本发明涉及调节炉底炉缸侵蚀情况的钒钛磁铁矿高炉冶炼方法，属于钒钛磁铁矿高炉冶炼技术领域。
背景技术：
在我国攀西地区，河北承德，以及国外的印度尼西亚等地有着丰富的钒钛磁铁矿资源。随着我国对钒钛磁铁矿的开发技术和高炉冶炼技术取得长足进展，高炉冶炼综合利用系数可达到2.5t/m3.d，高炉冶炼强度达到1.3～1.5t/m3.d，在冶炼强度上远高于普通矿冶炼高炉。
尽管在钒钛磁铁矿高炉冶炼过程中，在炉缸炉底容易形成一层由高熔点物质TiC、TiN、Ti(C，N)组成的沉积物渣壳，减少铁水对炉底炉缸的侵蚀和破坏，从而延长高炉使用寿命，但由于高炉冶炼强度的不断升高，炉底炉缸受侵蚀和破环的程度还是不断加剧，严重威胁到生产安全，并降低了高炉使用寿命。再有，钒钛磁铁矿高炉冶炼所得炉渣TiO2含量高，炉渣的熔化性温度高，炉渣中TiO2易于被还原成TiC、TiN、Ti(C，N)，使炉渣变稠。当炉况出现波动，炉缸不活跃时，炉渣很容易因为变稠甚至凝固而使得炉缸透气性、透液性变差，导致炉缸堆积形成，进一步恶化高炉顺行。
因此，亟需一种调节炉底炉缸侵蚀情况的方法，以便在了解了炉缸炉底侵蚀状态后，做出相应的高炉调节操作，减缓对炉缸炉底的侵蚀速度，尽早消除炉缸堆积，使高炉达到稳定顺行，高产长寿。
技术实现要素：
针对以上问题，本发明解决的技术问题是提供一种调节炉底炉缸侵蚀情况的钒钛磁铁矿高炉冶炼方法。
本发明调节炉底炉缸侵蚀情况的钒钛磁铁矿高炉冶炼方法，炉底炉缸出现不利于高炉顺行的侵蚀情况时，通过调整布料制度、送风制度、喷吹制度、造渣制度和热制度，控制侵蚀情况：
布料制度中，高炉炉料结构在碱性钒钛烧结矿用量为65～90％，钒钛球团矿用量为30％以下，非钒钛天然块矿用量为10％以下范围内进行调整；焦炭负荷在4.0～5.0之间进行调整；
送风制度中，鼓入热风温度在1200～1250℃，热风压力在200～400kPa，热风风速在170～260m/s，风口面积在0.230～0.320㎡内调整；且热风中富氧率在4％以下范围内进行调整；
喷吹制度中，煤粉喷吹量在80～160kg/t铁范围内调整；
造渣制度中，炉渣二元碱度在1.0～1.20，炉渣三元碱度在1.30～1.50，渣中MgO含量在6.0～11.0％，渣中TiO2含量在17～25％内调整；
热制度中，铁水中[Ti]与[Si]的重量比在1～2.5:1范围内调整。
本发明所述的不利于高炉顺行的侵蚀情况分为轻微侵蚀和严重侵蚀。
所述轻微侵蚀为铁水1150℃等温线对炉底的侵蚀深度小于炉底砖衬总厚度2/9，对铁口和炉缸的侵蚀深度小于30cm；所述严重侵蚀为铁水1150℃等温线对炉底的侵蚀深度大于炉底砖衬总厚度2/9，对铁口和炉缸的侵蚀深度大于30cm。
具体的操作优选如下：
当出现轻微侵蚀时，布料制度中：调整炉料结构，使球团矿用量为16～20％，烧结矿用量为76～80％，块矿用量为4～6％；布料批重为39～41t/批，布矿角整体向边缘移动，最大角位料流落点距离边缘40～60cm；送风制度中，风口面积为0.252～0.264㎡，鼓风动能为158～162kJ/s，富氧率为2～3％；造渣制度中，炉渣中TiO2含量为19.8～20.5％，炉渣二元碱度为1.02～1.04；热制度中，[Ti+Si]为0.41～0.43％，[Ti/Si]为1.86～1.90。
作为优选方案，当出现轻微侵蚀时，布料制度中：调整炉料结构，使球团矿用量为16％以上，烧结矿用量为79％，块矿用量为5％。布料批重为39.5t/批，布矿角整体向边缘移动，最大角位料流落点距离边缘50cm；送风制度上：风口面积为0.262㎡，鼓风动能为160KJ/S，富氧率为2.50％。造渣制度上：炉渣中TiO2含量为20％，炉渣二元碱度为1.03。热制度上：[Ti+Si]为0.42％，[Ti/Si]为1.89。
