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MgO对烧结工艺及烧结矿冶金性能的影响杜瑞臣摘要：本文首先阐述了MgO对烧结工艺的影响，论述了MgO对烧结矿软熔性能的影响，接着分析了MgO对烧结矿性能的影响，最后对合理添加MgO高炉炼铁新工艺进行了探讨。
关键词：ＭｇＯ；烧结矿；高炉；软熔带引言随着钢铁企业的高质量转型发展，高炉对烧结品质的要求越来越高，传统的烧结配料已经不能满足实际的需求，所以应该更进一步的提升其冶炼条件，在整个烧结配料中缺少一种有效的脱硫物质，这就使得渣的流动性呈现降低趋势，不能达到理想的脱硫效果。
所以可以添加少量Mg0进行脱硫处理，对提升炉渣的流动性具有重要的意义。
本文将重点探讨Mg0对烧结工艺以及冶金性能的影响，并对合理添加MgO高炉炼铁新工艺进行了探讨。
1 MgO对烧结工艺的影响在烧结工艺中，Mg0对于其效率、功能以及炉渣的流动性都是具有一定影响的，在整个冶炼过程中，Mg0可以起到加快炉渣流动性的作用，但是对烧结工艺的影响却没有系统的实验进行分析。
为了充分了解MgO的使用性能，可以通过烧结实验进行详细的分析。
整个烧结实验中，铁精矿粉为主要的原材料，实验目的是探究MgO对烧结过程的影响，其中Mg0的含量尤为重要，本实验中采用含有MgO的白云石进行实验，通过实验可得出结论，在实验条件相同的情况下，MgO的含量与烧结的生产效率成反比，因为白云石的粘性不强，如果添加过多反而会造成不良影响，如果适当的降低白云石的含量，烧结生产效率得到了明显改善。
2 MgO对烧结矿软熔性能的影晌软熔试验使用内径φ75mm、底部设有φ10mm滴落孔的石墨坩埚。
取500g 粒度10.0~12.5mm烧结矿装人石墨坩埚，料柱高约65mm，试样上下均铺有焦炭层，从而保证熔化物和煤气流顺利通过。
试验结束后，对滴落物和坩埚中残留的渣进行成分分析。
当MgO的质量分数由1.3%增加至3.0%时，烧结矿形成的软熔带上沿温度变化幅度较小，软熔带温度区间显著升高，料柱最大压差随之上升。
培训材料熟之三料质量控制及煅烧方面的影响因素一、熟料质量控制的重要性1、熟料质量是确保水泥质量的核心，熟料质量达不到要求，难以磨制优质的水泥产品。
其中配料和煅烧是决定熟料质量的关键。
2、从生料到熟料，是一个化学反应过程。
化学反应，最基本的核心就是要求参预化学反应的物质间的比例要满足理论要求。
参预化学反应的某一物质的量，不得过剩或者不足，否则，化学反应形成的结果，不是当初设计的结果。
因此，熟料生产过程实际上要求是很精细的，不是表面上的那种粗糙现象。
3、设计合理的熟料率值，通过良好的煅烧，才干生产出优质的水泥熟料。
1、原料磨工艺变化现代水泥企业，以节能高效为主要导向，装备和工艺流程日益简化和高效。
2、原料磨由过去的球磨机改为现代立磨，原料磨工艺装备的改变，对产品质量的影响。
3、球磨机的工艺特点，决定了生料细度更加均匀，900 孔细度小，只在 3.0%以内， 1800 孔细度在 12%以内。
立磨的生料细度粗， 900 孔细度在 6.0-8.0%， 1800 孔细度在 22%摆布。
由上看出，现代水泥工业改成立磨后，生料的颗粒级配产生了较大的变化，立磨的生料粗大颗粒占比例明显上升，中等颗粒的比例，也较球磨机增加了一倍。
4、现代水泥工业、细度标准的变化。
80 年代，国家旋窑管理规程对细度有控制要求，最开始的标准规定生料细度小于等于 10%，作为一次水泥工艺管理的标准来执行，其后更改为 12%。
后来随着先进水泥工艺发展，生料细度作为一次过程控制指标，再也不强制执行，由企业根据自身生产需要自行控制。
质量体系认证，也将细度标准作为企业自行制定来审核，细度标准被企业自身不断放松标准。
