青钢高炉渣中适宜镁铝比的探讨与实践X宏星1,2,安秀伟2,王东2〔1科技大学；2某某特殊钢铁某某〕摘要：通过理论分析结合青钢新老厂区多年现场实际生产情况， 对高炉渣中合理镁铝比进展了探讨，结果显示高炉适宜的镁铝比很大程度上取定于高炉的原燃料条件和操作 环境青钢原燃料条件下，老区 500m3左右，新区1800m30左右，后期随冶炼条件的改善，可继续降低关键词高炉渣物理热镁铝比粘度Exploration and investigation to Suitable for MgO-AI 2O3 Ratioof Blast Furnace Slag of QingsteelZHANG Hongxing 1,2 AN Xiuwei 2 Wang Dong2(1. Uni versity of Scie nee and Tech no logy Beijing ； 2.Q in gdao Special Steel Co., Ltd)Abstract Theoretical analysis bined with the years of actual production condition in the new district and the old district of Qingsteel, showed that the suitable for MgO-Al 2O3 ratio of blast furnace slag much depended on the current conditions of raw material, fuel and the blast furnace operatio n. At the con diti ons of Qin gsteel, the suitable for MgO-Al 2O3 ratio of blastfurnace slag is about 0.65 for the blast furnace of 500 m in the old district, and is about 0.50 for the blast furnace of 1800 m in the new district, which can be con ti nued to reduce, with the improveme nt of operati ng con diti on.Key words blast furnace slag physical thermal MgO-Al 2O3 ratio viscosity青钢新老厂区情况简介青钢老区原有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1090E，块矿比例在20%左右。
经 屡次工业实验，最终确定高炉渣中适宜的镁铝比为 0.65左右，并以此为指导保持了高炉的长期稳定顺行青钢董家口新区一期工程于 2015年实现铁-钢-轧全线贯穿一期建设有两座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顶装干熄焦，目前高炉干熄焦使用比例为70-80%经过多方面的持续不断努力，高炉渣中的镁铝比从投产初期的0.65逐步降低到了 0.5左右，并保持了高炉的长 期稳定顺行和低燃料比消耗1 MgO含量与温度对高炉渣性能影响的理论分析1.1 MgO含量对炉渣熔点的影响如如下图1所示为AI2O3含量为15%时的SiO2-CaO-MgO- AI2O3四元渣系等 温图其中黑色粗实线为青钢高炉常用二元碱度为 1.1时，不同MgO含量所对应的炉渣成分实心黑点处为炉渣成分，其熔点约为 1440E可以看出，随着渣中MgO含量的降低，炉渣成分沿黑色粗实线左移，熔点逐渐降低当 MgO含量降低到0%时，其熔滴达到最低位1400T，可见MgO含量对高炉渣的熔点 影响并不大
由图可以看出，随着渣中 MgO含量的降低，炉渣粘度逐渐增加， 且呈加速增加的趋势图中黑色空心圆处为为炉渣成分， 其粘度约为2.9泊当 炉渣沿着1.1碱度线向下移动时，渣中MgO含量逐渐降低，当降低到5%时，此 时的镁铝比为0.33接近自然镁，对应炉渣的粘度增加到了约 5泊，但仍然处于 较低水平，对高炉冶炼不会造本钱质上的影响R-1.1图2 1500C时MgO-CaO-AI 2O3三元渣系等粘度图〔SiO2=35%，粘度单位：泊〕[1]〔上图方框中SiO2含量由36%改为35%〕1.3温度对炉渣粘度的影响图3表示了温度对不同Al 2O3含量炉渣的粘度的影响由图可以看出，不同Al 2O3含量下，其粘度值均随温度的增加而迅速降低，当温度高于1480E以上时,Al 2O3含量对炉渣粘度的影响几乎可以忽略不计，且均处于 5泊以下图3 Al 203含量对炉渣粘度的影响〔〕[2]总上可知，高炉渣中氧化镁含量对于高炉渣熔点和流动性均有一定影响， 但还不足以影响高炉的顺行同时，只要满足物理热在 1480C以上，即可大幅降低这种影响基于以上理论，我们在青钢新老区进展了以追求高炉适宜镁铝比为 终极目标的降低氧化镁含量的屡次工业实验。
