康學軍 原波 路東鋒
（陜鋼集團龍鋼公司）
摘要：針對龍鋼公司現有原料的條件，調整燒結原料配比，設計多組燒結杯試驗，燒結礦MgO含量從1.7%-2.5%之間變化。根據燒結杯試驗過程及結果數據和其冶金性性能試驗結果，綜合考量MgO含量變化時對燒結礦質量的影響。
關鍵詞：燒結礦MgO 冶金性能
1 燒結杯試驗條件及方案
1.1 燒結杯試驗條件
本次燒結杯試驗結合考量燒結原料SiO2、Al2O3%、FeO等的基本穩定狀態，對燒結原料進行調整，對燃料、返礦配比保持不變，而在改變燒結礦MgO含量時需要調整高鎂石粉的變化，同時為了保證燒結礦堿度的穩定，生灰配比也需調整。燒結礦MgO含量過高或者過低，都對燒結礦質量產生不良影響。
燒結試驗的MgO含量分別為1.7%、1.9%、2.0%、2.2%、2.3%、2.5%6個水平，固定燒結礦堿度和燃料配比。燒結杯試驗在龍鋼公司冶金實驗室進行，燒結杯直徑300mm，高1000mm。
1.2燒結杯實驗方案如下
|
配比單 |
混勻礦% |
燃料% |
生石灰% |
返礦% |
高鎂石粉 |
|
實驗1 |
60.45 |
3.4 |
6.15 |
30 |
/ |
|
實驗2 |
61.3 |
3.4 |
5.3 |
30 |
2.2 |
|
實驗3 |
61.8 |
3.40 |
4.80 |
30 |
3.48 |
|
實驗4 |
62.5 |
3.40 |
4.10 |
30 |
5.5 |
|
實驗5 |
63 |
3.4 |
3.6 |
30 |
6.8 |
|
實驗6 |
63.6 |
3.4 |
3 |
30 |
8 |
2 試驗主要技術指標如下：
2.1 轉鼓強度
圖1
圖1中，根據龍鋼公司現有礦種及配料結構，不加配高鎂石粉，燒結礦MgO含量為1.72%，轉鼓強度表現較好。隨著高鎂石粉的配加與生灰的平衡調整，燒結礦MgO含量的不斷提高，燒結礦轉鼓基本呈先升后降的趨勢，MgO含量在2.22%時轉鼓強度最高，隨后則逐步下降。MgO含量在2.53%時有明顯的下降。
2.2成礦率
圖2
圖2中，燒結礦MgO含量在1.89%時，燒結礦的成礦率最高，隨后隨著MgO含量不斷升高，則成礦率在逐步降低。MgO含量在1.72%為不配加高鎂石粉，僅靠生灰調整堿度，其成礦率有較好的表現。
龍鋼公司高鎂石粉中MgO含量僅為18%左右，因此在提高燒結礦MgO含量時，高鎂石粉必然會有較大幅度的配加比例，因而在燒結過程中會分解產生二氧化碳，對整體燒結礦成礦率有一定的影響。
2.3垂直燃燒速度
圖3
從圖3看，隨著燒結礦MgO含量的提高，垂直燒結速度減慢。分析原因如下：配加更多的高鎂石粉需要消耗較多的熱量，在燒結燃料配比保持不變的情況下，燒結溫度降低，燒結速度減緩。
2.4固燃單耗
圖4
燒結礦MgO含量對燃料的影響如圖，MgO含量在1.72%-2.53%的范圍內，其含量增加對固燃單耗有較為明顯的正線性關系。
2.5燒結礦冶金性能
針對不同MgO含量的燒結礦進行低溫還原粉化性能、高溫還原性能和荷重軟熔滴落性能。
圖5
由上圖可知，隨著MgO含量的逐步升高， MgO含量在1.72%增加到1.89%，低溫還原粉化指數升高了10.89%，有明顯的增加，隨后低溫還原粉化指數則呈緩慢增長態勢。歸其原因是由于燒結料中配加適量的 Mgo能提高酸鹽體的結能力減少玻璃質含量。但增加量過多，則對燒結礦無有利作用，反而增加煤耗，降低燒結礦品位。
圖6
