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德勝釩鈦1250m3高爐低品位高釩鈦礦冶煉降焦比實踐

放大字體  縮小字體 發布日期:2015-10-28  作者:肖大偉  瀏覽次數:477
 
關鍵詞: 高釩鈦 降焦比 實踐
核心提示:摘 要 :德勝釩鈦1250m3高爐在降焦比攻關過程中,通過精料入爐、強化高爐操作和管理及設備改造等方面采取措施,成功突破了低品位高釩鈦磁鐵礦冶煉高焦比的瓶頸,解決冶煉過程中渣比高、脫硫難、爐渣黏的難點,開拓了一條小中型高爐降本的新道路。攻關前后指標對比,提高煤比達57kg/t,降低焦比142kg/t。
 德勝釩鈦1250m3高爐低品位高釩鈦礦冶煉降焦比實踐

肖大偉

(四川德勝鋼鐵有限公司煉鐵廠)

德勝釩鈦1250m3高爐在降焦比攻關過程中,通過精料入爐、強化高爐操作和管理及設備改造等方面采取措施,成功突破了低品位高釩鈦磁鐵礦冶煉高焦比的瓶頸,解決冶煉過程中渣比高、脫硫難、爐渣黏的難點,開拓了一條小中型高爐降本的新道路。攻關前后指標對比,提高煤比達57kg/t,降低焦比142kg/t。

關鍵詞 高釩鈦 降焦比 實踐

1 前言

德勝釩鈦1250m3高爐2010年投產,20個風口送風,兩個鐵口。采用當今最先進的PW無料鐘爐頂上料、軟水密閉循環系統、水淬渣處理系統等技術。但德勝釩鈦地處四川腹地,交通不便,外購礦石成本極高,因此利用攀西地區豐富的低品位高釩鈦磁鐵礦入爐冶煉,是降低成本的有效手段。但該礦種冶煉存在著高爐渣比極高、脫硫困難、爐渣黏稠等技術難點,不利于中大型高爐冶煉,導致焦比一度高達576kg/t。德勝集團在高爐操作上大膽探索創新,通過工藝技術革新,設備改造,原料優化,操作優化,成功在低品位高釩鈦冶煉條件下,降低焦比至434kg/t,達到國內同行業先進水平,對有效利用我國廉價的貧礦資源作出了較大貢獻。

2 焦比偏高的主要原因

2.1客觀原因

2.1.1品位低、渣量大

1250m3高爐所采用的高釩鈦磁鐵礦,綜合入爐品位<49.5%,遠低于全國1000m3級高爐56%的水平[1];渣比高達670kg/t,高于全國1000m3級高爐約270kg/t。

2.1.2渣黏稠

爐溫波動大,高釩鈦磁鐵礦冶煉渣中TiO2≥20%,提高煤比后未燃煤粉進入渣中,由于其具有較高的反應活性,易與爐渣中TiO2還原生成Ti(CN)難熔物質,從而使爐渣變粘稠,流動性變差,放不盡渣鐵,崩、滑、懸料頻繁,造成爐況不受控,為處理爐況被迫降低煤比,輕負荷冶煉,致使焦比大幅升高。

2.1.3燃料質量差、透氣性差

德勝處于四川盆地腹地,周邊優質焦炭、煤粉產地極少,外購焦炭成本較高,因此入爐焦炭質量較差,入爐后在冶煉過程中產生大量粉末,造成高爐料柱透氣性惡化,崩滑料頻繁,高壓差不受風,對釩鈦礦冶煉造成極為不利的影響。

2.1.4硫負荷偏高

硫負荷偏高,脫硫系數低 ,高釩鈦礦冶煉硫分配系數Ls僅5~9,為普通礦冶煉硫分配系數Ls 25~30的1/5。德勝焦炭、煤粉等原料入爐硫含量較高,致使高爐硫負荷高達6kg/t,為保證產品質量爐溫控制較高,產品質量與經濟指標提高矛盾尖銳。

