MgO原料对烧结矿低温还原粉化率的影响

根据渣的流动性和结晶化温度，规定了高炉渣的MgO含量在6mass%左右。烧结矿是高炉的主要铁源。在烧结矿生产过程中，含有MgO的原料作为烧结辅助原料的使用量应控制在数mass%左右。作为烧结矿的MgO原料，以往主要是使用蛇蚊石，但基于环保的考虑，日新制钢公司开始采用作为碳酸盐矿物的白云石和镍铁冶炼过程中产生的Ni渣等替代蛇蚊石。
Ni渣的SiO2含量高达50%，在烧结矿的成分设计上受到限制，但由于其价格比较便宜，因此仍作为部分MgO原料使用。但是，使用Ni渣会导致烧结矿的低温还原粉化率（下称“RDI”）大幅变差，因此Ni渣的使用量不能超过烧结矿成分设计的上限。这是Ni渣特有的现象，而使用白云石作MgO原料时，RDI却不会变差。
关于MgO对烧结矿质量如强度和还原度指数的影响，至今已进行了大量的研究。由于MgO量的增加会使液相线温度上升，因此会导致烧结矿的冷态强度和合格率的下降。另一方面，烧结矿的高温性状与高炉软熔带有关，它会因液相生成温度的升高和渣熔点滴下温度的下降，造成高炉炉料的透气性或压损的下降，因此对高炉操作来说最好是增加MgO原料的使用量。另外，关于使用蛇蚊石和白云厂作MgO原料时的烧结反应，日新制钢公司也进行了详细的解析。随着MgO的增加，RDI得到了改善，但对于使用不同种类的MgO原料的情况进行详细研究的报告很少，对使用Ni渣后RDI变差的原因也不清楚。
因此，为确立Ni渣作为MgO原料使用的技术，日新制钢公司通过实验室实验和实机试验，调查了MgO原料对RDI的影响，得出如下结论。
（1）使用Ni渣作为MgO原料时RDI变差是由于Ni渣与熔液的同化性比白云石和蛇纹石更差，造成磁铁矿中的MgO含量变低，二次赤铁矿量增加所致。
（2）Ni渣与熔液的同化性差的原因是由于加热过程中没有产生脱氧和脱水反应，Ni渣的比表面积比其它MgO原料的小所致。
（3）随着Ni渣粒度的细化，RDI会提高。当Ni渣的平均粒度在1.3mm以下时，RDI的改善程度达到接近使用白云石时的水平。这是因为它可抑制二次赤铁矿生成的缘故。
（4）采用实机对平均粒度为2.1mm和1.3mm的Ni渣进行试验，结果确认通过细化Ni渣粒度可以提高RDI。