研究MgO对炼铁生产的影响.docx

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1、研究MgO对炼铁生产的影响在传统的炼铁工艺中，为满足高炉生产过程中渣系平衡及不同渣系MgO含量的要求，在烧结配料中配加轻烧白云石或在高炉配料中配加白云石、蛇纹石、银矿青石等，以满足炉渣物理和化学性能，确保高炉生产的长期稳定顺行，取得良好的技术指标和经济效益。在面对钢铁行业严峻的竞争形势下，进一步降低铁水成本成为了新形势下各钢铁企业的首要任务。同时因技术水平参差不一或不具备原料、烧结、炼铁的全盘工艺平衡统筹能力在应对较大矿物成分波动时，炼铁生产很难保持平稳操作。基于此，笔者经过长时间的思索，从烧结和炼铁两个方面案例分析阐述了MgO对冶炼生产的影响。1 关于高、中、低氧化镁冶炼的理论和生产总结对于

2、生产过程中MgO成分在烧结矿和高炉炉渣中成分的高低，一直存在很大的争议，究其原因还是和A1203有关，当烧结矿中的A1203含量过高，烧结矿的气孔度增加，促进Fe203的还原，使Fe203的还原速率加快，加剧了Fe203还原的膨胀裂纹扩展和应力集中，使烧结矿的低温还原粉化性能变差，随着A1203含量的升高，高炉炉渣粘度加大，渣铁分离及放渣困难。1. 1有利方面(1) 一是MgO易与Fe304结合生成镁磁铁矿(MgoFe304),从而阻碍Fe3O4氧化为Fe203,降低铁酸钙(CaOFe2O3)相的生成量，影响成品烧结矿的强度和还原性。同时由于MgO的存在，减少了硅酸二钙与难还原钙铁橄榄石、铁橄

3、榄石生成机会，利于烧结生产过程。(2)提高炉渣热熔炉渣热熔是指单位质量或摩尔的炉渣在升高一定温度时所吸收的热量，热焰值的大小可反映出一定成分炉渣的储热能力。炉渣热焙值越高，表明其拥有的物理温度越高，留给应对温度损失的空间也越大，从而维持炉渣黏度的在合理波动范围。随着Mgo含量的增加，炉渣热焙呈线性增大。在1550C范围内Mgo比热容也相对较高，因此炉渣热焰随着Mgo含量的增大而增大，在生产过程中MgO含量的提高不仅能降低炉渣黏度，还可以提高炉渣的热焰值，增加高炉下部炉缸的蓄热能力，有利于维持炉渣的热稳定性和炉缸热状态。随着炉渣具备吸收大量燃烧释放出的热能，剩余煤气中的热量在上升过程中经块状带的

4、热量传递后，从炉顶被气流带走的热量也大大降低，从而达到降低吨铁燃料比的目的。（3）合适的渣中（Mgo）质量分数合适的炉渣（MgO）质量分数，可降低炉渣的熔化温度和黏度，改善渣的流动性、稳定性，能加速反应产物CaS的扩散，使脱硫反应加快进行。随着渣中MgO质量分数的增加，炉渣黏度下降，流动性改善，稳定性提高，利于炉渣脱硫。尤其是炉渣中A1203质量分数升高，炉渣的黏度和熔化性温度均提高，炉渣的流动性变差，脱硫能力降低，铁水硫质量分数将明显升高时，提高渣中MgO含量对改善炉渣流动性和脱硫能力更为明显。（4）炉渣MgO含量对矿渣微粉质量的影响增加炉渣中MgO含量可以进一步提高矿渣微粉活性质量系数及指

5、数，并利于提高炉渣流动性、稳定性，便于优化炉渣结构确保高铝炉渣的渣系平衡。同时还可改善微粉质量，降低提高矿渣高活性度的添加剂、提高微粉的产量，使其完全满足S95级水泥添加的需要，降低矿渣微粉的辅助添加剂及生产成本，提高企业的综合效益。这也是钢铁企业为了提高自己的最大利润点延长钢铁产业链，确保全局综合利润必须关注的一个环节。凡事有得有失，但原则是局部利益必须服从于全局利益，正所谓不谋全局者不足谋一域，牺牲局部利益确保全局利益也是各企业常用的手段。1. 2不利方面MgO加入阻碍了铁酸钙的生成，如果MgO加入过多，在烧结过程中形成以镁硅钙石等多种以玻璃质为基体的低熔点物相，各种物相结晶膨胀系数差异加

6、大，致使烧结矿冷却时产生应力集中而粉化。MgO质量分数提高后，烧结矿矿物组成中的CaOMgO-Si02和硅酸盐玻璃质质量分数明显增加，硅酸盐玻璃质质量分数的增加对烧结矿强度有相当不利的影响。2. 烧结方面经过北京科技大学冶金与生态工程学院和唐山国丰钢铁有限公司技术部，王吉吉、张建良、左海滨、王润博、黄克存、班友合等人的联合研究，并通过烧结杯试验，研究了在MgO/A1203比对烧结矿矿物组成和冶金性能的影响。结果表明：当MgO/A1203比在106122范围内时，烧结矿的矿物组成较好，且具有纤维状复合铁酸钙与磁铁矿交织熔蚀的微观结构。在此条件下，烧结矿的转鼓强度得到提高，此时烧结矿具有较高的强度