圖中看出，隨著MgO配加量增加，燒結礦的還原性能略有下降，MgO是高熔點物質，在燒結過程中很難杯熔化，且與磁鐵礦接觸中容易與Fe3O4生成鎂磁鐵礦（Fe3O4·MgO）阻礙Fe3O4被氧化成Fe2O3，使燒結礦中生成的鐵酸鈣減少，從而影響燒結礦還原指數。
|
燒結礦MgO% |
T10 |
T40 |
TS |
Td |
△H |
最大壓差?Pmax(Pa) |
△T1 |
△T2 |
△T3 |
|
1.72 |
1233 |
1305 |
1332 |
1539 |
41.2 |
33370 |
72 |
306 |
207 |
|
1.89 |
1220 |
1299 |
1330 |
1549 |
42.3 |
40130 |
79 |
329 |
219 |
|
2.04 |
1248 |
1327 |
1345 |
1551 |
44.6 |
30198 |
79 |
303 |
206 |
|
2.22 |
1248 |
1319 |
1340 |
1565 |
42.6 |
37501 |
71 |
317 |
225 |
|
2.28 |
1240 |
1327 |
1355 |
1527 |
43.4 |
30329 |
87 |
332 |
217 |
|
2.53 |
1255 |
1333 |
1353 |
1576 |
41.7 |
34034 |
78 |
321 |
223 |
上表中6組實驗軟化開始溫度有穩重上升的趨勢，軟化區間均相對較窄，在燒結礦MgO逐步增加中，MgO在1.89%時軟化開始溫度最低，為1220℃。在2.53%時軟化開始溫度最高，達到1255℃。6組實驗啊中，MgO含量在2.04%時，最大壓差最小，對高爐順行最為有利。整個軟熔區間和熔滴區間也最窄，對高爐順行最為有利。因此在龍鋼公司目前的配礦結構中燒結礦MgO含量在2.0左右為最佳。
3 結論
本次試驗主要研究了燒結礦MgO含量對燒結過程及冶金性能的影響。由試驗數據及分析得出以下結論：
（1）不加配高鎂石粉，燒結礦MgO含量為1.72%，轉鼓強度表現較好。燒結礦轉鼓指數基本呈先升后降的趨勢，MgO含量在2.22%時轉鼓強度最高，隨后則逐步下降。MgO含量在2.53%時有明顯的下降。
（2）燒結礦MgO含量在2.04時成礦率達到最高，隨后隨著MgO含量的升高成礦率下降，MgO含量在2.53%時成礦率有明顯的下降。
（3）隨著燒結礦MgO含量的提高，生灰配比明顯降低，垂直燒結速度減慢，燒結時間延長，燒結礦固燃單耗呈增加趨勢。
（4）隨著MgO含量的逐步升高， MgO含量在1.72%增加到1.89%，低溫還原粉化指數升高了10.89%，有明顯的增加，隨后低溫還原粉化指數則呈緩慢增長態勢。高溫還原指數呈緩慢下降趨勢。因此增加MgO含量，并沒有帶來明顯的冶金性能指標提升，反而降低燒結礦品位，從而影響高爐入爐品位。
提高燒結礦MgO含量有利于提高軟化開始溫度，有利于整個軟熔區間下移。但是滴落溫度也有明顯升高的趨勢。燒結礦MgO含量在2.04%時，最大壓差最小，對高爐順行最為有利。整個軟熔區間和熔滴區間也最窄，對高爐順行較為有利。
根據上述幾點綜合考量，在龍鋼公司現行的原料結構條件下，為平衡燒結過程、高、低溫冶金性能，燒結礦合理的MgO含量宜控制在2.04%左右時其冶金性能、燒結礦理化性能可達到較好的平衡狀態。
注：以上觀點及結論，全部基于實驗數據分析所得， 生產過程中根據不同工況會有不同變化。