首鋼高爐含鈦爐料結(jié)構(gòu)冶金性能的試驗(yàn)研究

1、首鋼高爐含鈦爐料結(jié)構(gòu)冶金性能的試驗(yàn)研究張賀順 馬洪斌（首鋼總公司，北京 100041）摘 要 本文針對(duì)三種含鈦爐料，按照護(hù)爐TiO2負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各種含鈦爐料結(jié)構(gòu)進(jìn)行了冶金性能的試驗(yàn)研究，確定了適合首鋼高爐爐料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的含鈦爐料。關(guān)鍵詞 高爐 含鈦爐料 冶金性能Experimental Study of Metallurgy Property about Titaniferous Furnace Charge Composition in BF of Shougang CorporationZhang Heshun Ma Hongbin（Shougang Corporation, Beijing

2、, 100041）Abstract This article studies the metallurgy property about titaniferous furnace charge composition of three titaniferous furnace charges according to the TiO2 load for protecting blast furnace. So the titaniferous furnace charge that suits blast furnace furnace charge composition in Shouga

3、ng Corporation is confirmed.Key words blast furnace, titaniferous furnace charge, metallurgy property首鋼1號(hào)、3號(hào)高爐容積2536m3，分別于1994年8月9日、1993年6月2日開爐，爐齡已滿16年、17年，且兩座高爐近年來(lái)強(qiáng)化程度不斷提高，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)處于開爐之后的最好水平，爐缸維護(hù)與強(qiáng)化冶煉的矛盾日益突出，利用含鈦爐料進(jìn)行爐缸維護(hù)成為高爐生產(chǎn)的重要內(nèi)容。高爐含鈦爐料的選擇既要有效實(shí)現(xiàn)護(hù)爐的目的，同時(shí)要避免爐內(nèi)軟熔帶透氣性能急劇變差導(dǎo)致爐況波動(dòng)，也要避免因護(hù)爐導(dǎo)致的燃料消耗大幅上升。因

4、此，本文針對(duì)三種含鈦爐料（鈦料A、鈦料B、鈦料C），按照高爐爐缸維護(hù)要求的TiO2負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)：615kg/t鐵，對(duì)各種含鈦爐料結(jié)構(gòu)進(jìn)行了900還原性能及高溫荷重還原軟化熔滴性能的試驗(yàn)研究，由此確定了適合首鋼高爐爐料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的高爐護(hù)爐用含鈦爐料。1 試驗(yàn)方案1.1 物料化學(xué)成分首鋼高爐爐料結(jié)構(gòu)包括一燒、礦燒、氧球、澳礦及含鈦爐料。爐料的化學(xué)成分見表1。表1 爐料的化學(xué)成分 （%） 名 稱一燒礦燒氧球 Fe2O3SiO2Al2O32S 0.010 0.019 0.002馬洪斌，男，碩士，高級(jí)工程師，從事高爐技術(shù)管理工作，mahbin首鋼高爐含鈦爐料結(jié)構(gòu)冶金性能的試驗(yàn)研究澳礦鈦料A鈦料B鈦料C 0.0

5、18 0.003 0.010 0.3401.2 試驗(yàn)方案鈦料A、鈦料B、鈦料C分別按照6kg/t鐵、8kg/t鐵、10kg/t鐵、12kg/t鐵、15kg/t鐵TiO2負(fù)荷進(jìn)行爐料結(jié)構(gòu)900還原性能及高溫荷重還原軟化熔滴性能的試驗(yàn)研究，并與首鋼高爐目前TiO2負(fù)荷下的爐料結(jié)構(gòu)冶金性能進(jìn)行對(duì)比，確定適合首鋼高爐爐料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的高爐護(hù)爐用含鈦爐料。2 900還原性能試驗(yàn)2.1 試驗(yàn)結(jié)果不同鈦料在不同TiO2負(fù)荷下組成的含鈦爐料結(jié)構(gòu)在900下的還原性能試驗(yàn)結(jié)果見表2。按照優(yōu)質(zhì)鐵燒結(jié)礦行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T0061991、鐵燒結(jié)礦行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T4211992、鐵球團(tuán)礦行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T0051991：優(yōu)質(zhì)（一

6、級(jí)品）的還原度65.0%，可知，本試驗(yàn)研究的含鈦爐料結(jié)構(gòu)的還原性都是很好的。以鈦料B作含鈦爐料時(shí)的還原性能最好；以鈦料A作含鈦爐料時(shí)的還原性能次之；以鈦料C作含鈦爐料時(shí)的還原性能較差。表2 900還原性能試驗(yàn)結(jié)果 因素水平鈦負(fù)荷/kg/t 鈦料種類 還原度RI/%鈦料A15.0 77.58鈦料B15.0 76.29鈦料C15.0 76.462.2 試驗(yàn)結(jié)果分析采用不同鈦料（鈦料A、鈦料B、鈦料C），TiO2負(fù)荷對(duì)還原性能的影響（見圖1）表現(xiàn)為：采用鈦料A時(shí)TiO2負(fù)荷對(duì)還原性能幾乎無(wú)影響；采用鈦料B時(shí)隨TiO2負(fù)荷增大還原性能有降低的趨勢(shì)；而采用鈦料C時(shí)隨TiO2負(fù)荷增大還原性能波動(dòng)較大。第八

