游義才 向  健 周久安 蔣向前 程春華（川威集團(tuán)鋼產(chǎn)部）

【摘  要】通過對川威一年來釩鈦精粉燒結(jié)的總結(jié)，分析了影響燒結(jié)進(jìn)一步提高釩鈦精粉配比的主要因素，提出了改善TiO₂含量在3.5%左右的燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量的幾條具體措施。

【關(guān)鍵詞】釩鈦  燒結(jié)  現(xiàn)狀  對策

1.前言

 2007年10月川威煉鐵廠開始在三燒105m²燒結(jié)機(jī)上配加含TiO₂12.5%的高鈦型釩鈦精粉燒結(jié)，2008年8月18日開始在一燒2×36㎡燒結(jié)機(jī)、二燒2×25㎡環(huán)式燒結(jié)機(jī)配加燒結(jié)，一、二、三燒燒結(jié)礦中TiO₂含量逐步增加到3.5%左右。配加釩鈦精粉后燒結(jié)料成球性能差，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度下降、脆性增大、返礦率增加的問題逐漸顯現(xiàn)，通過一系列工藝技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)改造，燒結(jié)礦產(chǎn)量一燒從2500t/d提高到2700t/d，二燒從1500t/d提高到1750 t/d，三燒從3500 t/d提高到3650 t/d，成功地掌握了燒結(jié)礦中TiO₂含量在2.8%左右高鈦型釩鈦精粉配比22.4%的燒結(jié)技術(shù)。

但2008年一、二、三燒全面實(shí)施釩鈦燒結(jié)燒結(jié)礦中的TiO2上升到3.2%～3.5%左右，相當(dāng)于高鈦型釩鈦精粉配比27～28%，釩鈦燒結(jié)礦強(qiáng)度低、脆性大、返礦率高的問題更加明顯，燒結(jié)礦生產(chǎn)能力小于高爐生產(chǎn)能力的矛盾將更加突出。

為了解決這一問題和矛盾，必須從配礦結(jié)構(gòu)、燒結(jié)工藝和設(shè)備改造等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究，優(yōu)化燒結(jié)生產(chǎn)，確保川威釩鈦資源綜合利用的順利進(jìn)行。

2.川威釩鈦精粉燒結(jié)現(xiàn)狀與對策分析

2.1 解決高鈦型釩鈦精粉燒結(jié)料透氣性能差的對策措施

2.1.1 對策措施

根據(jù)我廠一、二、三燒不同的工藝結(jié)構(gòu)，提出了適合我廠目前燒機(jī)特點(diǎn)的精粉率配礦要求（含污泥）：一、二燒<45%，三燒<35%

通過控制粒度組成差的國內(nèi)富礦粉比例，保持粒度均勻的進(jìn)口礦粉一二燒10%以上比例，三燒20%以上，保持配礦結(jié)構(gòu)的原始成球性能�？刂聘坏V粉中-1mm和+8mm配入量。

保持生石灰、活性石灰較高配比，一燒>8%、二燒、三燒>7%，充分發(fā)揮一燒具有造球盤工藝強(qiáng)化造球作用。

三燒1^#、2^#、3^#倉活性石灰引入熱水充分消化，生石灰、活性石灰充分消化，發(fā)揮其粘結(jié)劑、穩(wěn)定劑、提高料溫作用。

一燒通過及時清理造球盤粘料、造球盤由“2備6用” 制改為“1備7用”制；三燒通過改進(jìn)一混加水位置，增加梭式布料器等措施，提高燒結(jié)料的成球率。

三燒通過一混、活性石灰消化器加80℃左右的熱水料溫提高10℃，抑制了其水份適宜區(qū)間窄的不利因素。

2.1.2 使用高鈦型釩鈦精粉燒結(jié)前后燒結(jié)料透氣性能指標(biāo)見表1（前：一、二燒為2008年1～7月，三燒為2007年1～9月；后：一、二燒為2008年8～10月，三燒為2007年10月～2008年11月，下同）：

