青钢高炉渣中适宜镁铝比的探讨及实践

1、青绍髙炉渣中适宜鎂钳比的探怵与实裁宏星气安秀伟2,王东2(1科技大学；2特殊厠鉄)»要：通过理论分析结合青用新老厂区多年现场实际生严怖况，对高炉渣中合理鎂胡 比进行了探讨，结果显示高炉适宜的鎂爼比很大杈度上加定干高炉的原熔料条件和掾作 坏境。青刖原燃科条件下，老区500m3高于适宜的鎂用力0.65左右，新区1800亦高炉 适宜的鎂蚪比为0.50 U右，后期葩冶條条件的改善，可地续降0U关键词高炉渣物理热鎂用比粘度Exploration and investigation to Suitable for MgO-AI2O3Ratio ofBlast Furnace Slag of Qi

2、ngsteelZHANG Hongxing，2AN Xiuwei2 Wang Dong2(University of Science and Technology Beijing； 2.Qingdao Special Steel Co.? Ltd)Abstract Theoretical analysis bined with theyears of actual production condition in the new district and the old district of Qingsteel shov/ed that the suitable for MgO-AI2O3 r

3、atio of blast furnace slag much depended on the current conditions of raw material, fuel and the blast furnace operation. At the conditions of Qingsteel, the suitable for MgO-AbOs ratio of blast furnace slag is about 0.65 for the blast furnace of 500 m3in the old district, and is about 0.50 for the

4、blast furnace of 1800 mln the new district, which can be continued to reduce, with the improvement of operating condition.Key words blast furnace slag physical thermalMgO-AbOs ratioviscosity青厠新老厂区悄况简介青厠老区原有6座500m3立方高炉，全部使用进口矿，焦炭使用二级冶金焦， 高炉富氧率为2%,煤比170kg，热风温度为1090°C, 比侧在20%左右。经 多次工业实騎，最终确定高炉渣中适宜

5、的鎂钳比为0.65左右，并以此为常导保 持了高炉的长期隐定顺fio青拥董家口新区一期工程于2015年实现n-M-H全线贯通。一期建设有两 ffi 1800m3高炉，其中1#高炉于2015年11月2日点火开炉，2#高炉将于近期择 机开炉投产。1#高炉投产以来，所用原料全部为进口外矿，所用焦炭为自产7m 頂装干熄焦，目前高炉干熄焦使用比例为70-80%o经U多方面的持续不断努力, 高炉渣中的鎂钳比从投产初期的0.65逐步降低到了 0.5左右，并保持了高炉的长 期隐定顺行和低燃料比消耗。1 MgO含量及温度对高炉酒性能影晌的理论分析1.1 MgO含量对炉渣熔点的影响如下图1所示为AI2O3含量为15

6、%时的SiO2-CaO-MgO- AI2O3 El元渣系等泪图。 其中黑色粗实线为青钢高炉常用二元做度为1.1时，不同MgO含量所对应的炉 渣成分。实心黑点处为青拠生产中長钳比为0.67时的炉适成分，其熔点约为 1440°Co可以看岀，I®着渣中MgO含量的降低，炉渣成分沿黒色耕实线左務， 熔点遂浙降低。当MgO含量降低舅0 %时,其熔滴达到最低位1400°C,可见MgO 含量对高炉渣的熔点影响并不大。15%A12O3Cristobolite701400CAnorthitei5oorMerwinite302070Lim5060203040Weight %MgOPs

7、cudowollostonitc30801300 C10(SiO2) 0NhiLrte80SO、®%CaO=40%MgO 二 10% ALOa=15%60602CaOSiO23CaOSiO0(CaO)(MgO)图 1 SiOa-CaO-MgO- AI20,四元遭系等温图(AI20,=15% )1.2 M°0含量对炉渣粘度的影响如图2所示为SiO2-CaO-MgO-AI2O3皿元渣系等粘度图（温度=1500°C, AI2O3=15% ）,其中81虚线为高炉常用陨度为1.1时,所对应的不同MgO含量时的 炉渣成分。由图可以看岀，I®着渣中MgO含量的降低，炉

8、渣粘加，目 呈加速増加的范矜。图中黒色空心冏处为为青卿生产中鎂钳比为0.67时的炉渣 成分,其粘度约为2.9泊。当炉渣沿着1.1醱度线向下移动时，渣中MgO含量 逐汹降低，当降低到5%时，此时的鎂怨比为0.33接近自然鎂，对应炉适的粘度 增加到了约5泊，但仍然处于较低水平，对高炉冶炼不会造成本质上的影响。R=l.l9 2 1500°C时MgO-CaO-AI2O3三元渣系等粘It图（SiO2=35%,粘度单位：泊）（上图方植中SiO2含量由36%改为35%）1.3温度对炉渣粘度的影哨图3表示了温度对不同AI2O3含量炉渣的粘度的影响。由图可以看岀，不同AI2O3含量下,其粘度值均Hia

