016 年根據(jù)高爐對(duì)含鈦爐料的需要，先后組織四次釩鈦球團(tuán)礦的生產(chǎn)，滿足了高爐的需要同時(shí)也降低了球團(tuán)礦原料成本和拓寬了原料種類。主要對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐過程進(jìn)行總結(jié)，包括相關(guān)機(jī)理及數(shù)據(jù)分析，為后續(xù)再次生產(chǎn)釩鈦球團(tuán)礦進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備。
關(guān) 鍵 詞: 球團(tuán)豎爐；釩鈦球團(tuán)； 釩鈦精礦
1 引言
高爐中的TiO2在高溫區(qū)可同碳和氮發(fā)生還原反應(yīng)生成TiC和TiN的目的，溶于鐵水中的TiC和TiN，使鐵水黏度增加，流動(dòng)性降低，鐵水中的TiC和TiN可以固溶體的形式結(jié)晶析出在爐體腐蝕處，形成起保護(hù)作用的沉淀層，從而達(dá)到保護(hù)高爐的效果。通常使用的釩鈦塊礦作為高爐個(gè)性化護(hù)爐的原料，但其價(jià)格高、冶金性能差，采購量少；而釩鈦燒結(jié)礦可以使用釩鈦精礦但鈦含量低，滿足不了高爐護(hù)爐的需要。將廉價(jià)的釩鈦磁鐵精礦用于球團(tuán)生產(chǎn)可以同時(shí)得到以下益處: ⑴可以使鈦含量達(dá)到5%～10%滿足高爐護(hù)爐的需要；⑵酒鋼周邊釩鈦磁鐵礦價(jià)格較周邊磁鐵精礦低30%，球團(tuán)礦配加釩鈦磁鐵礦能有效降低球團(tuán)礦成本；⑶在使用上可以做到有針對(duì)性，在需要護(hù)爐的高爐上配加，可使其他的高爐不受影響。因此對(duì)釩鈦磁鐵礦作為球團(tuán)原料用于球團(tuán)生產(chǎn)的研究具有重要的意義。
2 原料條件及配礦結(jié)構(gòu)
在影響礦粉成球性能的因素中，原料粒度對(duì)成球性影響很大，合適的粒度，大顆粒、中顆粒之間嵌入小顆粒，這樣排列緊密，堆積起來的孔隙率低，顆粒間距小，有利于毛細(xì)力和黏滯力的增加，有利于降低膨潤土的使用配比，一般適宜的造球綜合礦粒度要求為-200目粒度≥70%。由表1 可以看出鈦精礦B、C鈦含量分別為22．55%、23．8%，-200目粒度為30．4%、32．75%，粒度較粗，釩鈦磁鐵礦精礦粉具有粒度比較粗，比表面積小，含鐵品位比較低等性質(zhì)，這些都會(huì)造成礦粉顆粒表面親水性差，致使造球比較困難，不能單獨(dú)用于球團(tuán)生產(chǎn)，實(shí)際生產(chǎn)中通過與礦A進(jìn)行按比例混合成綜合精礦進(jìn)行造球。以上三種精礦均為磁鐵精礦，磁鐵礦氧化成赤鐵礦時(shí)伴隨結(jié)構(gòu)的變化，由等軸晶系轉(zhuǎn)為六方晶系，該過程有利于在相鄰的顆粒之間形成晶鍵，成品冶金性能較好，且該過程是放熱反應(yīng)，放出的熱能計(jì)劃相當(dāng)于焙燒球團(tuán)礦總熱的一半，可以節(jié)約能源；但如果磁鐵礦不能在低溫區(qū)充分氧化，中心有剩余的磁鐵礦，在高溫區(qū)磁鐵礦與脈石SiO2反應(yīng)，生產(chǎn)低熔點(diǎn)化合物而出現(xiàn)液相，在冷卻階段產(chǎn)生收縮出現(xiàn)同心裂紋，導(dǎo)致球團(tuán)礦強(qiáng)度降低。
3 工藝流程及熱工參數(shù)控制
3．1 工藝流程
利用礦B、礦C高鈦粗礦粉，首先要經(jīng)過與礦A按一定比例混勻，然后配加合適比例的膨潤土作為黏結(jié)劑經(jīng)過潤磨，造球盤進(jìn)入球團(tuán)豎爐。工藝流程見圖1。
3．2 生球質(zhì)量控制
以礦A作主料，以釩鈦精礦作配料，其膨潤土配比對(duì)生球質(zhì)量的影響如表2所示。
由表2可以看出對(duì)生球落下強(qiáng)度影響比較明顯的是綜精粒度，礦B、礦C成球性質(zhì)接近，以礦A 作主料與釩鈦精礦B、C按50%、45%、30%進(jìn)行配比生產(chǎn)，生球落下強(qiáng)度隨綜精粒度的提高落下強(qiáng)度增加。根據(jù)豎爐球團(tuán)生產(chǎn)操作規(guī)程要求落下強(qiáng)度大于4．5次/個(gè)，但由于高爐對(duì)釩鈦球團(tuán)中鈦含量的要求，實(shí)際生產(chǎn)中控制釩鈦精礦B、C進(jìn)行按45%、30%兩種配比，進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)控。
