彭元飞  吴战林  李斌宜

（陕钢集团龙钢公司炼铁厂，陕西韩城，715405）

摘要：2019年度在400m²烧结机开展入炉料中MgO含量结构生产优化探索研究，随着内容的逐步深入，烧结过程趋于合理，通过对烧结矿MgO含量研究，发现其与烧结机流量与利用系数组成之间的关系，通过优化烧结机生产参数控制，对炼铁厂整体经济技术指标的提升有着巨大的促进意义，降低了铁前生产成本。

关键词：入炉料；MgO含量；烧结矿

1 课题提出的背景

在烧结的过程中，Al₂O₃含量影响烧结矿品质占比越来越大，传统的烧结配料已经不能满足实际的需求，所以应该更进一步的提升其冶炼条件，在整个烧结配料中缺少一种有效的脱硫物质，这就使得渣的流动性呈现降低趋势，不能达到理想的脱硫效果。所以可以添加少量MgO进行脱硫处理，对提升炉渣的流动性具有重要的意义。随着烧结工艺的逐步优化，为了更加了解MgO的使用性能，开展本项目研究。

2 课题研究的意义

随着全球经济一体化进程的不断加快，各国之间的经济、文化交流日益密切，进口矿产的比例不断增加，矿产原料中Al₂O₃的含量有了显著提高，能够有效降低烧结液相的黏度，为氧离子的扩散提供便利，有利于烧结氧化，生成更多的铁酸钙。如果Al₂O₃的含量相对较高，可能会造成烧结矿还原分化性能恶化，而MgO能够有效消除这种不利影响。因此，控制烧结矿中MgO的含量具有重要意义。

3 课题研究的理论依据

目前炉料中MgO含量来源主要为熟料中含量，其中烧结矿中MgO含量控制柜1.7-1.9%、球团中MgO含量0.5-1.0%，高炉锌负荷控制≤0.4kg/t，其中球团矿中MgO含量来源为部分含铁料、烧结矿中MgO含量来源为镁质熔剂。烧结矿中镁质熔剂主要为白云石粉，其MgO含量为17-20%、CaO含量为28-30%。有研究表明，当烧结矿开始软化时，随着MgO含量的增加，初始温度随之上升。这主要是因为MgO含量的增加会导致烧结矿中难熔物质的增加，液相熔点相应提高。在高炉冶炼中，软化初始温度的上升能够改善高炉炉料的透气性及还原过程，扩大其间接还原区域。因此，适当增加MgO的含量能够对烧结矿的高温冶金性能起到一定的改善作用。烧结矿中由熔剂带入MgO含量同时带CaO含量，对目前烧结矿产能影响较大，有必要探寻合适的MgO含量及结构分布，促进烧结机产能提升。

4 课题研究的主要过程

2018年12月，炼铁厂为进一步优化烧结块矿MgO含量控制，经前期论证，在400m²烧结机开展“入炉料中MgO含量结构优化研究”的科研项目。2018年12月，成立了科研小组，并上报了该科研项目，上报公司后正式立项，该项目开展期间受到集团和公司领导的高度重视，并给予大力支持，促进本项目顺利进行。在9个月的生产过程中，充分研究了400㎡烧结机工艺控制难点，我们逐步、逐条予以解决，科研内容得到验证，至2019年10月该项目实施良好，为优化高炉料种MgO含量指明了方向，同时提高400m²烧结机烧结矿产质量。回顾以往，本课题主要经历了以下三个阶段：

4.1技术方案的确立

2019年1月，项目组对400㎡烧结机工艺及设备条件进行初步分析，首先确定了生产参数研究方向。

首先，物料条件多变，课题组无法周密预估生产实践中遇到问题，为了试验的顺利进行，提高方案准确性，课题组对不同原料及工艺条件下生产过程进行跟踪，并走访技术人员和生产人员，探索试验过程和方法。

