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承钢钒钛矿强化冶炼实践

文档作者：朱建秋纪恒文档来源：河钢集团承钢公司炼铁部		点击数：	更新时间： 2021年01月27日
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总第242期
2016牟第2期
河 北冶金 2T01o6tal NO 242
． Number2
承钢钒钛矿强化冶炼实践
朱建秋，纪恒
(河钢集团承钢公司炼铁部，河北承德067002)
摘要：以承钢一作业区高炉生产实践为研究对象，通过加强人炉原燃料的管理、上部装料制度与下部送
风制度相结合、优化热制度、造渣制度、炉前出渣出铁制度等措施，达到了高炉煤气流稳定、操作炉型合
理的目的。坚持“低硅钛”冶炼的技术方针，铁水中的[Si+Ti]控制为(O．4±0．1)％ ，铁水温度为(1 470
±15)℃ ，在保证炉缸热量充足的同时，有效地缓解炉渣黏稠的问题，实现了高炉钒钛矿强化冶炼，经济
技术指标不断提高。
关键词：钒钛矿；冶炼；实践
中图分类号：TF543 文献标识码：B 文章编号：1006—5008(2016)02—0040—04
doi：10．13630／j．cnki．13—1 172．2016．0210
STRENGTHENED VANADIUM —
TITANIUM IRON ORE SMELTD G D CHENGSTEEL
Zhu Jianqiu，Ji Heng
(Hesteel Group Chengsteel Company，Chengde，Hebei，067002)
Abstract：With blast furnace production of Work Area 1 of Chengsteel as research object，some measures are
adopted and the target is reached of gas flow steady and operation profile reasonable：strengthening manage—
ment of raw and fuel materials coming into the furnace，combining upper charge system and lower blowing
system ，optimizing thermal system ，slag—forming system ，deslaging and casting system and etc．In produc‘
tion we persist in the technical guide line of”low silicon—titanium”smelting，[si+Ti]is controlled at
(0．4±0．1)％ ，hot metal temperature at(1 470±15)℃ ．That guarantees full heat quantity for hearth，at
the same time effectively relieves slag sticky，realizes blast furnace vanadium ～titanium ore strengthening
smelting，makes economic and technical indexes continuously raised．
Key W ords：vanadium —titanium ore；smelting；practice
0 引言
承钢高炉一作业区采用串罐式无料钟炉顶、软
水密闭循环冷却；热风系统采用顶燃式燃烧炉，设计
风温1 200℃ ；同时采用水冲渣装置和1套高炉煤
气余压透平发电(TRT)机组。2012年3月高炉大
修后顺利开炉，通过严格操作管理、合理调整操作参