表1  燒結(jié)料透氣性能指標(biāo)

注：前：一、二燒為2008年1～7月，三燒為2007年1～9月；后：一、二燒為2008年8～10月，三燒為2007年10月～2008年11月，下同。

從表1透氣性能指標(biāo)看，2008年8月20日以來一燒成球性能下降5.83%，由于球8皮帶后進(jìn)入1^#、2^#礦槽分料原因，導(dǎo)致1#、2^#機(jī)負(fù)壓表現(xiàn)不一，1^#機(jī)透氣性變好，2^#機(jī)變差，負(fù)壓上升0.37Kpa，因此從總體上看一燒使用釩鈦精粉后成球性能下降，負(fù)壓上升對燒結(jié)生產(chǎn)造成影響；二燒從2008年8月18日燒結(jié)釩鈦礦以來成球率下降1.31%，1^#機(jī)負(fù)壓上升0.06Kpa，2^#機(jī)負(fù)壓下降0.05Kpa，因此從總體上看對二燒的成球性能，透氣性能影響不大，分析其原因主要由于：一、二混設(shè)備混勻造球能力較大、有熱返礦工藝、流程短料溫高；三燒一年來由于一系列改進(jìn)、改造項(xiàng)目的實(shí)施，年均料溫提高6.88℃，成球性能提高3.98%，負(fù)壓下降1.5Kpa，為強(qiáng)化高鈦型釩鈦精粉燒結(jié)，提高料層創(chuàng)造了條件，但一、二燒成球性能明顯下降，對生產(chǎn)造成明顯影響。

2.2 解決燒結(jié)強(qiáng)度低、成品率下降、返礦率高的對策措施

2.2.1 由于燒結(jié)礦中TiO₂的存在，礦相結(jié)構(gòu)中生成強(qiáng)度低、脆性大的鈣鈦礦，強(qiáng)度好的粘結(jié)相生成量減少，成品礦脆性增大，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度下降，返礦率上升，成品率下降，針對以上問題，從以下幾方面控制：

摸索適宜的燒結(jié)礦FeO含量，內(nèi)部按一燒FeO：10.5±1.5%，二燒：11±1.5%，三燒：8.5±1%考核（8～9必須調(diào)節(jié)）。內(nèi)部判廢標(biāo)準(zhǔn)由以前的只考核上限，改變?yōu)榭己松舷虏▌臃�度，并提高燒結(jié)礦FeO含量標(biāo)準(zhǔn)約0.5%，從而提高貯存強(qiáng)度，降低貯存粉化率，原因是釩鈦燒結(jié)礦不生成在冷卻過程中能引起相變和體積變化的正硅酸鈣（r-2CaO·SiO₂）和石英。

燒結(jié)礦R₂>2.3倍，以三燒配20%高鈦型釩鈦精粉的80^#堆為例，轉(zhuǎn)鼓與堿度關(guān)系見下表2：

表2  三燒不同堿度與轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的關(guān)系

堿度從2.35倍下降到2.24倍，轉(zhuǎn)鼓下降1.33%。

生石灰、活性石灰<3mm粒度≥85%，白石粉、云石粉<3mm粒度≥90%，若熔劑粒度過粗或生石灰、活性石灰生燒率過大，在燒結(jié)過程中不能完全礦化，不能參與液相生成，殘余游離CaO吸水膨脹導(dǎo)致燒結(jié)礦粉化，槽下返礦率增加。

2.2.2 抑制燒結(jié)強(qiáng)度下降及脆性過程控制情況見表3、表4：

表3  川威釩鈦精粉燒結(jié)前后熔劑粒度對比

表4  川威釩鈦精粉燒結(jié)后過程指標(biāo)對比

從表3、表4可見一、二燒富粉率提高2.75%，三燒下降1.45%，說明一、二燒原料條件更好，三燒基本保持。

一、二、三燒燒結(jié)礦FeO含量分別比普通礦燒結(jié)時低0.64%、0.46%、0.15%，分別離要求標(biāo)準(zhǔn)一燒偏下限1.06%，二燒高于0.27%，三燒偏下限0.28%；FeO穩(wěn)定率分別比普通礦燒結(jié)時下降7.22%、13.11%、0.45%，特別是一、二燒需加強(qiáng)控制。