按照现行立磨的生产工艺，生料细度按 10%、12%、16% 等等标准，已经无法满足当前立磨工艺的要求，根据立磨的特点及与窑的产能关系，细度只能控制在 20-22%之间,即使控制较好的工厂细度也在 8 摆布。
但是 , 目前的细度控制指标，不表示细度粗对煅烧没有影响。
煅后焦质量的影响因素分析和建议摘要：本文对回转窑煅烧工艺进行了简要介绍，并对煅后焦质量指标和制约主要质量指标的因素进行了详细分析。
煅后焦的质量指标主要包括含碳量、真密度、粉末电阻率、灰分、挥发分、全水分及硫份等。
在以上这些质量指标是衡量煅后焦质量的主要指标，了解影响煅后焦质量的因素并进行分析，以便更好的调节系统的运行状况，从而提高煅后焦的质量。
影响煅后焦质量的主要因素包括原料质量；煅烧带温度、位置和长度；窑的转速；窑负压。
结合我厂回转窑的运行状况对上述影响因素进行综合分析，从而使我们可以更加容易和熟练地掌握控制煅后焦产品质量的方法。
在对影响煅后焦的因素进行研究分析的基础上通过综合、总结、思考，提出我的一些建议，并为以后的工作提出新的研究课题。
关键词：回转窑，煅后焦，质量，节能减排，建议前言本世纪初，随着电解铝的建设向大规模、高效节能的方向发展，新建的电解铝厂生产规模大部分都在10万t／a以上。
目前阳极厂直接采用煅后焦作为铝用阳极的生产原料。
石油焦煅烧是铝用阳极生产的首道工序，煅后焦质量的好坏将直接影响阳极炭块的质量。
石油焦是石油提炼时产生的渣油或石油沥青经过加温焦化而得到的固体碳素材料，它是石油提炼后的副产品石油焦煅烧是碳素生产工艺过程中的一项重要工艺。
经过煅烧后的煅后焦质量对后面碳素制品各项工艺的技术指标有很大影响，是生产合格铝用阳极重要前提。
目前，世界上约有85%的石油焦采用回转窑煅烧[1]，其结构如图1所示。
图1回转窑系统建构简图第2章回转窑煅烧工艺简介2.1 回转窑工艺原理石油焦由煅前仓进入窑尾后，由于筒体的倾斜和旋转，使物料产生一个既沿着圆周方向翻滚，又沿着轴向从高端向低端移动的综合运动；物料在窑内完成干燥、预热、脱挥发和稠化等工艺过程。
期间原料中开始逸出挥发分时的温度一般是200～250℃，500℃后由于裂变加剧挥发分逸出量增大，当温度上升到一定值后，气体逸出量便急剧下降，大约1200℃后基本停止逸出。
高MgO石灰石对生产的影响及对策一、MgO对熟料生产和性能的影响概述原料中所含的MgO经高温煅烧，其中部分与熟料矿物结合成固溶体，部分溶于液相中。
当熟料含有少量MgO时，能降低熟料的烧成温度，增加液相数量，降低液相粘度，有利于熟料烧成，还能改善水泥的色泽。
在硅酸盐水泥中，MgO 与主要熟料矿物相化合的最大含量为2%（以质量计），超过该数量的部分就在熟料中呈游离状态，以方镁石的形式出现。
方镁石与水反应生成Mg(OH)2，体积较f-MgO增大，而且反应速度缓慢，导致已经硬化的水泥石膨胀，造成MgO膨胀性皲裂。
石灰石中MgO可以碳酸镁、白云石、菱镁矿、铁白云石、水镁石（ Mg(O H)2）等不同形式存在。
业已发现，在同样细度和快冷条件下，MgO在石灰石中以硅酸镁形式存在时，可获得均匀分布和细小（1~5微米）的方镁石晶体，而以白云石或菱镁矿形式存在时，则易产生粗大的（25~30微米）方镁石晶体。
众所周知，当熟料中含有粗颗粒方镁石晶体时，MgO含量超过2%就会产生有害作用。
熟料中方镁石晶体的生长速度明显地与不同含镁矿物分解出MgO的温度有关，分解温度越低，晶体生长的机会就越大，这在MgO与其它氧化物反应形成过度相的情况下尤其如此。
MgO可能形成过度相，否则将会影响熟料形成程序。
在水泥生料中存在极限范围的MgO是合乎需要的，它能使液相最初出现温度降低10°C，然而MgO不能显著地影响熟料的形成速度。
