王雪原，安志伟*

（承德建龙特殊钢有限公司，河北 承德067300）

为了拓宽含钒含铁原料采购渠道，提高系统钒金属投入量，提高公司系统创效能力，承德建龙特殊钢有限公司采购了部分新西兰海砂，进行竖炉生产试验。本次试验目的是跟踪竖炉配加不同比例新西兰海砂后产、质量情况，以便摸索新西兰海砂适宜的工业化生产配比，进行技术储备。

1 新西兰海砂成分及特性

新西兰海砂产于新西兰近海滩，由海水冲刷浸泡形成的天然含铁矿物，属于钒钛磁铁矿，为难烧矿物[1]。

表1 新西兰海砂成分（%）

新西兰海砂V2O5、P、Al2O3和TiO2含量较高，配加后高炉渣中Al2O3和TiO2含量升高较多。碱金属含量较高，配加后高炉碱负荷升高。其同化温度1300℃以上，液相生成能力较差；粘结相强度0.35KN，非常低，影响烧结矿强度降低。新西兰海砂粒度较粗（-200目在10%以下），比表面积小，钒钛铁精粉成球性能较差[2]，而新西兰海砂成球性能更差。

2 竖炉配加实践

因新西兰海砂粒度较粗，比表面积小，亲水性差，不易成球，因此在竖炉进行生产试验时，考虑两个方式，一是新西兰海砂原矿直接在竖炉配加，逐渐提高配比，跟踪能够接受的最高比例；二是将海砂进行细磨加工，达到-200目占70%左右，再进行生产配加跟踪，确定最大配比量。

2.1 配加海砂原矿生产试验

2.1.1 生产试验方案

表2 竖炉配加海砂原矿方案

为减少高炉（Al2O3+TiO2）升高，同时避免球团矿TiO2含量升高抗压强度降低[3]，因此方案中随着提高海砂配比，相应降低钛含量高的钒钛粉C配比。根据加权细度，海砂配比最高设定为15%。2.1.2 含铁料配比（%）生产试验结果

（1）竖炉过程参数对比。

表3 竖炉过程参数对比

如上表所示，在海砂配比达到10%以前，随着海砂配比的提高，生球落下强度有所降低，抗压强度变化不大，膨润土消耗略有升高，燃烧室压力逐渐升高，处于竖炉能够接受范围内。海砂配比达到15%时，生球质量明显降低，不符合工艺要求，另外燃烧室压力较基准升高3.5Kpa，主要原因为海砂细度较糙，成球性差，导致随着其配比升高，炉内粉末增多（炉口粉末增多较为明显），导致炉体透气性变差。

（2）球团矿产、质量变化情况。随着海砂配比提高，炉内粉末增多，返矿率、除尘灰率较基准期呈升高趋势，其中配加10%海砂时，较基准期升高了1.05%，配加15%海砂时，升高了2.06%。配加15%海砂时，燃烧室压力明显升高，炉内塌料现象较多，炉况难以维持长期稳定，被迫降低入炉生球量时，炉况才略有缓解。

表4 球团矿产质量变化

2.1.3 竖炉配加海砂建议

（1）膨润土调整：配加海砂时，初始配比按照未配前膨润土配比提高0.1%调整，配加海砂后，根据生球质量情况微调膨润土配比。

（2）配加海砂后，重点关注混合料润磨情况，保证润磨机电流稳定，跟踪润磨前后细度变化。

（3）燃烧室温度：为防止炉内结块，燃烧室温度较正常温度降低10℃控制。

（4）配加海砂后为防止成品球冷却时间延长，成品岗位工重点关注料温情况，通过调整排料量与时间间隔、调整带冷机机速，确保成品球温度合格。

（5）因新西兰海砂碱金属较高，若炉箅子糊料现象严重，定修时做好清理工作，确保烘干床透气性。

2.2 配加细磨海砂生产试验

因新西兰海砂是由海水冲刷浸泡形成的天然含铁矿物，粒度较粗，成球性差，为提高竖炉使用配比，研究将海砂原矿通过细磨后，-200目达到70%左右，再配加到竖炉配料中，跟踪产质量情况。

表5 海砂原矿细磨前后指标对比（%）

海砂细磨考虑成本情况，采用的选厂球磨设备，少量甩尾，品位及其他成分变化不大，-200目细度由20%提高到69%，成本约增加50元/t海砂。

2.2.1 生产试验方案

根据海砂原矿试验结果，同时考虑细磨海砂仅3000吨量，因此生产试验方案初始设定为20%细磨海砂，第二步设定为30%细磨海砂。详见表6。

表6 细磨海砂试验方案

2.2.2 生产试验结果

（1）竖炉过程参数对比。

表7 竖炉过程参数对比

如上表所示，随着细磨海砂配比提高，生球质量变化不大，膨润土消耗略有升高，燃烧室压力逐渐升高，处于竖炉能够接受范围内。

（2）球团矿产、质量变化情况。

表8 球团矿产质量变化

随着细磨海砂配比提高，返矿率、除尘灰率较基准期呈升高趋势，炉况基本正常，但产量呈降低趋势。

因细磨海砂量不足，未再进行提配比试验，后续具备条件后，再进行详细生产试验跟踪。

3 结论

①新西兰海砂属于难烧矿物，其碱金属含量高，V2O5、Al2O3和TiO2含量较高，液相生产能力较差，粘结相强度低，成球性较差。②新西兰海砂可以作为国内钒钛粉的替代物，作为提钒的原料在传统高炉工艺中使用。③竖炉配加新西兰海砂原矿后，出现成品率降低，燃烧室压力升高，产量降低，炉况变差现象。在承德建龙现有竖炉装备和配矿条件下，配加新西兰海砂原矿应≯10%。④对新西兰海砂原矿进行细磨后，可在竖炉提高其配加比例，在承德建龙现有竖炉装备和配矿条件下，至少可以配加20%细磨新西兰海砂。