CN111154934A - 一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于高炉炉渣技术领域，提供了一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比，高炉冶炼炉料由低MgO烧结矿、球团矿、块矿以及外加的白云石组成，其中炉料结构配比(％)为：所述低MgO烧结矿为65.77、所述块矿为20、所述球团矿为14.23、再配加4％的10～40mm的所述白云石块做补充；不同的高炉，不同的炉料结构，炉渣MgO含量有一适宜范围，并非MgO含量越高越好或越低越好，为此炉渣MgO含量不通过烧结矿MgO含量来调整，而是通过高炉炉料结构来调整，既稳定烧结矿MgO含量，稳定和提高烧结矿产质量、冶金性能等技术经济指标，又能及时准确调整高炉炉渣MgO含量，满足高炉炉渣流动性，提高炉渣脱硫脱碱能力，改善炉渣软熔性能。
Description
技术领域
本发明属于高炉炉渣技术领域，尤其涉及一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比。
背景技术
MgO是高炉炉渣的重要组成成分，必不可少，其作用是有效改善炉渣流动性和稳定性，提高炉渣脱硫脱碱能力，抑制碱金属在高炉内的循环，减少富集，高炉炉渣中MgO含量由烧结矿、球团矿、块矿、焦炭、煤粉带入，其中烧结矿带入的MgO含量占90％以上。
目前调整高炉炉渣中MgO含量的方法存在如下弊端：高炉炉渣MgO/Al2O3比值不适宜时，需要调整烧结矿MgO含量，而调整烧结矿MgO含量一是需要同时调整其它物料配比，影响烧结矿碱度和化学成分波动，二是调整烧结矿MgO含量，时间相当滞后，从调整烧结配比到高炉使用调整后的烧结矿少则需要10小时，多则需要16小时以上。
发明内容
本发明提供一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比，旨在解决目前调整高炉炉渣中MgO含量的方法存在如下弊端：高炉炉渣MgO/Al2O3比值不适宜时，需要调整烧结矿MgO含量，而调整烧结矿MgO含量一是需要同时调整其它物料配比，影响烧结矿碱度和化学成分波动，二是调整烧结矿MgO含量，时间相当滞后，从调整烧结配比到高炉使用调整后的烧结矿少则需要10小时，多则需要16小时以上的问题。
本发明是这样实现的，一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比，高炉冶炼炉料由低MgO烧结矿、球团矿、块矿以及外加的白云石组成，其中炉料结构配比(％)为：所述低MgO烧结矿为65.77、所述块矿为20、所述球团矿为14.23、再配加4％的10～40mm的所述白云石块做补充，低MgO烧结矿的原料配比(％)包括：FMG粉为31.53、巴西混粉为16.68、金布巴为16.68、高返为14.76、除尘灰为1.67、炼钢污泥为2.08、生石灰为4.00、白云石为2.80、石灰石为5.20和焦粉为4.60。
优选的，所述低MgO烧结矿为低MgO铁矿粉和烧结辅料的混合料烧结而成，所述球团矿为普通球团矿，所述生矿为高品位铁矿石。
优选的，所述低MgO烧结矿化学成分(％)包括：TFe为55.34、CaO为10.27、MgO为1.60、SiO2为5.34、Al2O3为2.39。
优选的，稳定烧结矿MgO最佳范围含量在1.6～1.8％内，高炉炉渣四元碱度在1～1.1，炉渣中MgO含量在8～10％，炉渣MgO/Al2O3在0.6左右。
优选的，所述烧结矿MgO含量低于1.8％，SiO2含量低于5.6％，FeO含量低于8.5％(全富矿粉烧结)，烧结矿碱度1.8～2.3。
优选的，所述烧结料中的MgO含量主要通过配加白云石带入，有些铁矿粉中也含有少量MgO。
优选的，所述白云石在反应时分为两种情况，分别为增加固体燃耗和不增加固体燃耗。
优选的，所述烧结料中MgO含量对低温还原粉化率、还原性、转鼓强度有正负两方面的作用。
优选的，所述MgO的含量较低，用于保证低硅烧结矿转鼓强度。
