关于烧结矿使用高钛精粉的实践

张文政+王瑾洋+袁东颖+赵磊

摘 要：基于涞源县当地丰富的矿资源优势，结合当地精粉特点，高钛酸粉比普通酸粉采购价格低五、六十元，在满足烧结生产指标和高炉冶炼要求条件的前提下，研究高钛精粉的最大配比量，降低铁前成本，提高吨钢利润。

关键词：资源优势；采购价格；最大配比量；铁前成本

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.034

1 引言

如今钢铁市场持续低迷，钢铁行业净利润极低，加上面对环保风暴，钢铁行业遭受重大打击，此时降低铁前成本，便是保证吨钢利润的有利法宝，我公司采购的高钛酸粉价格较其他精粉每吨便宜五、六十元，也就意味着多使用一吨高钛酸粉，吨钢利润就能提升五、六十元。对此在保证各项产质量的前提下，进行研究高钛酸粉的最大使用量，以降低铁前成本，提高吨钢利润。

2 正文

2.1 对含钛精粉的研究

我国含钒精粉主要以钒钛磁铁矿为主，钒钛磁铁矿主要分布在攀西和承德地区，攀钢和承钢冶炼钒钛磁铁矿技术已经相当成熟。大部分企业和技术人员都是对钒钛磁铁矿进行研究，而我厂采购的高钛酸粉中钒含量可忽略不计，主要是考虑钛含量，但是总的来看，还是以研究烧结矿中钛含量为主，所以关于钒钛磁铁矿方面的文献具有一定的参考价值。其他企业和相关技术人员主要从烧结矿中碱度、FeO、SiO2、MgO、Al2O3、TiO2以及铁水中含钛炉渣变稠特性等方面进行研究。

2.2 碱度对钒钛烧结矿质量的影响

我公司高炉使用钒钛烧结矿，分析碱度影响对含钛烧结矿冶金性能影响的试验研究，随着烧结矿碱度由1.7倍到2.1倍，粒度趋向均匀，碱度为1.8倍时返矿率25 %，随着碱度的增大，烧结的返矿率降低到20%，碱度由1.9增至2.1时，返矿量变化不大，粒度（15-40mm）烧结矿随着碱度升高而增加，主要原因是铁酸钙液相量增大，随着CaO的含量增加，更易生成低熔点液相，烧结的固结强度增大。

（1）冶金性能测定。经化学成分分析，发现随碱度的提高，成品矿中化学成分变化不明显，只有CaO含量随碱度增加而增大，这是因为增加了生石灰配比造成的，而FeO含量随碱度提高呈下降趋势，是由于增加生石灰配比，混合料制粒效果良好，料床透氣性较好，氧化气氛增加，铁酸钙的生成抑制了Fe3+向Fe2+的转变。

（2）低温还原粉化率。碱度由1.7倍增至2.1倍时，低温还原粉化率得到改善，碱度的变化对低温还原粉化率影响较大。分析原因主要是烧结矿碱度越高，越有利于铁酸钙系低熔点化合物的生成，增加了液相量的数量，高碱度烧结原料中的生石灰数量增多，粘结剂的增大有利于烧结原料的造球性，改变料层的透气性，有利于铁酸钙的生成和保留。

（3）荷重软化性能。烧结矿的荷重软化性能受碱度影响较大，碱度低的烧结矿中矿物种类多，强度小，烧结矿受热膨胀产生大量细小颗粒，更易形成低熔点硅酸盐矿物，使烧结矿过早收缩，在高炉冶炼过程中提前出现软熔带，缩短间接还原反应时间，因此高碱度烧结矿是缩短软溶区间，软熔带位置低的优质原料。

2.3 TiO2含量对烧结矿性能影响的研究

根据TiO2含量的增大，烧结料熔化温度随着上升，液相量随之减少，液相流动性变差，烧结矿强度和成矿率均有所下降，还原性变差，熔化性和滴落性能变低。

实际生产中，随着TiO2含量增加，应利用相应的方法消除其不利影响，如：提高料层厚度、增加配碳量、添加硼化物等相应措施，可以有效的增强烧结过程。

2.4 FeO对钒钛烧结矿产质量影响的研究

FeO对钒钛烧结矿的成矿率和转鼓指数有很大的影响，FeO含量为3.3%时，烧结矿的成矿率和转鼓指数均有所下降，成矿率为55.2%，转鼓指数为72. 3%，随着FeO含量增加，烧结矿的成矿率和转鼓指数随之增大。FeO含量小于8.0%时成矿率和转鼓指数升高较快，8.0%-9.5%时幅度升高较小，当FeO等于9.5%时，成矿率和转鼓强度达到最高，当FeO含量大于9.5%时，随着FeO含量增加，烧结矿的成矿率和转鼓强度则下降。

2.5 MgO对钒钛烧结矿冶金性能影响的研究

随着MgO质量分数的提高，烧结矿还原度稍有下降。随着MgO含量增大，烧结矿低温还原粉化率随之降低，当MgO的质量分数从2.3%增加到2.5%、2.8%、3.2%、3.5%时，烧结矿低温还原粉化率分别下降了0.23、1.08、2.1、3.01个百分点。

2.6 炼铁使用含钛烧结矿的影响

（1）含钛炉渣的化学成分。炼铁高炉产生的炉渣，其成分主要来源于含铁原料（烧结矿、球团矿）、燃料（焦炭、煤粉）所带入的各项成分，为满足高炉冶金性能要求，选择并确定合适的炉渣成分，其冶炼操作过程称为造渣制度。一般造渣制度形成四元渣系（CaO-SiO2-MgO-AL2O3），而冶炼钒钛烧结矿则为五元渣系（CaO-SiO2-MgO-AL2O3-TiO2）。含钛炉渣按照TiO2含量，可分为高钛渣（>25%）、中钛渣（15%-25%）和低钛渣（<15%），含TiO2的五元渣系的冶金性能和普通的四元渣系有很大的区别，随着TiO2含量不同，其冶金性质有很大的变化。

（2）含钛炉渣粘度。关于含钛高炉渣的碱度，主要是二元碱度（

CaO/SiO2）和TiO2含量变化是影响高炉在高温还原条件下粘度的主要因素；含钛炉渣粘度根据TiO2含量的变化在一定的区间范围内呈正比关系变化；高钛渣的粘度随着碱度的增加，先变大然后减小，且在在二元碱度（CaO/SiO2）为1.2时达到最大值。

3 结论

含钛炉渣的冶炼过程受很多因素的影响，其中CaF影响最大， MgO含量增大时，炉渣的粘度变化不大；炉渣碱度增大时，炉渣的粘度呈反比关系降低，TiO2含量增加，炉渣粘度变化基本不变，说明TiO2含量变化对炉渣粘度影响不大；当炉渣温度升高时，炉渣粘度增加，TiO2在高温状态被C还原成高熔点物质TiC或TiN高熔点化合物，随着炉渣中TiO2的增加，炉渣粘度快速上升，因此说明炉渣温度变化是影响含铁炉渣粘度变化的主要因素，即铁水物理热的高低，是含铁炉渣粘度变化的主要因素。

参考文献：

[1]李文英.碱度对钒钛烧结矿质量的影响[R].

[2]蒋大军，何木光等.TiO2含量对烧结矿性能影响的研究[J].四川冶金，2009（31）：23.

[3]甘群，何木光，何群等.FeO对钒钛烧结矿产质量影响的研究[J].烧结球团，2009（34）：14-19.