2青钢高炉炉渣适宜镁铝比的探索2.1老厂区500m3高炉降低渣中镁铝比生产实践老厂区500m3高炉，受条件限制，全部使用外购二级焦， 2010-2015年局部高炉生产数据如表1所示表1 2015年前青钢老区500m3高炉生产情况时间焦炭等级富氧率/%热风风温度/C炉渣铝含量/%入炉品位/%高炉煤比/kg •块矿比例/%镁铝比2010 年二级1070124202011 年二级1138160212012 年二级1121170192013 年二级1099173182014 年二级1100170202015 年二级109016422青钢小高炉大量使用外购二级焦炭， 利用不算太大的代价，适当提高镁铝 比，提高了渣铁流动性，弥补了小高炉二级焦炭透气性和透液性的不足不容易处 境渣铁的劣势，大大降低了高炉的操作难度，保持了高炉稳定顺行在炼铁工艺技术人员不断争论中，我们反复实践、探究，最终在实践中逐渐 形成了认识的统一，即：青钢小高炉一般渣铁物理热较低〔＜14800〕，在高炉渣 低镁铝比〔＜0.60〕的情况下，炉渣流动性较差，理论渣经常性出不尽，造成高 炉炉况难以驾驭，经常出现炉况失常另外，青钢小高炉，风温、富氧率低，块矿使用率较高，煤比拟高，全部使 用二级冶金焦，较低价格的原燃料，使得铁水本钱处于行业较好水平， ，权衡得失，我们认为在当时的条件下渣中镁铝保持在 0.65左右，是使得高炉操作可控、 本钱较低，保持长期顺行的保证。
2.2新区1800m3高炉适宜镁铝比探索青钢董家口新区高炉投产以来，高炉降低镁铝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，加之铁后工序产能较低，限制了高炉的强化 冶炼，高炉富氧处于较低水平同时，由于投产之初焦炭质量较差，铁水物理热 波动较大，高炉几次降低渣中镁铝比的实验都无功而返， 被迫维持较高镁铝比来维持高炉渣的流动性，保证高炉的顺行表2 青钢1#1800m3高炉局部生产数据〔〕时间焦炭富氧热风风渣中铝含入炉品高炉煤燃料比块矿比渣镁铝M40/%/%温/C量/%位/%比 /kg t-1/kg t-1例/%比71010左右同时，保持了高炉渣铁物理热的充沛〔~1500C〕，根本没有憋渣现象,顺行良好，局部生产数据如表 3所示表3 青钢1#1800m3高炉局部生产数据〔〕时间焦炭M40/%富氧/%热风风温厂C渣中铝含量/%入炉品位/%高炉煤比/kg t-1燃料比/kg t--1块矿比例/%渣镁铝比1315由上表可以看出，高炉渣中镁铝比降低后，尽管高炉生块矿比例使用在 6月份达到了 15%，而燃料比却仍维持在500 kg/t左右，高炉渣铁物理热充沛，维 持了长周期的稳定顺行随着高炉外部环境的改善，我们将尝试进一步降低炉渣 中的镁含量，以期获得更加经济的镁铝比。
通过青钢新老厂区以与国内外高炉的生产实践， 我们发现高炉渣中适宜的镁铝，不是每座高炉都一样不同原燃料条件，不同的操作条件，其适宜的镁铝比 也不同一些冶炼镍铁的小高炉，其渣中铝含量高达30%左右，由于其不控制铁 水中的硫，可以高硅、高物理热操作，而炉缸不形成石墨碳堆积，维持较低的镁 铝比，同样可以维持高炉的稳定顺行［3］但一般冶炼普通制钢铁的小高炉，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，降低镁铝比一定要 权衡条件是否条件成熟，慎重行事否如此，控制不好，很容易导致渣铁出不尽， 形成顽固性悬料，难以维持高炉的长期稳定顺行而对于原燃料质量稳定且较好， 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，炉料结构中生 料比例较低，渣铁物理热可以稳定维持在 1480C以上的大型高炉，可以尝试尽量降低炉渣中的镁铝比，以获取更为经济的技术指标，降低本钱3青钢高炉进一步降低镁铝比亟待改良之处青钢新区由于投产时间短，各项工作还处于起步和摸索阶段，导致烧结矿和 焦炭质量波动较大，是限制高炉进一步降低镁铝比的最重要原因3.1烧结矿质量图4为青钢新区与1#高炉配套的240m2烧结机4-6月份所生产烧结矿的碱 度变化情况。
由图可以看出，在中值1.90的情况下，碱度最高达2.28,最低1.74, 波动较大，而合格率仅为 42.86%此种情况下，高炉需要一个比拟有弹性的渣 系做保障保持一定的炉渣镁铝比，对于稳定炉况有着重要作用，不适于大幅降 低渣中镁铝比时间图4青钢2016年4-6月份烧结矿碱度情况图5为青钢4-6。