钒钛磁铁矿是一种重要矿产资源,是炼铁、提钒、生产重要的战略金属钛和制造钛白粉的原料,具有很高的综合利用价值。截止2006年底,河北承德地区钒钛磁铁矿探明储量仅次于攀西地区,位居国内第2位。承德地区的钒钛磁铁矿,除了含有铁、钒、钛以外还含有磷,可以进行综合利用,这将提高我国铁、钒、钛、磷资源的供应保障能力,在很大程度上弥补我国钒、钛、磷资源的不足。按高炉炉渣中钛含量划分,承钢高炉渣属中钛炉渣范畴。50年来,国内外学者对高炉冶炼钒钛矿进行了大量卓有成效的研究工作,尤其是我国学者对攀钢高钛渣的研究已领先世界,研究成果对攀钢的生产起到了巨大的支撑和指导作用。但是关于承德地区中钛渣的研究直到现在还没有形成一套完整的理论体系,导致高炉生产过程事故频繁,产量、质量存在较大问题。　　 针对目前承钢冶炼中钛矿存在的突出问题,对含高铝中钛渣的冶金性质进行深入系统的研究。利用RTW熔体物性测定仪、熔点仪等检测设备对高铝中钛渣的黏度、熔化性温度进行了研究,并研究了该炉渣的脱硫能力,确定了各种因素对其性能的影响规律;采用矿相分析、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)等测试技术研究了炉渣的矿物组成、显微结构,并确定了不同成分对其形成的影响规律;在此基础上研究了承钢高炉沉积物的性质、形成机理和消除沉积物的有效措施。主要结论如下:　　 (1)承钢现场炉渣的η-t曲线不规则,尤其在低于熔化性温度区域,炉渣黏度波动大。影响炉渣流动性质的主要因素包括碱度、渣中MgO、Al2O3、TiO2、固体碳及TiC含量。调整MgO含量、提高焦炭质量、增加炉渣氧化性能是改善承钢炉渣性质的有效措施。综合考虑炉渣流动性和脱硫能力,承钢高炉炉渣的CaO/SiO2控制在1.10左右;Al2O3含量应控制在12％～13％范围内;TiO2含量应控制在12.57％以下;MgO含量控制在13％～14％左右比较适宜。　　 (2)承钢高炉渣的主要矿物为钙钛矿、黄长石、钛透辉石、钛辉石、巴依石、尖晶石,少量的金属铁珠,碳氮化钛固溶体、残余碳及微量硅酸盐玻璃相等。渣中高熔点物质,如钙钛矿、尖晶石等由炉渣碱度、TiO2、Al2O3含量决定。其次,金属铁、氮化钛、碳化钛、碳氮化钛固溶体和沉积碳也是导致承钢高炉渣性质较差的主要原因。　　 (3)承钢炉缸沉积物呈黑色,其中金属铁和炉渣各占50％左右。金属铁不是造成炉缸黏结现象的原因。非铁物质的结构为:硅灰石(CaO·SiO2)含量约为13％;石墨碳(C)含量为13.6％;镁铝尖晶石(MgO·Al2O3)含量约为6％;氮化钛(TiN)含量为3％;MgTi2O5含量为3％;镁橄榄石(2MgO·SiO2)含量为2％;铁镁尖晶石(FeO·Al2O3)、钛尖晶石(TiO·Fe2O3)、普通辉石([Ca(Fe,MK)Si2O6])含量各约为1％;红柱石(Al2O3·SiO2)、磁黄铁矿(Fe1-x·S)含量分别约为1％;其它矿物含量均小于0.2％。　　 (4)承钢高炉沉积物的形成原因如下:①由于渣中裹挟大量的焦炭,TiO2被还原产生TiC弥散在渣中使炉渣黏度急剧上升。由于降温使液态铁中的钛析出,在铁滴表面形成TiC集中区域,并且铁粒表面钛化物的大量积聚,已呈固体性质,大大增加了渣液间的摩擦力。②炉渣碱度、Al2O3和TiO2含量频繁波动,炉渣性质急剧变化,出现炉渣黏结,甚至冻结。③炉渣氧化铝含量偏高,造成炉渣的原始性能不好。④钒钛高炉渣对高炉耐火材料有较强烈的侵蚀作用,侵蚀后形成的物质均为高熔点物质,对承钢高炉沉积物的形成起到了促进作用。　　 (5)加入MnO能够消除已经产生的沉积物质。考虑高炉实际冶炼情况,高炉洗炉时炉渣MnO含量应选择≥6.06％水平。