2018年1月22日，中国金属学会在北京组织召开了由上海梅山钢铁股份有限公司和东北大学完成的“现代高炉最佳镁铝比冶炼技术的开发与应用”科技成果评价会。

 

 

随着我国进口铁矿用量的不断增加，高炉炉渣中Al₂O₃含量随之增加。对于高炉炉渣Al₂O₃含量升高带来的炉渣流动性、脱硫能力等冶金性能下降的问题，通常采用在烧结工艺添加MgO的方法加以改善。由于添加MgO还具有改善烧结矿低温还原粉化的功效，因此导致国内普遍存在炉渣镁铝比（MgO/Al₂O₃）越高越好的认识误区，使得我国炉渣的镁铝比处于偏高的不适当范围。2015年，我国1 000 m³以下高炉渣的平均镁铝比约为0.68，1 000～3 000 m³高炉渣的平均镁铝比约为0.60，3 000 m³以上高炉渣的平均镁铝比约为0.55～0.57。较高的镁铝比不仅增大了渣量、能耗及镁资源的消耗，同时也影响烧结生产及烧结矿的质量。因此，研究烧结-高炉各环节适宜的MgO含量和高炉渣中适宜的MgO/Al₂O₃比例显得十分必要。

 

另外，MgO的添加一般通过烧结矿或球团矿，需要进行现代高炉原燃料条件下烧结-球团-高炉添加MgO协同优化的研究与冶炼技术的开发，旨在探讨现代高炉最佳镁铝比的冶炼技术，确定烧结矿的最佳MgO含量、球团矿的最佳MgO含量及高炉渣最佳的MgO/Al₂O₃操作参数等。

 

在上述背景下，上海梅山钢铁股份有限公司和东北大学进行了“现代高炉最佳镁铝比冶炼技术的开发与应用”课题的研发。

 

项目评价委员会听取了项目组的研制报告、用户使用报告、经济效益报告及科技查新报告，并审查了全部评价文件资料，经质询、讨论，项目评价委员会认为该项成果总体达到国际先进水平，其中对MgO在炼铁工艺中的作用机理研究方面达到国际领先水平。

 

该项目开发及取得的研发成果，改善了高炉渣及烧结矿、球团矿冶金性能，减少了炼铁工序的熔剂消耗量，有利于降低高炉渣量、降低燃料比、提高产量。其主要创新点如下：

 

（1）首次采用系统全视角的方法将MgO在烧结-高炉冶炼各工序中的作用联系起来，兼顾烧结、球团、高炉不同工序对MgO熔剂的需求，科学地提出了合理添加使用MgO的问题。课题在统筹研究了MgO在烧结矿、球团矿、风口喷吹及炉渣的适宜含量的基础上，提出了最佳镁铝比操作的理念。

 

（2）在保证烧结矿具有良好低温还原粉化性能的基础上，确定适宜的烧结矿MgO含量，以此提高烧结生产效率，并获得了强度高、还原性好、高温软熔性能好、且低温还原粉化指标稳定的优质烧结矿。同时统筹兼顾了炉渣与球团对MgO的需求，获得了高温强度高、软熔性能好的含MgO球团矿。以改善高炉渣的流动性、热容量、脱硫能力等对MgO的需求为前提，按需求分配使用MgO，使MgO的正影响最大化，负影响最小化，从而做到MgO在全炼铁流程中的功效最大化。

 

（3）根据Al₂O₃含量不同，分段确定最佳镁铝比操作指标。

 

1）当渣中Al₂O₃<14%时，MgO根据烧结矿的低温还原粉化指标要求添加；

 

2）Al₂O₃=15%～17%时，镁铝比应控制在0.40～0.50；c）当渣中Al₂O₃>18%时，镁铝比应控制在0.45～0.55。

 

该项目取得发明专利13件，已在梅钢4号（3 200 m³）、5号（4 070 m³）高炉及其烧结工序上应用，镁铝比降至0.43，渣量降低11.48 kg/t，燃料比降至492.5 kg/t（降低1.5 kg/t）。不仅降低了炼铁成本，还有利于减少CO₂和废弃物排放，经济效益和社会效益显著。建议进一步推广应用。