优选的，所述烧结矿烧结效果的影响分别为所述白云石的粒度、亲水性以及烧结时的温度。
优选的，所述烧结料中的MgO含量具有稳定Fe3O4晶格的作用，与高SiO2还是低SiO2烧结无关。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比，不同的高炉，不同的炉料结构，炉渣MgO含量有一适宜范围，并非MgO含量越高越好或越低越好，为此炉渣MgO含量不通过烧结矿MgO含量来调整，而是通过高炉炉料结构来调整，既稳定烧结矿MgO含量，稳定和提高烧结矿产质量、冶金性能等技术经济指标，又能及时准确调整高炉炉渣MgO含量，满足高炉炉渣流动性，提高炉渣脱硫脱碱能力，改善炉渣软熔性能。
附图说明
图1为本发明的实施例相关参数；
图2为本发明的普通球团矿与高品位铁矿石的主要成分组成；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种技术方案：一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比，高炉冶炼炉料由低MgO烧结矿、球团矿、块矿以及外加的白云石组成，其中炉料结构配比(％)为：所述低MgO烧结矿为65.77、所述块矿为20、所述球团矿为14.23、再配加4％的10～40mm的所述白云石块做补充，低MgO烧结矿的原料配比(％)包括：FMG粉为31.53、巴西混粉为16.68、金布巴为16.68、高返为14.76、除尘灰为1.67、炼钢污泥为2.08、生石灰为4.00、白云石为2.80、石灰石为5.20和焦粉为4.60。
在本实施方式中，请参阅图1，实施例：生产高MgO烧结矿，白云石配比7.8％，烧结矿品位53.15％，MgO含量2.71％，碱度2.3，烧结矿成本541.57元/t；生产低MgO烧结矿，白云石配比2.8％，烧结矿品位55.34％，MgO含量1.6％，碱度1.9，烧结矿成本555.45元/t；高炉使用高MgO烧结矿，不加白云石，入炉品位56.5％，渣铁比348.5Kg/t，炉渣中MgO含量9.27％，吨铁成本1969.32元/t；高炉使用低MgO烧结矿，加4％白云石，入炉品位57.94％，渣铁比341.08Kg/t，保持炉渣中MgO含量9.27％，吨铁成本1938.77元/t。
综上所述：通过稳定烧结矿MgO含量在1.6～1.8％最佳范围内，控制高炉炉渣四元碱度在1～1.1，炉渣中MgO含量在8～10％，炉渣MgO/Al2O3在0.6左右，炉渣中不足的MgO含量通过直接在高炉炉料中配加4％的10～40mm的白云石块做补充，达到既改善烧结矿冶炼指标，又满足高炉造渣需求，同时入炉品位提高1.44个百分点，渣铁比降低7.42Kg/t，吨铁成本降低30.55元/t的多重效果。
进一步的，低MgO烧结矿为低MgO铁矿粉和烧结辅料的混合料烧结而成，球团矿为普通球团矿，生矿为高品位铁矿石。
在本实施方式中，低MgO烧结矿为低MgO铁矿粉和烧结辅料的混合料烧结而成，球团矿为普通球团矿，生矿为高品位铁矿石，这里的普通球团矿与高品位铁矿石均是本领域公知的概念。
请参阅图2，普通球团矿定义：指的是用细精矿粉配料通过焙烧制出的碱度小于1.0的酸性球团矿，高品位铁矿石定义：指的是品位>60％，主要由赤铁矿构成的具有一定粒度组成的碱度小于1.0的含铁天然块矿。
进一步的，低MgO烧结矿化学成分(％)包括：TFe为55.34、CaO为10.27、MgO为1.60、SiO2为5.34、Al2O3为2.39。
在本实施方式中，请参阅图1，实施例：低MgO烧结矿在烧结时化学成分，通过这化学成分可以分析出各个化学成分对烧结矿的影响，便于烧结工作者在确定烧结矿MgO含量方面提供方向感，确定主次方向。
进一步的，烧结矿MgO含量低于1.8％，SiO2含量低于5.6％，FeO含量低于8.5％(全富矿粉烧结)，烧结矿碱度1.8～2.3。
在本实施方式中，低MgO低SiO2低FeO高碱度的烧结矿，有助于提高烧结矿产量，改善烧结矿机械强度和冶金性能。