数、强化原燃料及设备管理，使炉况保持长期稳定顺
行。近半年来该作业区通过对上部装料制度的探
索，从中心加焦方式调整到“平台+漏斗”布料模
式，配合上部装料制度，确定合理的送风制度，使高
炉达到“上稳下活”的工作状态，高炉实现了长周期稳
收稿日期：2015一ll—O9
作者简介：朱建秋(I983～)，男，工程师，2007年毕业于河北科技大
学冶金工程专业，现在河钢集团承钢公司从事炼铁方面工作，E—
mail：245356976@ qq．com
40
定顺行，生产指标不断提高，燃料消耗逐渐下降。
1 高炉强化冶炼措施
1．1 加强入炉原燃料的管理
(1)槽下筛分管理
定期更换筛底并加强对筛底的管理，发现断 ‘
或磨损比较严重的筛底要及时处理。通过在仓嘴』JI1
插棍来控制机烧和球团的料层厚度在8～15 cm，提
高振动筛的筛分效果。将烧结机的机头和机垲料装
入固定仓，在布料时，固定仓的机烧不作为料头和判
尾，避免对边缘和中心的气流造成影响。燃料 吃
焦炭以捣固焦为主，焦炭中的粉末较多，易将筛孔堵
死，要求焦炭筛子每班清理1次。岗位人员火 返
矿量的大小，将返矿率控制在8％ ～10％
(2)仓位管理
河北冶金 2016年第2期
为避免仓位落差大而造成炉料摔碎粉化，规定
工长必须每班到槽下查看仓位，设定仓位警戒值不
低于50％ ，低于30％必须停用。出现仓位低立即联
系供料上料，坚决杜绝低仓位、空仓现象的发生。减
少炉料二次摔碎，防止因原料粒度偏析造成粉末集
中入炉。
(3)CaCI 溶液喷洒管理
由于钒钛矿固有的化学性能，在块状带的低温
还原粉化率较普通矿高，影响高炉料柱的透气性。
故在烧结矿人仓前必须喷洒CaC1：溶液，安排专人
定期检查CaCI：的喷洒状态，确保同步喷洒率
100％ ，降低钒钛烧结矿的低温还原粉化率。
(4)炉料结构的优化
2012年以前，炉料结构为72％烧结矿+20％ 自
产竖炉球+8％外购球团矿，综合人炉料含铁品位在
56％左右。2012年大修后，自产竖炉球比例逐步减
小直至停吃，炉料结构调整为68％ 烧结矿+26％高
镁球团矿+6％ 高品位生矿，综合入炉料(铁)品位
达到56．5％ 。通过以上炉料结构的调整，提高了入
炉料含铁品位，减少了入炉原料粉末，改善了料层以
及料柱的透气性，高炉各项技术经济指标逐步提升。
1．2 上下部调剂相结合。稳定合理的煤气流分布
(1)装料制度
承钢一作业区高炉以下部调剂为主，上下部调剂
相结合达到“上稳下活”。根据高炉的主要操作参数，
综合判断煤气流分布，制定合理的装料制度，并且随
外界条件及炉内气流变化及时调整装料制度。高炉
坚持开放中心，抑制并稳定边缘气流的上部调整思
路；上部矿、焦布料角度外扩平铺，并相应扩大矿批，
增加焦窗厚度，减少矿焦界面效应；增加边缘布料圈
数，加大边缘料量，改变了以往沿炉喉径向布料的不
均匀性，既符合炉料下降规律，又有利于稳定边缘气
流，开放中心气流。料制调整情况见表1。
表1 装料制度调整
Tab．1 Charge system adjustment
时间 矿批／t料线／m 矿焦角调整
经过调整，炉内气流和温度场分布更趋合理，真
正形成了合理的中心气流，炉缸工作均匀活跃，渣铁
物理热充沛，炉喉形成焦平台+漏斗形式的理想料
面。布料模式的调整主要是为了适应矿批扩大后的
料面形状，保证相对稳定的矿焦层，同时稳定边缘气
流，维持炉况稳定顺行。炉况稳定、煤气利用率的提
高，使高炉综合焦比明显降低。
(2)合理的送风制度
钒钛矿冶炼有其自身的特殊性。钒钛矿渣铁分
离效果较普通矿差，炉渣黏度大，不利于出净渣铁，
容易造成炉缸堆积。
随着矿批的扩大，矿焦比逐渐提高，人炉焦比降
低，入炉风量出现萎缩，压差升高，鼓风动能降低。
因此在送风制度的调整上，首先，要保证较高的鼓风
动能，增加风量适应大料批，全炉压差控制在合理的
范围，结合钒钛矿中心穿透能力较低的实际，以高炉
接受能力为基础大幅提高风氧量；其次，随着上部边
缘气流的稳定，下部增大送风面积，风速达到230
