本發明涉及調節爐底爐缸侵蝕情況的釩鈦磁鐵礦高爐冶煉方法，屬于釩鈦磁鐵礦高爐冶煉技術領域。
背景技術：
在我國攀西地區，河北承德，以及國外的印度尼西亞等地有著豐富的釩鈦磁鐵礦資源。隨著我國對釩鈦磁鐵礦的開發技術和高爐冶煉技術取得長足進展，高爐冶煉綜合利用系數可達到2.5t/m3.d，高爐冶煉強度達到1.3～1.5t/m3.d，在冶煉強度上遠高于普通礦冶煉高爐。
盡管在釩鈦磁鐵礦高爐冶煉過程中，在爐缸爐底容易形成一層由高熔點物質TiC、TiN、Ti(C，N)組成的沉積物渣殼，減少鐵水對爐底爐缸的侵蝕和破壞，從而延長高爐使用壽命，但由于高爐冶煉強度的不斷升高，爐底爐缸受侵蝕和破環的程度還是不斷加劇，嚴重威脅到生產安全，并降低了高爐使用壽命。再有，釩鈦磁鐵礦高爐冶煉所得爐渣TiO2含量高，爐渣的熔化性溫度高，爐渣中TiO2易于被還原成TiC、TiN、Ti(C，N)，使爐渣變稠。當爐況出現波動，爐缸不活躍時，爐渣很容易因為變稠甚至凝固而使得爐缸透氣性、透液性變差，導致爐缸堆積形成，進一步惡化高爐順行。
因此，亟需一種調節爐底爐缸侵蝕情況的方法，以便在了解了爐缸爐底侵蝕狀態后，做出相應的高爐調節操作，減緩對爐缸爐底的侵蝕速度，盡早消除爐缸堆積，使高爐達到穩定順行，高產長壽。
技術實現要素：
針對以上問題，本發明解決的技術問題是提供一種調節爐底爐缸侵蝕情況的釩鈦磁鐵礦高爐冶煉方法。
本發明調節爐底爐缸侵蝕情況的釩鈦磁鐵礦高爐冶煉方法，爐底爐缸出現不利于高爐順行的侵蝕情況時，通過調整布料制度、送風制度、噴吹制度、造渣制度和熱制度，控制侵蝕情況：
布料制度中，高爐爐料結構在堿性釩鈦燒結礦用量為65～90％，釩鈦球團礦用量為30％以下，非釩鈦天然塊礦用量為10％以下范圍內進行調整；焦炭負荷在4.0～5.0之間進行調整；
送風制度中，鼓入熱風溫度在1200～1250℃，熱風壓力在200～400kPa，熱風風速在170～260m/s，風口面積在0.230～0.320㎡內調整；且熱風中富氧率在4％以下范圍內進行調整；
噴吹制度中，煤粉噴吹量在80～160kg/t鐵范圍內調整；
造渣制度中，爐渣二元堿度在1.0～1.20，爐渣三元堿度在1.30～1.50，渣中MgO含量在6.0～11.0％，渣中TiO2含量在17～25％內調整；
熱制度中，鐵水中[Ti]與[Si]的重量比在1～2.5:1范圍內調整。
本發明所述的不利于高爐順行的侵蝕情況分為輕微侵蝕和嚴重侵蝕。
所述輕微侵蝕為鐵水1150℃等溫線對爐底的侵蝕深度小于爐底磚襯總厚度2/9，對鐵口和爐缸的侵蝕深度小于30cm；所述嚴重侵蝕為鐵水1150℃等溫線對爐底的侵蝕深度大于爐底磚襯總厚度2/9，對鐵口和爐缸的侵蝕深度大于30cm。
具體的操作優選如下：
當出現輕微侵蝕時，布料制度中：調整爐料結構，使球團礦用量為16～20％，燒結礦用量為76～80％，塊礦用量為4～6％；布料批重為39～41t/批，布礦角整體向邊緣移動，最大角位料流落點距離邊緣40～60cm；送風制度中，風口面積為0.252～0.264㎡，鼓風動能為158～162kJ/s，富氧率為2～3％；造渣制度中，爐渣中TiO2含量為19.8～20.5％，爐渣二元堿度為1.02～1.04；熱制度中，[Ti+Si]為0.41～0.43％，[Ti/Si]為1.86～1.90。
作為優選方案，當出現輕微侵蝕時，布料制度中：調整爐料結構，使球團礦用量為16％以上，燒結礦用量為79％，塊礦用量為5％。布料批重為39.5t/批，布礦角整體向邊緣移動，最大角位料流落點距離邊緣50cm；送風制度上：風口面積為0.262㎡，鼓風動能為160KJ/S，富氧率為2.50％。造渣制度上：爐渣中TiO2含量為20％，爐渣二元堿度為1.03。熱制度上：[Ti+Si]為0.42％，[Ti/Si]為1.89。