2.1.5渣口設備設計不合理,未能發揮作用

1250m3高爐設計時考慮到渣比較高,為利于排渣參照攀鋼經驗設計1個上渣口,但受場地限制,開爐后發現沖渣溝過短且存在一定安全隱患,因此未能放上渣,鐵口出渣壓力較大。

2.1.6釩鈦磁鐵礦冶煉與普通礦冶煉的差異

普通礦在一定冶煉條件下,冶煉強度越高,則焦比升高、溫度波動增大,脫硫系數降低,對高爐降焦比冶煉是不利的。但高釩鈦磁鐵礦冶煉為減少釩鈦爐料在爐內停留時間,解決TiO2過還原的問題,采取高冶煉強度的方法卻是非常有效的手段,因此存在一定矛盾,不易找準平衡點。

2.2主觀原因

2.2.1高釩鈦冶煉經驗不足

德勝釩鈦1250m3高爐,是公司首座中型高爐,2010年開爐初期由于生產技術經驗不足。對低品位高釩鈦礦中型高爐的冶煉難度認識不足,上、下部調劑的方向及度尚待摸索,導致爐況事故頻發,嚴重影響焦比。

技術人員經驗不足,對中型高爐冶煉操作規范化、科學化、連續性認識不到位,統一操作制度執行不力,導致爐溫波動較大。

2.2.2爐前管理經驗不足

攀鋼幾十年積累的高釩鈦冶煉爐前管理經驗,高釩鈦冶煉爐前管理以“搶”字為先,快速出鐵,減少渣鐵在爐內蓄積的時間。然而,德勝釩鈦1250m3高爐對爐前管理經驗不足。

3 焦比攻關的措施

3.1 改善焦炭質量

改變焦炭結構,大量采購山西等地區高性價比優質冶金焦炭,按經濟比例搭配川內普通冶金焦,從水熄焦入爐為主改變為干熄焦入爐為主,焦炭質量較大改善,使壓差大幅降低,冷風流量逐步平衡穩定。

3.2改善礦石性能

為改善入爐礦石性能,解決外購球團礦石質量不穩定,抗壓強度偏低,并且成本較高的缺點,德勝釩鈦投資將原有66m2燒結機改造為鏈篦機回轉窯球團機;自產釩鈦球團礦較外購普通球團礦減少了運輸過程中的磨損,抗壓強度由1500N/個大幅提升至2000N/個,有效改善原料質量,使高爐還原過程中粉末減少,料柱透氣性改善。

3.3低[Si]+[Ti]冶煉

[Si]+[Ti]冶煉是釩鈦礦冶煉的必由之路,也是大幅降低焦比的有效手段。

對鐵水[Si]+[Ti]冶煉實行考核控制,嚴格把控高爐鐵水[Si]+[Ti],根據技術提高水平不斷收窄爐溫控制區間,最終在爐況穩定情況下,將鐵水含[Si]由0.447%成功降低到0.167%左右,有效提高鐵水流動性,實現釩鈦冶煉渣鐵“快進快出”的要求,解決了TiO2在爐內停留時間過長導致爐渣粘稠的問題,并且理論可降低焦比達110kg/t[2]

3.4調整裝料制度

德勝釩鈦1250m3高爐在開爐初期因爐況順行較差,采用
的裝料制度,
O/C角差2.5°中心配加15%中心焦,著重發展邊緣氣流穩定爐況,因此焦炭負荷僅3.6,礦批30t/批,焦比一度高達576kg/t1250m3高爐大膽轉變思路,逐步取消中心加焦,徹底解決中心加焦燃耗較高冶煉強度受限的問題;以五環焦炭布料形成穩定的焦炭大平臺[1],調整裝料制度穩定為
,發展中心氣流兼顧邊緣形成穩定的操作爐型,并按原料特性調整排料順序,使其達到最優化布料,穩定上部氣流為低硅冶煉創造穩定的氣流條件。