9、H的増加而迅速降低,当温度高于1480°C以上时,AI2O3含量对炉渣粘度的影响几平可以忽略不廿，目均处于5泊以下。308 20 MBo101400144014800温度，°CB 3 AI20,含量对炉漕粘度的( MflO:10%,R=1.15 )总上可知，高炉渣中氧化鎂含量湘于高炉渣熔点和流动性均有一定彫哨，(0 还不足以影响高炉的触行。同时，只要满足物理热在1480°Cft±, PO大幅降 低这种影响。基于以上理论，我们在青刑新老区IfiT以追求高炉适宜鎂鉗比为 终枚目标的降低氧化鎂含量的名次工业实验。2青舸髙炉炉渣适宜续钳比的探索2.1老厂区500

10、m3高炉降低渣中鎂钳比生产实裁老f E 500m3高炉，受条件限制,全部使用外即二级焦，2010-2015年甜分高炉生产数据如表1所示。表1 2015年前青銅老区500mJ高炉生产侑也时何等裂/%热风风富度 re/%入炉品便/%高炉煤itAor块 rtt«/%2010 年二级1.56107017.156.5124200.712011 年二级1.46113816.856.1160210.672012 年二级1.88112116.555.8170190.652013 年二级2.03109916.654.8173180.662014 年二级2.01110016.855.6170200.63

11、2015 年二级2.00109016.556.2164220.64青厠老区高炉使用快矿比例约20%左右，渣中鎂50比冒长期绒持在0.70左 右,其间实验逐步降低MgO含量到0.65 £右,高炉依然能够保持Ufio fi是当 進续降ttf到0.60以下后，高炉顺行悄况明显变差。主要表现在：当铁水徒含量 较低时，高炉渣流动性开始阶段性变差，风压、风量呆极，实际出渣量经常性低 T3it量，高炉操作难度增加，极易形成顽固悬料。而恢复il程中经常性被迫集 中加焦，直至高炉物理热大幅度提高，渣鉄流动性改善，大量岀渣后，炉况才得 以恢复。速样高炉反夏数次，被迪恢复渣鎂钳比为0.65o青钢小高炉大量

12、使用外 购二级焦炭，利用不算太大的代价，适当提高鎂钳比，提高了渣鉄流动性，弥补 了小高炉二级焦炭透气II和透液II的不足不容易处境渣铁的劣矜，大大降低了高 炉的操作难度，保持了高炉樽定Kfio在炼铁工艺技术人员不斷争论中，我们反夏实践、探究，最终在实践中逐汹 形成了认识的貌一，即：青钢小高炉一股渣鉄物理热较IK ( <1480°C ),在高炉渣 IK«?0比(<060)的悄乱下,炉渣流动性较差，理论渣经常性岀不尽，造成高 炉炉爲难以鸳®I,经常岀现炉况失常。另外，青钢爪高炉，风温、富氧率低，快矿使用率较高，煤比较高，全部使 用二级冷金焦，较低价招的原燃

13、料，使得铁水成本处于行业较娠水平,在当时的 条件下不具备降低渣中鎂钳比到0.6以下的条件，权衡得失，我们认为在当时的 条件下渣中镁50保持在0.65左右,是便得高炉操作可控、成本较低，保持长期顺斤的保证。2.2新E 1800m3M炉适宜鎂钳比探索青列董家口新区高炉投产以来，高炉降低長鉗比探索与实践经历了两个过 程，开炉初期由于干熄焦未能投入，加之扶后工序产能较低，限制了高炉的強化 冷炼，高炉富氧处于较低水平。同时，由于投产之初焦炭质量较差，鉄水物理热 波动较大，高炉几次降低渣中鎂钳比的实验都无力而逆，被迫维持较高鎂鉗比来 维持高炉渣的流动性，保证高炉的flio表2青» 1#18000

14、1*1炉册分生严数据(2016.1-2016.3 )时同俵炭博筆热风风渲中钳含入炉品高炉廉然科比块矿比M40/%/%fi/°c量/%位/%比伽屮/W«/%比2016.0185.740.401113.8912.6256.82101.67515.8770.652016.0285.760.621119.4513.2456.4298.70503.60100.672016.0384.700.571138.2313.0658.24107.38505.36100.69进人2016年4月I®着干熄焦的投人和铁后工序产能的S®,富氧量逐渐増 加至3%,高炉尝试逐步降低渣中

