本發(fā)明涉及調(diào)節(jié)爐底爐缸侵蝕情況的釩鈦磁鐵礦高爐冶煉方法，屬于釩鈦磁鐵礦高爐冶煉技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在我國攀西地區(qū)，河北承德，以及國外的印度尼西亞等地有著豐富的釩鈦磁鐵礦資源。隨著我國對(duì)釩鈦磁鐵礦的開發(fā)技術(shù)和高爐冶煉技術(shù)取得長足進(jìn)展，高爐冶煉綜合利用系數(shù)可達(dá)到2.5t/m³.d，高爐冶煉強(qiáng)度達(dá)到1.3～1.5t/m³.d，在冶煉強(qiáng)度上遠(yuǎn)高于普通礦冶煉高爐。

盡管在釩鈦磁鐵礦高爐冶煉過程中，在爐缸爐底容易形成一層由高熔點(diǎn)物質(zhì)TiC、TiN、Ti(C，N)組成的沉積物渣殼，減少鐵水對(duì)爐底爐缸的侵蝕和破壞，從而延長高爐使用壽命，但由于高爐冶煉強(qiáng)度的不斷升高，爐底爐缸受侵蝕和破環(huán)的程度還是不斷加劇，嚴(yán)重威脅到生產(chǎn)安全，并降低了高爐使用壽命。再有，釩鈦磁鐵礦高爐冶煉所得爐渣TiO₂含量高，爐渣的熔化性溫度高，爐渣中TiO₂易于被還原成TiC、TiN、Ti(C，N)，使?fàn)t渣變稠。當(dāng)爐況出現(xiàn)波動(dòng)，爐缸不活躍時(shí)，爐渣很容易因?yàn)樽兂砩踔聊潭沟脿t缸透氣性、透液性變差，導(dǎo)致爐缸堆積形成，進(jìn)一步惡化高爐順行。

因此，亟需一種調(diào)節(jié)爐底爐缸侵蝕情況的方法，以便在了解了爐缸爐底侵蝕狀態(tài)后，做出相應(yīng)的高爐調(diào)節(jié)操作，減緩對(duì)爐缸爐底的侵蝕速度，盡早消除爐缸堆積，使高爐達(dá)到穩(wěn)定順行，高產(chǎn)長壽。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上問題，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種調(diào)節(jié)爐底爐缸侵蝕情況的釩鈦磁鐵礦高爐冶煉方法。

本發(fā)明調(diào)節(jié)爐底爐缸侵蝕情況的釩鈦磁鐵礦高爐冶煉方法，爐底爐缸出現(xiàn)不利于高爐順行的侵蝕情況時(shí)，通過調(diào)整布料制度、送風(fēng)制度、噴吹制度、造渣制度和熱制度，控制侵蝕情況：

布料制度中，高爐爐料結(jié)構(gòu)在堿性釩鈦燒結(jié)礦用量為65～90％，釩鈦球團(tuán)礦用量為30％以下，非釩鈦天然塊礦用量為10％以下范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整；焦炭負(fù)荷在4.0～5.0之間進(jìn)行調(diào)整；

送風(fēng)制度中，鼓入熱風(fēng)溫度在1200～1250℃，熱風(fēng)壓力在200～400kPa，熱風(fēng)風(fēng)速在170～260m/s，風(fēng)口面積在0.230～0.320㎡內(nèi)調(diào)整；且熱風(fēng)中富氧率在4％以下范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整；

噴吹制度中，煤粉噴吹量在80～160kg/t鐵范圍內(nèi)調(diào)整；

造渣制度中，爐渣二元堿度在1.0～1.20，爐渣三元堿度在1.30～1.50，渣中MgO含量在6.0～11.0％，渣中TiO₂含量在17～25％內(nèi)調(diào)整；

熱制度中，鐵水中[Ti]與[Si]的重量比在1～2.5:1范圍內(nèi)調(diào)整。

本發(fā)明所述的不利于高爐順行的侵蝕情況分為輕微侵蝕和嚴(yán)重侵蝕。

所述輕微侵蝕為鐵水1150℃等溫線對(duì)爐底的侵蝕深度小于爐底磚襯總厚度2/9，對(duì)鐵口和爐缸的侵蝕深度小于30cm；所述嚴(yán)重侵蝕為鐵水1150℃等溫線對(duì)爐底的侵蝕深度大于爐底磚襯總厚度2/9，對(duì)鐵口和爐缸的侵蝕深度大于30cm。

