钒钛磁铁矿对烧结及炼铁的影响探究

张慧明

摘 要 钢铁行业作为社会经济发展过程中的重要组成部分，一些高品位铁矿石的价格受到了越来越多的关注。钒钛磁铁矿的价格相对较低，有着较强的应用意义，然而在其配入到烧结时，会对烧结和高炉都造成较大影响，不过关于具体的影响程度，目前还缺乏一种定量分析。基于此，通过对钒钛磁铁对烧结和炼铁造成的影响进行分析，希望给相关人员提供借鉴。

关键词 钒钛磁铁;烧结;炼铁;影响;探究

前言在目前钒钛磁铁矿烧结的研究现状上，普遍认为在烧结矿TiO2含量达到7%～10%的情况下，烧结的技术指标和矿产质量会和普通的烧结矿存在较大差异，因此高炉需要匹配出相应的冶炼制度。而从传统钢厂的角度来看，在配少量钒钛磁铁降低配矿成本的同时，还需要兼顾到钛对高炉冶炼所造成的影响。因此对钒钛磁铁对烧结和高炉所造成的影响进行分析，有着重要的研究价值[1]。

1钒钛磁铁试验方法

首先在钒钛磁铁对烧结以及炼铁的试验影响探究之前，需要对相应的原材料性能和试验方法进行明确。在此次试验上，含铁原料中的钒铁精粉含TiO2最高，而其他含铁原料TiO2含量均低于0.5%。而试验中采取的一些FeO含量较高的铁原料，均是磁铁矿类型的铁精矿，同时也有一些钢铁厂内部的含铁二次资源。并且通过对原材料的成分分析发现，一些铁原料脉石，其成分中还含有一定量的MgO和CaO。另外对于众多试验的原料来说，一些原料的制粒性和亲水性有着较为密切的关系，对这种关系强弱的表示，可以通过静态成球性指数表征的方法进行展现。试验研究所运用到的铁矿，绝大多数的铁矿静态成球性指数都在0.36以上，根据这些原材料成球指数的定义，就可以对物料成球性的难易程度进行区分，这些都是影响实验开展的基础准备[2]。

2钒钛磁铁矿对烧结和炼铁造成的影响体现

2.1 钒钛磁铁矿配比对烧结产生的影响

钒钛磁铁矿对烧结产生的影响研究，主要是按照相应的配矿方案来进行烧结杯试验，主要需要对钒钛精粉的TiO2含量进行重点分析，在影响分析过程中需要将返矿平衡作为试验前提，从而在试验过程中对混合料的水和碳进行调整。经过实际调整发现，当钒钛精矿的配比由0%增加到20%时，烧结矿中的TiO2含量就会从0.17%增加到2.38%。而在满足返矿平衡的条件下，一些烧结成品率和相应转鼓强度在变化上都没有明显的规律性，不过可以发现相应的利用系数有着明显的下降，烧结固体燃耗明显增加。最后在对烧结利用系数、固体燃耗等因素进行相关性分析的时候，通过线性模拟利用系数变化对造成的烧结影响进行阐述。即烧结矿中TiO2含量每增加一个百分点，相应的固体燃耗就会增加3.99%。并且在此次试验中，系数的变化很大一部分是由TiO2含量变化所引起的，所以固体燃耗的增加，钒钛磁铁矿的增加也是重要的原因。

2.2 钒钛磁铁矿对高炉指标造成的影响

而在钒钛磁铁矿造成的高炉指标影响上，目前普遍认为矿石TiO2含量在提高的同时，相应的软化温度也会升高，这主要体现在软熔区间变宽。然而软熔性能和高炉之间的消耗指标对比尚缺乏一种量化的关系。所以要想对钒钛磁铁矿造成的高炉指标影响进行透彻分析，就需要重视低温还原粉化变化。根据这种低温还原粉化对高炉质量和消耗指标的影响，来对矿石中TiO2含量变化对高炉指标所造成的影响进行分析[3]。

根据定量研究表明，随着烧结矿中TiO2含量的提高，一些烧结矿中的低温还原粉化指数产生了一种显著地恶化。这主要是因为在钒钛磁铁矿中配比增加的同时，一些烧结矿内的钙钛矿和钛赤铁矿以及铁磁铁矿等含量都会产生明显的上升。从整体上来看，烧结矿内的组成更加复杂，并且一些抵抗低温还原应力能力也变得更差，这些都是粉化指数产生恶化的重要原因。而且根据相应的回归方程计算来看，在低温还原粉化产生变化的过程中，和一些烧结矿的TiO2含量有着很大的关系。具体来讲当烧结矿中的TiO2含量每增加一个百分点，相应的低温还原粉化指数就会降低接近4.2个百分点。而在实际炼铁工作中，可以通过向炼鐵作业喷洒CaCl2溶液的工业试验方式，来对低温还原粉化和高炉操作之间的指标关系进行分析研究。在具体的炼铁项目上，通过具体岗位的不同，对产量增加和焦比降低等指标进行对比分析。经过规律研究发现，低温还原粉化指标的变化会对高炉消耗造成比较严重的影响，通过平均值的参考来看，每当低温还原粉化增加10个百分点，其就会对产量产生7.66的影响。换言之，烧结矿中的TiO2含量每增加一个百分点，炼铁的高炉产量就会降低3.04%，相应的焦比也会增加。

2.3 结论分析

总的来说，烧结过程中增加钒钛磁铁矿配比，虽然相应的配矿成本比较低，但是烧结矿的产量会降低，固体燃耗增加，并且烧结矿低温还原粉化指数还会产生恶化，进而对高炉产量和燃料消耗造成较大影响。而在具体的影响幅度上，烧结矿中的TiO2含量在0.17%～2.38%之间时，其每增加一个百分点，相应的烧结矿产量就会降低11.1%，并且固体燃耗 也会随之增加3.99%，相应的低温还原粉化率降低3.96%，最后高炉的铁水产量也会预计降低3.04%，这些都是其造成的影响体现[4]。

3结束语

综上所述，通过对烧结配矿中钒钛磁铁矿用量中的烧结利用系数、燃耗以及低温还原粉化率的影响分析。发现烧结矿中的TiO2含量增加，相应的烧结产量就会下降，同时固体燃耗也会有着明显的增加。并且根据烧结低温还原粉化率和高炉产量与燃料比之间的影响关系，还会使得高炉铁水量降低，相应的焦比也会增加，通过此次影响研究可以对钒钛磁铁矿和烧结以及高炉炼铁之间的关系进行定量分析，对于钒钛磁铁矿的配入烧结和炼铁有着重要借鉴意义。

参考文献

[1] 李建，毛晓明. 钒钛磁铁矿对烧结及炼铁的影响分析[J]. 矿冶工程，2018（4）：98-101.

[2] 刘卫星，李秀，李杰，等.碳含量对钒钛磁铁矿烧结的影响[J].钢铁钒钛，2016，157（1）：91-95.

[3] 王建山.添加剂对钒钛磁铁矿烧结过程NO生成影响研究[J].烧结球团，2018，43（5）：69-73.

[4] 别威.浅析钒钛铁精矿配比对钒钛烧结矿冶金性能的影响[J].冶金管理，2019，367（5）：10，21.