摘要

　　钢铁行业进入高质量发展新阶段，成本压力与生产效能的平衡，成为企业核心竞争力的关键。在高炉炼铁环节，炉渣的流动性、脱硫能力与软熔性能，直接决定高炉顺行状态与能耗水平，而MgO作为调控炉渣性能的核心元素，其供给方式的选择，对生产综合效益有着深远影响。

　　关键词：高炉炼铁；菱镁石；定量配吃；炉渣调整；镁铝比；软熔性

　　1、引言

　　传统工艺中，企业多选择在烧结环节添加白云石等含镁熔剂来补充炉渣所需MgO，但这种方式会不可避免地降低烧结矿品位、增加燃料消耗，同时恶化烧结矿冶金性能，形成“补镁提渣性，却损烧结质”的矛盾。河北新金钢铁炼铁厂瞄准这一行业痛点，创新提出“烧结降镁-高炉补镁”协同优化策略，将镁元素供给任务从烧结工序部分转移至高炉工序，以高炉批料定量配吃菱镁石的技术，实现MgO精准调控，破解传统工艺的两难困境。

　　2、烧结性能研究及定量配吃菱镁石的技术内核

　　自2025年2月份开始，在新金钢铁铁前系统其中一座1080m³高炉和一台200m²烧结机，针对“烧结降镁-高炉补镁” 的协同优化策略，进行了一系列的研究工作。

　　2.1烧结矿降低MgO含量之后的对烧结冶金性能的影响研究：

　　MgO有利于改善烧结矿RDI+3.15mm，改善炉渣流动性和脱硫效果，炼铁要求烧结矿具有一定的MgO含量。但对烧结矿来说，MgO含量会抑制铁酸钙的形成，降低烧结矿的质量，且MgO的熔点很高，达到了2800℃，因此高MgO烧结矿必然导致燃耗高、转鼓强度低、还原性差，实践证明烧结矿MgO含量控制在1.8以下为宜。

　　2.2炉渣MgO需求的精准匹配

　　炉渣中MgO的合理含量并非固定数值，需结合渣中Al₂O₃含量动态调整：

　　当渣中Al₂O₃＜14%时，MgO可按需灵活添加；

　　当Al₂O₃处于15%～17%区间，镁铝比需控制在0.55～0.60；

　　当Al₂O₃＞18%时，镁铝比需提升至0.65以上。

　　基于这一规律，通过计算每批炉料所需带入的MgO量，反推得出菱镁石的适配配比（炉料的0.5%～0.7%），以此将炉渣MgO含量稳定控制在8%～10%的理想区间，从源头实现炉渣成分的精准调控。

　　2.3菱镁石对炉渣性能的优化机制

　　菱镁石的主要成分为MgCO₃，在高炉高温环境下分解产生的MgO，从三个维度优化炉渣性能：

　　1.降黏提流：打断高铝渣的硅酸盐网络结构，降低炉渣黏度，提升炉渣流动性；

　　2.强化脱硫：优化硫分配系数，当镁铝比≥0.60时，脱硫效率可提升15%～20%；

　　3.优化软熔带：减少高熔点化合物生成，将软熔带温度区间缩小20～30℃，改善高炉透气性与顺行状态。

　　3、落地实施的关键路径

　　3.1工艺流程的集成设计

　　定量配吃菱镁石技术需与高炉上料系统深度融合，核心管控三个环节：

　　原料管控：菱镁石粒度控制在25-40mm，要求MgO含量＞40%、SiO₂含量＜8%，保障与矿石混合的均匀性；

　　配比管控：通过皮带秤精准控制，按每批料质量的0.55%～0.65%定量添加菱镁石；

　　入炉管控：菱镁石与烧结矿、球团等炉料经皮带输送机充分混合后同步入炉。

　　3.2操作制度的协同优化

　　针对菱镁石分解吸热的特性，新金钢铁同步配套调整三项操作制度，维持高炉热平衡与稳定运行：

　　1、热制度调整：确保炉温按0.3-0.4控制，铁水物理热大于1490度；操作上适当提高风温。

　　2、造渣制度调整：适当提高二元碱度到1.20～1.25，三元碱度到1.45～1.50，规避碱度波动对炉况的影响；

　　3、装料制度调整：将菱鎂石布料到中心环带，烧结矿质量提升后，高炉采取抑制边缘的装料制度提高煤气利用率。

　　4、工业实践的效益成果

　　新金钢铁炼铁厂1080m³高炉通过每批料配吃0.55%(约吨铁10kg)菱镁石的工业实践，取得了兼具生产与成本的双重收益：

　　4.1烧结矿质量升级

　　2.1.1降低MgO前后数据对比：烧结矿品位升高0.47%，MgO降低0.46%，碱度降低0.06%。

　　2.1.2降MgO后转鼓强度从75.84%升高到76.95%，升高1.11%，说明降MgO后对质量起到一定支撑作用。

　　2.1.3通过以上实验数据可发现降低烧结矿氧化镁之后烧结RDI+3.15mm呈现增高趋势，升高3.4%，返粉率降低0.77%。

　　2.1.4从市场行情了解，1-3月份市场价基本平稳，对成本影响较少，降MgO后镁石粉耗量降低8公斤，燃耗降低2.1公斤，成本降低15.12元，品位升高0.47%，影响到单品位成本降低0.4元，降镁后烧结矿成本和单品位成本均呈现降低趋势。

　　4.2高炉生产效能提升

　　通过数据可见，定量配吃菱镁石后，随着烧结矿质量提升后，高炉透气性明显好转，压差下降，风量提高43m³/min，燃料比降低5kg/t，综合入炉品位提升0.68%，高炉产量提升1.36%-1.7%，同时铁水成本每吨降低10-15元，年降本约1300万元，实现了产量与成本的双向优化。

　　5、问题应对与未来展望

　　5.1常见问题与优化方案

　　在实践过程中，新金钢铁针对出现的问题形成了对应的解决方案：

　　1、炉况波动问题：针对配比偏差引发的碱度波动，通过强化电子秤定期校准与物料粒度管控解决；

　　2、烧结矿质量问题：坚持“高炉定量配吃优先”的原则，避免菱镁石全量加入烧结工序；

　　3、热平衡问题：持续优化风温与富氧率的调控策略，稳定合适的炉温和物理热抵消菱镁石分解吸热的影响。

　　同时建立分段管控机制，根据炉渣Al₂O₃含量动态调整菱镁石配吃量，进一步提升调控精度。

　　5.2技术展望

　　高炉批料定量配吃菱镁石技术，为高炉炼铁提供了一种灵活、精准的MgO调控路径，既规避了传统烧结加镁的弊端，又实现了炉渣性能的优化。未来，新金钢铁将进一步深化该技术的应用，结合智能配矿系统，实现镁铝比的动态、实时调控，持续挖掘高炉降本增效的空间，为钢铁行业绿色、高效炼铁提供可复制的实践样本。（朱晓旭　梁毅　常东进　郭辉　白贺龙　郭江平）

　　参考文献

　　[1] 高炉炉料中合理利用含MgO原料的基础理论研究[D]. 华北理工大学，2017.

　　[2] 韩宏松. 合理利用MgO改善高炉操作的试验研究与工业实践[D]. 东北大学，2020.

　　[3] 姜鑫等. 改善含MgO铁矿石软熔性能的研究[J]. 东北大学学报，2007.