MgO对烧结过程及烧结矿性能的影响分析

吕凯

摘 要：在钢铁冶炼中，MgO的含量是控制烧结矿性能的主要指标之一，尤其对于高炉冶炼而言，适量的MgO能够改善炉渣的流动性、稳定性及冶金性能，提升冶炼的效率和质量。结合相应的试验，分析了MgO对烧结过程及烧结矿性能的影响，希望能够为烧结矿中MgO含量的控制提供一些参考。

关键词：MgO；烧结过程；烧结矿性能；炉渣

中图分类号：TF046.4 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.109

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。

1 试验与研究

1.1 原料准备

以某炼钢厂现行原料及原料结构为例，确定烧结试验的配矿标准。中和配矿以赤铁矿为主，配比为85%.其中，纯赤铁矿配比为65%，包括多种进口粉矿，比如巴西粉矿、加拿大粉矿等，粉矿的粒度越均匀，烧结性能越好；国产赤铁矿的配比为20%，含有10%～20%的硫酸渣。磁铁矿的配比为15%，包括23%的智利粉矿和16%的伊朗粉矿。

1.2 试验

在300 mm口径的烧结杯中进行相应的烧结试验，料层厚为600 mm。在测定所烧成的烧结矿的落下指数、转鼓指数、粒度组成等时，一般采用抽风烧结方式，同时结合相应的化学成分分析，得出烧结矿的各种冶金性能数据，比如还原度、熔滴性能、低温还原粉化率等。为了确保试验的有效性，得到可靠的数据，在确保原料结构和碱度R中心值相对稳定的基础上，通过调整轻烧白云石和生石灰配比，实现对烧结矿中MgO含量的控制，然后再对MgO含量不同的烧结矿的理化性能和冶金性能进行分析。MgO含量试验方案如表1所示。

2 分析与讨论

从转鼓强度方面分析，如果MgO含量较高，则在烧结过程中，液相的生成会变得更加困难。之所以会出现这种情况，是因为MgO在烧结矿中形成的钙镁橄榄石体系的熔点相对于硅酸钙体系要高，在一定程度上阻碍了液相的生成，也就不利于烧结矿冷态物理强度的提高。因此，当MgO含量由1.14%增加到2.58%时，烧结矿的转鼓强度会随之提高，所对应的烧结过程及烧结矿的物理指标也会呈现出相同的变化趋势。从烧结矿的化学成分方面分析，随着MgO含量的增加，烧结过程对熔剂的需求量也有所增加，最终导致烧结矿TFe的含量随MgO含量的增加而减少，FeO、SiO2的含量也随之减少。调整烧结矿中MgO的含量并不会对其中的Al2O3造成很大的影响，因此，在烧结矿中，镁铝比会随着MgO含量的增加而增大。为了保证高炉冶炼过程中炉渣的流动性，需要将炉渣中的镁铝比控制在0.6以上。为此，需将烧结矿中MgO的含量控制在2.12%～2.58%之间。

对MgO含量不同的烧结矿滴落温度进行分析，可以看出，MgO的含量为4.05%时，烧结矿的滴落温度为1 515 ℃，所对应的软熔区间为169 ℃；MgO的含量在4.05%以下时，烧结矿在1 530 ℃的温度下仍无法滴落。由此可以推断，当烧结矿中MgO的含量在4.05%以下时，其软熔区间为180～250 ℃，高于MgO含量为4.05%时的软熔区间。

在试验过程中，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。

3 结论

烧结矿的生产过程指标和理化性能在MgO含量在2.58%～3.06%之间时达到最优，而从镁铝比方面考虑，MgO的含量应该控制在2.12%～2.58%之间。为了降低高炉冶炼过程中的焦化量，提高钢铁产量，应该将烧结矿中MgO的含量控制在2.5%左右。

由烧结矿低温冶金性能分析可知，烧结矿还原粉化率会随MgO含量的增加和FeO含量的减少而上升，但不超过25%.在生产过程中，如果发现还原粉化率大幅上升，可以通过对FeO含量和固体燃料配比的控制进行相应改善。由烧结矿高温冶金性能分析得出，MgO含量的增加能够提高还原度和软化初始温度，改善炉渣流动性。

综上所述，在现行技术条件下，将烧结矿中MgO的含量控制在2.5%左右，能够实现烧结矿理化性能、冶金性能等指标的平衡，达到较好的生产效果。

参考文献

[1]张中中，阮志勇，罗秀传，等.MgO对烧结过程及烧结矿性能影响的试验研究[J].柳钢科技，2014（1）：5-7，23.

[2]赵金龙.MgO对烧结矿性能的影响[J].河北冶金，2008（5）：22-25，36.

〔编辑：刘晓芳〕