申勇　陳偉　左鴻濤　李衛(wèi)敏

( 安陽鋼鐵股份有限公司 )

含鈦燒結(jié)礦冶金性能試驗研究

申勇陳偉左鴻濤李衛(wèi)敏

( 安陽鋼鐵股份有限公司 )

摘要根據(jù)高爐護爐對燒結(jié)礦鈦含量的要求，在燒結(jié)杯試驗的基礎(chǔ)上，配加不同比例含鈦鐵精粉生產(chǎn)高鈦燒結(jié)礦，研究其燒結(jié)性能、軟熔滴落性能、還原度及低溫還原粉化性能變化趨勢，進而確定燒結(jié)工序配加鈦精礦合理配比、原料結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)等，為燒結(jié)生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞含鈦燒結(jié)冶金性能試驗研究

EXPERIMENTAL STUDY ON METALLURGICAL PROPERTIES OF SINTER WITH TITANIUM

Shen YongChen WeiZuo HongtaoLi Weimin

(Anyang Iron and Steel Stock Co., Ltd)

ABSTRACT According to the requirements of the titanium content for blast furnace protecting technology, high titanium sinter is produced by adding different proportion of Titanium containing iron powder based on the sintering cup test. Study on the sintering properties, softening dripping behavior, reduction degree and RDI trend is carried out, and then determine the sintering process with the reasonable proportion of titanium concentrate, raw material structure, process parameters to provide technical support for the sintering production.

KEY WORDSTisiteringmetallurgical propertyexperimental study

0前言

隨著高爐冶煉強度的提高，高爐承受的熱負荷也隨之增加，爐內(nèi)軟熔帶以下，尤其是爐缸、爐底的長壽受到嚴重威脅，在此情況下，采用含鈦爐料護爐是保證高爐穩(wěn)定順行，延長高爐壽命的重要措施之一。

爐內(nèi)鈦的還原主要是通過渣中TiO2與焦炭中固定炭反應(yīng)進行的，高爐內(nèi)還原出的鈦可以溶入鐵水中，但當含量超過一定限度后就會從鐵水中析出，并很容易與C、N等生成高熔點化合物(TiC、TiN、TiCN)，這些鈦的氮化物和碳化物在爐缸及爐底生成、發(fā)育和集結(jié)，與鐵水及鐵水中析出的石墨等凝結(jié)在溫差較大的邊界區(qū)域(如被嚴重侵蝕的爐缸、爐底的磚縫和內(nèi)襯表面)，由于Ti氮化物和碳化物的熔化溫度很高，純TiC為3150 ℃，TiN為2950 ℃，從而對爐缸、爐底內(nèi)襯起到了保護作用。

在燒結(jié)工序配加含鈦精粉生產(chǎn)高鈦燒結(jié)礦其優(yōu)點為爐料結(jié)構(gòu)成本較配鈦球、鈦塊低，資源相對豐富，含鈦量易控制，可以很好地控制鈦負荷。

1含鈦原料護爐機理及燒結(jié)試驗方案

據(jù)資料介紹：當鐵水[Si]在0.45%左右時，鐵水中[Ti]在0.15%以上，高爐爐缸爐底有一定的鈦沉積量，能起到護爐作用；當[Ti]在0.2%以上時，護爐效果較明顯。

一般燒結(jié)礦鈦含量在0.2%以下。根據(jù)鈦平衡計算結(jié)果，確定成品燒結(jié)礦中鈦含量為0.30%、0.45%、0.60%、0.75%四檔進行燒結(jié)杯試驗研究。

試驗以安鋼360 m2燒結(jié)系統(tǒng)配料結(jié)構(gòu)為依據(jù)，通過配加不同比例含鈦鐵精粉在燒結(jié)杯實驗室燒結(jié)不同鈦含量燒結(jié)礦，研究其燒結(jié)性能變化，從而在試驗研究的基礎(chǔ)上，確定燒結(jié)工序配加鈦精礦合理配比、原料結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)等，為燒結(jié)生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

1.1試驗原料

試驗研究使用的含鈦礦為兩種，一種是高鈦精粉，另一種為高鈦海砂。其它含鐵料及生石灰、白云石、固體燃料等均取自燒結(jié)現(xiàn)場。試驗原料化學(xué)成分見表1。

1.2試驗設(shè)備及工藝參數(shù)

混合機型號：Φ 600×1200 mm

混料時間：5 min

燒結(jié)杯型號：Φ 200×600 mm

料層厚度：600 mm

表1　試驗原料的化學(xué)成分　/ %

點火負壓：6000 Pa燒結(jié)負壓：9000 Pa

點火時間：1 min保溫時間：1 min

落下高度：3×2 m

1.3試驗方案及試驗結(jié)果

本試驗進行兩組燒結(jié)杯試驗，一組以高鈦精粉為含鈦原料進行燒結(jié)杯試驗(見編號S1～S4)，另一組為高鈦海砂為含鈦原料進行燒結(jié)杯燒結(jié)試驗(見編號S5～S8)。燒結(jié)杯試驗后選取其中一組試驗燒結(jié)礦成品進行熔滴性能、還原度和低溫粉化試驗，以便研究不同鈦含量燒結(jié)礦冶金性能變化。

