河钢承钢高炉提高球比及配加高钒球实践

河钢承钢高炉提高球比及配加高钒球实践

纪恒

（河钢承钢钒钛工程技术研究中心）

摘  要：河钢承钢公司站在求发展的高度，开发了进口含钒球团矿资源，推进了公司含钒资源采购渠道多元化，为进一步促进钒产品增产增效，起到了强有力的支撑作用。同时进口球团矿的高品位、低脉石含量这些优秀品质，实现了高炉综合入炉品位的提高，为节能减排创造了条件、指明了进一步方向。

关键词：高炉  提球比  高钒球  俄罗斯球  实践

1 前言

长期以来，河钢承钢高炉以冶炼中低钛渣见长，随着高炉的大型化，对原燃料的要求也在逐步提高，铁水含钒的提高受到一定的限制，为了进一步提高铁水含钒，公司站在求发展的高度，开发了进口含钒球团矿资源，推进了我公司含钒资源采购渠道多元化，为进一步促进钒产品增产增效，起到了强有力的支撑作用。同时进口球团矿的高品位、低脉石含量这些优秀品质，实现了我公司高炉综合入炉品位的提高，为节能减排创造了条件、指明了进一步方向。

2 使用球团的技术优势

球团矿品位高，强度大，冶金性能优于烧结矿和块矿。提高炼铁炉料球团矿配比，可有效地促进炼铁入炉矿含铁品位的提高。据统计，2017 年重点钢铁企业球团矿含铁品位为 63.60%，烧结矿含铁品位为 55.79%；球团矿含铁品位比烧结矿高 7.81%。炼铁学理论认为，入炉矿含铁品位提高1%，高炉燃料比下降1.5%，生铁产量增长2.5%，减少渣量1.5%，这个效益是十分可观的。提高炼铁炉料球团矿配比，促进炼铁系统节能减排据统计，2017 年7 月重点钢铁企业球团工序能耗为25.41kgce/t, 烧结工序能耗为48.52kgce/t; 球团工序能耗比烧结低23.11kgce/t。如果用一吨球团矿代替一吨烧结矿炼铁，就会使炼铁系统降低23.11kgce/t的能耗。提高炼铁炉料球团矿配比，会降低污染物排放，降低对烧结烟气治理费用。烧结生产会产生大量的SO2、NOX、二噁英、粉尘等有害物质。如用球团代替烧结，既可以减少或没有污染物排放，大大减少了污染物治理费用。^[1]

我公司采用高碱度烧结矿+酸性球团矿的原料结构，球比增加，烧结矿碱度也需提高，会影响烧结矿的质量稳定性。因此，进一步提高球比需要提高球团的碱度，而俄球脉石成分成渣所需CaO低于我公司的现有球团，有利于提高球比。在当前需要提高铁水含钒的战略决策下，引入进口高钒球团，还可以有效避免为提高烧结机钒粉配比，而造成的烧结矿质量下降，这一不利影响。

3 俄罗斯球团与块矿对比分析

3.1 化学成分对比

表1  纽曼块、球团矿化学分析对比（质量百分含量，%）

俄球脉石成分成渣所需CaO低于纽曼块，有利于提高球比。

3.2 俄罗斯球团和纽曼块冶金性能对比分析：

（1） 热爆裂性：纽曼块的热爆裂指数DI（-6.3mm）较高，块矿热爆裂产生的粉末，有可能引起煤气流通道堵塞、炉墙结厚等炉况不良的现象。

（2）熔滴性能：俄罗斯球团矿的熔融区间、熔融带厚度均小于我公司在用的本地球团矿。由此可知，俄罗斯球团矿的软熔性能要优于现有本地球团矿，更优于纽曼块。

表2  俄罗斯球团与本地球团及纽曼块的熔滴实验对比

（3） 筛分性能：纽曼块粉末不易筛除，造成粉末入炉。球团粉末易筛除。

总体评价，俄罗斯球团矿冶金性能优于纽曼块。

4 俄罗斯球团代替块矿及部分本地球团的实际效果

4.1 试验前后高炉入炉原料结构及成分对比

（1）理论计算配加俄罗斯球团前铁水含钒=

1.661*（0.69*0.24%+0.04*0%+0.27*0.42%）*0.56*0.85=0.221%

其中：1.661为矿耗，0.69为入炉机烧比，0.24%为机烧含钒量，0.04为块矿比， 0%为块矿五氧化二钒含量，0.27为本地球团比,0.42%为本地球团含钒量，0.85为钒回收率，0.56为五氧化二钒的钒元素含量。

（2）理论计算配加俄罗斯球团后铁水含钒=

1.661*（0.68*0.24%+0.065*0.6%+0.255*0.42%）*0.56*0.85=0.245%

其中：1.661为矿耗，0.68为入炉机烧比，0.24%为机烧含钒量，0.065为俄罗斯球比， 0.60%为俄罗斯球团五氧化二钒含量，0.255为本地球团比,0.42%为本地球团含钒量，0.85为钒回收率，0.56为五氧化二钒的钒元素含量。

可见铁水含钒上升0.024%。

实际上，试验前后某高炉铁水含钒由平均值0.224%上升到0.249%，与理论值基本符合。

4.3高炉参数及指标变化

表5 俄罗斯球团矿入炉后某高炉指标变化情况

试验期间，高炉燃料比下降8.39kg/t，煤比提升6.05kg/t。高炉风量提高37.43 m3/min，富氧流量提高866.20 m3/h。试验证明，用俄罗斯钒钛球团替代块矿及本地球团指标得到了改善

4.4 操作制度调整

（1）装料制度：由于球团配比增加，炉料堆角减小，中心略显重，在保持矿布料角不变的情况下，对近中心部位焦炭档位增加一环，适当降低中心负荷，以稳定中心气流，起到了较好效果。

（2）送风制度：由于上部制度调整得当透气性良好，整体风氧量均在正常范围内，鼓风动能大于12000kgm/s，炉缸工作良好，上下部得到匹配。

（3）稳定热制度和造渣制度：通过加强日常操作管理，在保证渣铁热量的前提下，低硅冶炼，把[Si]降低到0.15％左右，炉渣二元碱度控制在1.1左右，渣中（MgO）始终在６％左右。负荷调节和碱度调节做到早动、少动，尽量避免大的调整，保证了热制度和造渣制度的稳定，减少了软熔带位置和性能的变化，实现了试验期间炉况稳定顺行。

5 结论

（1）俄罗斯球团热爆裂性、熔滴性能等冶金性能优于纽曼块。

（2）高钒进口球团有利于河钢承钢高炉提高球比和提高铁水含钒。

（3） 河钢承钢2500m3高炉上进行了配加俄罗斯钒钛球团矿替代块矿及本地球团的试验，试验表明，高炉燃料比、煤比等关键指标得到了改善。

（4）根据原燃料特性，调整上下部制度始终相匹配是该试验得以成功的关键；保持日常热制度和造渣制度的稳定是试验成功的基础。

参考文献：

[1] 王维兴.提高高炉炉料中球团矿配比、促进节能减排[J].冶金管理,2018(09):53-58.