烧结矿中有害元素对高炉的危害和抑制

烧结矿中有害元素对高炉的危害和抑制

黄克存、班友合、孟德礼 （国丰钢铁有限公司技术部）

摘 要 随着我公司的高炉逐步进入炉役后期，延长高炉寿命不仅可以直接减少昂贵的大中修费用，还可以避免由于停产造成的经济损失。造成高炉损坏的原因和机理错综复杂，但烧结矿带入的碱金属和锌的破坏作用应引起我们的高度重视。

关键词 高炉 碱负荷 锌负荷 危害

为适应当前严峻的钢铁形势，进一步降低铁水成本，各钢铁企业都采用低价的外矿粉进行烧结，并充分利用烧结、炼铁、炼钢工序所产生的各种除尘灰，利用其低价和含有大量的Ｃ、Fe 、CaO 、MgO 等有利成分的优势，来降低烧结料消耗，从而达到降低成本的目的。但由于各种外矿粉及除尘灰都含一定量的K 、Na 、Zn 等有害元素，大量配加会造成高炉碱负荷、锌负荷超标，高炉炉墙结厚结瘤，加剧炉缸侵蚀，影响炉况稳定顺行。 1. 烧结矿中有害元素的来源

烧结所有外矿粉有害元素含量如下表所示：

表1 烧结外矿粉有害元素含量（%）

试样名称 Zn Na Na 2O K K 2O 信昂澳粉 0.015 0.047 0.064 0.022 0.027 雄鹰澳粉 0.025 0.119 0.14 0.076 0.092 巴姆澳粉 0.0055 0.156 0.21 0.035 0.042 繁荣巴粗

0.0091

0.031

0.042

0.216

0.26

博斯巴粗0.140.0130.0180.070.085在高炉生产中，钾、钠、锌存在两个循环，第一个循环是高炉内部的小循环，第二个循环是烧结—高炉的大循环。通过上表可看出，原料中的钾、钠、锌的量是相对稳定但不可控，要控制其富集减少对高炉的危害就是要打破第二个循环，减少高炉布袋灰、烧结机头灰等高碱、高锌灰的循环使用。以下是我公司布袋灰、烧结机头灰的有害元素成分分析：

表2 北区试样灰中有害元素含量（%）

试样名称Zn Na Na2O K K2O

红泥除尘灰0.2900.08160.1100.17430.210

36m2机头灰 2.000 5.1342 6.92048.791558.800

36m2机尾灰0.1200.09650.1300.29870.360

北区450m2高炉重力灰 1.1200.18550.2500.21570.260

北区450m2高炉布袋灰0.2400.37100.500 1.2032 1.450

表3 南区450m3高炉系统试样灰中有害元素含量（%）

试样名称Zn Na Na2O K K2O

南区450m3布袋除尘

5.0000.48230.650 1.3774 1.660

灰

南区三号450m3重力

0.3000.08900.1200.14940.180

灰

南区三号450m3布袋

3.6200.29680.4000.8713 1.050

灰

1#72m2机头灰0.0560.31900.430 2.0413 2.460 2#72m2机头灰0.0570.34130.460 2.0911 2.520 72m2机尾灰0.0240.06830.0920.23230.280 2#132m2机头灰0.170 1.0684 1.4407.46819.000 132m2机尾灰0.3400.04600.0620.14940.180

表4 南区1780m3高炉系统试样灰中有害元素含量（%）试样名称Zn Na Na2O K K2O 230m2烧结机尾灰0.0840.06830.0920.29870.360 120t转炉除尘灰0.0900.20770.2800.9626 1.160 1780 m3高炉重力灰0.5600.13350.1800.57260.690 1780 m3高炉布袋灰 3.6200.22260.300 1.1285 1.360 2.高炉所用原燃料中有害元素含量及负荷计算

1780m3高炉入炉原燃料有害元素含量及负荷计算如下表所示：

表5 1780m3高炉碱负荷及锌负荷计算表

名称消耗量

(kg/t

铁)

K

2

O

(%)

K

2

O

(kg)

Na

2

O

(%)

Na

2

O

(kg)

K

2

O+Na

2

O

(kg)

Zn

(%)

Zn

（kg）

烧结矿1386.40.38 5.2680.13 1.8027.0710.070.970球团矿34.660.160.0550.160.0550.1110.0290.010块矿311.940.250.7800.040.1250.9050.00040.001焦炭3600.1150.4140.06350.22860.64260.02470.089煤粉1600.10.160.0850.13600.29600.160.256总计 6.677 2.34669.0236 1.326

表6 其它高炉碱负荷及锌负荷计算结果

K

2O+Na

2

O(kg)Zn（kg）

北区4#450m3高炉 4.078 1.648

南区4#450m3高炉7.3590.898

南区5#450m3高炉 5.730 2.7322

从以上计算的结果看，3月份高炉碱负荷最高达到9.0公斤/吨，锌负荷达到2.73公斤/吨，都处于严重超标状态，直接影响到高炉的顺行和长寿，进而影响公司的经济效益。

以1780m3高炉为例，入炉原燃料带入的碱金属及锌含量分别占碱负荷、锌负荷的比例如下图所示：