15、的鎂钳比降至0.50左右。同时，保持了高炉渣 铁物理热的充沛(150(TC),基本没有魁渣现象，噸行良好，部分生产数据如表 3所示。表3青銅1#1800m*髙炉部分生产SK (2016.4-2016.6 )时同俵炭M40/%髀 /%热风风 arc渲中用含1/%入炉品 位/%有炉赧 比 /kt/kg*t1块矿比«/%比2016.0485.521.241139.4815.4957.64116.32503.18110.552016.0585.032.881138.0516.1557.00127.10501.27130.522016.0686.343.161139.6615.5257.271

16、28.20502.13150.54由上表可以看岀，高炉渣中鎂餡比降低后，尽管高炉生块矿比例使用在6 月卅这到了 15%,而燃料比却仍维持在500 kg/t左右，高炉渣铁物理热充沛,绒 持了长周期的隐定顺行。廠着高炉外部坏境的改善，我们将尝试进一步降低炉渣 中的鎂含量，以期获得更加经济的鎂比。通il青卿新老厂区以及国外高炉的生产实践，我1发现高炉适中适宜的鎂 !8,不是毎座高炉都一样。不同原燃料条件，不同的操作条件，其合适的鎂钳比 也不同。一些冶炼傑鉄的小高炉，其渣中钳含量高ii30%左右，由干其不控制跌 水中的毓，可以高徒、高物理热操作,而炉41不形成石墨碳堆稅,维持较低的鎂 钳比，同样可以维

17、持高炉的隐定Kfil3,o但一般冶炼普通制圳鉄的小高炉，外部 条件较差，特别是富氧率低，块矿使用比例高，风温水平低，降IK8IB比一定要 权術条件是否条件成熟，慎重行事。否则，腔制不好，很容易导致渣铁岀不尽， 形成硕固性悬料，难以维持高炉的长期稳定顺行。而对干原加料质量稳定目较好, 特别是焦炭能够达到一级或准一级冶金焦，富氧、风温水平较高，炉料结购中生 料比例较IK,适扶物理热可以稳定维持在1480°C以上的大塑高炉，可以尝试尽 量降低炉渣中的鎂钳比，以获蚁更为经济的技术指标，降低成本。3青拥髙炉进一步降低鎂钳比亟待改进之处青厠新区由干投产时间姬，各顶工作还处于起步和模索阶段，导致烧

18、结矿和 焦炭质量波动较大，是限制高炉进一步降IKSiS比的最重要原因。3.1烧结矿质量图4为青钢新区与1#高炉配套的240亦烧结机4-6月份所生产烧结矿的做 IS变化悄况。由图可以看出，在中Ifi 1.9 0的悄况下，做度最M 14 2.28,最K 1.74, 波动较大，而合恪率仅为42.86%O此种悄况下，高炉需要一个比较有弹性的渣 系做保障。保持一定的炉渣長餡比，对于稳定炉况有着重要作用，不适干大帽降 低渣中iiStto2.41.6 ''4月份5月份6月份时间图 4 青 #2016 年 4-6 月份图5为青ifi 4-6月价烧结矿转蓟強度悄况貌廿。由图可以看岀，烧结矿转黄

19、强度大部分在75%-78%围玻动,合格率为75.82%，和先进的钢跌企业阳有不小 差距。进一步提高了烧结矿转敢強度，使II >76%的大于98%是维持高炉稳定、 进一步降IK高炉渣中鎂钳比的重要保证。82804月份5月份6月份时间787674图5青#2016年4-6月份燃结矿转藪枣度悄况3.2焦炭质量图6和图7分别为青#高炉所用焦炭M 4 0和M10的由图可以看出,4月份5月份6月份时间1#高炉所用焦炭的M40和M10均波动较大，尤其是M10维持在6.5-9%, 处于较差水平，对炉况的稳定性影哨较大。同时，由于高炉没有全部使用干熄焦 生产，对高炉的隐定顺行和进一步降低炉渣中的鎂钳比有一定的影响。1211109876590图6育9 2016年4一6月份焦炭B® (M10)4月份5刀份6刀份时间888684童(0寸W)尽舉樽票鸟<824图7青8)2016年4-6月份焦炭转藪鼻度(M40) 1g«3.3风温水平受设备影哨大目前髙炉热风温度1140°C,主要原因是送风支管温度高，高炉不能够全风 温操作，需要长期休风处理。