一、二、三燒堿度含量分別2.30倍，2.33倍，2.40倍，一燒有50%、二燒有53%、三燒有90.91%的機(jī)率堿度在2.30倍以上，堿度偏低對一、二燒強(qiáng)度小粒級、產(chǎn)量都有影響。

一、二、三燒生石灰粒度比以前分別提高2.59%、0.72%、3.24%，但一、二燒離要求還差3.58%、3.66%；活性石灰粒度一、三燒分別提高1.52%，3.03%；白石粉、云石粉粒度分別提高7.37%、10.07%，但白石粉離要求差4.9%。

2.3 活性石灰、生石灰數(shù)量、質(zhì)量對生產(chǎn)的影響。

   I階段煉鋼活性石灰少，105㎡燒結(jié)機(jī)被迫搭3.0～6.0%白石粉，105㎡燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)影響較大見表5（I階段為2008年10月28日～5日，Ⅱ階段為2008年10月6日～12日）：

表5  活性石灰配比增加1%對105㎡燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)影響

從表3可見，Ⅱ階段活性石灰增加到日均230t以來，活性石灰配比增加約1%，同時有效成分CaO提高2.4%，燒結(jié)料成球率提高0.16%，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高1.67%，小粒級減少0.34%，平均日產(chǎn)量提高18t/d，因此我廠活性石灰每天250t以上，生石灰500t以上，均衡使用有利于釩鈦燒結(jié)。

2.4 二燒（2×25㎡環(huán)燒）因無燃?xì)�，停機(jī)、單雙機(jī)切換等生產(chǎn)穩(wěn)定性對生產(chǎn)的影響，見表6（Ⅰ：10月11日～11月2日；Ⅱ：2008年11月4日～12日）：

表6  停機(jī)頻繁對2×25㎡燒結(jié)機(jī)影響

備注：平均日產(chǎn)扣除小例修及燃?xì)獾韧庖蛲�機(jī)。

由表4可見，因停機(jī)次數(shù)多、作業(yè)率低，我廠2×25㎡環(huán)燒轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度下降0.32%，小粒級增加0.77%，即二燒因燃?xì)獾韧�機(jī)除直接影響產(chǎn)量外，間接影響日產(chǎn)162噸，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度下降0.32%，小粒度級增加0.77%，因此減少停機(jī)、停料、變料有利于釩鈦燒結(jié)。

2.5 三燒2008年9月因生產(chǎn)不飽和停機(jī)多，10月份以來5^#倉生石灰消化器調(diào)試，10月、11月二混減速箱故障停機(jī)，無爐蓖條、無臺車隔熱套備件而換臺車等停機(jī)、生產(chǎn)平衡被打破未能按時計(jì)劃檢修小故障停機(jī)次數(shù)多，生產(chǎn)穩(wěn)定性差對生產(chǎn)影響，見表7（Ⅴ為2008年8月，Ⅵ為2008年9月~11月12日）：

表7  二燒生產(chǎn)穩(wěn)定性對釩鈦精粉燒結(jié)影響

由表5可見，9月份以來在燒結(jié)礦中TiO₂略有所下降的條件下實(shí)施滿料層操作，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高1.34%，但生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性差，平均日產(chǎn)下降29t/d，成品礦小粒級增加2.89%，造成槽下返礦率增加，因此三燒也證明減少停機(jī)、停料、變料有利于釩鈦燒結(jié)。

3.釩鈦精粉燒結(jié)前后主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比

截止11月，不同階段釩鈦燒結(jié)礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表8：

表8  釩鈦燒結(jié)礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

注：平均日產(chǎn)扣除年度中修和計(jì)劃檢修。一燒初：為2008年8月20日～31日，二燒初：為2008年8月18日～31日，三燒初：為2007年11月7日～30日。