試驗原料結(jié)構(gòu)及配比見表2，燒結(jié)杯試驗燒結(jié)礦技術(shù)質(zhì)量指標見表3，試驗燒結(jié)礦化學(xué)成分見表4，燒結(jié)礦熔滴試驗數(shù)據(jù)見表5，燒結(jié)礦還原度和低溫還原粉化指數(shù)數(shù)據(jù)見表6。

表2　試驗原料結(jié)構(gòu)及配比　/ %

表3　燒結(jié)礦技術(shù)質(zhì)量指標

表4　試驗燒結(jié)礦成分

表5　熔滴試驗數(shù)據(jù)　/ ℃

表6　還原度、低溫還原粉化指數(shù)　/ %

2試驗結(jié)果分析

2.1燒結(jié)指標分析

燒結(jié)杯試驗中配加高鈦精粉或高鈦海砂對燒結(jié)礦常規(guī)指標影響趨勢是有明顯區(qū)別。當燒結(jié)礦TiO2含量變化從0.35%升高至0.75%時，采用配加高鈦精粉進行燒結(jié)，燒結(jié)礦各項指標均無明顯變化，非常接近，都能滿足生產(chǎn)的需要，該結(jié)構(gòu)煤粉比例不宜過大，否則對轉(zhuǎn)鼓指數(shù)有顯著負面影響；而采用配加高鈦海砂來提高燒結(jié)礦中TiO2含量時，燒結(jié)礦指標除了轉(zhuǎn)鼓指數(shù)外，其余指標處于同一水平，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)有明顯下降趨勢。配加不同比例高鈦精粉、不同比例高鈦海砂對轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、成品率的影響分別如圖1、圖2所示。

圖1　配加不同比例高鈦精粉對轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、成品率的影響

圖2　配加不同比例高鈦海砂對轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、成品率的影響

2.2燒結(jié)礦熔滴性能分析

隨著燒結(jié)礦中TiO2含量的升高，熔滴溫度、熔化區(qū)間有下降趨勢，當TiO2含量超過0.45%時，基本處于同一水平，但從試驗過程看出，隨著燒結(jié)礦中TiO2含量的升高，鐵水的粘度明顯增大，表現(xiàn)在滴落過程中不同程度出現(xiàn)“鐵條”現(xiàn)象。燒結(jié)礦中TiO2含量的變化對滴落溫度、熔化區(qū)間的影響如圖3所示。

圖3TiO2含量的變化對滴落溫度、熔化區(qū)間的影響

2.3還原度及低溫粉化性能分析

隨著燒結(jié)礦中TiO2含量的升高，燒結(jié)礦還原性能基本沒有多大變化，還原度均在86%以上，維持在較高水平。燒結(jié)礦中TiO2含量的變化對還原度的影響如圖4所示。

圖4TiO2含量的變化對還原度的影響

隨著燒結(jié)礦中TiO2含量的升高，燒結(jié)礦低溫還原粉化加劇，抗磨性能呈現(xiàn)下降趨勢。燒結(jié)礦中TiO2含量的變化對低溫還原分化率和抗磨指數(shù)的影響如圖5所示。

圖5TiO2含量的變化對低溫還原分化率和抗磨指數(shù)的影響

3結(jié)論

1)采用配加高鈦精粉進行燒結(jié)試驗，燒結(jié)礦各項指標均無明顯變化，非常接近，都能滿足生產(chǎn)的需要；而采用配加高鈦海砂來提高燒結(jié)礦中TiO2含量時，燒結(jié)礦指標除了轉(zhuǎn)鼓指數(shù)外，其余指標處于同一水平，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)有明顯下降趨勢。

2)不同鈦含量燒結(jié)礦性能檢測分析認為：隨著燒結(jié)礦中TiO2含量的升高，熔滴溫度、熔化區(qū)間有下降趨勢，當TiO2含量超過0.45%時，基本處于同一水平；隨著燒結(jié)礦中TiO2含量的升高，燒結(jié)礦還原性能基本沒有多大變化，還原度均在86%以上，維持在較高水平；隨著燒結(jié)礦中TiO2含量的升高，燒結(jié)礦低溫還原粉化加劇，抗磨性能呈現(xiàn)下降趨勢。

綜上所述，進行含鈦燒結(jié)礦生產(chǎn)時，首先應(yīng)選擇合適含鈦原料，其次確定好適宜的燒結(jié)礦含鈦量，使其既能滿足高爐護爐的需要，又不至于對燒結(jié)礦各項性能造成較大的負面影響。

4參考文獻

[1]王振龍.燒結(jié)原理與工藝[M].北京:兵器工業(yè)出版社,2003：1-10.

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