球團(tuán)礦配加鎂質(zhì)添加劑實(shí)驗(yàn)研究

袁蛟龍

（唐鋼國際工程技術(shù)股份有限公司，河北 唐山 063000）

近年來，外購鐵礦粉各項(xiàng)冶金性能指標(biāo)呈下降趨勢，燒結(jié)礦質(zhì)量和產(chǎn)量都受到一定的影響，鋁含量升高，因而燒結(jié)礦中需要配入過高的含MgO熔劑，但是燒結(jié)礦的MgO含量過高對燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量和冶金性能不利，為確保高爐爐渣的流動(dòng)性，滿足高爐爐渣的鎂鋁比，在不增加燒結(jié)礦MgO含量的基礎(chǔ)上，這就需要提高球團(tuán)礦中MgO含量。

球團(tuán)礦配加鎂質(zhì)添加劑，在保證豎爐正常生產(chǎn)情況下，提高球團(tuán)礦中的MgO含量，可以改善酸性球團(tuán)礦的軟化性能，由實(shí)驗(yàn)得出，高鎂球團(tuán)礦比較低鎂球團(tuán)礦，高鎂球團(tuán)礦球團(tuán)軟化溫度提高約80℃，降低軟化區(qū)間約19℃，使燒結(jié)和球團(tuán)的軟化溫度更接近，高爐軟熔帶更窄，有利于降低高爐壓差，提高煤氣利用率，降低燃料比，高爐順行。

1 高鎂球團(tuán)礦優(yōu)勢

MgO作為一種高熔點(diǎn)的難熔氧化物（其熔點(diǎn)高至2800℃），在燒結(jié)過程中，往往只能增加燃料配比，使MgO礦化。本實(shí)驗(yàn)通過把燒結(jié)礦MgO轉(zhuǎn)加至球團(tuán)，使燒結(jié)過程需要的溫度降低，從而降低燒結(jié)固體燃料消耗，促使燒結(jié)氧化性氣氛增強(qiáng)，增加燒結(jié)礦的鐵酸鈣液相，降低燒結(jié)礦的FeO，提高燒結(jié)礦還原性，從而降低高爐燃料比。

還原膨脹指數(shù)RSI是球團(tuán)礦冶金性能中非常重要的一項(xiàng)，影響球團(tuán)礦還原膨脹指數(shù)的主要因素有F含量、堿金屬、堿度，TiO2、MgO的含量也有一定影響，在同等條件下，提高M(jìn)gO的含量，有利于改善酸性球團(tuán)礦軟熔性能，也有利于降低球團(tuán)礦RSI值，在條件允許的情況下，如果能將酸性球團(tuán)礦MgO含量提高至3.0%，對改善高爐指標(biāo)和提升球礦質(zhì)量有利。

2 球團(tuán)添加鎂質(zhì)添加劑實(shí)驗(yàn)條件

（1）鎂質(zhì)添加劑配比3.5%，生球強(qiáng)度≥1.2kg/球，落下強(qiáng)度≥6次，生球的均勻性和成球速度均滿足豎爐生產(chǎn)要求。

（2）烘干床溫度控制500℃±10℃。

（3）燃燒室溫度控制1050℃±10℃。

（4）根據(jù)物料平衡性，豎爐正常生產(chǎn)8h后開始降低燒結(jié)礦中MgO。

3 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)

某煉鐵廠12m2豎爐、230m2燒結(jié)、750m3高爐、1050m3高爐。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和參數(shù)分析

經(jīng)過一個(gè)月的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1、表2、表3。

表1 鎂質(zhì)添加劑成分及指標(biāo)

表2 球團(tuán)和燒結(jié)礦成分及冶金性能

表3 實(shí)驗(yàn)對比結(jié)果

通過實(shí)驗(yàn)可以看出，1050m3高爐實(shí)驗(yàn)期綜合入爐品位上升了0.24%，按照理論值1%品位影響2%燃料比計(jì)算，影響燃料比下降2.56kg/t，1050m3高爐較基準(zhǔn)期燃料比實(shí)際下降了4.31-2.56=1.79kg/t；750m3高爐實(shí)驗(yàn)期綜合入爐品位上升了0.04%，按照理論值1%品位影響2%燃料比計(jì)算，影響燃料比下降0.42kg/t，750m3高爐較基準(zhǔn)期燃料比實(shí)際下降了1.45-0.42=1.03kg/t；燃料比均呈下降趨勢。

較基準(zhǔn)期相比，1050m3高爐煤氣中CO2值升高0.57%，750m3高爐煤氣中CO2值上升1.28%，CO2利用率上升。

球團(tuán)礦中配入鎂質(zhì)添加劑后，即球團(tuán)礦中MgO含量增加后，所對應(yīng)的豎爐焙燒溫度相對提高了100℃～150℃，高鎂球團(tuán)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度較低鎂球團(tuán)降低3.5%。

在試驗(yàn)期間，球團(tuán)礦中由于用3.5%的鎂質(zhì)添加劑取代了約2%皂土，導(dǎo)致球團(tuán)礦MgO含量升高，隨著MgO的增加，球團(tuán)礦的高溫還原性得到了改善，這是因?yàn)樯傻拟}鎂橄欖石阻礙難還原的鈣鐵橄欖石和鐵橄欖石形成。

由于MgO含量增加，豎爐在焙燒過程中形成穩(wěn)定的MgO·Fe2O3液相，還原時(shí)發(fā)生Fe2O3轉(zhuǎn)變成為Fe3O4的量減少，由于晶格變化所產(chǎn)生的應(yīng)力相應(yīng)降低，還原膨脹性改善。MgO升高后，高爐內(nèi)高熔點(diǎn)的MgO·Fe2O3量將增加，軟熔溫度會(huì)升高，軟熔區(qū)間變窄，使得球團(tuán)的熔滴性能和荷重軟化性能明顯改善。

實(shí)驗(yàn)得出，MgO提高對球團(tuán)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度不利，但有利于改善球團(tuán)礦的冶金性能，保證高爐冶煉的順行，降低高爐能耗。

5 成本分析

使用3.5%鎂質(zhì)添加劑替代皂土的的情況下，以年計(jì)劃單價(jià)進(jìn)行成本核算，成本分析見下表4、表5、表6。

表4 球團(tuán)礦成本

表5 燒結(jié)礦成本

表6 鐵水成本

通過上表可知：A+E方案，即球團(tuán)礦配加鎂質(zhì)添加劑，降低燒結(jié)礦MgO含量，有利于鐵水成本的降低，同時(shí)有利于高爐燃料比的下降。

6 結(jié)論

（1）高M(jìn)gO球團(tuán)具有良好的冶金性能，試驗(yàn)期較基準(zhǔn)期還原度上升了5%，低溫還原粉化指數(shù)上升了1.1%，冶金性能的提高，有利于提高煤氣利用和降低燃料比，高爐的穩(wěn)定順行。

（2）提高M(jìn)gO對球團(tuán)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度不利，試驗(yàn)期較基準(zhǔn)期降低了3.5%。

（3）試驗(yàn)期較基準(zhǔn)期1050m3高爐和750m3高爐燃料比分別降低1.79kg/t和1.03kg/t，說明高鎂球團(tuán)礦有利于高爐燃料比的降低。

（4）采用鎂質(zhì)球團(tuán)添加劑提高酸性球團(tuán)礦的MgO含量，從而降低高堿度燒結(jié)礦的MgO含量，是高爐煉鐵進(jìn)一步獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗的一個(gè)技術(shù)措施。