m／s，鼓风动能达到11 000～12 000 J，炉缸活跃程度
提高，中心煤气流充足、热量充沛。
1．3 热制度与造渣制度的控制
坚持“低硅钛”冶炼的技术方针，有效缓解炉渣
黏稠的问题，降低铁损，促进炉缸活跃。
因在冶炼钒钛磁铁矿生产过程中，铁水[si]与
[Ti]存在良好的线性关系，使用[si+Ti]表征炉温
的高低。因钒钛矿冶炼受炉温波动影响较大，炉温
过高易使渣铁变粘稠，并产生“热结”，造成渣铁流
动性差，不易出净，造成热压升高，进而引发炉况波
动。该作业区高炉在炉渣R'由1．15-i-0．05倍提至
1．18±0．05倍保证铁水质量的同时，进行铁水低
[si+Ti]冶炼。铁水中的[si+Ti]控制在(0．4±
0．1)％ 之间，铁水测温为(1 470±15)℃ ，以保证炉
缸热量充足；提高富氧量在7 000～9 000 m ／h之
间，提高煤粉燃烧率，改善渣铁流动性；提高利用系
数至2．9 t／(m。·d)以上。通过缩短冶炼周期，减
少滴落带中的SiO与铁水中碳发生还原反应的时
间，达到控制铁水中硅含量的目的；控制炉渣中
(MgO)含量在10％ ～12％ ，(A1：O3+TiO2)含量≤
28％ ，保证炉渣具有良好的流动性。
1．4 控制合理的操作炉型
该作业区高炉大修后采用冷却壁+薄炉衬形
式，其中炉缸及风口段采用光面铸铁冷却壁，炉腹、
炉腰、炉身下部采用铜冷却壁，炉身中、上部采用铸
铁冷却壁，炉喉采用水冷炉喉钢砖。铜冷区域是高
41

河北冶金 2016年第2期
397．5
389．2
413．5
400．9
376．4
416．5
2 结论
(1)承钢一作业区高炉通过强化槽下筛分管
理、仓位管理、CaCI 溶液喷洒管理、优化炉料结构，
稳定原燃料质量，改善料层以及料柱的透气性，为高
炉强化冶炼创造条件。
(2)高炉调整以下部调剂为主，上下部调剂相
结合来达到“上稳下活”为目的。根据主要操作参
数，综合判断煤气流分布，制定合理的送风制度，并
与装料制度相结合，实现煤气流合理分布。
(3)坚持“低硅钛”冶炼的技术方针，铁水中的
(上摄第47页)
(5)出残铁区域要有良好的通风和照明设施。
残铁泥套深度合格，下部用硬泥或碳素料捣实。
(6)参加出残铁人员要穿戴好劳保品，否则禁
止上岗。出残铁期间现场严禁无关人员进入，现场
设置警示标识，放残铁现场严禁非操作人员入内，开
残铁口时严禁放炮，防止铁流无法控制。使用氧气
时，严格执行氧气安全操作规程。若遇铁水爆炸等
突发事故，现场人员应在安全人员的组织下快速有
秩的撤离至安全地带。安全科加强对残铁口附近煤
气的监测，防止割开炉皮后煤气中毒。
4 结语
本次放残铁过程较为成功，为停炉放残铁积累
了宝贵经验。
(1)此次放残铁方案可行，所有设备设施可行，
可以作为下一次放残铁的依据，整个放残铁过程按
[si+Ti]控制为(0．4±0．1)％ ，铁水温度为(1 470
±15)oC，在保证炉缸热量充足的同时，有效地缓解
炉渣黏稠的问题。
(4)通过稳定冷却水量、水温、水质的控制，使
中部冷却制度保持合理，达到保持合理操作炉型的
目的。
(5)强化炉前出渣出铁，严格控制铁口深度、铁
间隔、铁流速、出铁正点率、出渣率等指标，确保渣铁
及时出净，为稳定炉况及改善指标创造有利条件。
计划有序进行。
(2)残铁眼位置选择准确，放出残铁量较多约
25 t，大大减少了停炉扒炉工作量。
(3)本次放残铁过程持续时间合理，2 h放完，
采取打水增压取得了较好效果。
(4)本次放残铁存在的问题：由于场地受限，使
用氧气烧开残铁口，造成了铁15孔道过大，铁流可控
性差。
参考文献
[1 J周传典．高炉生产技术手册[M] 北京：冶金工业出版社，2002：
8．
[2]于浩平．15001T13高炉空料线停炉操作实践[J]．河北冶金，
2014，(7)：58—6O．
[3]颜彦，刘建新．唐钢2#高炉大修工程炉壳设计与受力分析[J]．河
jE冶余。2006．(3)：71—73．
43
卯 叭
O 2 l 7
虬 "
