摘要
鋼鐵行業(yè)進入高質(zhì)量發(fā)展新階段，成本壓力與生產(chǎn)效能的平衡，成為企業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵。在高爐煉鐵環(huán)節(jié)，爐渣的流動性、脫硫能力與軟熔性能，直接決定高爐順行狀態(tài)與能耗水平，而MgO作為調(diào)控爐渣性能的核心元素，其供給方式的選擇，對生產(chǎn)綜合效益有著深遠影響。
關(guān)鍵詞：高爐煉鐵；菱鎂石；定量配吃；爐渣調(diào)整；鎂鋁比；軟熔性
1、引言
傳統(tǒng)工藝中，企業(yè)多選擇在燒結(jié)環(huán)節(jié)添加白云石等含鎂熔劑來補充爐渣所需MgO，但這種方式會不可避免地降低燒結(jié)礦品位、增加燃料消耗，同時惡化燒結(jié)礦冶金性能，形成“補鎂提渣性，卻損燒結(jié)質(zhì)”的矛盾。河北新金鋼鐵煉鐵廠瞄準這一行業(yè)痛點，創(chuàng)新提出“燒結(jié)降鎂-高爐補鎂”協(xié)同優(yōu)化策略，將鎂元素供給任務(wù)從燒結(jié)工序部分轉(zhuǎn)移至高爐工序，以高爐批料定量配吃菱鎂石的技術(shù)，實現(xiàn)MgO精準調(diào)控，破解傳統(tǒng)工藝的兩難困境。
2、燒結(jié)性能研究及定量配吃菱鎂石的技術(shù)內(nèi)核
自2025年2月份開始，在新金鋼鐵鐵前系統(tǒng)其中一座1080m3高爐和一臺200m2燒結(jié)機，針對“燒結(jié)降鎂-高爐補鎂” 的協(xié)同優(yōu)化策略，進行了一系列的研究工作。
2.1燒結(jié)礦降低MgO含量之后的對燒結(jié)冶金性能的影響研究：
MgO有利于改善燒結(jié)礦RDI+3.15mm，改善爐渣流動性和脫硫效果，煉鐵要求燒結(jié)礦具有一定的MgO含量。但對燒結(jié)礦來說，MgO含量會抑制鐵酸鈣的形成，降低燒結(jié)礦的質(zhì)量，且MgO的熔點很高，達到了2800℃，因此高MgO燒結(jié)礦必然導(dǎo)致燃耗高、轉(zhuǎn)鼓強度低、還原性差，實踐證明燒結(jié)礦MgO含量控制在1.8以下為宜。
2.2爐渣MgO需求的精準匹配
爐渣中MgO的合理含量并非固定數(shù)值，需結(jié)合渣中Al?O?含量動態(tài)調(diào)整：
當渣中Al?O?＜14%時，MgO可按需靈活添加；
當Al?O?處于15%～17%區(qū)間，鎂鋁比需控制在0.55～0.60；
當Al?O?＞18%時，鎂鋁比需提升至0.65以上。
基于這一規(guī)律，通過計算每批爐料所需帶入的MgO量，反推得出菱鎂石的適配配比（爐料的0.5%～0.7%），以此將爐渣MgO含量穩(wěn)定控制在8%～10%的理想?yún)^(qū)間，從源頭實現(xiàn)爐渣成分的精準調(diào)控。
2.3菱鎂石對爐渣性能的優(yōu)化機制
菱鎂石的主要成分為MgCO?，在高爐高溫環(huán)境下分解產(chǎn)生的MgO，從三個維度優(yōu)化爐渣性能：
1.降黏提流：打斷高鋁渣的硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低爐渣黏度，提升爐渣流動性；
2.強化脫硫：優(yōu)化硫分配系數(shù)，當鎂鋁比≥0.60時，脫硫效率可提升15%～20%；
3.優(yōu)化軟熔帶：減少高熔點化合物生成，將軟熔帶溫度區(qū)間縮小20～30℃，改善高爐透氣性與順行狀態(tài)。
3、落地實施的關(guān)鍵路徑
3.1工藝流程的集成設(shè)計
定量配吃菱鎂石技術(shù)需與高爐上料系統(tǒng)深度融合，核心管控三個環(huán)節(jié)：
原料管控：菱鎂石粒度控制在25-40mm，要求MgO含量＞40%、SiO?含量＜8%，保障與礦石混合的均勻性；
配比管控：通過皮帶秤精準控制，按每批料質(zhì)量的0.55%～0.65%定量添加菱鎂石；
