本发明属于钢铁冶金高炉炼铁炉料优化技术领域，具体涉及一种高炉含铁炉料mgo优化分配方法。
背景技术：
高炉冶炼为了达到很好的渣铁分离效果，对炉渣的化学成分(sio2、cao、mgo、al2o3等)有一定的要求，研究表明炉渣mgo含量8％～12％、二元碱度1.05～1.15时，炉渣的流动性、脱硫性能等最佳。铁矿石中cao、mgo含量较低，需要外加碱性熔剂来补充炉渣所需mgo和cao。cao、mgo的来源有三种：(1)烧结矿，(2)球团矿，(3)生熔剂；目前国内典型的高炉炉料结构为：70％以上的高碱度高镁烧结矿+25％以下的酸性球团矿+5％-15％块矿占；cao和mgo几乎全部来自烧结矿，其mgo含量基本在2.0％以上。这种炉料结构存在以下问题：(1)烧结矿mgo过高，阻碍了铁酸钙粘结相的生成，烧结矿强度低、烧结生产能耗高；(2)酸性球团矿还原性差、软熔温度低，限制了球团入炉比例；(3)球团矿与烧结矿的冶炼性能差异大，综合炉料的软熔带宽、透气性差，利用系数低、能耗高，严重时影响高炉顺行。因此，有必要对高炉炉料结构，特别是mgo、cao进行重新的优化分配，在不影响烧结、球团生产的情况下，改善综合炉料的冶金性能。
欧美国家主要通过带式焙烧机生产碱性含镁球团，球团矿入炉比例在50％以上，甚至达到100％，炼铁综合性能指标好。我国球团生产以链箅机-回转窑为主，大量研究表明但无论是采用含镁铁精矿、配加高镁粘结剂还是添加剂，预热球和焙烧球强度均随球团mgo含量的升高而明显降低，采用链箅机-回转窑生产含镁球团难度大；采用含钙添加剂可以产生一定量的液相，提高球团强度，但会改变球团的碱度，需提高球团矿的入炉比例或降低烧结矿的碱度，但我国高炉以高碱度烧结矿为主，短时间内不可能大幅提升球团矿入炉比例，球团cao含量的提升受到限制。
技术实现要素：
针对我国现有高炉mgo全部由烧结矿提供存在的烧结矿与球团矿冶炼性能差异大、炼铁综合指标差等问题，本发明的目的在于提供一种高炉含铁炉料mgo优化分配方法，将高炉冶炼必需的mgo由烧结矿部分转移到球团矿，同时适当调整球团矿的碱度和入炉比例，改善综合炉料的冶金性能，提升炼铁综合效益。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
本发明的一种高炉含铁炉料mgo优化分配方法，高炉含铁炉料主要包括烧结矿和球团矿，其特征在于，所述的mgo优化分配方法包括如下步骤：
s1：在保证烧结矿强度的前提下，确定优化的烧结矿mgo含量smg’≤1.8％、二元碱度(cao/sio2)sb’≥1.8；
s2：在保证球团矿强度满足要求的前提下，确定优化的球团矿mgo含量为1.5％-2.0％、二元碱度，即1.5％≤pmg’≤2.0％，pb’≤0.4，入炉比例pp’≤30％；
s3：根据高炉综合炉料二元碱度目标要求bb，以及各含铁炉料的二元碱度约束条件，确定优化的球团矿的入炉比例pp’；s4：根据高炉综合炉料mgo目标含量bmg、优化的各含铁炉料入炉比例，以及各含铁炉料mgo约束条件，确定优化的球团矿mgo含量pmg’和烧结矿mgo含量smg’。
进一步地，步骤3中球团矿入炉比例pp的计算公式为：
式中：pp’表示优化的球团矿质量占高炉含铁炉料总质量的百分比，％；bb表示高炉综合炉料二元碱度要求；sb表示烧结矿二元碱度；pb’表示优化的球团矿二元碱度。
进一步地，步骤4中优化分配的球团矿mgo含量pmg’的计算公式为：
式中：pmg’表示优化的球团mgo含量，％；bmg表示高炉入炉mgo要求，％；smg’表示优化的烧结矿mgo含量，％；sp’表示优化的烧结矿质量占高炉含铁炉料总质量的百分比，％；pp’表示优化的球团矿质量占高炉含铁炉料总质量的百分比，％；其中pp’+sp’＝100％。
所述的优化分配后的综合炉料还原度升高、软熔温度降低、软熔区间变窄(30-50℃)。
与现有技术相比，本发明的优点是：
