《高爐煉鐵技術(shù)》項(xiàng)目13任務(wù)13.1釩鈦磁鐵礦冶煉

問題復(fù)原反響、特點(diǎn)。2爐渣特性及釩鈦磁鐵礦冶煉特點(diǎn)[學(xué)習(xí)任務(wù)]冶金工程系1張豐紅制作

低鈦型釩鈦磁鐵礦〔爐渣中TiO2為8%～12%〕的高爐冶煉，用普通礦冶煉方法即可解決。高鈦型釩鈦磁鐵礦〔爐渣中TiO2大于16%〕高爐冶煉中出現(xiàn)的爐渣粘稠、渣鐵不分、爐缸堆積等特殊問題。攀西地區(qū)礦藏屬于高鈦型釩鈦磁鐵礦，高爐渣中TiO2含量高達(dá)25%～30%。釩鈦磁鐵礦的冶煉問題冶金工程系4張豐紅制作釩鈦磁鐵礦主要含鐵礦物為磁鐵礦，釩的氧化物以固溶體狀態(tài)結(jié)合于磁鐵礦中，即以尖晶石FeO·V2O3代替局部FeO·Fe2O3晶格。鈦以鈦鐵礦(FeO·TiO2)和鈦鐵晶石(2FeO·TiO2)礦物形態(tài)存在。(1)鈦鐵礦(FeO·TiO2)呈粒狀，具有弱磁性，可以單獨(dú)回收得到鈦精礦。(2)鈦鐵晶石(2FeO·TiO2)存在于鈦磁鐵礦中，具有強(qiáng)磁性，與磁鐵礦致密共生不能單獨(dú)回收而進(jìn)入鐵精礦。(3)釩總是富集于鐵精礦中。冶金工程系5張豐紅制作釩鈦磁鐵礦鈦鐵礦釩鐵鈦精礦冶金工程系6張豐紅制作釩鈦磁鐵礦的復(fù)原釩鈦磁鐵礦是致密的難復(fù)原礦石。經(jīng)過選礦，燒結(jié)后，其人造富礦的復(fù)原性可以得到改善。釩和氧生成一系列的氧化物：V2O5、V2O3、VO等1000℃以上用H2和CO都不能把V2O5、V2O3復(fù)原成金屬，故需用碳直接復(fù)原才能得到金屬釩，其他原反響為：冶金工程系7張豐紅制作TiO2大局部是由碳來完成的，復(fù)原生成TiC、TiN及其固熔體Ti〔CN〕。TiC、TiN生成主要發(fā)生在爐腹高溫區(qū)和風(fēng)口區(qū)及渣鐵界面。冶金工程系8張豐紅制作高鈦渣在高爐內(nèi)自動(dòng)變稠原因不是TiO2本身，而是由于高爐內(nèi)復(fù)原氣氛下，生成鈦的低價(jià)氧化物Ti2O3和高熔點(diǎn)的TiC、TiN及其固溶體Ti(C,N)，溫度愈高，復(fù)原生成的Ti(C,N)化合物愈多，爐渣變得愈粘稠。渣中TiO2含量25％～30％范圍時(shí)，在常用堿度范圍內(nèi)，其熔化性溫度一般為1400℃左右。均較普通爐渣高約100℃。冶金工程系9張豐紅制作高鈦渣的特性1.高鈦渣是一種熔化性溫度高的短渣。在攀鋼冶煉條件下，高鈦渣的熔化性溫度為1380℃～1456℃，較普通高爐渣高出100℃左右，且熔化性溫度隨堿度的提高而增大。高鈦渣熔化性溫度高的原因是由于渣中鈣鈦礦(CaO·TiO2203)、尖晶石(MgO·Al2O3)等高熔點(diǎn)(均>1500℃)礦物組成增加的結(jié)果。，1450℃時(shí)其粘度一般都小于0.5Pa.S，但因其礦物組成的結(jié)晶性強(qiáng)，由流動(dòng)性良好至完全失去流動(dòng)性的溫度區(qū)間極窄，僅20～30℃。3.爐渣的結(jié)晶性強(qiáng),爐渣易凝于渣溝中，為爐前操作帶來一些麻煩。4.變稠:即爐渣在爐內(nèi)高溫復(fù)原條件下隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其粘度逐漸增大以至最終失去流動(dòng)性，從而導(dǎo)致出渣、出鐵困難。冶金工程系10張豐紅制作高鈦渣的變稠的原因由于鈦氧化物在爐內(nèi)的過復(fù)原，生成鈦的低價(jià)氧化物Ti203、TiO并最終生成TiC、TiN及固熔體Ti(CN)等一系列高熔點(diǎn)物質(zhì)的結(jié)果。鈦化合物的熔點(diǎn)和比重見表。這些高熔點(diǎn)的化合物以固體顆粒狀高度分散懸浮于爐渣中，使?fàn)t渣粘度變大，而且TiC、TiN還常密集在金屬鐵粒周圍形成TiC、TiN固體殼，使金屬鐵粒不能互相聚合，渣中懸浮鐵粒數(shù)量增加，使?fàn)t渣粘度增大而且渣中帶鐵，鐵損高。冶金工程系11張豐紅制作高鈦渣的防稠和消稠攀鋼高爐實(shí)踐說明“低硅鈦〞操作的爐缸熱制度是防稠的有效措施。目前，生鐵中硅鈦含量之和為0.25%～0.30%。