当出现严重侵蚀时，布料制度中，调整炉料结构，使球团矿用量为10～14％，烧结矿用量为80～84％，块矿用量为2～3％，同时增加2～3％的小粒度烧结矿，矿料批重为42～44t/批，焦炭负荷为4.3～4.5，布矿角整体向边缘移动，最大角位料流落点距离边缘50～70cm；增加边缘焦炭布料环数；送风制度中，鼓风风口为0.275～0.281㎡，风量为3880～3920m3/min，热风温度为1215～1225℃，富氧率为2.43～2.47％，鼓风动能为98～102kJ/s；造渣制度中，炉渣中TiO2含量为21.1～21.7％，炉渣二元碱度为0.99～1.02，三元碱度为1.31～1.33；热制度中，[Ti+Si]含量为0.33～0.36％，[Ti/Si]为1.78～1.81。
作为优选方案，当出现严重侵蚀时，布料制度中：调整炉料结构，使球团矿用量为13％，烧结矿用量为82％，块矿用量为2.5％，同时增加2.5％的小粒度烧结矿。布料料制上：矿料批重为43t/批，焦炭负荷为4.4，布矿角整体向边缘移动，增加边缘焦炭布料环数。送风制度上：鼓风风口为0.279㎡，风量为3900m3/min，热风温度为1220℃，富氧率为2.45％，鼓风动能为100KJ/S。造渣制度上：炉渣中TiO2含量为21.5％，炉渣二元碱度为1.0，三元碱度为1.32。热制度上：[Ti+Si]含量为0.35％，[Ti/Si]为1.80。
进一步的，优选在高炉上安装炉底炉缸实时监测系统，通过监测系统计算模拟得到高炉炉底炉缸的侵蚀情况。
本发明的有益效果如下：
本发明通过对不同炉况侵蚀状态进行分析，并对其进行相应的高炉操作制度调整，使炉底炉缸的侵蚀情况得到明显改善，减缓炉底炉缸侵蚀速度，使高炉达到稳定顺行，高产长寿。
具体实施方式
本发明调节炉底炉缸侵蚀情况的钒钛磁铁矿高炉冶炼方法，炉底炉缸出现不利于高炉顺行的侵蚀情况时，通过调整布料制度、送风制度、喷吹制度、造渣制度和热制度，控制侵蚀情况：
布料制度中，高炉炉料结构在碱性钒钛烧结矿用量为65～90％，钒钛球团矿用量为30％以下，非钒钛天然块矿用量为10％以下范围内进行改变；焦炭负荷在4.0～5.0之间进行调整，同时对布料矩阵和布料料线进行调整；以保证高炉中心和边缘两股气流发展，使高炉中心具有良好的透气性和透液性。
送风制度中，主要是调整风量、风温、风速、风口面积，从而保证高炉具有适宜的鼓风动能，吹透高炉中心，使中心料柱下部直径减小，减小铁水环流对炉底炉缸的侵蚀。具体的，鼓入热风温度在1200～1250℃，热风压力在200～400kPa，热风风速在170～260m/s，风口面积在0.230～0.320㎡内调整；且热风中富氧率在4％以下范围内进行调整；本发明所述的富氧率为热风中富氧体积与总风量的体积比。
喷吹制度中，喷吹煤粉量在80～160kg/t铁范围内调整；
造渣制度中，炉渣二元碱度在1.0～1.20，炉渣三元碱度在1.30～1.50，渣中MgO含量在6.0～11.0％，渣中TiO2含量在17～25％内调整；从而降低炉渣的熔化性温度和粘稠度，以消除风口铁口挂渣严重现象。
热制度中，铁水中[Ti]与[Si]的重量比在1～2.5:1范围内调整。既保证炉缸具有充沛的热量，减少挂渣现象，又增加炉底炉缸出的高熔点TiC等沉积物，形成渣壳铁壳，有效降低铁水对炉底炉缸的侵蚀。
本发明所述的不利于高炉顺行的侵蚀情况分为轻微侵蚀和严重侵蚀。
所述轻微侵蚀为铁水1150℃等温线对炉底的侵蚀深度小于炉底砖衬总厚度2/9，对铁口和炉缸的侵蚀深度小于30cm；所述严重侵蚀为铁水1150℃等温线对炉底的侵蚀深度大于炉底砖衬总厚度2/9，对铁口和炉缸的侵蚀深度大于30cm。