7、，还原性能和低温还原粉化性能也得到改善。并有助于改善烧结矿质量，优化烧结工艺，实现烧结降本增效。在生产过程中保持烧结矿较高MgO含量的厂家也不在少数，长乐系钢铁企业烧结矿中的MgO一般做的都比较高，但是他们每家企业烧结矿中镁铝比的控制范围都是按照国丰钢铁有限公司技术部通过烧结杯试验，验证之后的生产工艺进行生产的，如下表表3是长乐系三家企业的烧结矿成分数据。表1江苏徐州中新特钢烧结矿成分表（）TFeSiO2CaOMgOA123FeOSPR2MgOA12O357.364.699.042.01.7210.240.0080.0771.971.1657.814.619.022.071.7210.520.

8、0080.0781.961.2057.614.579.251.931.7210.450.0080.0832.021.1257.244.649.172.131.7210.170.0090.0811.981.23；57.284.619.122.041.7410.950.0080.0821.981.1757.84.498.92.051.7710.740.0110.0771.981.1557.34.518.862.021.839.020.0090.0791.971.1056.944.789.252.21.799.160.010.0811.931.2257.535.078.671.991.8910.60

9、.0060.0831.711.0557.464.558.92.111.789.480.010.0831.961.18表2包头亚新烧结矿成分表（）TFeSio2CaOMgOAI2O3FeOSPR2MgOA12O357.325.199.72.051.689.570.0110.0771.911.2257.335.049.752.071.689.260.0100.0781.931.2357.244.979.791.981.709.880.0140.0761.971.1657.055.029.992.101.719.780.0150.0771.991.2257.104.939.891.991.898.7

10、50.0100.0652.011.0556.724.9710.322.101.888.030.0140.0712.081.1257.434.719.772.111.819.980.0150.0722.071.165734.729.881.901.929.160.0130.0662.090.9956.935.079.972.041.949.260.0130.0741.971.0557.164.879.902.101.869.370.0120.0672.031.13表3唐山新东海烧结矿成分表（）TFeSiO2CaOMgOA12O3FeOSPR2MgOA12O353.765.4412.602.382

11、.338.160.0110.0552.321.0253.315.3612.202.512.307.750.0140.0542.281.0953.805.3512.652.402.238.360.0170.0562.361.0753.635.3712.782.472.267.740.0160.0552.381.0953.445.5113.002.532.337.660.0150.0542.361.0853.715.6312.582.402.308.280.0170.0562.231.0453.855.4312.632.522.338.280.0110.0582.331.0853.835.4812

12、.742.392.298.360.0140.0562.321.0453.435.6213.122.402.308.260.0130.0582.331.0453.275.4612.972.552.327.750.0150.0552.381.103. 炼铁方面对于炼铁方面炉渣MgO含量的高低，目前大致以下有三种观点:3 .1低MgO操作工艺这方面的代表以韩国浦项高炉为首，国内也有很多企业主张低MgO操作。在谢绍玮、王小平两位同志写的低MgO炼铁技术实践一文中对这种观点进行了详细的介绍，同时还有不少厂家也有类似的观点认为MgO是负价元素，只要能够确保炉渣的流动性多加无益。也许是因为个人经历不同，笔者

13、对这种观点不完全认同，因为谢绍玮、王小平两位同志写的低MgO炼铁技术实践一文中关于低MgO炼铁的前提条件引起了笔者的关注。比如对于A1203含量的界限值最大为15%,也就是说当A1203含量在15%以下时二元碱度在1.(T125的范围内，并不需要8%以上的MgO含量，4%6%的MgO含量的炉渣结构同样处于低熔化温度和低黏度的镁黄长石温度区，在正常条件下没有必要提高烧结矿和炉渣的MgO含量，提高炉渣的MgO含量对改善炉渣的性能几乎没有积极作用。同时由于炉渣中MgO含量降低，致使炉渣三元碱度降低，有利于高炉排碱。同时根据生产经验，随烧结矿Mgo含量降低，高炉入炉品位升高：MgO每降低1%,入炉品位

14、升高0.435%；高炉冶炼矿比降低:MgO每降低设，高炉冶炼矿比降低12kgt;由于入炉品位升高，矿比降低，相应高炉冶炼的利用系数提高，而焦比降低，从而降低生产成本，当烧结矿MgO每增加现，吨铁生产成本也会相应的提高。正是基于上述理论论述及计算，谢绍玮、王小平两位同志提出了低MgO炼铁的观点。4 .2低品质矿冶炼工艺该工艺以日钢为代表，根据日钢工程师吕定建公开的日钢冶炼数据来看，炉渣中的A1203从2006年到2010年平均在17.14%,2011年更是达到了19.51%,吨渣铝负荷更是高达102kg。针对这种原料条件为确保高炉炉渣的流动性和脱硫能力，日钢冶炼工艺的炉渣镁铝比也从起初的0.65提高到0.80,随着烧结矿中MgO含量的提高烧结矿矿物组成中的CaOMgOSi02和硅酸盐玻璃质质量分数明显增加，致使烧结矿冷却时产生应力集中而粉化，最