熟料中的MgO高至3%时，阿利特相含有恒定的MgO的比例，一般可达0.74%。
由于降低了活化能，加快了α—C2S→α’—C2S的转化，导致冷却时弱水硬性的β-C2S的稳定，降低了熟料活性。
二、国家有关技术标准规定GB175-2007通用硅酸盐水泥规定：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥中Mg O≤5.0%，如果水泥压蒸安定性试验合格，允许放宽至6.0%；矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥中MgO≤6.0%，大于6.0%时，需进行压蒸安定性试验并合格。
高镁石原料对煅烧质量带来的影响与对策措施水泥熟料主要成分是CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等四种化合物，次要成分为MgO、R2O、SO3等化合物，其中MgO含量允许达到5％，是次要成分中含量最多的一种。
江西永丰南方水泥有限公司是中国建材南方水泥（集团）公司在江西省吉安市永丰县陶唐乡投资新建的一条5000t/d新型干法水泥生产线，于2010年6月28日竣工投产。
其石灰石矿山质量（CaO：45～52.80%、MgO：1.00～7.00%、SiO2：0.50～4.00%）差异性波动大，石灰石原料品质主要表现在高镁、高硅、低钙石，通过矿山开采的精细化管理，多点搭配装车进厂等措施，才能满足水泥熟料生产用原料的基本要求。
1水泥原料中的MgO（1）水泥生产中，生料中的MgO主要来源于石灰石中的镁质矿物，这些矿物主要以硅酸镁、白云石、菱镁矿、铁白云石等不同类型存在。
（2）石灰石中MgO的含量对熟料强度有一定的影响，总的趋势是石灰石中MgO含量越高，则熟料强度越低。
根据试验研究，镁质矿物中MgCO3的分解温度为660～700℃，白云石Mg（CO3）2的分解温度为800℃，而石灰石中CaCO3分解温度接近900℃。
在水泥熟料生产过程中，MgO较CaO先形成。
2 MgO对熟料煅烧的影响（1）熟料煅烧时，生料中MgO：2.50%～3.00%和熟料矿物结合成固熔体，此类固熔体甚多，例如：CaO•MgO•SiO2、2CaO•MgO•SiO2、2CaO•MgO•2SiO2、3CaO•MgO•2SiO、7CaO•MgO•2Al2O3、3CaO•MgO•2Al2O3、MgO•Al2O3、MgO•Fe2O3以及C3MS2等，此类化合物的稳定温度在1200～1350℃，同时它还可能含有一些微量元素。
（2）在温度超过1400℃以上时，MgO的化合物会分解，且从熔融物中结晶出来。
（3）当熟料中含有少量细小方镁石晶格的MgO时，它能降低熟料液相生成温度，增加液相数量，降低液相粘度，增加液相表面张力，有利于熟料形成和结粒，也有利于C3S 的生成，还能改善熟料色泽。
（4）当熟料中粗大方镁石晶体的MgO超过3.0%时，则易形成方镁石晶体，导致熟料安定性不良。
（5）当氧化镁(MgO)含量过高时，则易生成大块、结圈和结厚窑皮，以及表面呈液相的熟料颗粒，此类熟料易损坏篦冷机篦板。
3 MgO对熟料结粒的影响（1）影响孰料结粒的因素①窑内熟料颗粒是在液相（熔体）作用下形成的，液相在晶体外形成毛细管桥。
②液相毛细管桥起到两个作用：一是使颗粒结合在一起，另一作用是作为中间介质，使CaO和C2S在熔融态内扩散生成C3S，颗粒的强度取决于毛细管桥的强度，桥的强度即连接颗粒的力随液相表面张力和颗粒直径的降低而增加。
③毛细管桥的数量又和颗粒直径的平方根成反比。
要结好粒，必须有足够的液相，并要求颗粒在液相内分布均匀，形成较高的表面张力，较低的液相粘度，适宜的结粒时间和温度等。