釩鈦精粉燒結(jié)攻關(guān)后與攻關(guān)初期相比，一燒日產(chǎn)提高280噸/天，小粒級減少1.63%，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高1.56%；二燒日產(chǎn)量提高290噸/天，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高2.04%，小粒級下降0.23%；三燒日產(chǎn)提高325噸/天，小粒級增加4.74%，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)下調(diào)1.07%，但仍達(dá)到71.62%的較高水平。

三燒、一二燒分別于2007年10月、2008年8月開始配加高鈦型釩鈦精粉燒結(jié)，燒結(jié)礦中的TiO₂含量逐步提高到2008年10月、11月的3.5%左右，掌握了一系列高鈦型釩鈦精粉燒結(jié)技術(shù)要點(diǎn)，取得了顯著的成效，與攻關(guān)初期相比，一、二、三燒日產(chǎn)量分別提高280噸、290噸、300噸，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)總體上升0.84%。

4.已取得的成功經(jīng)驗(yàn)

三燒、一二燒分別于2007年10月、2008年8月開始配加高鈦型釩鈦精粉燒結(jié)，燒結(jié)礦中的TiO₂含量逐步提高到10月、11月的3.5%左右，掌握了一系列高鈦型釩鈦精粉燒結(jié)技術(shù)要點(diǎn)：

4.1 精粉率（含污泥）一二燒<45%，三燒<35%。

4.2 精粉中-200目占40%以上，控制粒度組成差的國內(nèi)富礦粉比例，保持粒度均勻的進(jìn)口礦粉一二燒10%以上比例，三燒20%以上。

4.3 保持生石灰、活性石灰較高配比，一燒>8%、二燒、三燒>7%。

4.4 生石灰、活性石灰充分消化，發(fā)揮其粘結(jié)劑、穩(wěn)定劑、提高料溫作用。

4.5 提高燒結(jié)料的成球率。

4.6 提高料溫，抑制其水份適宜區(qū)間窄的不利影響。

4.7 摸索適宜的燒結(jié)礦FeO含量，內(nèi)部按一燒FeO：10.5±1.5%，二燒：11±1.5%，三燒：8.5±1%（8~9%調(diào)節(jié)）考核。

4.8 在燒結(jié)礦中配入一定量的普通富礦粉，一、二燒普通富礦粉>20%，三燒>30%，富礦粉能降低釩鈦燒結(jié)礦中和滴落液相中TiO₂含量，減少鈦的還原，增加粘結(jié)相，抑制鈣鈦礦的生成。

4.9 燒結(jié)礦R₂>2.3倍。

4.10 生石灰、活性石灰<3mm粒度≥85%，白石粉、云石粉<3mm粒度≥90%，若熔劑粒度過粗或生石灰、活性石灰生燒率過大，在燒結(jié)過程中不能完全礦化，不能參與液相生成，殘余游離CaO吸水膨脹導(dǎo)致燒結(jié)礦粉化，槽下返礦率增加。

