我参加的钒钛磁铁矿冶炼攻关


刘宝信

空前重大的炼铁新技术试验

1965年新年伊始,冶金部副部长徐驰组织召开了高炉冶炼钒钛磁铁矿试验工作组成立大会。工作组组长周传典(原鞍钢炼铁厂厂长、后任冶金部副部长、总工程师)说:“我国四川攀西地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿,工业储量达80亿吨以上,与铁共生的钒钛资源储量,在世界上有举足轻重的地位。用高炉方法冶炼,渣中TiO_2高达27%—30%,是近百年来从未解决的难题。我们就是要通过工业试验创造出一整套高炉冶炼钒钛矿的新工艺、新技术,为大三线建设做出贡献。”如果不突破这一难题,在渡口(后来的攀枝花)建钢铁厂几乎没有可能。

1964年12月18日,我与西南钢铁研究院炼铁室同组的三大工长——徐洪飞(东北工学院1957年大学毕业)、殷沛然(东北工学院1957年大学毕业)、胡庆昌(东北工学院1960年大学毕业)奉命赶赴承德钢铁厂,参加冶金部高炉冶炼钒钛磁铁矿试验工作组。我们从《国内外钒钛矿文集》中得知,国内外炼铁界学者一致认为:渣中TiO_216%是高炉冶炼不可逾越的鸿沟。我们工作组(实际是科研攻关组)一共108人(即后来被人们津津乐道的“一百单八将”)深感使命光荣,责任重大。

1965年2月初,承德钢铁厂100m^3废弃已久的高炉经过我们竭尽全力的抢修,已“旧貌换新颜”,顺利开炉了。中旬,正式转入钒钛矿模拟试验阶段。当时,我担任高炉副工长,我清楚地记得炉渣含有TiO_220%的炉料下达到炉缸时的情景,风口慢慢挂渣,风压缓缓上升,入炉风量渐渐减少。打开渣口,放不出渣。打开铁口,铁水断流。周传典同志指挥大家全力烧开铁口。炉前技师一人接一人往上冲,只见一瓶瓶氧气被用光,一根根钢管被烧完,淌出来的只有少量渣铁混合物,而积存在炉内的渣铁就是出不来。两个多小时过去了,劳而无功。大家心情十分沉重,都在想,难道试验真的要被扼杀在摇篮里吗?该怎么办?工作组领导召开了紧急会议,周传典同志说:“铁口就是突破口,坚持就是胜利,再继续烧铁口。”大家又重新投入战斗。又过了一个多小时,突然,铁口被烧开了,渣铁从铁口喷射而出,如洪水一般瞬间溢满整个炉前平台。此后,风口挂的渣子不见了,风压直线下降,入炉风量猛升,炉况开始顺行了。正是“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”,一块压在人们心头的大石落地了。然而,事情还没过去,难题仍未解决。长达半个月,高炉炉况仍旧时好时坏。渣铁一炉畅流,一炉又黏稠,反复不定。炉前工时不时要与黏渣打交道,累的筋疲力尽,高炉工长们精心操作,炉况仍有波动。教授、专家们找资料,看数据,就是百思不得其解。

全组成员白天在现场试验,晚间汇聚在一起开学术研讨会。摆现象,查原因,人人都在为攻关献计献策。研讨中,高炉工长们反映了一个异常现象:黏渣都出现在风口干净、没有涌渣挂渣时。稀渣都出现在风口严重挂渣之后,并提出一种见解:炉渣由黏变稀,肯定与风口吹风有关。此时,东北工学院做的渣铁样化验和岩相分析报告一份接一份送到了工作组。一组组检测数据摆到大家面前。教授、专家们从中又发现另一个怪现象:黏渣中含有大量的TiC、TiN和钛的低价氧化物。而在稀渣中它们的含量甚微。

两个怪现象引起了工作组领导、教授、专家们的高度关注,通过多次研究,透过现象看本质,终于得出了重要结论:一是炉渣中的TiN、TiC和低价钛氧化物熔点高达3000℃以上,它们以几微米的固体颗粒悬浮的形态弥散在炉渣之中,使炉渣黏度显著增大,不易流动。二是炉渣堆积到风口区附近,渣中的TiN、TiC被氧化为高价TiO_2,而TiO_2在炉渣里是以易流动的液体形态存在的。这充分说明,渣中的TiN、TiC是使炉渣变稠的“罪魁祸首”。而减少或者尽可能消除TiN、TiC就是冶炼钒钛磁铁矿的关键。

主要矛盾抓住了,一切次要矛盾就迎刃而解了。周传典同志果断决定采取两项重大举措:一是要求工长必须严格把炉温控制在较低水平,减少炉内生成TiN、TiC的可能性;二是要求喷吹组人员立即行动起来,向高炉内试吹精矿粉、石灰石粉和氧气,使渣中已生成的TiN、TiC尽可能再氧化成高价的TiO_2。正是这两项措施改变了高炉冶炼钒钛矿的被动局面,攻下了一道道技术难关,使高炉冶炼高钛渣步上坦途。

六个月的承钢试验期间,因为在高炉修复、加工喷吹原料、清理“黏渣”“大泄渣”的奋战中表现优异,我先后荣立三次二等功。

三次“真枪实弹”的攻坚战

1966年初,冶金部试验工作组在西昌410厂进行了第二次钒钛磁铁矿工业试验。该试验使用的是太和矿、白马矿产的攀枝花磁铁矿的“原矿”(大家称之为“实弹”矿)。用原矿进行选矿、烧结、高炉冶炼一整套系统试验,为攀钢建设选矿厂、烧结厂、炼铁厂提供设计、生产的新工艺、新技术。这次高炉冶炼试验是在28m^3高炉上进行的。我正式担任了高炉值班工长,独当一面地负责当班高炉冶炼操作。我每天早来晚走,不时地从老工长身上吸取操作经验。当班时勤看风口,细观仪表,查看渣流渣色、铁花状况,头脑中不断地分析判断炉况。运用上下部调剂手段,及时、准确、适量地调控着炉内冶炼。5个月的试验中,未出现过任何操作失误和冶炼事故,确保了炉况稳定顺行,渣铁畅流,生铁合格,名副其实地成了有突出贡献的“四大工长”之一。西昌试验取得了空前的成功,为攀钢的建设和生产积累了宝贵的冶炼经验和特殊的技术诀窍。

1967年初,冶金部科技司组织我们相关人员,在首都钢铁公司624m^3高炉上进行高炉冶炼钒钛磁铁矿新的工业试验。试验的成功,再次验证了高炉冶炼钒钛磁铁矿的特殊技术不仅在小高炉生产中有效,在大中型高炉也同样适用。

1969年,冶金部科技司把最后一次试验交给了中国科学院化学冶金研究所承办,任务是高炉使用高硫焦冶炼钒钛磁铁矿。试验是在化冶所108厂17.5m^3小试验炉上进行的,取得了预期效果,为攀钢合理利用本地煤炭资源提供了有价值的参考。由于我是“一百单八将”中唯一参加该次试验的人,所以让我起草了《高炉使用高硫焦冶炼钒钛磁铁矿的试验报告》,为五年高炉冶炼钒钛磁铁矿试验画上了一个圆满的句号。

(本文选自《鞍钢人口述历史》,作者曾任鞍钢技术中心工会主席)