具體的操作優(yōu)選如下：

當(dāng)出現(xiàn)輕微侵蝕時(shí)，布料制度中：調(diào)整爐料結(jié)構(gòu)，使球團(tuán)礦用量為16～20％，燒結(jié)礦用量為76～80％，塊礦用量為4～6％；布料批重為39～41t/批，布礦角整體向邊緣移動(dòng)，最大角位料流落點(diǎn)距離邊緣40～60cm；送風(fēng)制度中，風(fēng)口面積為0.252～0.264㎡，鼓風(fēng)動(dòng)能為158～162kJ/s，富氧率為2～3％；造渣制度中，爐渣中TiO₂含量為19.8～20.5％，爐渣二元堿度為1.02～1.04；熱制度中，[Ti+Si]為0.41～0.43％，[Ti/Si]為1.86～1.90。

作為優(yōu)選方案，當(dāng)出現(xiàn)輕微侵蝕時(shí)，布料制度中：調(diào)整爐料結(jié)構(gòu)，使球團(tuán)礦用量為16％以上，燒結(jié)礦用量為79％，塊礦用量為5％。布料批重為39.5t/批，布礦角整體向邊緣移動(dòng)，最大角位料流落點(diǎn)距離邊緣50cm；送風(fēng)制度上：風(fēng)口面積為0.262㎡，鼓風(fēng)動(dòng)能為160KJ/S，富氧率為2.50％。造渣制度上：爐渣中TiO₂含量為20％，爐渣二元堿度為1.03。熱制度上：[Ti+Si]為0.42％，[Ti/Si]為1.89。

當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重侵蝕時(shí)，布料制度中，調(diào)整爐料結(jié)構(gòu)，使球團(tuán)礦用量為10～14％，燒結(jié)礦用量為80～84％，塊礦用量為2～3％，同時(shí)增加2～3％的小粒度燒結(jié)礦，礦料批重為42～44t/批，焦炭負(fù)荷為4.3～4.5，布礦角整體向邊緣移動(dòng)，最大角位料流落點(diǎn)距離邊緣50～70cm；增加邊緣焦炭布料環(huán)數(shù)；送風(fēng)制度中，鼓風(fēng)風(fēng)口為0.275～0.281㎡，風(fēng)量為3880～3920m³/min，熱風(fēng)溫度為1215～1225℃，富氧率為2.43～2.47％，鼓風(fēng)動(dòng)能為98～102kJ/s；造渣制度中，爐渣中TiO₂含量為21.1～21.7％，爐渣二元堿度為0.99～1.02，三元堿度為1.31～1.33；熱制度中，[Ti+Si]含量為0.33～0.36％，[Ti/Si]為1.78～1.81。

作為優(yōu)選方案，當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重侵蝕時(shí)，布料制度中：調(diào)整爐料結(jié)構(gòu)，使球團(tuán)礦用量為13％，燒結(jié)礦用量為82％，塊礦用量為2.5％，同時(shí)增加2.5％的小粒度燒結(jié)礦。布料料制上：礦料批重為43t/批，焦炭負(fù)荷為4.4，布礦角整體向邊緣移動(dòng)，增加邊緣焦炭布料環(huán)數(shù)。送風(fēng)制度上：鼓風(fēng)風(fēng)口為0.279㎡，風(fēng)量為3900m³/min，熱風(fēng)溫度為1220℃，富氧率為2.45％，鼓風(fēng)動(dòng)能為100KJ/S。造渣制度上：爐渣中TiO₂含量為21.5％，爐渣二元堿度為1.0，三元堿度為1.32。熱制度上：[Ti+Si]含量為0.35％，[Ti/Si]為1.80。

進(jìn)一步的，優(yōu)選在高爐上安裝爐底爐缸實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，通過監(jiān)測系統(tǒng)計(jì)算模擬得到高爐爐底爐缸的侵蝕情況。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明通過對(duì)不同爐況侵蝕狀態(tài)進(jìn)行分析，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的高爐操作制度調(diào)整，使?fàn)t底爐缸的侵蝕情況得到明顯改善，減緩爐底爐缸侵蝕速度，使高爐達(dá)到穩(wěn)定順行，高產(chǎn)長壽。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明調(diào)節(jié)爐底爐缸侵蝕情況的釩鈦磁鐵礦高爐冶煉方法，爐底爐缸出現(xiàn)不利于高爐順行的侵蝕情況時(shí)，通過調(diào)整布料制度、送風(fēng)制度、噴吹制度、造渣制度和熱制度，控制侵蝕情況：