(2) MgO对液相性质的影响：①液相量：熟料液相量太少不易结粒，太多易结成致密的大块熟料；液相量与液相中所含的Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、MgO含量有关；液相量计算公式中，MgO的系数得以提高，说明MgO对液相量有较大的影响，与Fe2O3的系数接近。
其计算公式为：1400℃时液相量：L=3.0Al2O3+2.25Fe2O3+K2O+Na2O+MgO液相量在25～28%时，对结粒最有利。
当MgO含量超过2%以上的值乘以系数1.5。
②液相表面张力：液相表面张力是液相的重要性质，与结粒有着直接的关系。
液相表面张力增大易结粒，熟料颗粒的大小与液相表面张力呈良好的线性关系；液相的表面张力与元素外层电子的负电性有关（见图2），有些元素如K、Cl、S的表面张力值较低，不利于结粒，而Mg、Al等元素的表面张力值较高，有利于结粒。
图1 液相粘度和表面张力的影响③液相粘度：不同成分熟料的液相粘度值是不同的，一般说来液相粘度值减少，有利于CaO和C2S在液相内扩散生成C3S，也易结粒，液相粘度与温度有关，随温度上升而下降；几种元素共存的液相粘度值并非单元素的液相粘度值的叠加。
MgO－R2O－SO3复合存在时液相等粘度线从图2来看，R2O含量增加，粘度值增加较大，不利于结粒；SO3含量增加，粘度值降低，但SO3的粘度值较R2O低得多，因此SO3存在时结粒有所改善；若R2O、SO3均存在时，MgO含量增加，液相粘度值大大降低，有利于结粒。
图2 MgO-R2O-SO3复合存在时液相等粘度线液相的粘度与元素外层电子的负电性有关，液相粘度按它们碱性降低的次序（K－Na －Ca－Mg）逐渐降低，MgO仅对液相粘度有适当的下降（见图1）。
在煅烧的熟料成份中，适量加入Mg2+、SO32-、K-等离子后，熟料的液相表面张力和粘度均发生变化。
熟料在1450℃含25～35%液相时，粘度为0.16Pa.S，表面张力0.58N/m，加入MgO等化合物后的液相表面张力和液相粘度均发生变化，影响着熟料的结粒（见表1）。
表1 一些氧化物对液相粘度和表面张力的影响4 MgO对熟料强度的影响MgO存在于熟料内，会影响CaO的数量，因而MgO在一定程度影响熟料的强度。
为缓和MgO对熟料强度的影响，在水泥熟料生产中，应尽量提高石灰饱和系数KH和硅酸率SM值，相应提高C3S和C2S的含量，以提高熟料的强度。
5 MgO对产品安定性的影响①在硅酸盐水泥熟料中，MgO的固熔体总量可达2%，多余的MgO即结晶出来呈游离状方镁石，就会产生有害作用。
②熟料中方镁石晶体的生成速度与镁矿物的分解温度有关，分解温度越低，晶体生长的机遇越大。
总的说来，白云石等高镁原料分解温度较高，易生成大晶格的MgO。
③方镁石结晶大小随冷却速度不同而变化，快冷时结晶细小，方镁石水化缓慢，要几个月甚至几年才明显起来，水化生成Mg（OH）2时，体积膨胀148%，导致安定性不良。
④方镁石膨胀的严重程度与其含量、晶体尺寸等都有关系，方镁石晶体小于1μm且含量为5%时，只引起轻微膨胀，方镁石晶体为5-7μm且含量为3%时，会引起严重膨胀。
6 缓和高MgO原料对水泥生产质量影响的对策措施在熟料煅烧过程中，主要受由上述四种氧化物组成计算的石灰饱和系数KH、硅酸率SM、铝氧率AM以及SiO2、CaCO3等颗粒级配的影响，也就是生料的易烧性决定了烧成工况。
但是MgO含量较高时，对熟料液相量、液相表面张力、液相粘度以及熟料煅烧温度、熟料结粒、强度以及窑内结圈、结皮等均有影响。
6.1矿山开采工作的精细化管理，有力调控石灰石质量针对矿山石灰石质量的复杂性，采用多点开采，灵活控制手段，召开矿山开采质量专题会，制定开采方案与应对措施。