进一步的，烧结料中的MgO含量主要通过配加白云石带入，有些铁矿粉中也含有少量MgO；白云石在反应时分为两种情况，分别为增加固体燃耗和不增加固体燃耗。
在本实施方式中，白云石的化学分子式是CaMg(CO3)2，烧结过程中，白云石吸热分解，随着白云石配比的提高，烧结料中的CaMg(CO3)2含量高，一方面在增加固体燃耗的情况下，白云石分解产生的CaO矿化形成铁酸一钙CaO·Fe2O3(熔点1216℃)、铁酸二钙2CaO·Fe2O3(熔点1436℃)、正硅酸钙CaO·SiO2(熔点2130℃)等；分解产生的MgO矿化形成镁橄榄石2MgO·SiO2(熔点1890℃)、钙镁橄榄石CaO·MgO·SiO2(熔点1454℃)等高熔点化合物，烧结温度(1230～1300℃)下这些高熔点化合物不易形成液相，影响烧结固结强度；另一方面在不增加固体燃耗的情况下，烧结料层内热量不足，白云石分解反应不完全，部分MgO残骸保留在烧结矿中，不能和其它矿物发生反应，或矿物结晶程度低，晶粒粗大，晶型不完整，矿物分布不均匀，同样影响烧结矿转鼓强度低。
进一步的，烧结矿MgO的含量较低，用于保证低硅烧结矿转鼓强度。
在本实施方式中，因MgO固溶于磁铁矿中，促进难还原的磁铁矿稳定存在，生成难还原的钙镁橄榄石等矿物，虽有利于提高烧结矿转鼓强度，但影响还原性降低；MgO有碍Fe3O4氧化为Fe2O3，降低铁酸钙相的生成量，不利于提高烧结矿转鼓强度和还原性，烧结矿MgO含量高，则提高软熔温度，有利于改善烧结矿软熔性能，随着烧结矿MgO含量的提高，出现镁磁铁矿、钙镁橄榄石等高熔点矿物，烧结矿软化和熔化温度上升，软熔区间和熔滴区间减薄，最高压差降低，炉渣滴落顺畅，缩短滴落时间间隔，改善高炉料柱透气性，同时随着烧结矿MgO含量的提高，炉渣黏度降低，流动性好，渣铁分离良好，铁损降低，炉前操作和出铁出渣顺利，利于炉缸稳定和活跃，明显降低焦比。
进一步的，烧结料中MgO含量对低温还原粉化率、还原性、转鼓强度有正负两方面的作用。
在本实施方式中，烧结料中MgO含量对改善烧结矿低温还原粉化率RDI+3.15mm有利，一是因MgO与Fe2O3结合生成铁酸镁MgO·Fe2O3，减少游离Fe2O3的存在，减轻烧结矿低温还原粉化，所以MgO有利于改善低温还原粉化率RDI+3.15mm；二是因MgO固溶于磁铁矿中，生成镁磁铁矿Fe3O4·MgO，稳定磁铁矿晶格，减少Fe3O4再氧化成骸晶状赤铁矿的可能性，烧结矿MgO含量升高，则低温还原粉化率RDI+3.15mm升高，高炉上部低温还原产生粉末量减少，改善高炉料柱透气性，冶炼顺行；三是因MgO降低Fe2O3转变为Fe3O4的相变温度，减少次生Fe2O3的生成。以上三方面说明烧结料中MgO含量升高，有利于提高烧结矿低温还原粉化率RDI+3.15mm，但并非MgO含量越高，RDI+3.15mm越高，过多的MgO稳定了Fe3O4难以向Fe2O3转变，限制铁酸钙系的发展，使烧结矿的矿物组成复杂化，由于各种矿物的结晶能力不同，冷凝后必然存在应力，RDI+3.15mm变差。
进一步的，影响烧结效果的因素有白云石的粒度、亲水性以及烧结时的温度。
在本实施方式中，当白云石的粒度大，烧结过程中发生分解反应，生成CaO和MgO未来得及与其它组分进行化学反应时，以单体CaO和MgO的形式存在，因MgO熔点高达2800℃，CaO熔点高达2370℃，正常烧结温度下游离CaO和MgO不会熔融形成液相，所以烧结矿中残留CaO“白点”，更有可能残留MgO单体，影响烧结矿转鼓强度变差。
烧结点火温度在1050～1200℃，烧结料层的上层碳含量不足，上层烧结矿高温保持时间相对短，上层烧结矿中残留未分解的白云石、未熔化和未来得及反应的单体MgO、CaO的可能性很大，影响上层烧结矿转鼓强度差。
在上层烧结矿的微观结构中常可看到Fe3O4和Fe2O3没有软熔，也没有发育，保持原有晶形，棱角分明，晶粒细小，都是一些单独粒状物，没有生成液相，CaO和SiO2基本呈游离状，高熔点MgO、Al2O3没有参加反应，孔洞中充满了玻璃体，整体微观结构不致密，很松散，反映了点火温度偏低和点火时间不足或高温保持时间不足。