當出現嚴重侵蝕時，布料制度中，調整爐料結構，使球團礦用量為10～14％，燒結礦用量為80～84％，塊礦用量為2～3％，同時增加2～3％的小粒度燒結礦，礦料批重為42～44t/批，焦炭負荷為4.3～4.5，布礦角整體向邊緣移動，最大角位料流落點距離邊緣50～70cm；增加邊緣焦炭布料環數；送風制度中，鼓風風口為0.275～0.281㎡，風量為3880～3920m3/min，熱風溫度為1215～1225℃，富氧率為2.43～2.47％，鼓風動能為98～102kJ/s；造渣制度中，爐渣中TiO2含量為21.1～21.7％，爐渣二元堿度為0.99～1.02，三元堿度為1.31～1.33；熱制度中，[Ti+Si]含量為0.33～0.36％，[Ti/Si]為1.78～1.81。
作為優選方案，當出現嚴重侵蝕時，布料制度中：調整爐料結構，使球團礦用量為13％，燒結礦用量為82％，塊礦用量為2.5％，同時增加2.5％的小粒度燒結礦。布料料制上：礦料批重為43t/批，焦炭負荷為4.4，布礦角整體向邊緣移動，增加邊緣焦炭布料環數。送風制度上：鼓風風口為0.279㎡，風量為3900m3/min，熱風溫度為1220℃，富氧率為2.45％，鼓風動能為100KJ/S。造渣制度上：爐渣中TiO2含量為21.5％，爐渣二元堿度為1.0，三元堿度為1.32。熱制度上：[Ti+Si]含量為0.35％，[Ti/Si]為1.80。
進一步的，優選在高爐上安裝爐底爐缸實時監測系統，通過監測系統計算模擬得到高爐爐底爐缸的侵蝕情況。
本發明的有益效果如下：
本發明通過對不同爐況侵蝕狀態進行分析，并對其進行相應的高爐操作制度調整，使爐底爐缸的侵蝕情況得到明顯改善，減緩爐底爐缸侵蝕速度，使高爐達到穩定順行，高產長壽。
具體實施方式
本發明調節爐底爐缸侵蝕情況的釩鈦磁鐵礦高爐冶煉方法，爐底爐缸出現不利于高爐順行的侵蝕情況時，通過調整布料制度、送風制度、噴吹制度、造渣制度和熱制度，控制侵蝕情況：
布料制度中，高爐爐料結構在堿性釩鈦燒結礦用量為65～90％，釩鈦球團礦用量為30％以下，非釩鈦天然塊礦用量為10％以下范圍內進行改變；焦炭負荷在4.0～5.0之間進行調整，同時對布料矩陣和布料料線進行調整；以保證高爐中心和邊緣兩股氣流發展，使高爐中心具有良好的透氣性和透液性。
送風制度中，主要是調整風量、風溫、風速、風口面積，從而保證高爐具有適宜的鼓風動能，吹透高爐中心，使中心料柱下部直徑減小，減小鐵水環流對爐底爐缸的侵蝕。具體的，鼓入熱風溫度在1200～1250℃，熱風壓力在200～400kPa，熱風風速在170～260m/s，風口面積在0.230～0.320㎡內調整；且熱風中富氧率在4％以下范圍內進行調整；本發明所述的富氧率為熱風中富氧體積與總風量的體積比。
噴吹制度中，噴吹煤粉量在80～160kg/t鐵范圍內調整；
造渣制度中，爐渣二元堿度在1.0～1.20，爐渣三元堿度在1.30～1.50，渣中MgO含量在6.0～11.0％，渣中TiO2含量在17～25％內調整；從而降低爐渣的熔化性溫度和粘稠度，以消除風口鐵口掛渣嚴重現象。
熱制度中，鐵水中[Ti]與[Si]的重量比在1～2.5:1范圍內調整。既保證爐缸具有充沛的熱量，減少掛渣現象，又增加爐底爐缸出的高熔點TiC等沉積物，形成渣殼鐵殼，有效降低鐵水對爐底爐缸的侵蝕。
本發明所述的不利于高爐順行的侵蝕情況分為輕微侵蝕和嚴重侵蝕。
所述輕微侵蝕為鐵水1150℃等溫線對爐底的侵蝕深度小于爐底磚襯總厚度2/9，對鐵口和爐缸的侵蝕深度小于30cm；所述嚴重侵蝕為鐵水1150℃等溫線對爐底的侵蝕深度大于爐底磚襯總厚度2/9，對鐵口和爐缸的侵蝕深度大于30cm。