7、屆（2011）中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集試驗(yàn)研究的含鈦爐料結(jié)構(gòu)，對(duì)同一種鈦料而言，其TiO2負(fù)荷對(duì)還原性能的影響不大，說(shuō)明在本試驗(yàn)含鈦爐料結(jié)構(gòu)下，無(wú)論采用哪種含鈦爐料（鈦料A、鈦料B、鈦料C），在TiO2負(fù)荷為6.015.0kg/t鐵范圍內(nèi)，無(wú)論選擇多大的鈦負(fù)荷，爐料結(jié)構(gòu)的還原性能均影響不大。圖1 鈦料A、鈦料B、鈦料C爐料結(jié)構(gòu)還原性能比較3 高溫荷重還原軟化熔滴性能試驗(yàn)3.1 試驗(yàn)結(jié)果不同鈦料在不同TiO2負(fù)荷下組成的含鈦爐料結(jié)構(gòu)的高溫荷重還原軟化熔滴性能試驗(yàn)結(jié)果見表3。一般地說(shuō)，壓差開始陡升溫度Ts、開始滴落溫度Td，相當(dāng)于高爐內(nèi)軟熔帶上、下沿溫度，應(yīng)相對(duì)高些；軟熔滴落溫差T大小，相當(dāng)于軟熔帶厚薄

8、，應(yīng)越小越好；最大壓差值pmax與透氣性有關(guān)，應(yīng)越小越好；總特征值S意味著透氣阻力，應(yīng)越小越好。表3 高溫荷重還原軟化-熔滴性能試驗(yàn)結(jié)果 因素水平鈦負(fù)荷kg/t 鈦料種類 Ts/ Td/ pmax/9.8Pa/Pa T/ S/kPa·40.42 18.47 44.18 鈦料A27.44 57.58 15.0 73.99129.36 133.56 鈦料B122.15 98.47 15.0 76.20132.57 171.91 211.58 鈦料C188.72 169.32 15.0 218.74首鋼高爐含鈦爐料結(jié)構(gòu)冶金性能的試驗(yàn)研究 3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析TiO2負(fù)荷的變化對(duì)壓差開始陡升

9、溫度Ts和開始滴落溫度Td的影響趨勢(shì)是一致的，且隨TiO2負(fù)荷的增加Ts和Td呈現(xiàn)波動(dòng)變化，三種鈦料（鈦料A、鈦料B、鈦料C）在TiO2負(fù)荷6.015.0kg/t鐵范圍內(nèi)，TiO2負(fù)荷的變化對(duì)綜合爐料的Ts和Td影響不大，見圖2和圖3。圖2 鈦料A、鈦料B、鈦料C爐料結(jié)構(gòu)壓差開始陡升溫度比較圖3 鈦料A、鈦料B、鈦料C爐料結(jié)構(gòu)開始滴落溫度比較TiO2負(fù)荷的變化對(duì)軟熔滴落溫差T的影響不顯著，但在TiO2負(fù)荷6.015.0kg/t鐵范圍內(nèi)，三種含鈦爐料組成的綜合爐料的軟熔滴落溫差T以鈦料A最低，鈦料B次之，鈦料C最高，見圖4。圖4 鈦料A、鈦料B、鈦料C爐料結(jié)構(gòu)軟熔滴落溫差比較對(duì)鈦料A和鈦料B而言

10、，TiO2負(fù)荷的變化對(duì)最大壓差值pmax的影響較顯著，而鈦料C的影響則不顯著；在TiO2負(fù)荷6.015.0kg/t鐵范圍內(nèi)，三種鈦料組成的爐料結(jié)構(gòu)的最大壓差值pmax以鈦料A最低，鈦料B和鈦料C則較高；對(duì)鈦料A來(lái)講，隨TiO2負(fù)荷增大，pmax急劇增加。第八屆（2011）中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集圖5 鈦料A、鈦料B、鈦料C爐料結(jié)構(gòu)最大壓差值比較對(duì)鈦料A和鈦料B而言，TiO2負(fù)荷的變化對(duì)總特征值S的影響較顯著，而鈦料C的影響則不顯著；在TiO2負(fù)荷6.015.0kg/t鐵范圍內(nèi)，三種鈦料組成的爐料結(jié)構(gòu)的總特征值S以鈦料A最低，鈦料B次之，鈦料C最高；對(duì)鈦料A來(lái)講，隨TiO2負(fù)荷增大總特征值S增大。圖6 鈦料A、鈦料B、鈦料C爐料結(jié)構(gòu)總特征值比較4 結(jié)語(yǔ)（1）試驗(yàn)研究的含鈦爐料結(jié)構(gòu)的還原性能都是很好的，其中，以鈦料B作含鈦爐料時(shí)的還原性能最好；以鈦料A作含鈦爐料時(shí)的還原性能次之；以鈦料C作含鈦爐料時(shí)的還原性能較差。因此，單從還原性來(lái)看，應(yīng)優(yōu)先選用鈦料B作含鈦爐料，選用鈦料A作備選含鈦爐料。（2）鈦料A和鈦料B的TiO2負(fù)荷變化對(duì)總特征值S的影響較顯著，而鈦料C的