布料制度中，高爐爐料結(jié)構(gòu)在堿性釩鈦燒結(jié)礦用量為65～90％，釩鈦球團(tuán)礦用量為30％以下，非釩鈦天然塊礦用量為10％以下范圍內(nèi)進(jìn)行改變；焦炭負(fù)荷在4.0～5.0之間進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)對(duì)布料矩陣和布料料線進(jìn)行調(diào)整；以保證高爐中心和邊緣兩股氣流發(fā)展，使高爐中心具有良好的透氣性和透液性。

送風(fēng)制度中，主要是調(diào)整風(fēng)量、風(fēng)溫、風(fēng)速、風(fēng)口面積，從而保證高爐具有適宜的鼓風(fēng)動(dòng)能，吹透高爐中心，使中心料柱下部直徑減小，減小鐵水環(huán)流對(duì)爐底爐缸的侵蝕。具體的，鼓入熱風(fēng)溫度在1200～1250℃，熱風(fēng)壓力在200～400kPa，熱風(fēng)風(fēng)速在170～260m/s，風(fēng)口面積在0.230～0.320㎡內(nèi)調(diào)整；且熱風(fēng)中富氧率在4％以下范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整；本發(fā)明所述的富氧率為熱風(fēng)中富氧體積與總風(fēng)量的體積比。

噴吹制度中，噴吹煤粉量在80～160kg/t鐵范圍內(nèi)調(diào)整；

造渣制度中，爐渣二元堿度在1.0～1.20，爐渣三元堿度在1.30～1.50，渣中MgO含量在6.0～11.0％，渣中TiO₂含量在17～25％內(nèi)調(diào)整；從而降低爐渣的熔化性溫度和粘稠度，以消除風(fēng)口鐵口掛渣嚴(yán)重現(xiàn)象。

熱制度中，鐵水中[Ti]與[Si]的重量比在1～2.5:1范圍內(nèi)調(diào)整。既保證爐缸具有充沛的熱量，減少掛渣現(xiàn)象，又增加爐底爐缸出的高熔點(diǎn)TiC等沉積物，形成渣殼鐵殼，有效降低鐵水對(duì)爐底爐缸的侵蝕。

本發(fā)明所述的不利于高爐順行的侵蝕情況分為輕微侵蝕和嚴(yán)重侵蝕。

所述輕微侵蝕為鐵水1150℃等溫線對(duì)爐底的侵蝕深度小于爐底磚襯總厚度2/9，對(duì)鐵口和爐缸的侵蝕深度小于30cm；所述嚴(yán)重侵蝕為鐵水1150℃等溫線對(duì)爐底的侵蝕深度大于爐底磚襯總厚度2/9，對(duì)鐵口和爐缸的侵蝕深度大于30cm。

所述輕微侵蝕表現(xiàn)為：爐底、爐缸局部侵蝕加重，侵蝕線局部推進(jìn)磚襯中；此種情況多見于冶煉強(qiáng)度低，爐況差，爐齡短的高爐。

嚴(yán)重侵蝕表現(xiàn)為：爐底爐缸侵蝕整體加重，呈現(xiàn)“象腳型”侵蝕，侵蝕線向爐底爐缸磚襯中整體推進(jìn)。此種情況多見于冶煉強(qiáng)度較高，爐況好，爐齡長的高爐。

爐缸的侵蝕情況不同，采取的措施存在差異?？偟恼{(diào)整原則為:輕微侵蝕時(shí)，退批重，提高料批量，達(dá)到同時(shí)發(fā)展邊緣和中心煤氣流，保持爐況穩(wěn)定順行，爐溫充沛后，爐缸熱量充沛，可沉積于爐底的TiC等高熔點(diǎn)物質(zhì)增多，起到保護(hù)爐缸再侵蝕的作用。嚴(yán)重侵蝕時(shí)，增加批重，布礦角向邊緣移動(dòng)，抑制邊緣氣流發(fā)展，爐溫充沛后，爐缸熱量充沛，可沉積于爐底的TiC等高熔點(diǎn)物質(zhì)增多，起到保護(hù)爐缸再侵蝕的作用。

具體的操作優(yōu)選如下：

當(dāng)出現(xiàn)輕微侵蝕時(shí)，布料制度中：調(diào)整爐料結(jié)構(gòu)，使球團(tuán)礦用量為16～20％，燒結(jié)礦用量為76～80％，塊礦用量為4～6％；布料批重為39～41t/批，布礦角整體向邊緣移動(dòng)，最大角位料流落點(diǎn)距離邊緣40～60cm；送風(fēng)制度中，風(fēng)口面積為0.252～0.264㎡，鼓風(fēng)動(dòng)能為158～162kJ/s，富氧率為2～3％；造渣制度中，爐渣中TiO₂含量為19.8～20.5％，爐渣二元堿度為1.02～1.04；熱制度中，[Ti+Si]為0.41～0.43％，[Ti/Si]為1.86～1.90。其余未提到的冶煉參數(shù)均為原冶煉參數(shù)，無需調(diào)整，在此不做贅述。