(1)现有技术中高炉mgo全部由烧结矿提供，烧结矿与球团矿熔化温度相差近200℃，综合炉料的软熔带跨度大；本发明烧结矿与球团矿的mgo含量接近，二者的熔化温度差距缩小到100℃以内，综合炉料的冶炼性能改善。
(2)现有技术中烧结矿mgo在2％以上，转鼓强度低，熔滴温度高、软熔区间宽；本发明烧结矿mgo控制在1.6％以内，转鼓强度提高，熔滴温度降低、软熔区间变窄。
(3)现有技术中球团矿熔滴温度低、软熔区间窄；本发明可将球团矿mgo提高至1.5％-2.0％，熔滴温度提高至1250℃以上。
本发明通过提高球团矿的mgo含量，保证球团矿强度的同时改善其软熔性能；同时降低烧结矿的mgo含量，提高烧结矿的强度；大幅缩小了烧结矿与球团矿冶金性能的差异，提升了高炉综合炉料的冶炼性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明通过提高球团矿的mgo含量，降低烧结矿的mgo含量，将高炉冶炼所需的mgo优化分配至烧结矿和球团矿中，缩小二者的冶金性能差异，改善综合炉料的冶金性能。
本发明mgo优化分配方法的计算步骤
s1：确定优化的烧结矿mgo含量smg’和二元碱度sb约束条件
目前烧结矿的mgo含量基本在2.0％以上，烧结矿的强度低、能耗高。大量研究表明：烧结矿mgo含量高会阻碍铁酸钙粘结相的生成，降低烧结矿的强度，研究结论是碱度1.8-2.0的烧结矿mgo含量不宜超过1.6％～1.8％。因此，本发明在保证烧结矿强度有所提高的前提下，确定优化的烧结矿mgo含量smg’≤1.8％、二元碱度sb≥1.8；
s2：确定优化的球团矿mgo含量pmg’和二元碱度pb’约束条件
根据目前球团矿的mgo含量和二元碱度低，球团还原度低、还原膨胀高、熔滴温度低。大量研究表明：随球团矿mgo含量提高，球团矿强度降低；添加cao可以改善含镁球团矿强度。因此，本发明在保证球团矿强度满足要求(≥2500n/p)的前提下，确定优化的球团矿1.5％≤pmg’≤2.0％，pb’≤0.4；
s3：确定优化的球团矿的入炉比例pp’
根据高炉综合炉料二元碱度要求bb，以及烧结矿和球团矿的二元碱度(sb、pb’)，确定球团矿的入炉比例pp’：
例如：高炉综合炉料目标碱度为1.55，烧结矿碱度为2.05，球团矿碱度为0.2，则球团矿的比例为(1.55-2.05)/(0.2-2.05)＝0.27，即27％。
s4：确定优化的球团矿和烧结矿mgo含量
根据高炉综合炉料mgo目标含量bmg、球团矿的入炉比例pp’，以及烧结矿和球团矿mgo含量约束条件，确定优化的球团矿mgo含量pmg’和烧结矿mgo含量smg’：
例如：优化的球团矿比例为25％，高炉含铁炉料mgo目标含量为1.6％，设定优化的烧结矿mgo含量为1.6％，则优化的球团矿mgo含量为(1.6-0.75*1.6)/0.25＝1.6。
2、本发明与现有技术的烧结矿、球团矿成分对比
现有高炉炉料结构：75％高碱度烧结矿、25％酸性球团矿，高炉含铁炉料的二元碱度目标为1.55，mgo目标含量为1.6％。根据高炉综合炉料的r和mgo以及烧结矿、球团矿的入炉比例，本发明对比列和实施例的炉料结构如表1所示：
表1对比列和实施例的含铁炉料结构
由表1可知，mgo优化分配后，球团矿mgo含量由0.4％升至1.5％-2.0％，可以在烧结矿和球团矿的比例保持不变或小幅变化(球团矿比例由25％升至30％)的条件下，烧结矿mgo含量由2.0％降至1.45％。
3、本发明与现有技术的高炉炉料性能对比
本发明与现有技术的球团矿冶金性能对比如表2所示，高炉综合炉料性能如表3所示：
表2球团矿性能对比
表3高炉综合炉料冶金性能
由表2和表3可知，mgo优化分配了以后，球团矿的还原度提高，软熔温度提高，软熔区间加宽，与烧结矿的冶金性能差异变小；综合炉料的还原度提高2.45％，粉化性能变化不大，软化和熔滴温度降低20-40℃，软熔区间缩小50℃，综合炉料性能明显改善。
以上实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求保护的范围。