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刍议MgO对烧结工艺及烧结矿冶金性能的影响

李景 邓志龙

柳州钢铁股份有限公司烧结厂,广西柳州,545000

摘要: MgO在许多的工艺产品制作中起着非同一般的作用,尤其是在进行产品的煅烧阶段,MgO的加入能使产品各方面的性能都得到极大提升,其中生产速率的大幅度提升是最为明显的一个方面。本片论文探讨在烧结工艺及烧结矿冶金中添加适量MgO,以此来提升冶金产品自身性能的一种全新工艺,这种工艺能够大幅度提升产品的还原粉化率。此种全新的工艺模式对于我国的冶金工程发展具有极为重要的影响,希望在未来的现实生活工作中也能够得到有效的实践。
关键词: MgO;烧结工艺;烧结矿;冶金性能
DOI:10.12721/ccn.2022.157072
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前言

在我国目前的发展状况下,冶金工程结构型模式是一种烧结高碱度加上一部分球团和天然砌块的结构,烧结矿具有许多优点,如高强度、性能优异等,这是其他矿物所没有的。烧结矿的冶金性能对降低高炉焦比、提高生产效率起着关键作用。自21世纪初以来,随着进口矿石比例的增加,炉料中的Al2O3含量增加。就烧结矿而言,适当的MgO含量可以降低烧结矿的低温还原粉化速率,提高烧结体的强度和熔化温度等。目前许多的钢铁产业竞争过于激烈,我们国家作为钢铁产品生产大国,相关企业间的竞争更是如此,所以我们要提高冶金工程的产量和质量,并且降低铸造成本,这些任务逐渐成为了当务之急。因此,在特定的原料条件下,寻找合适的MgO/Al2O3烧结工艺是非常必要的。

烧结矿的冶金性能主要取决于烧结矿的矿物成分和显微结构,而显微结构又取决于烧结混合料的化学成分。为了满足高炉对烧结矿的高质量需求,因而我们倡导的方法是将烧结混合料中的MgO/Al2O3应进行优化,以获得最佳的冶金性能,以满足烧结高炉的质量要求。目前,人们对提高烧结体的冶金性能进行了大量的研究,我们国家的武轶等人也对烧结体中MgO的适宜含量进行了研究,研究认为随着MgO含量的降低,烧结体的燃料消耗量降低,提高烧结矿强度,提高烧结率。王哲等研究了MgO/Al2O3对烧结矿矿物组成和冶金性能的影响,得出结论:MgO/Al2O3在1,06~1,22,烧结矿具有良好的矿物组成和较高的复合纤维状铁酸钙。然而,利用烧结矿粒度、矿物组成、显微结构和综合冶金性能之间的协同调节机制,研究MgO/Al2O3对烧结矿冶金性能的影响却很少。

1MgO对烧结工艺的影响

在烧结过程中,MgO对其效率、功能以及炉渣的流动性等等各方面都有一定程度的影响。通过烧结经验,可以进行详细分析,以全面了解Mg0的使用性能。本文通过对铁矿石主要原料烧结的整个经验进行分析,总结了试验结果,目的是考察MgO烧结工艺的影响,然后添加临界MgO。本实验采用了含MgO白云石实验,最终我们能够得出结论,在实验条件相同的情况下,MgO含量与烧结的生产速率成反比,由于白云石粘度不太大,如果添加量过多会造成不利影响,如果白云石含量适当降低,那么烧结过程各方面的性能条件都能得到有效控制。

2MgO对结矿软熔性能的影响

一种石墨坩埚,内径为Φ75mm,底部有一个直径为A10mm的落孔,用于软熔试验。将500g粒径为10.0-12.5mm的烧结矿装入石坩埚中。料柱高度约65mm,两个样品均覆盖有焦层,以保证熔融物料和气体的顺利流动。实验结束后,分析了液滴的组成和坩埚中的残余物。当MgO质量分数从1.3%增加到3.0%时,烧结矿形成的软熔带温度变化范围较小,软熔带温度范围显著增大,料柱最大压差随之增大。虽然MgO含量对软熔区厚度影响明显,但当MgO质量分数为3.0%时,软熔区温度范围的绝对值仍较低。在相同的冶炼条件下,采用高碱度MgO烧结矿时,软熔区的温度范围比采用高碱度MgO自熔烧结矿时大。