3.5 高強度冶煉

為減少減少釩鈦爐料在爐內停留時間,解決TiO2過還原的問題,1250m3高爐采取一定條件下的高強度冶煉。主要措施是將高爐風量由2533m3/min提高到3284m3/min,富氧率由1.23%提高到1.98%,采用以上措施使1250m3高爐保持了1.20t/m3d左右的高冶煉強度。

3.6新增脫濕鼓風裝置

解決四川地區因夏季濕分(15~21%g/m3)波動較大,致風量波動影響爐況穩定的問題,成功將夏季濕分控制在8.0g/m3左右,減少了爐況波動。

3.7提高高爐爐頂壓力

提高高爐爐頂壓力,降低全壓差,1250m3高爐在設計壓力160 kPa的基礎上,對高爐設備能力進行綜合評定。經論證后通過PLC的程序優化,逐步將爐頂壓力提高到175 kPa,不但有效降低全壓差穩定爐況,并且理論可降低5kg/t焦比。

3.8 提高理論燃燒溫度,提高煤比

因噴吹用煤粉與焦炭存在著巨大的價差,利用廉價的煤粉資源代替稀缺的焦煤資源是降低焦比的有效手段。

提高理論燃燒溫度為提高噴煤比創造條件,德勝釩鈦通過操作優化,采用“定溫調煤”操作方式,發揮熱風爐設備的潛能,將風溫使用水平由1038℃提高到1213℃,提高達175℃,理論上可降低焦比40kg/t[2],,富氧率由1.23%提高到1.98%,綜合理論燃燒溫度(t理)提高達1220℃,為高爐提供了增加54kg/t煤比的條件。

3.9 提高爐前管理水平

高釩鈦冶煉,爐前的勞動強度相對較大,爐渣粘稠鐵水流動性差,鐵口噴濺大,在操作中很難保證正點出鐵。這與釩鈦冶煉對爐前以“搶”字為核心“快進快出”操作方針極不匹配。1250m3高爐在爐前管理上,狠抓鐵口管理,統一爐前操作,順利實現“零間隔”出鐵,解決了爐前生產的技術瓶頸。

通過以上措施,高爐爐缸活躍程度提高,焦炭負荷提高,入爐焦炭量減少降低了硫負荷,

物理熱充沛,解決了釩鈦礦低硅鈦冶煉脫硫系數較低的問題。[Si]]由0.447%逐步降低到0.163%,成功實現低[Si]+[Ti]冶煉,大幅降低焦比,并解決釩鈦礦冶煉出粘渣導致爐況事故頻發的問題,更進一步的降低燃料消耗。不斷提高焦負荷,并提升與之相匹配的噴煤量,最終提高煤比達142kg/t,有效降低了焦比(見表1)。

表1 德勝釩鈦1250m3高爐降焦實踐技術指標變化

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4 結語

(1)德勝釩鈦3#高爐降焦比攻關的實踐證明,通過技術攻關,實現高噴煤比相對較低焦比的低品位高釩鈦礦冶煉是可行的。

(2)釩鈦礦的低[Si]冶煉可以達到比普通礦更低的水平,鐵水中[Si]含量可控制0.15%左右,但爐溫必須以[Si]+[Ti]來控制。

(3)在現有運輸條件下,針對地區特點采用低品位高釩鈦礦石,入爐焦比雖然在降低焦比攻關后仍高于普通礦石冶煉高爐,但從經濟性上對德勝1250m3高爐降低成本是非常有利的,對我國內陸地區鋼鐵廠小中型高爐降本有較大現實意義。

(4)釩鈦冶煉降低焦比的核心思想是,一定條件下高強度冶煉,縮短冶煉時間,保障爐況穩定,減少爐況事故。通過實施改善外部條件、低硅冶煉、提高煤焦置換比等措施是降低焦比實踐成功的關鍵。

5 參考文獻

[1] 周傳典主編.煉鐵生產技術手冊[M].北京:冶金工業出版社,2002.8(313-374)頁.

[2]郝素菊等編著.高爐煉鐵500問[M].北京:化學工業出版社,2008.7(177-202)頁.

 
 
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