作為優(yōu)選方案，當(dāng)出現(xiàn)輕微侵蝕時(shí)，布料制度中：調(diào)整爐料結(jié)構(gòu)，使球團(tuán)礦用量為16％以上，燒結(jié)礦用量為79％，塊礦用量為5％。布料批重為39.5t/批，布礦角整體向邊緣移動(dòng)，最大角位料流落點(diǎn)距離邊緣50cm；送風(fēng)制度上：風(fēng)口面積為0.262㎡，鼓風(fēng)動(dòng)能為160KJ/S，富氧率為2.50％。造渣制度上：爐渣中TiO₂含量為20％，爐渣二元堿度為1.03。熱制度上：[Ti+Si]為0.42％，[Ti/Si]為1.89。其余未提到的冶煉參數(shù)均為原冶煉參數(shù)，無需調(diào)整，在此不做贅述。

當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重侵蝕時(shí)，布料制度中，調(diào)整爐料結(jié)構(gòu)，使球團(tuán)礦用量為10～14％，燒結(jié)礦用量為80～84％，塊礦用量為2～3％，同時(shí)增加2～3％的小粒度燒結(jié)礦，礦料批重為42～44t/批，焦炭負(fù)荷為4.3～4.5，布礦角整體向邊緣移動(dòng)，最大角位料流落點(diǎn)距離邊緣50～70cm；增加邊緣焦炭布料環(huán)數(shù)；送風(fēng)制度中，鼓風(fēng)風(fēng)口為0.275～0.281㎡，風(fēng)量為3880～3920m³/min，熱風(fēng)溫度為1215～1225℃，富氧率為2.43～2.47％，鼓風(fēng)動(dòng)能為98～102kJ/s；造渣制度中，爐渣中TiO₂含量為21.1～21.7％，爐渣二元堿度為0.99～1.02，三元堿度為1.31～1.33；熱制度中，[Ti+Si]含量為0.33～0.36％，[Ti/Si]為1.78～1.81。其余未提到的冶煉參數(shù)均為原冶煉參數(shù)，無需調(diào)整，在此不做贅述。

作為優(yōu)選方案，當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重侵蝕時(shí)，布料制度中：調(diào)整爐料結(jié)構(gòu)，使球團(tuán)礦用量為13％，燒結(jié)礦用量為82％，塊礦用量為2.5％，同時(shí)增加2.5％的小粒度燒結(jié)礦。布料料制上：礦料批重為43t/批，焦炭負(fù)荷為4.4，布礦角整體向邊緣移動(dòng)，增加邊緣焦炭布料環(huán)數(shù)。送風(fēng)制度上：鼓風(fēng)風(fēng)口為0.279㎡，風(fēng)量為3900m³/min，熱風(fēng)溫度為1220℃，富氧率為2.45％，鼓風(fēng)動(dòng)能為100KJ/S。造渣制度上：爐渣中TiO₂含量為21.5％，爐渣二元堿度為1.0，三元堿度為1.32。熱制度上：[Ti+Si]含量為0.35％，[Ti/Si]為1.80。其余未提到的冶煉參數(shù)均為原冶煉參數(shù)，無需調(diào)整，在此不做贅述。

本發(fā)明所述小粒度燒結(jié)礦的粒度為3～5mm。

本發(fā)明所述的[Ti+Si]含量為鐵水中Ti含量與Si含量的總和。[Ti/Si]為鐵水中Ti含量與Si含量的比值。所述的含量均為質(zhì)量百分比。

高爐侵蝕情況的檢測方法為現(xiàn)有技術(shù)，例如可以在高爐上安裝爐底爐缸實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，通過監(jiān)測系統(tǒng)計(jì)算模擬得到高爐爐底爐缸的侵蝕線分布情況和爐缸堆積情況。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。實(shí)施例1和實(shí)施例2分別對(duì)應(yīng)輕微侵蝕和嚴(yán)重侵蝕這兩種情況。