在实验室内分析了烧结矿性能的影响。研究了氧化镁在还原粉碎过程中的影响。实验结果表明,当MgO含量继续增加时,对低温还原粉碎性能表现出明显的抑制作用。可见,适量的MgO对烧结矿的性能有显著的影响,可以进一步提高烧结矿的性能。在大多数氧化铁中,Mg0基本上形成固态熔体。当烧结温度继续升高时,MgO扩散到氧化铁中,在一定程度上阻碍了烧结矿的冷却,同时也产生Fe203,表现出低温还原的特点。在一定程度上防止了低温还原粉碎的特性。

在控制低温还原制粉过程中,可采取以下措施进一步分析。首先,在烧结过程中加入一定量的Mg0可以提高生产效率,但烧结矿中MgO的含量会在一定程度上影响低温还原降解效率。为了减小这种影响,在烧结矿表面喷撒以氯化钙为主的水溶液,可以有效地提高烧结矿的还原和粉碎效率。就是在喷涂过程中,工作机理在烧结矿表面可以形成一层薄膜,薄膜形成一种保护作用,因此还原气体不会与表面有过多的接触,还原性能就会减弱,同时,薄膜的作用是连接烧结矿内外的通道堵塞,防止还原气体进入烧结矿,这样可以有效地改善烧结矿还原速度过快的问题。

3MgO对烧结矿性能的影响

我们在对于MgO新工艺进行一系列的改进过程中,一般只需要注意两个方面:一方面要保证炉渣中含有少量Mg0,另一方面要控制工艺流程。目前采用的工艺是白云石工艺中使用范围最广的一种工艺,这种工艺具有显著的优势,所以它总是贯穿于整个制造过程,因为白云石中含有一定的Mg0,所以MgO型的含量可以保证在炉渣中,也可以起到抑制烧结温度的作用,还原粉现象明显下降。然而,在实际操作中,总是存在着一些理论上无法涵盖的问题,往往存在着或多或少的影响因素,阻碍着高炉炼铁工艺水平的进一步提高。比如生产效率没有得到有效的提高,冷强度的表现形式也很差。在冶炼过程中,由于软熔区的温度相对较大,在一定程度上会使软熔区的宽度等在温度的上升过程中会存在较大的差异,整体温差大的特点,该问题的提出对新技术的发展有着重要的影响,在未来的技术发展中需要进一步完善其缺陷,新技术的性能得到了更加显著的发挥。

4合理添加MgO高炉炼铁新工艺

我们在试验过程中,就一系列具体措施而言,通过高炉炼铁新工艺,可以有效地改善这一问题,其中最关键的是在烧结配料中尽可能合理地添加氧化镁,这种材料的使用对烧结矿的性能起着重要的作用,添加适量也有明显的降低脱粘性降低的趋势,对整个过程的生产效率起到了很好的作用。将这一新技术应用于当前的冶炼过程,可以从以下几个方面取得非常显著的效果。首先,烧结矿中含有微量的MgO,因此在生产效率、产率等诸多方面都有了明显的提高,而这种效果在高温软熔中尤为明显,对今后的生产发展具有重要意义。另外,当冶炼过程中通过风口向高炉中加入适量的MgO和煤粉时,炉渣中MgO的含量足以显著提高炉渣本身所需的脱硫能力和流动性水平。因此,在燃烧率方面的影响是显著的。如前所述,在表面适当覆盖一层薄膜,并用氯化钙水溶液喷涂,使表面形成一层保护层,对低温还原粉化问题有明显的解决效果,能有效改善传统烧结工艺的缺陷。

结语

综上所述,我们国家的相关企业在日后的冶金生产过程中,要最大程度的把我对于MgO含量的添加,使得工艺品配料中具有较低合适含量的Mg,这样不仅能够最大程度的提升烧结的生产效率,还可以极大程度的作用到软熔带的温度区间。本片论文探讨在烧结工艺及烧结矿冶金中添加适量MgO,以此来提升冶金产品自身性能的一种全新工艺,相关企业应当要以这种改进方法作为基础,最大化的提升新工艺的使用效果,为我们国家日后的高炉强化冶炼打下坚实的基础。

参考文献

[1]狄玉丽,赵星滔,郑博,罗茜.烧结工艺及Nd_2O_3对氧化镁陶瓷烧结及抗热震性能的影响[J].稀土,2021,42(01):61-71.

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