提高豎爐釩金屬投入量生產實踐

王雪原，安志偉*

（承德建龍特殊鋼有限公司，河北 承德067300）

為了拓寬含釩含鐵原料采購渠道，提高系統釩金屬投入量，提高公司系統創效能力，承德建龍特殊鋼有限公司采購了部分新西蘭海砂，進行豎爐生產試驗。本次試驗目的是跟蹤豎爐配加不同比例新西蘭海砂后產、質量情況，以便摸索新西蘭海砂適宜的工業化生產配比，進行技術儲備。

1 新西蘭海砂成分及特性

新西蘭海砂產于新西蘭近海灘，由海水沖刷浸泡形成的天然含鐵礦物，屬于釩鈦磁鐵礦，為難燒礦物[1]。

表1 新西蘭海砂成分（%）

新西蘭海砂V2O5、P、Al2O3和TiO2含量較高，配加后高爐渣中Al2O3和TiO2含量升高較多。堿金屬含量較高，配加后高爐堿負荷升高。其同化溫度1300℃以上，液相生成能力較差；粘結相強度0.35KN，非常低，影響燒結礦強度降低。新西蘭海砂粒度較粗（-200目在10%以下），比表面積小，釩鈦鐵精粉成球性能較差[2]，而新西蘭海砂成球性能更差。

2 豎爐配加實踐

因新西蘭海砂粒度較粗，比表面積小，親水性差，不易成球，因此在豎爐進行生產試驗時，考慮兩個方式，一是新西蘭海砂原礦直接在豎爐配加，逐漸提高配比，跟蹤能夠接受的最高比例；二是將海砂進行細磨加工，達到-200目占70%左右，再進行生產配加跟蹤，確定最大配比量。

2.1 配加海砂原礦生產試驗

2.1.1 生產試驗方案

表2 豎爐配加海砂原礦方案

為減少高爐（Al2O3+TiO2）升高，同時避免球團礦TiO2含量升高抗壓強度降低[3]，因此方案中隨著提高海砂配比，相應降低鈦含量高的釩鈦粉C配比。根據加權細度，海砂配比最高設定為15%。2.1.2 含鐵料配比（%）生產試驗結果

（1）豎爐過程參數對比。

表3 豎爐過程參數對比

如上表所示，在海砂配比達到10%以前，隨著海砂配比的提高，生球落下強度有所降低，抗壓強度變化不大，膨潤土消耗略有升高，燃燒室壓力逐漸升高，處于豎爐能夠接受范圍內。海砂配比達到15%時，生球質量明顯降低，不符合工藝要求，另外燃燒室壓力較基準升高3.5Kpa，主要原因為海砂細度較糙，成球性差，導致隨著其配比升高，爐內粉末增多（爐口粉末增多較為明顯），導致爐體透氣性變差。

（2）球團礦產、質量變化情況。隨著海砂配比提高，爐內粉末增多，返礦率、除塵灰率較基準期呈升高趨勢，其中配加10%海砂時，較基準期升高了1.05%，配加15%海砂時，升高了2.06%。配加15%海砂時，燃燒室壓力明顯升高，爐內塌料現象較多，爐況難以維持長期穩定，被迫降低入爐生球量時，爐況才略有緩解。

表4 球團礦產質量變化

2.1.3 豎爐配加海砂建議

（1）膨潤土調整：配加海砂時，初始配比按照未配前膨潤土配比提高0.1%調整，配加海砂后，根據生球質量情況微調膨潤土配比。

（2）配加海砂后，重點關注混合料潤磨情況，保證潤磨機電流穩定，跟蹤潤磨前后細度變化。

（3）燃燒室溫度：為防止爐內結塊，燃燒室溫度較正常溫度降低10℃控制。

（4）配加海砂后為防止成品球冷卻時間延長，成品崗位工重點關注料溫情況，通過調整排料量與時間間隔、調整帶冷機機速，確保成品球溫度合格。

（5）因新西蘭海砂堿金屬較高，若爐箅子糊料現象嚴重，定修時做好清理工作，確保烘干床透氣性。

2.2 配加細磨海砂生產試驗

因新西蘭海砂是由海水沖刷浸泡形成的天然含鐵礦物，粒度較粗，成球性差，為提高豎爐使用配比，研究將海砂原礦通過細磨后，-200目達到70%左右，再配加到豎爐配料中，跟蹤產質量情況。

表5 海砂原礦細磨前后指標對比（%）

海砂細磨考慮成本情況，采用的選廠球磨設備，少量甩尾，品位及其他成分變化不大，-200目細度由20%提高到69%，成本約增加50元/t海砂。

2.2.1 生產試驗方案

根據海砂原礦試驗結果，同時考慮細磨海砂僅3000噸量，因此生產試驗方案初始設定為20%細磨海砂，第二步設定為30%細磨海砂。詳見表6。

表6 細磨海砂試驗方案

2.2.2 生產試驗結果

（1）豎爐過程參數對比。

表7 豎爐過程參數對比

如上表所示，隨著細磨海砂配比提高，生球質量變化不大，膨潤土消耗略有升高，燃燒室壓力逐漸升高，處于豎爐能夠接受范圍內。

（2）球團礦產、質量變化情況。

表8 球團礦產質量變化

隨著細磨海砂配比提高，返礦率、除塵灰率較基準期呈升高趨勢，爐況基本正常，但產量呈降低趨勢。

因細磨海砂量不足，未再進行提配比試驗，后續具備條件后，再進行詳細生產試驗跟蹤。

3 結論

①新西蘭海砂屬于難燒礦物，其堿金屬含量高，V2O5、Al2O3和TiO2含量較高，液相生產能力較差，粘結相強度低，成球性較差。②新西蘭海砂可以作為國內釩鈦粉的替代物，作為提釩的原料在傳統高爐工藝中使用。③豎爐配加新西蘭海砂原礦后，出現成品率降低，燃燒室壓力升高，產量降低，爐況變差現象。在承德建龍現有豎爐裝備和配礦條件下，配加新西蘭海砂原礦應≯10%。④對新西蘭海砂原礦進行細磨后，可在豎爐提高其配加比例，在承德建龍現有豎爐裝備和配礦條件下，至少可以配加20%細磨新西蘭海砂。