钢铁行业进入高质量发展新阶段,成本压力与生产效能的平衡,成为企业核心竞争力的关键。在高炉炼铁环节,炉渣的流动性、脱硫能力与软熔性能,直接决定高炉顺行状态与能耗水平,而MgO作为调控炉渣性能的核心元素,其供给方式的选择,对生产综合效益有着深远影响。 关键词:高炉炼铁;菱镁石;定量配吃;炉渣调整;镁铝比;软熔性 1、引言 传统工艺中,企业多选择在烧结环节添加白云石等含镁熔剂来补充炉渣所需MgO,但这种方式会不可避免地降低烧结矿品位、增加燃料消耗,同时恶化烧结矿冶金性能,形成“补镁提渣性,却损烧结质”的矛盾。河北新金钢铁炼铁厂瞄准这一行业痛点,创新提出“烧结降镁-高炉补镁”协同优化策略,将镁元素供给任务从烧结工序部分转移至高炉工序,以高炉批料定量配吃菱镁石的技术,实现MgO精准调控,破解传统工艺的两难困境。 2、烧结性能研究及定量配吃菱镁石的技术内核 自2025年2月份开始,在新金钢铁铁前系统其中一座1080m³高炉和一台200m²烧结机,针对“烧结降镁-高炉补镁” 的协同优化策略,进行了一系列的研究工作。 2.1烧结矿降低MgO含量之后的对烧结冶金性能的影响研究: MgO有利于改善烧结矿RDI+3.15mm,改善炉渣流动性和脱硫效果,炼铁要求烧结矿具有一定的MgO含量。但对烧结矿来说,MgO含量会抑制铁酸钙的形成,降低烧结矿的质量,且MgO的熔点很高,达到了2800℃,因此高MgO烧结矿必然导致燃耗高、转鼓强度低、还原性差,实践证明烧结矿MgO含量控制在1.8以下为宜。 2.2炉渣MgO需求的精准匹配 炉渣中MgO的合理含量并非固定数值,需结合渣中Al₂O₃含量动态调整: 当渣中Al₂O₃<14%时,MgO可按需灵活添加; 当Al₂O₃处于15%~17%区间,镁铝比需控制在0.55~0.60; 当Al₂O₃>18%时,镁铝比需提升至0.65以上。 基于这一规律,通过计算每批炉料所需带入的MgO量,反推得出菱镁石的适配配比(炉料的0.5%~0.7%),以此将炉渣MgO含量稳定控制在8%~10%的理想区间,从源头实现炉渣成分的精准调控。 2.3菱镁石对炉渣性能的优化机制 菱镁石的主要成分为MgCO₃,在高炉高温环境下分解产生的MgO,从三个维度优化炉渣性能: 1.降黏提流:打断高铝渣的硅酸盐网络结构,降低炉渣黏度,提升炉渣流动性; 2.强化脱硫:优化硫分配系数,当镁铝比≥0.60时,脱硫效率可提升15%~20%; 3.优化软熔带:减少高熔点化合物生成,将软熔带温度区间缩小20~30℃,改善高炉透气性与顺行状态。 3、落地实施的关键路径 3.1工艺流程的集成设计 定量配吃菱镁石技术需与高炉上料系统深度融合,核心管控三个环节: 原料管控:菱镁石粒度控制在25-40mm,要求MgO含量>40%、SiO₂含量<8%,保障与矿石混合的均匀性; 配比管控:通过皮带秤精准控制,按每批料质量的0.55%~0.65%定量添加菱镁石; 入炉管控:菱镁石与烧结矿、球团等炉料经皮带输送机充分混合后同步入炉。 3.2操作制度的协同优化 针对菱镁石分解吸热的特性,新金钢铁同步配套调整三项操作制度,维持高炉热平衡与稳定运行: 1、热制度调整:确保炉温按0.3-0.4控制,铁水物理热大于1490度;操作上适当提高风温。 2、造渣制度调整:适当提高二元碱度到1.20~1.25,三元碱度到1.45~1.50,规避碱度波动对炉况的影响; 3、装料制度调整:将菱鎂石布料到中心环带,烧结矿质量提升后,高炉采取抑制边缘的装料制度提高煤气利用率。