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钒钛磁铁矿是一种铁、钒、钛、铬等多种元素共生的复合矿,具有极高的综合利用价值。四川攀枝花地区、河北承德地区是我国重要的钒钛磁铁矿产地。国内某钢铁企业虽然利用地域优势,进行钒钛磁铁矿冶炼多年,但是随着钒钛磁铁矿配比的升高,在钒钛磁铁矿高炉生产方面存在很多亟待解决的难题,如高炉综合炉料熔滴性能差,钒的收得率低等。随着人们对高炉炉料结构、炉料成分以及装料制度与冶炼关系认识的不断深入,寻求合理的炉料结构、炉料成分和装料制度作为高炉增产节焦的有效手段已逐渐被认同。因此,基于国内某钢铁企业的生产实际,提出了优化高炉冶炼钒钛磁铁矿综合炉料熔滴性能的试验方案。在实验室条件下,以钒钛烧结矿、钒钛球团矿和焦炭为基本原料,系统研究了烧结矿碱度、烧结矿MgO含量以及矿焦混装对钒钛磁铁矿综合炉料熔滴性能的影响。考察了不同系列试验V、Cr在滴落初铁中的含量和V、Cr收得率。最后进行了机理分析。得出以下结论:(1)适当提高烧结矿碱度有利于改善高炉冶炼钒钛磁铁矿综合炉料的熔滴性能;随着烧结矿碱度提高,软化区间(T40-T4)变宽,从149.3℃增加到181.7℃,熔化开始温度Ts和滴落温度TD均先升高后降低:熔化区间(软熔带)明显收窄,从178.0℃收窄至136.7℃,软熔性能变好;透气性明显改善,滴落率先增大后减小,烧结矿碱度2.13时达到最大值74.5%,滴落铁中V、Cr含量和V、Cr的收得率均增加。从综合炉料熔滴性能角度考虑,烧结矿二元碱度应不低于2.13,相应氧化球团配比不低于38%:(2)烧结矿中MgO含量提高对高炉冶炼钒钛磁铁矿综合炉料熔滴性能有显著影响:随着烧结矿中MgO含量提高,软化区间(T40-T4)变宽,从142.5℃加宽到1 53.5℃,熔化开始温度Ts逐渐升高,滴落温度TD升高,熔化区间(软熔带)变宽,从190.1℃增加至216.4℃:透气性先变好后恶化,MgO含量2.980%~3.40%时透气性较好:滴落率逐渐减小;滴落铁中的V、Cr含量和V、Cr收得率均略有降低,可见烧结矿MgO含量提高不利于高炉强化冶炼,应在满足高炉渣需求的前提下,合理控制烧结矿中MgO含量;从综合炉料熔滴性能角度考虑,烧结矿中MgO的含量在2.98%-3.40%之间为宜,此时高炉渣中MgO含量约为11.46%~12.72%;(3)一定程度的矿焦混装有利于改善高炉冶炼钒钛磁铁矿综合炉料的熔滴性能;矿焦混装率由0%提高到40%,软化区间(T40-T4)由147℃增加到201℃,矿焦混装率由40%提高到50%,软化区间收窄至160℃,矿焦混装率进一步提高,软化区间基本不变;矿焦混装率由0%提高到25%,熔化区间(软熔带)从230.4℃明显收窄至167.0℃,矿焦混装率进一步提高,熔化区间基本不变;随着矿焦混装率提高,透气性能明显提高,滴落率先增大后减小,在矿焦混装率35%时达到最大值63.3%,滴落铁中V、Cr含量和V、Cr的收得率呈现明显提高后显著降低的趋势,初铁中V、Cr收得率在矿焦混装率为35%时达到最大,分别为27.624%、47.628%;从综合炉料熔滴性能角度考虑,矿焦混装率应在35%~50%之间,以35%为最优;(4)1350 m3高炉工业试验中,采取相应措施后,烧结矿碱度为2.1、烧结矿中MgO含量为2.94%、矿焦混装率为20%。与优化操作前相比达到以下效果,炉渣的流动性和脱硫能力提高,净焦比由428.09降到364.46 kg/tHM;煤比由112上升到133.75kg/tHM;综合焦比由537.51降低到485.52 kg/tHM;煤气利用率由43.64%提高到49.76%;铁水[V]含量由0.27%提高到0.31%左右,高炉利用系数逐步提升,7-9月份已达到2.65 t/(m3·d)。