實(shí)施例1

冶煉釩鈦磁鐵礦的A高爐于2012年8月6日，通過爐底爐缸侵蝕在線監(jiān)測模型分析發(fā)現(xiàn)，7#和19#風(fēng)口方向均出現(xiàn)一定程度的風(fēng)口掛渣現(xiàn)象，兩個(gè)鐵口均受到侵蝕，爐缸距離邊緣的中間帶受到輕微侵蝕。繼續(xù)沿用原冶煉方法，侵蝕進(jìn)一步加重。

采取如下措施減緩侵蝕：爐料結(jié)構(gòu)上，球團(tuán)礦配礦比例從13％提升到16％以上，燒結(jié)礦配礦比例從82％降至79％，塊礦從3％升高至5％，球團(tuán)比例提高，整個(gè)料柱透氣性改善；布料料制上：布料批重從42.5t/批逐步減至39.5t/批，焦炭負(fù)荷不變，布礦角整體向邊緣移動(dòng)，消除球團(tuán)礦比例增加易加重中心、發(fā)展邊緣的不利影響。送風(fēng)制度上：風(fēng)口面積從0.271㎡減小至0.262㎡，鼓風(fēng)動(dòng)能從145KJ/S提高至160KJ/S，富氧率從2.34％提高至2.50％。造渣制度上：將爐渣中TiO2含量從21％降低至20％，爐渣二元堿度從1.07降低至1.03，消除渣熔化性溫度高，易粘稠的影響。熱制度上：同時(shí)提高了鐵水中[Ti]和[Si]含量，將[Ti+Si]含量從0.36％提高至0.42％，[Ti/Si]從1.72升高至1.89，保證爐缸有充足的熱量。

通過以上調(diào)整，高爐爐缸活躍，熱量充沛，可沉積于爐底的TiC等高熔點(diǎn)物質(zhì)增多，爐渣流動(dòng)性改善，中心料柱透氣性和透液性得到改善，中心料柱底面積減小，鐵水環(huán)流侵蝕降低。因此，風(fēng)口掛渣現(xiàn)象得到消除，鐵口侵蝕和爐底侵蝕得到有效控制。

實(shí)施例2

冶煉釩鈦磁鐵礦的B高爐于2013年12月8日，通過爐底爐缸侵蝕在線監(jiān)測模型分析發(fā)現(xiàn)，7#和19#風(fēng)口方向掛渣現(xiàn)象嚴(yán)重，尤其7#風(fēng)口掛渣厚度最厚，7#和19#風(fēng)口方向爐缸中心至邊緣的中間帶侵蝕至第二層粘土磚；鐵口受輕微侵蝕，爐底偏向2#鐵口的中間帶已被侵蝕至第三層粘土磚，侵蝕嚴(yán)重。繼續(xù)沿用原冶煉方法，侵蝕進(jìn)一步加重。

采取如下措施減緩侵蝕：爐料結(jié)構(gòu)上，將球團(tuán)礦比例從8號(hào)以前的8.6％提升到13％，燒結(jié)礦比例從83％降至82％，塊礦比例從7.4％降低至2.5％，同時(shí)增加2.5％的小粒度燒結(jié)礦。布料料制上：礦料批重從40t/批提高至43t/批，焦炭負(fù)荷從4.2提升到4.4，布礦角整體向邊緣移動(dòng)，邊緣焦炭布料環(huán)數(shù)從3環(huán)增加至4環(huán)。送風(fēng)制度上：鼓風(fēng)風(fēng)口面積從之前不正常的0.258㎡提高至0.279㎡，風(fēng)量從3800m³/min提升到3900m³/min，熱風(fēng)溫度從1200℃提升到1220℃，富氧從2.15％提升至2.45％鼓風(fēng)動(dòng)能從90KJ/S提升到100KJ/S。造渣制度上：爐渣中TiO₂從22.5％降低至21.5％，爐渣二元堿度從1.07降低至1.0，三元堿度從1.40降低至1.32。熱制度上：[Ti+Si]含量從0.21％提高至0.35％，[Ti/Si]從1.52升高至1.80。各調(diào)劑制度的調(diào)劑目的與實(shí)施例1相同。

通過以上調(diào)劑手段，7#和19#風(fēng)口方向掛渣現(xiàn)象大大減弱，7#和19#風(fēng)口方向爐缸中心至邊緣的中間帶侵蝕深度受到控制，逐漸在兩側(cè)形成有利于高爐長壽的“鍋底型”侵蝕。兩個(gè)鐵口的侵蝕深度始終控制在鐵口莫來石之外，爐底偏向2#鐵口的中間帶的侵蝕被控制停留在第三層粘土磚，至2014年3月也形成有利于長壽的“鍋底型”侵蝕形狀。