所述轻微侵蚀表现为：炉底、炉缸局部侵蚀加重，侵蚀线局部推进砖衬中；此种情况多见于冶炼强度低，炉况差，炉龄短的高炉。
严重侵蚀表现为：炉底炉缸侵蚀整体加重，呈现“象脚型”侵蚀，侵蚀线向炉底炉缸砖衬中整体推进。此种情况多见于冶炼强度较高，炉况好，炉龄长的高炉。
炉缸的侵蚀情况不同，采取的措施存在差异。总的调整原则为:轻微侵蚀时，退批重，提高料批量，达到同时发展边缘和中心煤气流，保持炉况稳定顺行，炉温充沛后，炉缸热量充沛，可沉积于炉底的TiC等高熔点物质增多，起到保护炉缸再侵蚀的作用。严重侵蚀时，增加批重，布矿角向边缘移动，抑制边缘气流发展，炉温充沛后，炉缸热量充沛，可沉积于炉底的TiC等高熔点物质增多，起到保护炉缸再侵蚀的作用。
具体的操作优选如下：
当出现轻微侵蚀时，布料制度中：调整炉料结构，使球团矿用量为16～20％，烧结矿用量为76～80％，块矿用量为4～6％；布料批重为39～41t/批，布矿角整体向边缘移动，最大角位料流落点距离边缘40～60cm；送风制度中，风口面积为0.252～0.264㎡，鼓风动能为158～162kJ/s，富氧率为2～3％；造渣制度中，炉渣中TiO2含量为19.8～20.5％，炉渣二元碱度为1.02～1.04；热制度中，[Ti+Si]为0.41～0.43％，[Ti/Si]为1.86～1.90。其余未提到的冶炼参数均为原冶炼参数，无需调整，在此不做赘述。
作为优选方案，当出现轻微侵蚀时，布料制度中：调整炉料结构，使球团矿用量为16％以上，烧结矿用量为79％，块矿用量为5％。布料批重为39.5t/批，布矿角整体向边缘移动，最大角位料流落点距离边缘50cm；送风制度上：风口面积为0.262㎡，鼓风动能为160KJ/S，富氧率为2.50％。造渣制度上：炉渣中TiO2含量为20％，炉渣二元碱度为1.03。热制度上：[Ti+Si]为0.42％，[Ti/Si]为1.89。其余未提到的冶炼参数均为原冶炼参数，无需调整，在此不做赘述。
当出现严重侵蚀时，布料制度中，调整炉料结构，使球团矿用量为10～14％，烧结矿用量为80～84％，块矿用量为2～3％，同时增加2～3％的小粒度烧结矿，矿料批重为42～44t/批，焦炭负荷为4.3～4.5，布矿角整体向边缘移动，最大角位料流落点距离边缘50～70cm；增加边缘焦炭布料环数；送风制度中，鼓风风口为0.275～0.281㎡，风量为3880～3920m3/min，热风温度为1215～1225℃，富氧率为2.43～2.47％，鼓风动能为98～102kJ/s；造渣制度中，炉渣中TiO2含量为21.1～21.7％，炉渣二元碱度为0.99～1.02，三元碱度为1.31～1.33；热制度中，[Ti+Si]含量为0.33～0.36％，[Ti/Si]为1.78～1.81。其余未提到的冶炼参数均为原冶炼参数，无需调整，在此不做赘述。
作为优选方案，当出现严重侵蚀时，布料制度中：调整炉料结构，使球团矿用量为13％，烧结矿用量为82％，块矿用量为2.5％，同时增加2.5％的小粒度烧结矿。布料料制上：矿料批重为43t/批，焦炭负荷为4.4，布矿角整体向边缘移动，增加边缘焦炭布料环数。送风制度上：鼓风风口为0.279㎡，风量为3900m3/min，热风温度为1220℃，富氧率为2.45％，鼓风动能为100KJ/S。造渣制度上：炉渣中TiO2含量为21.5％，炉渣二元碱度为1.0，三元碱度为1.32。热制度上：[Ti+Si]含量为0.35％，[Ti/Si]为1.80。其余未提到的冶炼参数均为原冶炼参数，无需调整，在此不做赘述。
本发明所述小粒度烧结矿的粒度为3～5mm。
