高镁灰配加对烧结过程及产品质量的影响

高镁灰配加对烧结过程及产品质量的影响

康学军

陕西龙门钢铁限责任公司炼铁厂

摘要：为了改善炉渣的流动性和脱硫能力,通常在烧结配料中添加高镁灰、白云石粉、高镁粉等物质，提高渣中MgO的含量。本文主要通过不同比例高镁灰的配加对烧结过程产生的影响。

关键词：高镁灰   利用系数   冷态强度   转鼓指数

1 前言

实践发现，烧结矿中适宜的MgO含量能够显著改善炉渣的流动性、稳定性，提升高炉渣脱硫能力，但烧结矿中MgO含量的高低对烧结矿质量的影响众说纷纭，有人认为烧结矿中MgO含量的提高降低了烧结矿冷强度，有人认为提升了烧结矿冷强度，未能形成统一的观念。

依据龙钢烧结原燃料条件下，根据实际生产情况做一总结和说明，以印证烧结矿MgO高低对烧结矿质量的影响情况。龙钢炼铁厂有烧结机3台共1115m²（265 m²，400 m²，450m²），龙钢450m²烧结机2015年1月投产，年产烧结矿450万吨，本文主要以龙钢450 m²烧结机为例，分析研究配加不同比例的高镁灰对烧结生产的影响。龙钢用高镁灰为高镁石高温煅烧破碎后产物，在原料条件及烧结参数不变的情况下，分别列举不同配比高镁灰及不同氧化镁含量进行相关工艺参数比较分析。

2 原料及烧结参数

2.1原料质量

烧结采用4种含铁原料，溶剂为白灰和高镁灰，燃料用焦末，所使用物料化学成分见表1、表2、表3：

表1  含铁原料化学成分   %

表2 高镁灰化学成分及要求参数  %

表3 焦末的工业分析  %

表4 焦末灰分的化学成分  %

从表1-4可见，烧结粗粉比例为65%，克里夫斯粉矿占比较大，矿粉粒度较稳定，混合造球过程好，烧结过程综合烧损升高，烧结过程成矿率偏低，燃料消耗可能偏大。

2.2烧结过程控制

表5 烧结机工艺参数

   烧结过程控制如表5，生产过程中安排专人进行跟踪，促使控制参数维持较小变化，以形成烧结矿质量对比基础。

2.3配比及参数变化

表6 主要技术指标及参数变化

2.4烧结矿质量及粒度

表7 烧结矿质量

表8 主要质量指标变化

表9 烧结矿低温还原分化率变化

4 分析

4.1 由表8、9可见，高镁配比对烧结矿质量存在区间影响，当高镁配比达到3.5%时，烧结矿转鼓、还原性达到较好水平。随着高镁配比持续增加时，烧结矿转鼓未产生较大影响，但烧结矿还原性降低，分析认为随烧结矿MgO含量提升，MgO增强了FeO生成体系，烧结矿还原性降低。

4.2随高镁粉比例提升，烧结机利用系数明显降低，分析认为高镁粉比例提升后，为保证烧结矿R控制稳定，生灰比例将下调；烧结过程液相量减少，导致烧结矿成品率下降，烧结矿产量下降。

4.3随着高镁灰配比的增加，烧结所需的固体燃料消耗明显升高，分析认为，由于碳酸盐的分解是吸热反应，白云石的分解和矿化需要消耗热量。

4.4随着高镁灰配比的增加，烧结机除尘器前负压升高，垂直烧结速度降低，分析认为，由于白云石粘性不强，直接影响混合料的成球性，同时随着配碳量的增加，燃烧带变宽，料层透气性变差，负压升高，垂直烧结速度降低。

4.5随着高镁灰配比的增加，烧结矿转鼓指数略有下降，分析认为，MgO的增加使烧结矿混合料形成高熔点物质，且降低铁酸钙的生成量。烧结矿粉末（0—8mm）明显降低，分析认为，部分MgO与铁氧化物形成固熔体，以弥散状态分布在烧结矿中。因而可以推断：在较高的焙烧温度下，扩散到铁氧化物中的MgO既可以阻碍烧结矿冷却时生成次生Fe₂O₃，又可以阻碍烧结矿内铁氧化物的低温还原，从而抑制了烧结矿的低温还原粉化。

4.6随着高镁灰配比的增加，混料筒壁粘料严重，分析认为，白云石在进入混料筒前不能完全消化，在混料筒内继续缓慢消化，造成筒壁粘料，同时白云石在粘料后，形成白点继续消化膨胀挤压，造成粘料强度较大，给清理带来难度。

5.结论

通过数据总结分析，在烧结料中添加高镁灰，虽然可以保证高炉炉渣中的MgO含量，改善渣的流动性，也可以抑制烧结矿低温还原粉化现象等，但同时给烧结机利用系数降低、烧结矿的冷态强度变差、烧结所需固体燃料消耗升高，烧结生产成本增高。为稳定高炉炉渣镁铝比，可考虑采用高镁球团，将高炉MgO带入方式转嫁于酸性料，烧结矿生产及球团生产成本可同时降低。

参考文献：

[1]王筱留,钢铁冶金学（炼铁部分），北京，冶金工业出版社，2000年

[2]张斌,雷仕江.水钢烧结矿转鼓强度下降原因分析及对策.烧结球团，2008（1）：56—58

[3]高丙演等;不同MgO溶剂添加剂的烧结实验及生产. 河南冶金，2006年3月.

[4]李广斌等;不同镁质溶剂对烧结矿质量影响的实验研究[J]. 烧结球团，2012年6月.