河钢承钢2500m3高炉配加澳球的实践

来源：2019年第七届炼铁对标、节能降本及新技术研讨会论文集|浏览：次|评论：0条 [收藏] [评论]

河钢承钢2500m3高炉配加澳球的实践韩磊1刘二浩1胡春艳1,2李立芬1苗慧源1（1 河钢股份有限公司承德分公司，河北承德 067001，2 华北理工大学冶金与能源学院，河北唐山 063210）摘要…

河钢承钢2500m3高炉配加澳球的实践
韩磊¹ 刘二浩¹ 胡春艳^1,2 李立芬¹ 苗慧源¹
（1 河钢股份有限公司承德分公司，河北承德 067001，
2 华北理工大学冶金与能源学院，河北唐山 063210）

摘要：本文通过对河钢承钢2500m³高炉配加澳洲高品位含钒球团矿试验结果的统计，从高炉原料结构、渣铁比、铁水含钒、高炉参数与吨铁效益等方面进行对比，分析了在高炉工序配加澳洲高品位含钒球团矿的可行性。
关键词：钒钛矿；含钒球团；
1 前言
钒有着“工业味精”之称，是我国重要储备物资，其主要提起矿物——钒钛磁铁矿也是国际上公认的战略资源^[1]，然而全球的钒资源储备极不平衡（钒钛磁铁矿分布见图1-1），在我国却有着储量大、分布广的特点，对其进行合理规划、充分利用，将具有重大的战略意义^[2-3]。

河北承德地区是我国钒钛磁铁矿的第二大产区，经2006年普查，总储量80亿吨，仅次于我国攀西地区。近年，河钢承钢为较大限度的对钒资源进行回收，将钒钛磁铁矿在烧结工序的应用已提高至入口原料比例的48%。
2 承钢钒钛磁铁矿的应用
2.1 钒钛矿烧结
钒钛矿的烧结与普通矿相比，自身具有特殊性。由于在烧结过程中固相反应阶段会形成高熔点的钙钛矿（熔点：1970℃），导致液相析出时所需温度较高，造成了成品矿强度低^[4]。
因此，提高钒钛磁铁矿的配比，会导致烧结生产中返矿率高、易碎裂和低温还原粉化率高等缺点的加剧。带来的后果就是高炉原料供应的降低、透气性指数的下降与炉况的恶化。
为减弱因钒钛矿的大量使用对铁前工艺造成的不利影响，河钢承钢将钒回收的着眼点转移到球团矿上。并且本地球团矿相对于烧结矿而言，还具有铁、钒品位高等优点（化学成分将表2-1）。
表2-1 烧结矿与球团矿返学分析对比（%）

	TFe	FeO	S	P	TiO₂	V₂O₅	CaO	SiO₂	MgO	Al₂O₃	R₂	H₂O
烧结矿	54.86	8.93	-	0.062	2.04	0.26	11.06	5.16	1.94	1.77	2.15	-
球团矿^*	60.23	0.88	0.002	0.057	3.11	0.45	1.20	5.40	2.59	1.30	0.22	0.34

*表中球团矿数据为本地双福、信通、创远三种球团矿均值
2.2 球团矿
但因承德当地钒钛磁铁矿有着“中钒中钛”的特点（成分见表2-2），过高的当地矿的使用，势必会引起高炉原料钛负荷的增长。原料中钛氧化物会与高炉中C、N元素发生反应，生成高熔点化合物（TiC、TiN），从而加重液态炉渣的稠化，降低高炉透气性，严重时影响高炉顺行。
表2-2 承钢用铁精粉化学成分对比（%）

	TFe	S	P	V₂O₅	TiO₂	SiO₂	Al₂O₃	H₂O
本地钒钛磁铁矿粉	61.85	0.126	0.019	0.73	6.29	2.32	2.46	8.67
外购铁精粉	66.06	0.096	0.008	0.03	0.16	6.08	0.57	8.46

3 配加外购球团试验
为充分利用本地钒钛矿，又不至入炉钛负荷的过度增长，承钢在不降低本地钒钛磁铁矿配比的前提下，在高炉工序引入外购澳洲高品位含钒球团矿（以下简称澳球），并在高炉作业区展开试验。
3.1 澳球化学分析
澳球与本地球团矿相比，具有铁、钒品位高，TiO₂含量低等优点（化学分析见表3-1）。
表3-1 球团矿化学分析对比（%）

	TFe	FeO	V₂O₅	TiO₂	S	P	MgO	CaO	SiO₂	Al₂O₃	R₂	H₂O
双福	60.11	0.69	0.46	3.27	0.002	0.055	2.49	1.14	5.55	1.22	0.21	0.12
信通	60.28	0.45	0.43	2.73	0.002	0.060	2.75	1.33	5.29	1.34	0.25	0.10
创远	60.31	1.50	0.47	3.32	0.002	0.055	2.53	1.13	5.37	1.34	0.21	0.81
澳球	65.36	0.87	0.68	1.34	0.002	0.010		0.11	2.55	0.51	0.04	1.01

