使用高铁矿的影响分析及对策探讨(3)

2) 适当提高炉渣碱度控制目标值，一方面由图6和图7分析，一定碱度范围内提高炉渣碱度可改善因Al2O3升高引起的渣系液相温度上升和粘度上升等现象；另一方面碱度适当提高会增强炉渣脱硫能力。可参照目前炉渣碱度1.22控制。

3) 适当提高炉渣MgO控制目标值。现阶段湛钢高炉渣MgO含量是7.0%～7.5%、(%MgO)/(%Al2O3)比值在0.45～0.5的水平，炉渣性能良好。图8是渣中MgO含量在5%～15%波动时的CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系等温相图，对比发现：MgO含量低于10%时，提高MgO会增大低温熔化区域；若MgO上升至15%低温区域明显变小。再对比图9的CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元等粘度相图中D点和E点两处渣系粘度，可见适当提高MgO有助于降低炉渣粘度。同时，由于MgO属于碱性物质，在熔融状态下会离解出O2?提高炉渣中自由氧离子，有利于脱硫。

6. 结论

1) 根据2017年预测矿价概算，高炉冶炼每提升渣中Al2O3含量0.1%，一年可降低配矿成本808万元，经济效益可观。

2) 一定量的 Al2O3有利于烧结矿中复合铁酸钙(SFCA)的形成，提高烧结矿强度；Al2O3含量太高会使烧结矿强度和低温还原粉化率性能变坏，影响烧结生产率。

3) 高Al2O3烧结生产时可考虑从以下几个方向改善烧结矿质量：根据高炉炉料结构适当提高烧结矿碱度；适当提高烧结矿的MgO含量；适当提高烧结矿的FeO含量。具体量化的最优值需根据生产实绩指标调整总结出。

4) 高炉渣中Al2O3在10%～15%区间内时，炉渣流动性、粘度以及稳定性较好，过低或过高均不利于炉渣性能；高Al2O3冶炼造成在高炉炉身部位的软熔滴落带变宽，影响炉内压差；炉渣中高Al2O3将导致CaO等物质的绝对含量下降，减弱炉渣的脱硫能力。一般渣中Al2O3不宜高于20%。

5) 炉渣中适宜的碱度和适宜含量的MgO有助于改善因高 Al2O3造成的终渣流动性、脱硫能力变差等负面影响。可根据目前实际生产中的(%MgO/%Al2O3)比值控制高Al2O3生产时适宜的碱度在1.22左右、适宜的MgO含量在6%～10%。

Figure 8. Quarternary isothermal phase diagram of Al2O3-CaO-SiO2-MgO melts图8. Al2O3-CaO-SiO2-MgO四元渣系等温相图

Figure 9. Iso-viscosity contours of CaO-SiO2-MgO-Al2O3 melts at 1500?C图9. 1500℃ CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元等粘度相图

6) 目前实际生产指标：烧结矿碱度1.75、MgO含量1.6%、Al2O3含量1.75%；高炉炉渣碱度1.2、MgO含量7.2%、Al2O3含量15%。进一步提高高Al2O3铁矿配比、达到降低成本的目标在实际生产中是可以实现的。

1. 引言

随着世界范围内有限的铁矿资源不断被使用和高品位铁矿石消耗量逐渐增加，造成优质铁矿石资源稀缺且价格居高不下。图1列出了国外四大矿石公司产品近几年的预测Al2O3含量波动趋势，由图可见进入市场的铁矿石中的Al2O3含量大部分呈逐渐增加的趋势，澳洲矿中Al2O3含量普遍要高于巴西矿。故湛江钢铁以“降本增效”为目标，为降低生产成本、提高市场竞争力提高，突破用矿结构、增加价格相对低廉的高Al2O3铁矿石资源的使用比例是必然的发展趋势。但在湛钢目前的生产指标条件下，Al2O3含量的提高势必会影响烧结矿性能和高炉高效生产。

本文重点结合生产实绩从理论方面就使用高 Al2O3铁矿对烧结、高炉冶炼带来的影响进行分析，并对烧结矿质量、高炉渣系的优化方向进行探讨，为减轻高 Al2O3铁矿在实际使用带来的负面影响提供一定的指导依据，对湛钢的降本增效具有重要的推动作用。

2. 提升高Al2O3矿配比的配矿成本价差值概算

根据湛江钢铁目前配矿结构和2017年年度配矿方案，烧结用矿石主要是使用2种巴西矿 + 2种澳洲矿 + 小部分其它远程矿，其中澳洲矿Al2O3含量比巴西矿平均高0.5%，但巴西矿的17年预测矿价比澳洲矿高出40元/吨。

现假定高炉渣中Al2O3含量可适度提高0.1%，对配矿成本差值进行概算：

Figure 1. The 2016 performance and post prediction value of Al2O3in the products of four major foreign ore companies图1. 四大国外矿石公司产品含Al2O3量2016年实绩及后期预测值

由理论计算，若高炉渣中Al2O3含量能提升0.1%，则可增加高铝澳洲矿降低巴西矿使用量，根据2017年矿价差异，一年降低配矿成本808万元，经济效益可观。

虽提升澳矿使用量对生产有一定负面影响，但在目前的钢铁市场形势下，各钢厂都在寻求提升效益途径，故需对高Al2O3高炉渣生产的可行性进行探讨，打破因Al2O3含量对降本的限制。

3. 国外高Al2O3炉渣冶炼的生产实践

查找相关文献[1][2]，表1统计了近年来国外典型高炉炉渣Al2O3含量在15%以上水平冶炼的公司的相关指标。国外采用高Al2O3渣冶炼，要高于我们的Al2O3水平。故认为只要采取有效措施，适当提高高Al2O3铁矿的使用配比、高炉高Al2O3渣冶炼、达到降低成本的目标在实际生产中是可以实现的。

文章来源：《烧结球团》 网址: http://www.sjqtzz.cn/qikandaodu/2021/0314/429.html