摘要：介绍了鞍钢炼铁总厂为将降低生铁成本，使用低MgO烧结矿生产的过程。使用过程中，炉渣中MgO含量大幅度降低，高炉通过调整炉料结构、操作制度等一系列措施，保证了高炉安全生产及较好的经济技术指标。

关键词：高炉 炉渣 氧化镁

1概述

近年来，随着钢铁行业产能的释放，供需关系发生了较大的变化，钢铁行业陷入全行业的低谷，炼铁成本在钢铁企业成本中占比达到70%，面对残酷的市场竞争，企业的工作重点也由保规模转变成为降低生铁成本，提高企业的经济效益。鞍钢股份炼铁总厂现有高炉8座，其中3200m3高炉4座，2580m3高炉4座。传统炉料结构为70%的烧结矿配加30%球团矿，烧结矿中MgO含量在2.0%，炉渣中MgO含量在7.5%。传统观点认为炉渣中MgO含量在8%—12%有利于炉渣的稳定性与难熔性，因此国内高炉普遍将MgO控制在8%以上。2015年9月铁厂为降低成本，对烧结矿的配料结构进行调整，在烧结矿配料的过程中通过停配镁石，MgO仅依靠原料中生石灰和混料来提供，来达到降低烧结矿配料成本的目的。停配镁石后，烧结矿中的MgO的含量由2.0%下降到1.2%水平。MgO含量的降低不会导致烧结矿质量的变化，但必然导致炉渣中MgO含量的降低，而炉渣中MgO含量下降后则会引起炉渣黏度增加，进而增加高炉操作的难度。

2 低MgO炉渣生产的理论依据

为了研究在鞍钢现有原料条件下，高炉进一步降低炉渣中MgO含量的可行性，鞍钢技术中心组织对炉渣粘度的影响规律进行研究，研究内容包括：MgO含量变化对炉渣粘度的影响； Al2O3含量变化对高炉炉渣粘度的影响；炉渣碱度对炉渣粘度的影响。基于铁厂7座高炉的生产数据，铁水温度普遍在1480—1520℃区间，炉渣粘度仪温度控制在1500℃和1550℃两个温度点。配渣时，用现场高炉渣作为母渣，成分调剂是依据现场高炉炉渣的化学成分采用添加化学纯方式进行。炉渣中三氧化二铝的含量设定为11%，炉渣碱度1.24。试验数据如下：

图2.Al2O3含量变化对高炉炉渣粘度的影响

图3.炉渣碱度对炉渣粘度的影响

从试验结果看，在常规冶炼条件下，渣中MgO在不同含量区间，其对炉渣粘度的影响程度不同，当炉渣中MgO含量大于3%时，在1500℃、1550℃两个不同炉渣温度下，炉渣粘度均小于0.4pa.s，能够满足高炉冶炼要求。在炉渣MgO含量为4%左右时，在炉渣碱度1.245为条件下，随着Al2O3含量的升高，炉渣粘度也是逐渐升高的，当Al2O3含量达到16%时，炉渣粘度为0.416pa.s，行业内认为大高炉冶炼过程中，炉渣温度在1500℃时，炉渣粘度在0.4pa.s以下，就可以可以满足高炉的正常生产。因此渣中MgO含量不低于4%，Al2O3含量不高于16%的炉渣均应该可以满足高炉生产的需要。

3 低MgO炉渣冶炼的前提和基础

3.1合理的炉料结构

合理的炉料结构是高炉安全长寿、稳定顺行、指标优化的基础，鞍钢生产实践表明70%的高碱度烧结矿配加30%的酸性球团矿，焦丁比达到60kg/t左右时是高炉冶炼较为理想的炉料结构模式。不仅可以有效改善料柱的透气性，而且还可以提高炉况运行的稳定性。考虑成本因素，需要配加部分生矿时，生矿入炉比例不宜大于10%，因为生矿热稳定性不好，生矿入炉比例过高会导致炉况的波动。生矿入炉前必须要进行严格的筛分，减少入炉生矿的粉末量。