所述輕微侵蝕表現為：爐底、爐缸局部侵蝕加重，侵蝕線局部推進磚襯中；此種情況多見于冶煉強度低，爐況差，爐齡短的高爐。
嚴重侵蝕表現為：爐底爐缸侵蝕整體加重，呈現“象腳型”侵蝕，侵蝕線向爐底爐缸磚襯中整體推進。此種情況多見于冶煉強度較高，爐況好，爐齡長的高爐。
爐缸的侵蝕情況不同，采取的措施存在差異。總的調整原則為:輕微侵蝕時，退批重，提高料批量，達到同時發展邊緣和中心煤氣流，保持爐況穩定順行，爐溫充沛后，爐缸熱量充沛，可沉積于爐底的TiC等高熔點物質增多，起到保護爐缸再侵蝕的作用。嚴重侵蝕時，增加批重，布礦角向邊緣移動，抑制邊緣氣流發展，爐溫充沛后，爐缸熱量充沛，可沉積于爐底的TiC等高熔點物質增多，起到保護爐缸再侵蝕的作用。
具體的操作優選如下：
當出現輕微侵蝕時，布料制度中：調整爐料結構，使球團礦用量為16～20％，燒結礦用量為76～80％，塊礦用量為4～6％；布料批重為39～41t/批，布礦角整體向邊緣移動，最大角位料流落點距離邊緣40～60cm；送風制度中，風口面積為0.252～0.264㎡，鼓風動能為158～162kJ/s，富氧率為2～3％；造渣制度中，爐渣中TiO2含量為19.8～20.5％，爐渣二元堿度為1.02～1.04；熱制度中，[Ti+Si]為0.41～0.43％，[Ti/Si]為1.86～1.90。其余未提到的冶煉參數均為原冶煉參數，無需調整，在此不做贅述。
作為優選方案，當出現輕微侵蝕時，布料制度中：調整爐料結構，使球團礦用量為16％以上，燒結礦用量為79％，塊礦用量為5％。布料批重為39.5t/批，布礦角整體向邊緣移動，最大角位料流落點距離邊緣50cm；送風制度上：風口面積為0.262㎡，鼓風動能為160KJ/S，富氧率為2.50％。造渣制度上：爐渣中TiO2含量為20％，爐渣二元堿度為1.03。熱制度上：[Ti+Si]為0.42％，[Ti/Si]為1.89。其余未提到的冶煉參數均為原冶煉參數，無需調整，在此不做贅述。
當出現嚴重侵蝕時，布料制度中，調整爐料結構，使球團礦用量為10～14％，燒結礦用量為80～84％，塊礦用量為2～3％，同時增加2～3％的小粒度燒結礦，礦料批重為42～44t/批，焦炭負荷為4.3～4.5，布礦角整體向邊緣移動，最大角位料流落點距離邊緣50～70cm；增加邊緣焦炭布料環數；送風制度中，鼓風風口為0.275～0.281㎡，風量為3880～3920m3/min，熱風溫度為1215～1225℃，富氧率為2.43～2.47％，鼓風動能為98～102kJ/s；造渣制度中，爐渣中TiO2含量為21.1～21.7％，爐渣二元堿度為0.99～1.02，三元堿度為1.31～1.33；熱制度中，[Ti+Si]含量為0.33～0.36％，[Ti/Si]為1.78～1.81。其余未提到的冶煉參數均為原冶煉參數，無需調整，在此不做贅述。
作為優選方案，當出現嚴重侵蝕時，布料制度中：調整爐料結構，使球團礦用量為13％，燒結礦用量為82％，塊礦用量為2.5％，同時增加2.5％的小粒度燒結礦。布料料制上：礦料批重為43t/批，焦炭負荷為4.4，布礦角整體向邊緣移動，增加邊緣焦炭布料環數。送風制度上：鼓風風口為0.279㎡，風量為3900m3/min，熱風溫度為1220℃，富氧率為2.45％，鼓風動能為100KJ/S。造渣制度上：爐渣中TiO2含量為21.5％，爐渣二元堿度為1.0，三元堿度為1.32。熱制度上：[Ti+Si]含量為0.35％，[Ti/Si]為1.80。其余未提到的冶煉參數均為原冶煉參數，無需調整，在此不做贅述。
本發明所述小粒度燒結礦的粒度為3～5mm。