9 4 3 9 0 4
4 4 5 4 3 4
9 8 0 9 7 9
嘶
8 2 l 8 3 ， 卯
∞ 卯 ：2
3 2 2 3 2 2
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． Number2
承钢钒钛矿强化冶炼实践
朱建秋，纪恒
(河钢集团承钢公司炼铁部，河北承德067002)
摘要：以承钢一作业区高炉生产实践为研究对象，通过加强人炉原燃料的管理、上部装料制度与下部送
风制度相结合、优化热制度、造渣制度、炉前出渣出铁制度等措施，达到了高炉煤气流稳定、操作炉型合
理的目的。坚持“低硅钛”冶炼的技术方针，铁水中的[Si+Ti]控制为(O．4±0．1)％ ，铁水温度为(1 470
±15)℃ ，在保证炉缸热量充足的同时，有效地缓解炉渣黏稠的问题，实现了高炉钒钛矿强化冶炼，经济
技术指标不断提高。
关键词：钒钛矿；冶炼；实践
中图分类号：TF543 文献标识码：B 文章编号：1006—5008(2016)02—0040—04
doi：10．13630／j．cnki．13—1 172．2016．0210
STRENGTHENED VANADIUM —
TITANIUM IRON ORE SMELTD G D CHENGSTEEL
Zhu Jianqiu，Ji Heng
(Hesteel Group Chengsteel Company，Chengde，Hebei，067002)
Abstract：With blast furnace production of Work Area 1 of Chengsteel as research object，some measures are
adopted and the target is reached of gas flow steady and operation profile reasonable：strengthening manage—
ment of raw and fuel materials coming into the furnace，combining upper charge system and lower blowing
system ，optimizing thermal system ，slag—forming system ，deslaging and casting system and etc．In produc‘
tion we persist in the technical guide line of”low silicon—titanium”smelting，[si+Ti]is controlled at
(0．4±0．1)％ ，hot metal temperature at(1 470±15)℃ ．That guarantees full heat quantity for hearth，at
the same time effectively relieves slag sticky，realizes blast furnace vanadium ～titanium ore strengthening
smelting，makes economic and technical indexes continuously raised．
Key W ords：vanadium —titanium ore；smelting；practice
0 引言
承钢高炉一作业区采用串罐式无料钟炉顶、软
水密闭循环冷却；热风系统采用顶燃式燃烧炉，设计
风温1 200℃ ；同时采用水冲渣装置和1套高炉煤
气余压透平发电(TRT)机组。2012年3月高炉大
修后顺利开炉，通过严格操作管理、合理调整操作参
数、强化原燃料及设备管理，使炉况保持长期稳定顺
行。近半年来该作业区通过对上部装料制度的探
索，从中心加焦方式调整到“平台+漏斗”布料模
式，配合上部装料制度，确定合理的送风制度，使高