3．3 生球熱工參數(shù)控制
生球在焙燒前需要干燥脫水，以避免焙燒時(shí)發(fā)生破裂，所以應(yīng)該嚴(yán)禁濕球入爐。表面汽化和熱內(nèi)部擴(kuò)散是濕球干燥過程的兩個(gè)熱過程。在整個(gè)干燥過程中兩個(gè)熱過程在不同階段表現(xiàn)不同且同時(shí)進(jìn)行，水分干燥的速度隨著水分降低而降低。生球在干燥過程中體積產(chǎn)生收縮，由于物料特性和干燥制度的不同，生球表面和中心會(huì)產(chǎn)生濕度差，生球的表面濕度小則收縮比較大，生球中心的濕度大則收縮比較小，這種不均勻收縮會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，生球干燥過程一般是表面收縮大于平均收縮率，生球表面受到拉力和剪切力的影響，一旦生球表層的拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力超過生球表層的極限抗拉強(qiáng)度和抗剪切強(qiáng)度，生球便發(fā)生破裂。豎爐生產(chǎn)中由于生球干燥過程中爆裂，導(dǎo)致爐內(nèi)透氣性變差，表現(xiàn)為冷卻風(fēng)量降低，由表3可以看出釩鈦球45%-B、釩鈦球30%-B較釩鈦球45%-C、釩鈦球30%-C干燥過程需要的溫度高，且爆裂嚴(yán)重。
釩鈦球45%-B、釩鈦球30%-B較釩鈦球45%-C、釩鈦球30%-C焙燒溫度高、產(chǎn)量較低且成品抗壓強(qiáng)度低，表明釩鈦球45%-B、釩鈦球30%-B焙燒性能較差，焙燒時(shí)間長，固結(jié)能力差抗壓強(qiáng)度低。釩鈦球與礦A非釩鈦球相比抗壓強(qiáng)度明顯較低，產(chǎn)量低，主要原因是由于鈦鍵接需要的溫度較鐵高，而球團(tuán)礦的抗壓強(qiáng)度主要是有顆粒之間產(chǎn)生的晶鍵鍵接固結(jié)后產(chǎn)生。
4 結(jié)語
⑴爐內(nèi)粉末量多時(shí)，會(huì)造成工序能耗上升，易發(fā)生生產(chǎn)性滑料事故，且影響帶冷機(jī)冷卻效果。釩鈦球45%-B、釩鈦球30%-B生產(chǎn)中應(yīng)降低產(chǎn)量，降低烘干溫度，減少爆裂量，提高冷卻風(fēng)量。由于釩鈦球團(tuán)礦固結(jié)效果差，生產(chǎn)釩鈦球團(tuán)礦燃燒室溫度控制要較普通球團(tuán)礦提高，冷卻風(fēng)量降低，增加焙燒時(shí)間。釩鈦礦粒度粗成球性能差，為保證生球質(zhì)量將釩鈦精礦配比降至30%以下，膨潤土添加比例適當(dāng)提高。
⑵球團(tuán)豎爐生產(chǎn)釩鈦球團(tuán)礦，經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)過程的熱工參數(shù)調(diào)整，基本滿足了高爐的需求，但球團(tuán)礦成品質(zhì)量有所下降，結(jié)塊增多，抗壓強(qiáng)度下降，粉末增多。下一步將圍繞提高球團(tuán)礦質(zhì)量和提高鈦含量進(jìn)行科技攻關(guān)工作。
⑶2016年期間累計(jì)生產(chǎn)釩鈦球團(tuán)礦達(dá)5萬t，不僅生產(chǎn)出了合格的釩鈦球團(tuán)礦，為公司高爐護(hù)爐提供了更好的原料，有效降低了原料價(jià)格，同時(shí)，也為我們工藝生產(chǎn)積累了更多的經(jīng)驗(yàn)。
參 考 文 獻(xiàn):
［1］王賓，張永康．攀鋼釩鈦球團(tuán)生產(chǎn)實(shí)踐［J］．攀鋼科技，2005(12):15-18．
［2］王國勝．球團(tuán)豎爐預(yù)熱焙燒過程解析［J］，燒結(jié)球團(tuán)，2003(6):12-16．
［3］劉兆興，杜來增．高爐爐底長壽攻關(guān)［J］．山東冶金，2004，26(6):16-17．