4.11 活性石灰每天250t以上，生石灰500t以上，均衡使用有利于釩鈦燒結(jié)。

4.12 減少停機(jī)、停料、變料有利于釩鈦燒結(jié)。

4.13 成品整粒篩分工藝的科學(xué)合理，分離出適宜的內(nèi)循環(huán)返礦對釩鈦精粉燒結(jié)有重要影響。

5.存在的問題與下一步釩鈦燒結(jié)礦生產(chǎn)的對策措施

盡管通過一年來的不斷提高和實(shí)踐，掌握了25%左右高鈦型釩鈦精粉燒結(jié)的成功經(jīng)驗(yàn)，但仍存在一系列問題和不足，如：一、二燒成球性能差，料層透氣性下降的問題；三燒料溫低，三燒成品礦小粒級明顯增加；燒結(jié)礦FeO穩(wěn)定性差而按較高標(biāo)準(zhǔn)控制；由于對礦石冶金性能的分析檢測掌握程度有限，原料結(jié)構(gòu)燒結(jié)性能的認(rèn)知水平只限于粒度、精粉率、富粉率、二元堿度等膚淺內(nèi)容，這些技術(shù)問題仍未解決，導(dǎo)致一、三燒成品礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度分別下降2.08%、1.03%，一、二、三燒成品礦小粒級分別上升3.64%、1.79%、5.29%，槽下返礦率上升4.09%，毛礦總產(chǎn)量下降282t/d，毛礦年生產(chǎn)能力下降10萬噸/年，入爐量下降11.4萬噸/年，燒結(jié)工序生產(chǎn)能力小于高爐生產(chǎn)能力的矛盾更加突出，而對25%以上高鈦型釩鈦精粉燒結(jié)提出以下對策措施：

5.1 三燒通過將熱水由80℃提高到95℃以上或在二混、礦槽松料棒等處加蒸汽，將三燒料溫提高到65℃的“露點(diǎn)”溫度以上。

5.2 針對一燒有造球盤工藝而料溫?fù)p失大的特點(diǎn)，一燒提高活性石灰配比到5%，使生石灰加活性石灰提高到9%以上，改善其成球性能，改善料層透氣性。

5.3 需加強(qiáng)燒結(jié)礦FeO穩(wěn)定性的控制，提高其穩(wěn)定率，嚴(yán)格控制下限，減少低廢不合格，從而為FeO標(biāo)準(zhǔn)下調(diào)創(chuàng)造條件。

5.4 優(yōu)化入爐料結(jié)構(gòu)，使燒結(jié)礦R₂保持在2.30倍以上。

5.5 白石粉和一、二燒生石灰粒度<3mm合格率需進(jìn)一步提高到90%和85%。

5.6 在燒結(jié)原料結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，首先定期收集檢測分析精礦粉200目粒級、富礦粉-1mm和8mm粒級、Al₂O₃等難熔成份含量，采購限制和配礦時優(yōu)勢互補(bǔ)；第二步再對主要礦種軟熔、滴落性能、反應(yīng)性能、同化性能等冶金性能分析檢測配礦時合理搭配。

5.7 增加有效風(fēng)量。一、二燒運(yùn)行已近10年，三燒也已有5年，而未進(jìn)行大修改造，設(shè)備老化、漏風(fēng)嚴(yán)重，一方面加強(qiáng)每個月日常檢查修理；第二加大變形、磨損嚴(yán)重的臺車、欄板、滑道、機(jī)頭尾密封，煙道、風(fēng)箱的備件準(zhǔn)備、維護(hù)處理；第三，研究一燒風(fēng)機(jī)改造風(fēng)量增加到4000m³/min，一燒淘汰的風(fēng)機(jī)和電機(jī)用于二燒，將二燒的風(fēng)量從3000 m³/min增加到3500 m³/min。

5.8 優(yōu)化105㎡燒結(jié)機(jī)整粒篩分工藝，一方面三燒2#、1#篩分別逐步改造為橢圓等厚振動篩，提高篩分效率，減少成品礦中粉末，減少內(nèi)循環(huán)返礦中的成品礦，減少鋪料中大于20mm以上粗顆粒。

參考文獻(xiàn)

1.羅吉敖，煉鐵學(xué)，冶金工業(yè)出版社。

2.胡玉蘭，燒結(jié)混合料生產(chǎn)過程與人工智能控制系統(tǒng)應(yīng)用手冊，銀聲音像出版社。

3.王文山等，承鋼提高釩鈦燒結(jié)礦產(chǎn)量的實(shí)踐，《燒結(jié)球團(tuán)》，第28卷第6期。

4.段如禮等，白馬釩鈦磁鐵礦高爐冶煉特點(diǎn)，《礦產(chǎn)綜合利用》，2001年第3期。