炉达到“上稳下活”的工作状态，高炉实现了长周期稳
收稿日期：2015一ll—O9
作者简介：朱建秋(I983～)，男，工程师，2007年毕业于河北科技大
学冶金工程专业，现在河钢集团承钢公司从事炼铁方面工作，E—
mail：245356976@ qq．com
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定顺行，生产指标不断提高，燃料消耗逐渐下降。
1 高炉强化冶炼措施
1．1 加强入炉原燃料的管理
(1)槽下筛分管理
定期更换筛底并加强对筛底的管理，发现断 ‘
或磨损比较严重的筛底要及时处理。通过在仓嘴』JI1
插棍来控制机烧和球团的料层厚度在8～15 cm，提
高振动筛的筛分效果。将烧结机的机头和机垲料装
入固定仓，在布料时，固定仓的机烧不作为料头和判
尾，避免对边缘和中心的气流造成影响。燃料 吃
焦炭以捣固焦为主，焦炭中的粉末较多，易将筛孔堵
死，要求焦炭筛子每班清理1次。岗位人员火 返
矿量的大小，将返矿率控制在8％ ～10％
(2)仓位管理
河北冶金 2016年第2期
为避免仓位落差大而造成炉料摔碎粉化，规定
工长必须每班到槽下查看仓位，设定仓位警戒值不
低于50％ ，低于30％必须停用。出现仓位低立即联
系供料上料，坚决杜绝低仓位、空仓现象的发生。减
少炉料二次摔碎，防止因原料粒度偏析造成粉末集
中入炉。
(3)CaCI 溶液喷洒管理
由于钒钛矿固有的化学性能，在块状带的低温
还原粉化率较普通矿高，影响高炉料柱的透气性。
故在烧结矿人仓前必须喷洒CaC1：溶液，安排专人
定期检查CaCI：的喷洒状态，确保同步喷洒率
100％ ，降低钒钛烧结矿的低温还原粉化率。
(4)炉料结构的优化
2012年以前，炉料结构为72％烧结矿+20％ 自
产竖炉球+8％外购球团矿，综合人炉料含铁品位在
56％左右。2012年大修后，自产竖炉球比例逐步减
小直至停吃，炉料结构调整为68％ 烧结矿+26％高
镁球团矿+6％ 高品位生矿，综合入炉料(铁)品位
达到56．5％ 。通过以上炉料结构的调整，提高了入
炉料含铁品位，减少了入炉原料粉末，改善了料层以
及料柱的透气性，高炉各项技术经济指标逐步提升。
1．2 上下部调剂相结合。稳定合理的煤气流分布
(1)装料制度
承钢一作业区高炉以下部调剂为主，上下部调剂
相结合达到“上稳下活”。根据高炉的主要操作参数，
综合判断煤气流分布，制定合理的装料制度，并且随
外界条件及炉内气流变化及时调整装料制度。高炉
坚持开放中心，抑制并稳定边缘气流的上部调整思
路；上部矿、焦布料角度外扩平铺，并相应扩大矿批，
增加焦窗厚度，减少矿焦界面效应；增加边缘布料圈
数，加大边缘料量，改变了以往沿炉喉径向布料的不
均匀性，既符合炉料下降规律，又有利于稳定边缘气
流，开放中心气流。料制调整情况见表1。
表1 装料制度调整
Tab．1 Charge system adjustment
时间 矿批／t料线／m 矿焦角调整
经过调整，炉内气流和温度场分布更趋合理，真
正形成了合理的中心气流，炉缸工作均匀活跃，渣铁
物理热充沛，炉喉形成焦平台+漏斗形式的理想料
面。布料模式的调整主要是为了适应矿批扩大后的
料面形状，保证相对稳定的矿焦层，同时稳定边缘气
流，维持炉况稳定顺行。炉况稳定、煤气利用率的提
高，使高炉综合焦比明显降低。
(2)合理的送风制度
钒钛矿冶炼有其自身的特殊性。钒钛矿渣铁分
离效果较普通矿差，炉渣黏度大，不利于出净渣铁，
容易造成炉缸堆积。
随着矿批的扩大，矿焦比逐渐提高，人炉焦比降
低，入炉风量出现萎缩，压差升高，鼓风动能降低。
因此在送风制度的调整上，首先，要保证较高的鼓风
动能，增加风量适应大料批，全炉压差控制在合理的
范围，结合钒钛矿中心穿透能力较低的实际，以高炉
接受能力为基础大幅提高风氧量；其次，随着上部边
缘气流的稳定，下部增大送风面积，风速达到230
m／s，鼓风动能达到11 000～12 000 J，炉缸活跃程度