第二，研究文献资料，借鉴理论经验。课题组成员终点研究近几年来国内外烧结矿质量控制研究动态，明确自身不足和新的研究方向，期间明确了研究创新点以及研究范围。

第三，对初步实施方案进行讨论。课题组根据前期走访信息及文献资料，对初步方案进行讨论，并进行修订。

4.2调整及改造方案的实施

2019年3月-6月重点在400m²烧结机开展工业生产实验，探索烧结MgO含量与生产过程与烧结矿高温性能关系，当烧结矿中MgO含量不断增大时，烧结矿低温粉化性能出现较好的抑制作用，可见适当量的MgO在烧结矿影响上还是具有显著促进作用。同步通过调整高镁石粉比例来调整烧结矿MgO含量，进而优化高炉料种MgO含量结构，稳定控制渣中MgO含量及镁铝比至0.55-0.60倍。

4.3稳定运行阶段

7月对高镁石粉粒度进行监测，其＜3mm占比逐步由90%提升至93%，烧结矿表观白点明显减少和R稳定率大幅提升，烧结矿MgO含量趋于稳定控制，烧结料层由800mm逐步提升至850mm，垂直烧结速度由18mm/min提升至20mm/min，促进烧结机流量由860t/h提升至880t/h。

5 课题研究成果

5.1项目目标完成情况

5.1.1烧结机流量提升10t/h。

项目实施后，烧结机流量稳定运行至847.7t/h，较项目前提升14.2t/h，完成目标任务；同时烧结机利用系数提升0.07t/㎡h。

5.1.2形成企业生产操作规范2项

①修订烧结矿MgO含量控制标准至1.8-1.9%，并形成操作规范。

②修订400㎡烧结机参数控制标准。

5.2效益分析

采用2018年400㎡烧结机经济指标核定效益，加工费用为204.39元/t，成矿率69.14%，筛上率为76.51%，流量提升14.2t/h；2019年3-9月400㎡烧结机作业率为94.29%，生产周期为212天，效益核定如下：14.2*69.14%*76.51%*204.39*212*24*94.29%=736.6万元。

5.3生石灰质量与生产关系研究

5.3.1参数统计

5.3.2相关性分析

分析：

①烧结矿MgO含量与烧结机利用系数呈现明显的负相关性，即随着烧结矿MgO含量提升将导致烧结机利用系数降低，关系式为y=-0.380x+2.259，相关系数为-0.453。

②在炉料结构较稳定情况下，烧结矿MgO含量与渣中MgO含量呈现明显正相关性，关系式为y=1.495x+4.993，相关系数为0.363。

③烧结矿MgO含量与烧结矿RDI+3.15含量呈现较弱相关性。

6 理论结果

6.1通过研究，逐步细化了400㎡烧结矿质量提升的工艺及设备管控思路，分厂内部形成了集中针对烧结过程中配料过程、造球过程、参数控制等方面的攻关思路，比如采取了水分控制、漏风治理、FeO优化、返矿优化、布料模式研究等重点攻关活动，促进烧结矿产质量均大幅提升。

6.2随着研究内容的逐步深入，烧结过程趋于合理，通过对烧结矿MgO含量研究，发现其与烧结机流量与利用系数组成之间的关系，提升了科研人员分析、研究、解决问题的能力，同时提升项目组成员与公司相关部门的协调沟通能力。

7 课题研究重要结论

7.1烧结矿MgO合理控制范围为1.6-1.8%，目前控制1.9-2.0%控制偏高，不利于烧结利用系数提升。

7.2在目前炉料结构条件下，以控制烧结矿MgO含量为主，促进渣中镁铝比稳定0.55-0.60倍。

7.3形成不同的原料结构及变化及时调整关键工艺参数，根据烧结机参数变化预判控制生灰及燃料配比；操作严格执行工艺技术操作规程；扎实落实设备的三级点检及设备的维护、保养，以过程监督为基础实现定检定修等要求。

本项目开展过程中，烧结生产过程控制参数较为模糊，存在一些误区和盲区，我们将继续跟踪过程变化情况，存在的隐患与问题逐步暴露后予以探索和攻关，对烧结矿产质量产生不同程度的影响，今后类似研究可在烧结杯实验进行研究后提出攻关措施与注意事项。