3.2焦炭质量的全面改善

焦炭作为料柱骨架的作用在现代大高炉冶炼过程中显得尤为重要，对焦炭强度、反应性、反应后强度等指标的要求也更高。鞍钢五炼焦焦炉2014年11月完成改造，2015年11月实现全干熄焦生产。全厂使用焦炭干熄率由65%逐步提高到96%，焦炭强度指标M40由85.5提升到87以上水平，焦炭的反应性和反应后强度稳步提升。

图4.鞍钢焦炭2015年冷态指标趋势图

图5.鞍钢焦炭2015年热态指标趋势图

图6.鞍钢焦炭2015年干熄率趋势图

3.3烧结矿质量的全面提升

为了给高炉提供品质优良、性能稳定的烧结矿，总厂对三烧进行了系统的改造，重点是由球盘制粒工艺改为混合机工艺、建立大型综合料场、实施铁料预配料系统。通过改造烧结机的运行稳定性大幅好转，烧结矿的产量和质量得到稳步提升。改造前后指标见下表所示：

表1烧结机改造后前后指标对比

4低MgO炉渣冶炼采取的措施

4.1送风制度措施

高炉在使用低MgO炉料后，炉渣中MgO含量下降，依据上述低MgO炉渣的性能分析研究，炉渣中MgO降低后，炉渣的黏度升高，流动性下降。渣中MgO含量低于4%时，铁水物理热水平对炉渣的流动性影响巨大。铁厂在使用低MgO结构的炉料时，对高炉操作的送风制度、热制度进行了调整。在送风制度方面，高炉对风口面积进行了调整，缩小送风风口的面积，提高鼓风动能，提高炉缸的活跃度将边中平衡型的煤气流分布调整为以中心煤气流为主，边缘煤气流为辅，中心畅通、边缘稳定型的煤气流分布，提高炉况运行稳定性的同时，提高炉缸的活跃度。

4.2热制度措施

在热控制方面， 规定生铁含[Si]稳定在0.40～0.60％，铁水物理热≥1500℃，杜绝过高或过低的炉温导致渣铁流动性下降，一旦发生炉温异常现象，则需要采用过量调剂的手段，将炉温调整至正常的区间，防止长时间的炉温异常引起渣铁的流动性变化，影响炉况的顺行状态。

4.3管理制度措施

通过完善焦矿筛的检查制度，确保高炉焦矿筛的功能与精度，满足高炉生产需要。在不同批重情况下，对振动筛的振幅进行测试，在满足高炉备料需要的前提下，达到最佳的筛分效果，有效减少粉末入炉。高炉操作者在调剂炉况时要树立操作过程中的红线意识，严禁低炉温操作、严禁挺风压操作。操作中根据原燃料变化，参数走势做好“攻守退”的预案执行。遇休风则根据休风时间的长度适当下调入炉碱度。在炉况调节方面，坚持料线不正常不宜调整装料制度，料速不正常不宜调整焦炭负荷，炉温不正常不宜调整炉渣碱度，炉况不正常不宜调整炉顶压力的四不宜操作方针。加强矿筛的管理m3

5采取措施后的效果

高炉通过对操作制度、原燃料管理制度、生产管理制度等方面的调整与的实施，低MgO炉渣生产的过程中，保持了高炉稳定顺行的生产状态， 消耗指标稳步下降。2015年9月—12月的主要技术指标见下表所示：

6 结论

1、低MgO炉渣冶炼时，必须有稳定的炉前、炉内操作相配合，炉内保证炉况运行状态，炉前能够按料批及时出净渣铁。

2、加强原燃料质量管理，减少人炉粉末，为高炉稳定顺行提供基础。

3、采用低MgO炉渣生产，必须在高炉稳定顺行的基础上开展，若长时间顺行状态不理想，则碱度需维持下限水平。

4、低MgO炉渣冶炼需要保持足够的风速，保证炉缸的活跃度。

5、低MgO炉渣冶炼需要保持炉缸充足的热量储备，严禁低炉温操作。