入爐管控：菱鎂石與燒結(jié)礦、球團等爐料經(jīng)皮帶輸送機充分混合后同步入爐。
3.2操作制度的協(xié)同優(yōu)化
針對菱鎂石分解吸熱的特性，新金鋼鐵同步配套調(diào)整三項操作制度，維持高爐熱平衡與穩(wěn)定運行：
1、熱制度調(diào)整：確保爐溫按0.3-0.4控制，鐵水物理熱大于1490度；操作上適當提高風溫。
2、造渣制度調(diào)整：適當提高二元堿度到1.20～1.25，三元堿度到1.45～1.50，規(guī)避堿度波動對爐況的影響；
3、裝料制度調(diào)整：將菱鎂石布料到中心環(huán)帶，燒結(jié)礦質(zhì)量提升后，高爐采取抑制邊緣的裝料制度提高煤氣利用率。
4、工業(yè)實踐的效益成果
新金鋼鐵煉鐵廠1080m3高爐通過每批料配吃0.55%(約噸鐵10kg)菱鎂石的工業(yè)實踐，取得了兼具生產(chǎn)與成本的雙重收益：
4.1燒結(jié)礦質(zhì)量升級
2.1.1降低MgO前后數(shù)據(jù)對比：燒結(jié)礦品位升高0.47%，MgO降低0.46%，堿度降低0.06%。
2.1.2降MgO后轉(zhuǎn)鼓強度從75.84%升高到76.95%，升高1.11%，說明降MgO后對質(zhì)量起到一定支撐作用。
2.1.3通過以上實驗數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)降低燒結(jié)礦氧化鎂之后燒結(jié)RDI+3.15mm呈現(xiàn)增高趨勢，升高3.4%，返粉率降低0.77%。
2.1.4從市場行情了解，1-3月份市場價基本平穩(wěn)，對成本影響較少，降MgO后鎂石粉耗量降低8公斤，燃耗降低2.1公斤，成本降低15.12元，品位升高0.47%，影響到單品位成本降低0.4元，降鎂后燒結(jié)礦成本和單品位成本均呈現(xiàn)降低趨勢。
4.2高爐生產(chǎn)效能提升
通過數(shù)據(jù)可見，定量配吃菱鎂石后，隨著燒結(jié)礦質(zhì)量提升后，高爐透氣性明顯好轉(zhuǎn)，壓差下降，風量提高43m3/min，燃料比降低5kg/t，綜合入爐品位提升0.68%，高爐產(chǎn)量提升1.36%-1.7%，同時鐵水成本每噸降低10-15元，年降本約1300萬元，實現(xiàn)了產(chǎn)量與成本的雙向優(yōu)化。
5、問題應(yīng)對與未來展望
5.1常見問題與優(yōu)化方案
在實踐過程中，新金鋼鐵針對出現(xiàn)的問題形成了對應(yīng)的解決方案：
1、爐況波動問題：針對配比偏差引發(fā)的堿度波動，通過強化電子秤定期校準與物料粒度管控解決；
2、燒結(jié)礦質(zhì)量問題：堅持“高爐定量配吃優(yōu)先”的原則，避免菱鎂石全量加入燒結(jié)工序；
3、熱平衡問題：持續(xù)優(yōu)化風溫與富氧率的調(diào)控策略，穩(wěn)定合適的爐溫和物理熱抵消菱鎂石分解吸熱的影響。
同時建立分段管控機制，根據(jù)爐渣Al?O?含量動態(tài)調(diào)整菱鎂石配吃量，進一步提升調(diào)控精度。
5.2技術(shù)展望
高爐批料定量配吃菱鎂石技術(shù)，為高爐煉鐵提供了一種靈活、精準的MgO調(diào)控路徑，既規(guī)避了傳統(tǒng)燒結(jié)加鎂的弊端，又實現(xiàn)了爐渣性能的優(yōu)化。未來，新金鋼鐵將進一步深化該技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合智能配礦系統(tǒng)，實現(xiàn)鎂鋁比的動態(tài)、實時調(diào)控，持續(xù)挖掘高爐降本增效的空間，為鋼鐵行業(yè)綠色、高效煉鐵提供可復(fù)制的實踐樣本。（朱曉旭 梁毅 常東進 郭輝 白賀龍 郭江平）
參考文獻
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