曹志云 李小龍 李福強

摘要：酒鋼選燒廠球團豎爐在 2016 年根據(jù)高爐對含鈦爐料的需要，先后組織四次釩鈦球團礦的生產，滿足了高 爐的需要同時也降低了球團礦原料成本和拓寬了原料種類。主要對生產實踐過程進行總結，包括相關機理及數(shù)據(jù) 分析，為后續(xù)再次生產釩鈦球團礦進行技術準備。

關鍵詞：球團豎爐;釩鈦球團;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，流動性降低，鐵水中的TiC和TiN可以固溶體的形式結晶析出在爐體腐蝕處，形 成起保護作用的沉淀層，從而達到保護高爐的效果。通常使用的釩鈦塊礦作為高爐個性化護爐的原料，但其價格高、冶金性能差，采購量少;而釩鈦燒結礦可以使用釩鈦精礦但鈦含量低，滿足不了高爐護爐的需要。將廉價的釩鈦磁鐵精礦用于球團生產可以同時得到以下益處：⑴可以使鈦含量達到5%～10% 滿足高爐護爐的需要;⑵酒鋼周邊釩鈦磁鐵礦價格較周邊磁鐵精礦低30%，球團礦配加釩鈦磁鐵礦能有效降低球團礦成本;⑶在使用上可以做到有針對性，在需要護爐的高爐上配加，可使其他的高爐不受影響。因此對釩鈦磁鐵礦作為球團原料用于球團生產的研究具有重要的意義。

2 原料條件及配礦結構

在影響礦粉成球性能的因素中，原料粒度對成 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，這些都會造成礦粉顆粒表面親水性差，致使造球比較困難，不能單獨用于球團生產，實際生產中通過與礦A進行按比例混合成綜合精礦進行造球。以上三種精礦均為磁鐵精礦，磁鐵礦氧化成赤鐵礦時伴隨結構的變化，由等軸晶系轉為六方晶系，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，放出的熱能計劃相當于焙燒球團礦總熱的一半，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，生產低熔點化合物而出現(xiàn)液相，在冷卻階段產生收縮出現(xiàn)同心裂紋，導致球團礦強度降低。

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劑經過潤磨，造球盤進入球團豎爐。工藝流程見圖1。圖1工藝生產流程

3.2 生球質量控制以礦A作主料，以釩鈦精礦作配料，其膨潤土 配比對生球質量的影響如表2所示。由表2可以看出對生球落下強度影響比較明顯的是綜精粒度，礦B、礦C成球性質接近，以礦A作主料與釩鈦精礦B、C按50%、45%、30%進行配比生產，生球落下強度隨綜精粒度的提高落下強度增加。

根據(jù)豎爐球團生產操作規(guī)程要求落下強度大于4.5次/個，但由于高爐對釩鈦球團中鈦含量的要求，實際生產中控制釩鈦精礦B、C進行按45%、30%兩種配比，進行生產調控。

3.3 生球熱工參數(shù)控制生球在焙燒前需要干燥脫水，以避免焙燒時發(fā)生破裂，所以應該嚴禁濕球入爐。表面汽化和熱內部擴散是濕球干燥過程的兩個熱過程。在整個干燥過程中兩個熱過程在不同階段表現(xiàn)不同且同時進行，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，生球表面和中心會產生濕度差，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，這種不均勻收縮會產生熱應力，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力和剪切應力超過生球表層的極限抗拉強度和抗剪切強 度，生球便發(fā)生破裂。豎爐生產中由于生球干燥過程中爆裂，導致爐內透氣性變差，表現(xiàn)為冷卻風量降低，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、產量較低且成品抗壓強度低，表明釩鈦球45%-B、釩鈦球30%-B焙燒性能較差，焙燒時間長，固結能力差抗壓強度低。釩鈦球與礦A非釩鈦球相比抗壓強度明顯較低，產量低，主要原因是由于鈦鍵接需要的溫度較鐵高，而球團礦的抗壓強度主要是有顆粒之間產生的晶鍵鍵接固結后產生。

4 結語

⑴爐內粉末量多時，會造成工序能耗上升，易發(fā)生生產性滑料事故，且影響帶冷機冷卻效果。釩鈦球45%-B、釩鈦球30%-B生產中應降低產量，降低烘干溫度，減少爆裂量，提高冷卻風量。由于釩鈦球團礦固結效果差，生產釩鈦球團礦燃燒室溫度控制要較普通球團礦提高，冷卻風量降低，增加焙燒時間。釩鈦礦粒度粗成球性能差，為保證生球質量將釩鈦精礦配比降至30%以下，膨潤土添加比例適當提高。

⑵球團豎爐生產釩鈦球團礦，經過實際生產過程的熱工參數(shù)調整，基本滿足了高爐的需求，但球團礦成品質量有所下降，結塊增多，抗壓強度下降，粉末增多。下一步將圍繞提高球團礦質量和提高鈦含量進行科技攻關工作。

⑶2016年期間累計生產釩鈦球團礦達5萬t，不僅生產出了合格的釩鈦球團礦，為公司高爐護爐提供了更好的原料，有效降低了原料價格，同時，也為我們工藝生產積累了更多的經驗。