白云石亲水性差，不利于烧结料制粒，使烧结负压升高和垂直烧结速度降低，降低烧结利用系数，对烧结生产率极为不利。
进一步的，烧结料中的MgO含量具有稳定Fe3O4晶格的作用，与高SiO2还是低SiO2烧结无关。
在本实施方式中，无论是高SiO2还是低SiO2烧结条件下，烧结料中的MgO含量都具有稳定Fe3O4晶格的作用，有利于生成镁磁铁矿Fe3O4·MgO，不利于生成铁酸一钙CaO·Fe2O3和四元硅铝铁酸钙SFCA矿相，降低烧结矿转鼓强度和还原性，降低烧结成品率，所以当磁铁矿配比高时，要控制烧结矿MgO含量低，尤其低温烧结。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比，其特征在于：高炉冶炼炉料由低MgO烧结矿、球团矿、块矿以及外加的白云石组成，其中炉料结构配比(％)为：所述低MgO烧结矿为65.77、所述块矿为20、所述球团矿为14.23、再配加4％的10～40mm的所述白云石块做补充，
低MgO烧结矿内部的原料配比(％)包括：FMG粉为31.53、巴西混粉为16.68、金布巴为16.68、高返为14.76、除尘灰为1.67、炼钢污泥为2.08、生石灰为4.00、白云石为2.80、石灰石为5.20和焦粉为4.60。
2.如权利要求1所述的一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比，其特征在于：所述低MgO烧结矿为低MgO铁矿粉和烧结辅料的混合料烧结而成，所述球团矿为普通球团矿，所述生矿为高品位铁矿石。
3.如权利要求1所述的一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比，其特征在于：所述低MgO烧结矿化学成分(％)包括：TFe为55.34、CaO为10.27、MgO为1.60、SiO2为5.34、Al2O3为2.39。
4.如权利要求1所述的一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比，其特征在于：所述烧结矿MgO含量低于1.8％，SiO2含量低于5.6％，FeO含量低于8.5％(全富矿粉烧结)，烧结矿碱度1.8～2.3。
5.如权利要求1所述的一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比，其特征在于：所述烧结料中的MgO含量主要通过配加白云石带入，有些铁矿粉中也含有少量MgO。
6.如权利要求5所述的一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比，其特征在于：所述白云石在反应时分为两种情况，分别为增加固体燃耗和不增加固体燃耗。
7.如权利要求1所述的一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比，其特征在于：所述烧结料中MgO含量对低温还原粉化率、还原性、转鼓强度有正负两方面的作用。
8.如权利要求1所述的一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比，其特征在于：所述烧结矿MgO的含量较低，用于保证低硅烧结矿转鼓强度。
9.如权利要求1所述的一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比，其特征在于：所述烧结矿烧结效果的影响分别为所述白云石的粒度、亲水性以及烧结时的温度。
10.如权利要求1所述的一种调整高炉炉渣MgO的炉料结构配比，其特征在于：所述烧结料中的MgO含量具有稳定Fe3O4晶格的作用，与高SiO2还是低SiO2烧结无关。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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