球團礦配加鎂質添加劑實驗研究

袁蛟龍

（唐鋼國際工程技術股份有限公司，河北 唐山 063000）

近年來，外購鐵礦粉各項冶金性能指標呈下降趨勢，燒結礦質量和產量都受到一定的影響，鋁含量升高，因而燒結礦中需要配入過高的含MgO熔劑，但是燒結礦的MgO含量過高對燒結礦產質量和冶金性能不利，為確保高爐爐渣的流動性，滿足高爐爐渣的鎂鋁比，在不增加燒結礦MgO含量的基礎上，這就需要提高球團礦中MgO含量。

球團礦配加鎂質添加劑，在保證豎爐正常生產情況下，提高球團礦中的MgO含量，可以改善酸性球團礦的軟化性能，由實驗得出，高鎂球團礦比較低鎂球團礦，高鎂球團礦球團軟化溫度提高約80℃，降低軟化區間約19℃，使燒結和球團的軟化溫度更接近，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 高鎂球團礦優勢

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

還原膨脹指數RSI是球團礦冶金性能中非常重要的一項，影響球團礦還原膨脹指數的主要因素有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MgO的含量，有利于改善酸性球團礦軟熔性能，也有利于降低球團礦RSI值，在條件允許的情況下，如果能將酸性球團礦MgO含量提高至3.0%，對改善高爐指標和提升球礦質量有利。

2 球團添加鎂質添加劑實驗條件

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

（2）烘干床溫度控制500℃±10℃。

（3）燃燒室溫度控制1050℃±10℃。

（4）根據物料平衡性，豎爐正常生產8h后開始降低燒結礦中MgO。

3 實驗地點

某煉鐵廠12m2豎爐、230m2燒結、750m3高爐、1050m3高爐。

4 實驗結果和參數分析

經過一個月的生產實驗，各項指標和實驗結果見表1、表2、表3。

表1 鎂質添加劑成分及指標

表2 球團和燒結礦成分及冶金性能

表3 實驗對比結果

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

較基準期相比，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。

球團礦中配入鎂質添加劑后，即球團礦中MgO含量增加后，所對應的豎爐焙燒溫度相對提高了100℃～150℃，高鎂球團轉鼓強度較低鎂球團降低3.5%。

在試驗期間，球團礦中由于用3.5%的鎂質添加劑取代了約2%皂土，導致球團礦MgO含量升高，隨著MgO的增加，球團礦的高溫還原性得到了改善，這是因為生成的鈣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定的MgO·Fe2O3液相，還原時發生Fe2O3轉變成為Fe3O4的量減少，由于晶格變化所產生的應力相應降低，還原膨脹性改善。MgO升高后，高爐內高熔點的MgO·Fe2O3量將增加，軟熔溫度會升高，軟熔區間變窄，使得球團的熔滴性能和荷重軟化性能明顯改善。

實驗得出，MgO提高對球團轉鼓強度不利，但有利于改善球團礦的冶金性能，保證高爐冶煉的順行，降低高爐能耗。

5 成本分析

使用3.5%鎂質添加劑替代皂土的的情況下，以年計劃單價進行成本核算，成本分析見下表4、表5、表6。

表4 球團礦成本

表5 燒結礦成本

表6 鐵水成本

通過上表可知：A+E方案，即球團礦配加鎂質添加劑，降低燒結礦MgO含量，有利于鐵水成本的降低，同時有利于高爐燃料比的下降。

6 結論

（1）高MgO球團具有良好的冶金性能，試驗期較基準期還原度上升了5%，低溫還原粉化指數上升了1.1%，冶金性能的提高，有利于提高煤氣利用和降低燃料比，高爐的穩定順行。

（2）提高MgO對球團轉鼓強度不利，試驗期較基準期降低了3.5%。

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

（4）采用鎂質球團添加劑提高酸性球團礦的MgO含量，從而降低高堿度燒結礦的MgO含量，是高爐煉鐵進一步獲得高產、優質、低耗的一個技術措施。