本發明所述的[Ti+Si]含量為鐵水中Ti含量與Si含量的總和。[Ti/Si]為鐵水中Ti含量與Si含量的比值。所述的含量均為質量百分比。
高爐侵蝕情況的檢測方法為現有技術，例如可以在高爐上安裝爐底爐缸實時監測系統，通過監測系統計算模擬得到高爐爐底爐缸的侵蝕線分布情況和爐缸堆積情況。下面結合實施例對本發明的具體實施方式做進一步的描述，并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。實施例1和實施例2分別對應輕微侵蝕和嚴重侵蝕這兩種情況。
實施例1
冶煉釩鈦磁鐵礦的A高爐于2012年8月6日，通過爐底爐缸侵蝕在線監測模型分析發現，7#和19#風口方向均出現一定程度的風口掛渣現象，兩個鐵口均受到侵蝕，爐缸距離邊緣的中間帶受到輕微侵蝕。繼續沿用原冶煉方法，侵蝕進一步加重。
采取如下措施減緩侵蝕：爐料結構上，球團礦配礦比例從13％提升到16％以上，燒結礦配礦比例從82％降至79％，塊礦從3％升高至5％，球團比例提高，整個料柱透氣性改善；布料料制上：布料批重從42.5t/批逐步減至39.5t/批，焦炭負荷不變，布礦角整體向邊緣移動，消除球團礦比例增加易加重中心、發展邊緣的不利影響。送風制度上：風口面積從0.271㎡減小至0.262㎡，鼓風動能從145KJ/S提高至160KJ/S，富氧率從2.34％提高至2.50％。造渣制度上：將爐渣中TiO2含量從21％降低至20％，爐渣二元堿度從1.07降低至1.03，消除渣熔化性溫度高，易粘稠的影響。熱制度上：同時提高了鐵水中[Ti]和[Si]含量，將[Ti+Si]含量從0.36％提高至0.42％，[Ti/Si]從1.72升高至1.89，保證爐缸有充足的熱量。
通過以上調整，高爐爐缸活躍，熱量充沛，可沉積于爐底的TiC等高熔點物質增多，爐渣流動性改善，中心料柱透氣性和透液性得到改善，中心料柱底面積減小，鐵水環流侵蝕降低。因此，風口掛渣現象得到消除，鐵口侵蝕和爐底侵蝕得到有效控制。
實施例2
冶煉釩鈦磁鐵礦的B高爐于2013年12月8日，通過爐底爐缸侵蝕在線監測模型分析發現，7#和19#風口方向掛渣現象嚴重，尤其7#風口掛渣厚度最厚，7#和19#風口方向爐缸中心至邊緣的中間帶侵蝕至第二層粘土磚；鐵口受輕微侵蝕，爐底偏向2#鐵口的中間帶已被侵蝕至第三層粘土磚，侵蝕嚴重。繼續沿用原冶煉方法，侵蝕進一步加重。
采取如下措施減緩侵蝕：爐料結構上，將球團礦比例從8號以前的8.6％提升到13％，燒結礦比例從83％降至82％，塊礦比例從7.4％降低至2.5％，同時增加2.5％的小粒度燒結礦。布料料制上：礦料批重從40t/批提高至43t/批，焦炭負荷從4.2提升到4.4，布礦角整體向邊緣移動，邊緣焦炭布料環數從3環增加至4環。送風制度上：鼓風風口面積從之前不正常的0.258㎡提高至0.279㎡，風量從3800m3/min提升到3900m3/min，熱風溫度從1200℃提升到1220℃，富氧從2.15％提升至2.45％鼓風動能從90KJ/S提升到100KJ/S。造渣制度上：爐渣中TiO2從22.5％降低至21.5％，爐渣二元堿度從1.07降低至1.0，三元堿度從1.40降低至1.32。熱制度上：[Ti+Si]含量從0.21％提高至0.35％，[Ti/Si]從1.52升高至1.80。各調劑制度的調劑目的與實施例1相同。
通過以上調劑手段，7#和19#風口方向掛渣現象大大減弱，7#和19#風口方向爐缸中心至邊緣的中間帶侵蝕深度受到控制，逐漸在兩側形成有利于高爐長壽的“鍋底型”侵蝕。兩個鐵口的侵蝕深度始終控制在鐵口莫來石之外，爐底偏向2#鐵口的中間帶的侵蝕被控制停留在第三層粘土磚，至2014年3月也形成有利于長壽的“鍋底型”侵蝕形狀。