本发明所述的[Ti+Si]含量为铁水中Ti含量与Si含量的总和。[Ti/Si]为铁水中Ti含量与Si含量的比值。所述的含量均为质量百分比。
高炉侵蚀情况的检测方法为现有技术，例如可以在高炉上安装炉底炉缸实时监测系统，通过监测系统计算模拟得到高炉炉底炉缸的侵蚀线分布情况和炉缸堆积情况。下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。实施例1和实施例2分别对应轻微侵蚀和严重侵蚀这两种情况。
实施例1
冶炼钒钛磁铁矿的A高炉于2012年8月6日，通过炉底炉缸侵蚀在线监测模型分析发现，7#和19#风口方向均出现一定程度的风口挂渣现象，两个铁口均受到侵蚀，炉缸距离边缘的中间带受到轻微侵蚀。继续沿用原冶炼方法，侵蚀进一步加重。
采取如下措施减缓侵蚀：炉料结构上，球团矿配矿比例从13％提升到16％以上，烧结矿配矿比例从82％降至79％，块矿从3％升高至5％，球团比例提高，整个料柱透气性改善；布料料制上：布料批重从42.5t/批逐步减至39.5t/批，焦炭负荷不变，布矿角整体向边缘移动，消除球团矿比例增加易加重中心、发展边缘的不利影响。送风制度上：风口面积从0.271㎡减小至0.262㎡，鼓风动能从145KJ/S提高至160KJ/S，富氧率从2.34％提高至2.50％。造渣制度上：将炉渣中TiO2含量从21％降低至20％，炉渣二元碱度从1.07降低至1.03，消除渣熔化性温度高，易粘稠的影响。热制度上：同时提高了铁水中[Ti]和[Si]含量，将[Ti+Si]含量从0.36％提高至0.42％，[Ti/Si]从1.72升高至1.89，保证炉缸有充足的热量。
通过以上调整，高炉炉缸活跃，热量充沛，可沉积于炉底的TiC等高熔点物质增多，炉渣流动性改善，中心料柱透气性和透液性得到改善，中心料柱底面积减小，铁水环流侵蚀降低。因此，风口挂渣现象得到消除，铁口侵蚀和炉底侵蚀得到有效控制。
实施例2
冶炼钒钛磁铁矿的B高炉于2013年12月8日，通过炉底炉缸侵蚀在线监测模型分析发现，7#和19#风口方向挂渣现象严重，尤其7#风口挂渣厚度最厚，7#和19#风口方向炉缸中心至边缘的中间带侵蚀至第二层粘土砖；铁口受轻微侵蚀，炉底偏向2#铁口的中间带已被侵蚀至第三层粘土砖，侵蚀严重。继续沿用原冶炼方法，侵蚀进一步加重。
采取如下措施减缓侵蚀：炉料结构上，将球团矿比例从8号以前的8.6％提升到13％，烧结矿比例从83％降至82％，块矿比例从7.4％降低至2.5％，同时增加2.5％的小粒度烧结矿。布料料制上：矿料批重从40t/批提高至43t/批，焦炭负荷从4.2提升到4.4，布矿角整体向边缘移动，边缘焦炭布料环数从3环增加至4环。送风制度上：鼓风风口面积从之前不正常的0.258㎡提高至0.279㎡，风量从3800m3/min提升到3900m3/min，热风温度从1200℃提升到1220℃，富氧从2.15％提升至2.45％鼓风动能从90KJ/S提升到100KJ/S。造渣制度上：炉渣中TiO2从22.5％降低至21.5％，炉渣二元碱度从1.07降低至1.0，三元碱度从1.40降低至1.32。热制度上：[Ti+Si]含量从0.21％提高至0.35％，[Ti/Si]从1.52升高至1.80。各调剂制度的调剂目的与实施例1相同。
通过以上调剂手段，7#和19#风口方向挂渣现象大大减弱，7#和19#风口方向炉缸中心至边缘的中间带侵蚀深度受到控制，逐渐在两侧形成有利于高炉长寿的“锅底型”侵蚀。两个铁口的侵蚀深度始终控制在铁口莫来石之外，炉底偏向2#铁口的中间带的侵蚀被控制停留在第三层粘土砖，至2014年3月也形成有利于长寿的“锅底型”侵蚀形状。