河北新金高炉配给菱镁石研究及实践

在烧结工序添加白云石等含镁熔剂补充MgO，不可避免会降低烧结矿品位、增加燃料消耗、恶化烧结矿冶金性能。河北新金钢铁炼铁厂瞄准这一痛点，将镁元素补给任务从烧结工序部分转移至高炉工序，以高炉批料定量配给菱镁石，实现MgO精准调控，摆脱两难困境。

烧结性能研究

自2025年2月份开始，新金钢铁在一座1080立方米高炉和一台200立方米烧结机，开展烧结降镁—高炉补镁协同优化，进行了一系列研究。

MgO有利于改善烧结矿低温还原粉化指数，改善炉渣流动性和脱硫效果，因此炼铁工序要求烧结矿含有一定的MgO。对烧结矿来说，MgO含量会抑制铁酸钙形成，降低烧结矿质量，且MgO熔点在2800℃，因此，烧结矿MgO含量高必然导致燃耗高、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。

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小于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大于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MgO量，得出菱镁石的适配配比，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。

菱镁石的主要成分为MgCO3，在炉内分解产生MgO，可从3个维度优化炉渣性能：一是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；二是优化硫分配系数，当镁铝比≥0.60时，脱硫效率可提升15%～20%；三是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。

工艺流程设计

定量配吃菱镁石需与高炉上料系统深度融合，其核心管控有三个环节：一是原料管控，菱镁石粒度控制在25毫米~40毫米，要求MgO含量大于40%、SiO2含量小于8%，保障与矿石混合的均匀性；二是配比管控，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；三是入炉管控，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。

操作制度优化

针对菱镁石分解吸热的特性，新金钢铁同步配套调整3项操作制度，维持高炉热平衡与稳定运行：一是热制度调整，确保炉温按Si含量为0.3%~0.4%控制，铁水温度高于1490℃；操作上适当提高风温。二是造渣制度调整，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；三是料制度调整，将菱镁石布料到中心环带，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。

工业实践成果

新金钢铁炼铁厂在1080立方米高炉每批料配给0.55%菱镁石，约吨铁10千克，在生产与成本两方面取得收益。一方面是烧结矿质量升级。烧结矿品位升高0.47%，MgO降低0.46%，碱度降低0.06%；转鼓强度从75.84%升高到76.95%，说明降MgO对质量起到一定支撑作用；烧结低温还原粉化指数升高3.4%，返粉率降低0.77%。另一方面，镁石粉耗量降低8千克，燃耗降低2.1千克，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，烧结矿成本和单品位成本均呈现降低趋势。

通过数据可见，定量配给菱镁石后，随着烧结矿质量提升后，高炉透气性明显好转，压差下降，每分钟风量提高43立方米，燃料比降低5千克/吨，综合入炉品位提升0.68%，高炉产量提升1.36%~1.7%。每吨铁水成本降低10元~15元，年可降成本约1300万元，实现了产量与成本的双向优化。

问题解决方案

在实践过程中，新金钢铁对出现的问题给出对应的解决方案。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；针对烧结矿质量问题，坚持高炉定量配给优先，避免菱镁石全量加入烧结工序；面对热平衡问题，持续优化风温与富氧率的调控策略，用稳定合适的炉温和物理热抵消菱镁石分解吸热。同时，该厂建立分段管控机制，根据炉渣Al2O3含量动态调整菱镁石配给量，进一步提升调控精度。

高炉批料定量配给菱镁石为高炉炼铁提供了一种灵活、精准的MgO调控路径，既规避了烧结加镁的弊端，又实现了炉渣性能优化。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、高效炼铁提供实践样本。（中国冶金报）