3.2 试验方案
2019年3月在高炉作业区开展试验，本次试验以澳球等量替代部分本地球团矿，其比重占入炉原料的10%，并将配加澳球前、后的各一周作为本次试验的基准期与试验期，经过对高炉各项生产指标展开对比，进行评估。
3.3 试验结果
（1）入炉综合品位
本次试验基准期入炉原料结构为71%烧结矿+26%双福球团矿+3%纽曼块矿，在试验期间入炉原料结构调整为69%烧结矿+18%双福球团矿+10%澳球+3%纽曼块矿。基准期与试验期平均入炉综合品位分别为56.78%、57.61%，其走势见图3-1。

由于入炉综合品位的升高，带来了高炉渣量的降低，渣铁比（水渣）由基准期的555.01kg/t至试验期降至505.83kg/t，降低49.18kg/t，为高炉顺行进一步创造了条件。试验过程中，高炉渣铁比走势见图3-2。

（2）铁水含钒
经炉料结构调整，试验期入炉含钒品位由基准期的0.276%提高至0.326%，较基准期提高0.050%，入炉综合含钒走势见图3-3。

入炉综合含钒品位的升高，直接提升了高炉铁水含钒量，由基准期0.192%提高至0.233%，铁水含钒提高0.041%，见图3-4。

（3）高炉参数
在本次试验期间，高炉冷风流量、透气性指数均未发生较大变化，基准期平均冷风流量4952m³/min，试验期品均冷风流量4967m³/min，平均透气性指数由32.15降至32.12，冷风流量与透气性指数分布见图3-5。

试验期间本体热负荷整体呈下行趋势，基准期热负荷均值17370至试验期降至14143，煤气利用率走势平稳，小幅下行，降低0.06%，热负荷与煤气利用系数分布见表3-6。

本次试验期间，对高炉燃料消耗做出统计，试验期间平均煤比130 kg/t.Fe，较基准期提高11kg/t.Fe，燃料比502kg/t.Fe，较基准期降低4kg/t.Fe，煤比、燃料比分布见图3-7。

4 效益计算
以当前市场价格，对基准期与试验期原料成本进行测算，主要原料价格见表4-1。
表4-1 高炉原料成本

原料种类	烧结矿	本地球团	澳球	纽曼块
价格（元/吨）	803	960	1100	1130

基准期原料成本：
（803×71%＋960×26%＋1130×3%）÷56.78%÷0.94＝1599.36元/吨
试验期原料成本：
（803×69%＋960×18%＋1100×10%＋1130×3%）÷57.61%÷0.94＝1607.97元/吨
原料成本上涨1607.969－159.361＝8.61元
虽然吨铁原料成本上涨8.61元，但以承钢对铁水采取优质优价的原则，以铁水含钒量的不同，区别定价，在基准价格上进行核算，见表4-2。
表4-2 以[V]为基准核算

[V](%)	≤0.190	0.190~0.200	0.200~0.230	0.230~0.260
可算幅度（元/吨）	-17	0	6.55	13.10

提高铁水含钒后，铁水价格加价13.10元/吨。
故，配吃奥球后由于铁水含钒量的升高，吨铁成本降低13.10－8.61＝4.49元。
5 结论
（1）配吃澳球后，由于澳球TFe品位65.36%，使入炉综合品位升高0.83%。.
（2）由于品位的提升，渣铁比降低49.18kg/t。
（3）入炉结构调整后，由于入炉综合含钒品位升高0.50%，导致铁水含钒升高0.041%。
（4）试验期在提高入炉综合含钒品位过成中，由于未引起钛负荷的升高，使高炉参数有所提升：冷风流量提高15m³/min，热负荷降低3234，煤比升高11kg/t.Fe，燃料比降低4kg/t.Fe；当对煤气利用率与透气性指数稍有影响：煤气利用率降低0.06%，透气性指数降低0.03%。
（5）试验期间，通过对原料成本与铁水优质优价的比对，配加澳球，提高铁水含钒后，吨铁成本降低4.49元。
（6）通过本次试验结果比对，在高炉原料中配加部分澳球，从生产与经营角度分析是可行的。
参考文献
[1] 杨文康,杨广庆,邢宏伟,等.钒钛烧结矿与普通烧结矿软熔性能对比研究[J].钢铁钒钛,2017,38(4):118-122.
[2] 周军.做好钒钛磁铁矿利用大“文章”[N].中国有色金属报,2011-8-25(008).
[3] 王琼杰.最大限度的利用就是合理利用[N].中国矿业报,2013-07-18(A06).
[4] 李超.承德钒钛磁铁矿烧结成矿机理研究[D].唐山:河北联合大学,2014:3-4.

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