提高，中心煤气流充足、热量充沛。
1．3 热制度与造渣制度的控制
坚持“低硅钛”冶炼的技术方针，有效缓解炉渣
黏稠的问题，降低铁损，促进炉缸活跃。
因在冶炼钒钛磁铁矿生产过程中，铁水[si]与
[Ti]存在良好的线性关系，使用[si+Ti]表征炉温
的高低。因钒钛矿冶炼受炉温波动影响较大，炉温
过高易使渣铁变粘稠，并产生“热结”，造成渣铁流
动性差，不易出净，造成热压升高，进而引发炉况波
动。该作业区高炉在炉渣R'由1．15-i-0．05倍提至
1．18±0．05倍保证铁水质量的同时，进行铁水低
[si+Ti]冶炼。铁水中的[si+Ti]控制在(0．4±
0．1)％ 之间，铁水测温为(1 470±15)℃ ，以保证炉
缸热量充足；提高富氧量在7 000～9 000 m ／h之
间，提高煤粉燃烧率，改善渣铁流动性；提高利用系
数至2．9 t／(m。·d)以上。通过缩短冶炼周期，减
少滴落带中的SiO与铁水中碳发生还原反应的时
间，达到控制铁水中硅含量的目的；控制炉渣中
(MgO)含量在10％ ～12％ ，(A1：O3+TiO2)含量≤
28％ ，保证炉渣具有良好的流动性。
1．4 控制合理的操作炉型
该作业区高炉大修后采用冷却壁+薄炉衬形
式，其中炉缸及风口段采用光面铸铁冷却壁，炉腹、
炉腰、炉身下部采用铜冷却壁，炉身中、上部采用铸
铁冷却壁，炉喉采用水冷炉喉钢砖。铜冷区域是高
41

河北冶金 2016年第2期
397．5
389．2
413．5
400．9
376．4
416．5
2 结论
(1)承钢一作业区高炉通过强化槽下筛分管
理、仓位管理、CaCI 溶液喷洒管理、优化炉料结构，
稳定原燃料质量，改善料层以及料柱的透气性，为高
炉强化冶炼创造条件。
(2)高炉调整以下部调剂为主，上下部调剂相
结合来达到“上稳下活”为目的。根据主要操作参
数，综合判断煤气流分布，制定合理的送风制度，并
与装料制度相结合，实现煤气流合理分布。
(3)坚持“低硅钛”冶炼的技术方针，铁水中的
(上摄第47页)
(5)出残铁区域要有良好的通风和照明设施。
残铁泥套深度合格，下部用硬泥或碳素料捣实。
(6)参加出残铁人员要穿戴好劳保品，否则禁
止上岗。出残铁期间现场严禁无关人员进入，现场
设置警示标识，放残铁现场严禁非操作人员入内，开
残铁口时严禁放炮，防止铁流无法控制。使用氧气
时，严格执行氧气安全操作规程。若遇铁水爆炸等
突发事故，现场人员应在安全人员的组织下快速有
秩的撤离至安全地带。安全科加强对残铁口附近煤
气的监测，防止割开炉皮后煤气中毒。
4 结语
本次放残铁过程较为成功，为停炉放残铁积累
了宝贵经验。
(1)此次放残铁方案可行，所有设备设施可行，
可以作为下一次放残铁的依据，整个放残铁过程按
[si+Ti]控制为(0．4±0．1)％ ，铁水温度为(1 470
±15)oC，在保证炉缸热量充足的同时，有效地缓解
炉渣黏稠的问题。
(4)通过稳定冷却水量、水温、水质的控制，使
中部冷却制度保持合理，达到保持合理操作炉型的
目的。
(5)强化炉前出渣出铁，严格控制铁口深度、铁
间隔、铁流速、出铁正点率、出渣率等指标，确保渣铁
及时出净，为稳定炉况及改善指标创造有利条件。
计划有序进行。
(2)残铁眼位置选择准确，放出残铁量较多约
25 t，大大减少了停炉扒炉工作量。
(3)本次放残铁过程持续时间合理，2 h放完，
采取打水增压取得了较好效果。
(4)本次放残铁存在的问题：由于场地受限，使
用氧气烧开残铁口，造成了铁15孔道过大，铁流可控
性差。
参考文献
[1 J周传典．高炉生产技术手册[M] 北京：冶金工业出版社，2002：
8．
[2]于浩平．15001T13高炉空料线停炉操作实践[J]．河北冶金，
2014，(7)：58—6O．
[3]颜彦，刘建新．唐钢2#高炉大修工程炉壳设计与受力分析[J]．河
jE冶余。2006．(3)：71—73．
43
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