摘要对带式机酸性球团矿添加含MgO添加剂的造球、焙烧和冶金性能研究表明，在带式机目前焙烧工艺制度条件下，Mg0／Si02比值在0．45～O．6时，球团矿抗压强度高于2 500 N／个，还原膨胀率大幅度降低；随着Mg0／Si02比值的升高，低温还原粉化率RDI_+3.15、RDI_+6.3提高；900℃还原度提高。当Mg0／Si02比值为0．45时，球团矿的综合冶金性能较好。

关键词  Mg0酸性球团矿冶金性能改善

1  前言

    酸性球团矿在粒度均匀性、含粉量、冷态强度(抗压和抗磨)、含铁量、容积密度和还原性等方面都比烧结矿优越，所以长期以来，高碱度烧结矿配加酸性球团矿的复合型炉料结构已为炼铁工作者所认同。随着鞍钢又一条球团生产线的投产，高炉入炉料中球团矿的比例将大幅度提高。但是，由于酸性球团矿的软熔滴落温度与烧结矿的不同步，而且还存在着软化温度低、软熔区间宽、膨胀率高等冶金性能缺陷，所以高炉大幅度提高球团矿入炉比例后，其冶炼效果会受到较大影响。因此，进一步改善球团矿的冶金性能成为亟待解决的问题。

    另一方面，近年来鞍钢提高了进口矿使用比例，高炉炉渣中A1₂O₃，含量有所增加，为了保持高炉炉渣粘度的稳定性，要求提高炉渣中Mg0含量。国内外研究认为：在高硅烧结时，MgO可以减少玻璃质的生成，有利于改善烧结矿的高温还原性和提高其软熔温度，但对高铁低硅烧结来说，MgO对烧结矿强度有不利的影响。适当降低烧结矿中MgO含量，可以提高烧结矿的强度，减少5～10 mm粒级含量。因此，在鞍钢目前原料条件下，能否将MgO在球团工艺中加入，使之既能满足高炉造渣的要求，又能改善球团矿的冶金性能，增加球团矿的人炉比例，为此我们进行了生产镁质球团矿和不同碱度球团矿的试验研究。

2试验条件及试验方法

2．1设备条件

    造球试验和生球各项性能检测均在实验室进行，圆盘造球机直径为Ø800 mm，边高130mm，转速可以根据造球需要调节，倾角为45^o。球团焙烧试验为投笼半工业试验，将在实验室造好的生球装入耐高温金属笼，每笼装料10kg，在辊式布料机处将其投放到321．6 m²带式焙烧机上，随生产球团一起完成干燥、预热和焙烧等过程。试验笼由耐热不锈钢焊条焊成，呈圆柱形，直径120 mm，高300 mm。考虑到带式机焙烧温度场沿台车宽度方向可能存在不均匀性，有意将几个试验笼沿带式机长度方向呈直线摆放，以确保每个笼都在同一焙烧制度下焙烧。球笼在机尾取出，对成品球进行检测分析。还原性采用国标GB／T1324．1—91测定，还原粉化性采用国标GB／T13242-91测定。还原膨胀性采用国标GB／T13240-9l。

2．2试验原料条件

  试验所用铁料、膨润土均取自炼铁总厂。菱镁石粉用菱镁石在实验室制备。原料的化学成分见表1。由表l可知：精矿品位高于67％。

3．配加含镁添加剂的球团试验

3．1造球试验

  球团用含镁物料有含镁膨润土、镁橄榄石、活性氧化镁、菱镁石等。由于膨润土中含镁很低，难以满足球团需要；活性氧化镁加工成本高；其它原料或多或少带人杂质，因此本次试验选择了菱镁石粉(成分见表1)作为球团含镁添加剂。固定膨润土加入量为1．5％，进行了不同MgO／SiO2，比值的球团试验，试验结果列于表2，生球强度变化见图1一图2。