注意：低硅鈦并不意味著低的缸爐溫度。這是因?yàn)殁佋蠸iO2含量?jī)H21%～23%是普通礦冶煉爐渣的一半同時(shí)高爐噴吹氧化性物質(zhì)后也減弱了硅鈦的復(fù)原。實(shí)際上，爐缸溫度水平與一般高爐相當(dāng)。這就是所謂的“化學(xué)涼、物理熱〞。低硅鈦的作用是防稠，噴吹的作用是消稠兩者的結(jié)合——“低硅鈦加噴吹〞就是鈦渣冶煉的特殊方法。釩鈦高爐冶煉除它自身的特殊性外它也應(yīng)遵循普通礦高爐冶煉的共性。這就是必須充分的活潑爐缸出凈渣鐵。一切使高爐得以強(qiáng)化的措施，如富氧、噴吹燃料、大批重分裝都是有益的。冶金工程系12張豐紅制作(1)爐溫控制可在較寬范圍.(2)爐渣流動(dòng)性增加，改善了生鐵質(zhì)量；〔4〕上下部調(diào)劑大致與冶煉普通礦相同，但煤氣中CO2含量要求中心比邊緣低2％～3％。(3)風(fēng)口鼓風(fēng)動(dòng)能宜比普通礦冶煉時(shí)高10％，以保證順行；1.低鈦渣冶煉特點(diǎn)TiO2＜5％冶金工程系13張豐紅制作26％～20％爐渣開始出現(xiàn)自動(dòng)變稠，TiO2愈高，變稠現(xiàn)象愈明顯。因?yàn)楦邷叵乱旬a(chǎn)生少量(TiC,N)，爐渣穩(wěn)定性變差，脫硫能力降低，而且TiO2愈高，脫硫能力愈低，渣中帶鐵增多。因此在冶煉時(shí)，要注意抑制爐渣變稠和消稠。冶金工程系14張豐紅制作增加風(fēng)口鼓風(fēng)動(dòng)能以活躍爐缸，減少中心堆積采用合適的爐渣堿度以適應(yīng)脫硫的需要。爐渣二元堿度可控在1.10～1.25范圍；控制較低爐溫防止鈦渣變稠。含硅控制在0.25％～0.50％，隨TiO2的增高，硅控制愈低；鈦控制在0.18％～0.25％，隨TiO2增高，鈦控制可增高。要求加強(qiáng)原燃料中和工作。采用加濕鼓風(fēng)加濕鼓風(fēng)有一定消稠作用適當(dāng)縮短鈦渣在爐內(nèi)停留時(shí)間操作中注意的要點(diǎn)：冶金工程系15張豐紅制作高爐渣中含TiO2在20％～30％范圍，通常稱為高鈦渣。高鈦型爐渣的冶煉性能更差。特點(diǎn)是爐渣變稠，嚴(yán)重時(shí)放不出渣，脫硫能力低，僅及普通礦的1/5～1/10，渣中夾鐵多，約為3％～5％，產(chǎn)生泡沫渣，既浪費(fèi)渣罐，又造成爐內(nèi)壓差升高，爐缸爐底容易結(jié)厚。因此生產(chǎn)中要抑制鈦的過復(fù)原和爐缸消稠。冶金工程系16張豐紅制作操作中注意的要點(diǎn)：(1)低硅鈦操作〔低爐溫〕。TiO2含量大于22％時(shí)，[Si]要＜0.15％，[Ti]要在0.20％以下，渣溫保持1450～1470℃；(2)控制適宜的爐渣堿度。二元堿度1.0～1.10范圍，MgO8％～9％；(3)爐缸噴吹壓縮空氣。在風(fēng)口下方增設(shè)噴吹壓縮空氣風(fēng)口2～4個(gè)，壓縮空氣吹入渣層，并靠近渣鐵界面，以氧化(TiC,N)，到達(dá)消稠和減少鐵損失的目的；(4)配加10％～15％普通礦，使TiO2降至25％以下，并抑制鈦的過復(fù)原；(5)增加風(fēng)口鼓風(fēng)動(dòng)能，活潑爐缸中心；(6)縮短渣鐵在爐內(nèi)停留時(shí)間，以防止和減少鈦渣變稠；(7)使用低硫焦，要求焦炭含硫＜0.5％，硫負(fù)荷控制在3.5kg以下，以保證生鐵質(zhì)量。冶金工程系17張豐紅制作

1.渣中帶鐵：釩鈦高爐渣中帶鐵嚴(yán)重，據(jù)測(cè)試一座1200m3的高爐，由于渣中帶鐵，每日損失全鐵88.85t，占全鐵量的4.01％，其中金屬鐵為62.495ｔ，焦比相應(yīng)增加16.5kg，全年多耗焦炭12784t。出渣時(shí)爐渣在渣罐內(nèi)形成大量泡沫，泡沫上漲使渣罐的有效容積大大減少，渣罐利用率大大降低，對(duì)生產(chǎn)的管理、運(yùn)輸和高爐的正常冶煉都造成不少困難。冶金工程系18張豐紅制作[課堂小結(jié)]

本節(jié)課主要講述了釩鈦磁鐵礦的冶煉方法，高鈦渣的特點(diǎn)，高鈦渣防稠和消稠的措施，含氟含堿鐵礦的