为此，加大矿山开采质量的监控力度，质控处抽调专人负责矿山开采现场监督与钻孔样品的采集与分析，根据每次检测结果及时制定阶段性科学合理的搭配装车方案进行调控，指导矿山开采工作的精细化管理能持续有效进行，做好石灰石原料矿山开采方案实施，有力确保开采进厂石灰石质量波动在合理的预控范围之内，基本满足水泥生产用石灰石原料的质量之需。
6.2 做好生料配料和均化工作在石灰石矿山开采科学合理搭配装车破碎进厂预均化圆堆的石灰石，严格实行自动连续堆料预均化工作，再是桥式取料机按照进一步均化的方式进行取料入原料配料站供生产配料之用，这样可以将石灰石质量的波动控制在阶段性合理范围，确保入磨石灰石品质（CaO:50.0±1.0%；MgO:2.5±0.5%；SiO2:1.5±0.5%）能基本稳定，生料中MgO含量阶段性均匀入窑。
当出磨生料中含有不同MgO含量时，其石灰饱和系数应作如下调整：①LSF=100CaO/（2.80SiO2+1.18Al2O3+0.65Fe2O3）（不含MgO）；②LSF=100（CaO+0.75MgO）/（2.80SiO2+1.18Al2O3+0.65Fe2O3）（MgO<2%）；③LSF=100（CaO +1.150 MgO）/（2.80SiO2+1.18Al2O3+0.65Fe2O3）（MgO>2%）。
6.3 控制合适的液相量、液相表面张力、液相粘度液相量是熟料结粒的重要因素，在计算液相量时，应注意MgO超过2%时的校正系数，还应考虑碱含量的因素。
为缓和MgO对液相量的影响，在提高熟料质量的前提下，适当提高石灰饱和系数KH及硅酸率SM值，减少Al2O3和Fe2O3的含量，减缓MgO对液相量的影响，相应减缓结大球的趋势。
同时KH值和SM值增加，增加了CaO、SiO2的含量，也增加了C3S和C2S的生成量及熟料煅烧温度，有利于提高熟料强度。
MgO含量在一定程度影响液相表面张力和液相粘度，影响熟料结粒。
（1）生料中MgO含量较高且易烧性较好、SiO2的易磨性好且颗粒较细、碱含量与硫含量对液相粘度影响不大时，C2S有利于与CaO结合生成C3S，则SM值可提高至3.00以上，在生产过程中结粒均齐，fCaO含量较低，熟料强度较高。
（2）生料中MgO含量较高但易烧性较差、SiO2的易磨性差且颗粒较粗、此外原料中带入的碱含量较高时，对液相粘度影响较大，不利于液相内的C2S与fCaO结合生成C3S。
在生产过程中，为缓和MgO对液相量的影响，可提高SM值；但SM值提高后，更不利于生成C3S，易使fCaO含量偏高(2.50%～3.80%)跑动；为降低fCaO含量，生产时提高烧成温度，但又易增大C3S的晶格易形成飞砂料，不利于熟料强度的提高；这种工况，SM 值是很难真正提高的。
通过几个月的生产实践表明：由成都建材设计研究院设计新建的用无烟煤作燃料的日产5000吨生产线，为了改善生料易烧性的不一致性，将其生料细度（颗粒级配）控制在17～19%，生料率值（KH:1.02～1.06；SM:2.7～2.90；IM:1.5～1.70）,基本前提是据石灰石中MgO含量不等且晶体大小有别，另外带入生料的原燃料中碱含量也不一致，此时只能结合实际状况，通过分析，找出优化点，进行微量调节，来提高熟料强度保持在（3d:3.5～4.5/32～36.5MPa；28d:7.8～8.6/62.0～64.5MPa）水平。
6.4 旋窑（中控员）操作措施（1）在生产过程中，加大窑尾风机风量，尽量减少窑内还原气氛，避免硫酸盐在还原气氛下分解造成窑后部结长厚窑皮，减缓MgO含量较高窑料出现结圈、结蛋从而进一步加剧窑内通风不良、还原气氛加重的恶性操作状况的产生。
（2）适当加快窑速，减少结厚窑皮的趋势。
（3）避免窑头过烧，减少表面带液相的大块熟料落入篦冷机内损坏前端篦板，或形成表面带液相的大晶格粉状熟料在冷却机进料口处粘结成雪人的事故。