3．2配加菱镁石粉的生球爆裂试验

球团矿配加菱镁石粉爆裂试验结果见表2。 球团添加菱镁石粉后爆裂温度提高。当MgO／Si02值达到0．3时，爆裂温度就已高于基准球团的爆裂温度，提高了约20℃。

3．3配加菱镁石粉球团的焙烧试验

    投笼焙烧试验期间，带式焙烧机的焙烧制度见表3，投入配加菱镁石粉球团后，带式焙烧机各段温度没有向高调整，焙烧温度在1 200～1 240℃。

4含镁球团矿的冶金性能分析 

  4．1含镁球团矿化学成分

当MgO／Si02值为0．45时，成品球中的Mg0含量为3．08％，随MgO／Si02值增大，品位逐渐降低。

 4．2含镁球团矿的冶金性能  

    球团矿抗压强度、还原度、还原粉化指数、还原膨胀性能见表5，荷重软化融熔滴落性能见表6。

    由于菱镁石粉分解要消耗热量及氧化镁矿化需要更高的焙烧温度，而试验时采用的温度仍为普通酸性球团生产的焙烧温度(未向高调整)，因此，含镁球团成品球抗压强度低于不添加镁的普通酸性球团强度，但仍高于2 000 N／个(265号球团由于靠近台车边缘，强度偏低)；随着Mg0／Si02值的升高，成品球强度降低，这是因为Mgc03分解耗热，不利于球团内部温度的升高。此外，Mg0的存在也不利于Fe304的氧化再结晶，MgO易与Fe203形成高熔点Mg0·Fe₂0₃。因此，含Mg0球团矿要求有更高的焙利于强度的提高。Mg0／SiO2值在0．45～0．62范围内，在带式机目前生产普通酸性球团焙烧制度下焙烧时，成品球强度高于2 500 N／个，当Mg0／SiO2为0．45时，成品球强度为2782 N／个，能够满足高炉冶炼的需要。随着Mg0／SiO2值的升高，还原度提高，这是由于MgcO，的分解使球团气孔率增加，改善了还原气体的扩散条件，同时由于Mg0与Fe203形成少量铁酸镁和镁固溶到Fe₂0₃中，使渣相中难还原的铁橄榄石和钙铁橄榄石减少的缘故；还原粉化指数RDI_+3.13和RDI_+6.3先升高后降低；还原膨胀率烧温度。正因为如此，所以提高焙烧温度将有比基准期的生产球团有大幅度降低。

    球团矿中配加菱镁石粉以后，开始软化温度T₁₀和T₄₀比普通酸性球团矿高20～40℃，熔化温度和滴落温度随Mg0／SiO2比的提高而升高。软化区间随Mg0／Si02比的提高而扩大，但扩大幅度不大，不会影响高炉料柱的透气性。熔融区间扩大，这主要是开始软熔温度Ts与普通酸性球团没有区别，但滴落温度提升了近190℃，这有利于提高间接还原度。尽管如此，此区间的最大压差却较普通酸性球团矿的要低得多，表明MgO的加入使高熔点物相增多，液相量减少。

5结论

    1)在配加菱镁石粉后，生球落下强度有提高的趋势，抗压强度无变化。随着MgO／SiO2比值的增加，生球的落下强度提高，爆裂温度提高。

    2)随着MgO／SiO2比值的升高，球团矿强度有所下降。但MgO／Si02值在0．45～0．62范围内，在带式机目前生产普通酸性球团焙烧制度下焙烧时，成品球强度高于2 500 N／个，仍能满足高炉冶炼需要。

    3)酸性球团添加含镁添加剂后还原膨胀率大幅度降低；随着MgO／SiO2比值的升高，低温还原粉化率RDI_+3.15、RDI_+6.3提高；900℃还原度提高。开始软化变形温度、压差陡升温度、开始滴落温度都提高，软化区问和滴落区间增宽。考虑菱镁石粉对球团焙烧温度的影响及降低球团矿的品位，Mg0／SiO2的比值以控制在0．45～0．5范围内为宜，不但酸性球团矿的冶金性能获得改善，与高碱度烧结矿的熔滴性能达到同步，还能够满足生产要求。

                                                                                                                                  (1．鞍钢股份公司技术中心2．鞍钢股份公司炼铁厂)