康學(xué)軍 原波 路東鋒

（陜鋼集團(tuán)龍鋼公司）

摘要：針對龍鋼公司現(xiàn)有原料的條件，調(diào)整燒結(jié)原料配比，設(shè)計(jì)多組燒結(jié)杯試驗(yàn)，燒結(jié)礦MgO含量從1.7%-2.5%之間變化。根據(jù)燒結(jié)杯試驗(yàn)過程及結(jié)果數(shù)據(jù)和其冶金性性能試驗(yàn)結(jié)果，綜合考量MgO含量變化時(shí)對燒結(jié)礦質(zhì)量的影響。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)礦MgO   冶金性能

1  燒結(jié)杯試驗(yàn)條件及方案

1.1  燒結(jié)杯試驗(yàn)條件

本次燒結(jié)杯試驗(yàn)結(jié)合考量燒結(jié)原料SiO₂、Al₂O₃%、FeO等的基本穩(wěn)定狀態(tài)，對燒結(jié)原料進(jìn)行調(diào)整，對燃料、返礦配比保持不變，而在改變燒結(jié)礦MgO含量時(shí)需要調(diào)整高鎂石粉的變化，同時(shí)為了保證燒結(jié)礦堿度的穩(wěn)定，生灰配比也需調(diào)整。燒結(jié)礦MgO含量過高或者過低，都對燒結(jié)礦質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。

燒結(jié)試驗(yàn)的MgO含量分別為1.7%、1.9%、2.0%、2.2%、2.3%、2.5%6個(gè)水平，固定燒結(jié)礦堿度和燃料配比。燒結(jié)杯試驗(yàn)在龍鋼公司冶金實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，燒結(jié)杯直徑300mm，高1000mm。

1.2燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)方案如下

2  試驗(yàn)主要技術(shù)指標(biāo)如下：

2.1  轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度

圖1

圖1中，根據(jù)龍鋼公司現(xiàn)有礦種及配料結(jié)構(gòu)，不加配高鎂石粉，燒結(jié)礦MgO含量為1.72%，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度表現(xiàn)較好。隨著高鎂石粉的配加與生灰的平衡調(diào)整，燒結(jié)礦MgO含量的不斷提高，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓基本呈先升后降的趨勢，MgO含量在2.22%時(shí)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度最高，隨后則逐步下降。MgO含量在2.53%時(shí)有明顯的下降。

2.2成礦率

圖2

圖2中，燒結(jié)礦MgO含量在1.89%時(shí)，燒結(jié)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(diào)整堿度，其成礦率有較好的表現(xiàn)。

龍鋼公司高鎂石粉中MgO含量僅為18%左右，因此在提高燒結(jié)礦MgO含量時(shí)，高鎂石粉必然會有較大幅度的配加比例，因而在燒結(jié)過程中會分解產(chǎn)生二氧化碳，對整體燒結(jié)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(jié)礦MgO含量的提高，垂直燒結(jié)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(jié)燃料配比保持不變的情況下，燒結(jié)溫度降低，燒結(jié)速度減緩。

2.4固燃單耗

圖4

燒結(jié)礦MgO含量對燃料的影響如圖，MgO含量在1.72%-2.53%的范圍內(nèi)，其含量增加對固燃單耗有較為明顯的正線性關(guān)系。

2.5燒結(jié)礦冶金性能

針對不同MgO含量的燒結(jié)礦進(jìn)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(shù)升高了10.89%，有明顯的增加，隨后低溫還原粉化指數(shù)則呈緩慢增長態(tài)勢。歸其原因是由于燒結(jié)料中配加適量的 Mgo能提高酸鹽體的結(jié)能力減少玻璃質(zhì)含量。但增加量過多，則對燒結(jié)礦無有利作用，反而增加煤耗，降低燒結(jié)礦品位。

圖6

圖中看出，隨著MgO配加量增加，燒結(jié)礦的還原性能略有下降，MgO是高熔點(diǎn)物質(zhì)，在燒結(jié)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(jié)礦中生成的鐵酸鈣減少，從而影響燒結(jié)礦還原指數(shù)。

上表中6組實(shí)驗(yàn)軟化開始溫度有穩(wěn)重上升的趨勢，軟化區(qū)間均相對較窄，在燒結(jié)礦MgO逐步增加中，MgO在1.89%時(shí)軟化開始溫度最低，為1220℃。在2.53%時(shí)軟化開始溫度最高，達(dá)到1255℃。6組實(shí)驗(yàn)啊中，MgO含量在2.04%時(shí)，最大壓差最小，對高爐順行最為有利。整個(gè)軟熔區(qū)間和熔滴區(qū)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(jié)構(gòu)中燒結(jié)礦MgO含量在2.0左右為最佳。

3  結(jié)論

本次試驗(yàn)主要研究了燒結(jié)礦MgO含量對燒結(jié)過程及冶金性能的影響。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析得出以下結(jié)論：

（1）不加配高鎂石粉，燒結(jié)礦MgO含量為1.72%，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度表現(xiàn)較好。燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)基本呈先升后降的趨勢，MgO含量在2.22%時(shí)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度最高，隨后則逐步下降。MgO含量在2.53%時(shí)有明顯的下降。

（2）燒結(jié)礦MgO含量在2.04時(shí)成礦率達(dá)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(shí)成礦率有明顯的下降。

（3）隨著燒結(jié)礦MgO含量的提高，生灰配比明顯降低，垂直燒結(jié)速度減慢，燒結(jié)時(shí)間延長，燒結(jié)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(shù)升高了10.89%，有明顯的增加，隨后低溫還原粉化指數(shù)則呈緩慢增長態(tài)勢。高溫還原指數(shù)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(biāo)提升，反而降低燒結(jié)礦品位，從而影響高爐入爐品位。

  提高燒結(jié)礦MgO含量有利于提高軟化開始溫度，有利于整個(gè)軟熔區(qū)間下移。但是滴落溫度也有明顯升高的趨勢。燒結(jié)礦MgO含量在2.04%時(shí)，最大壓差最小，對高爐順行最為有利。整個(gè)軟熔區(qū)間和熔滴區(qū)間也最窄，對高爐順行較為有利。

根據(jù)上述幾點(diǎn)綜合考量，在龍鋼公司現(xiàn)行的原料結(jié)構(gòu)條件下，為平衡燒結(jié)過程、高、低溫冶金性能，燒結(jié)礦合理的MgO含量宜控制在2.04%左右時(shí)其冶金性能、燒結(jié)礦理化性能可達(dá)到較好的平衡狀態(tài)。

注：以上觀點(diǎn)及結(jié)論，全部基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析所得， 生產(chǎn)過程中根據(jù)不同工況會有不同變化。