有害元素对高炉炼铁的影响及控制措施

编号：AQ-JS-05842

( 安全技术)

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有害元素对高炉炼铁的影响及

控制措施

Influence of harmful elements on blast furnace ironmaking and control measures

有害元素对高炉炼铁的影响及控制

措施

使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科

学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。

l引言

高炉炼铁原料中的有害元素主要有铅、锌、碱金属等。锌在高炉内循环富集已严重影响高炉顺行和热制度稳定，渗入炉衬的zn蒸汽在炉衬内冷凝下来，造成高炉炉缸炉底砖衬上涨，风口大套上翘开裂、中套上翘变形、炉皮开裂、炉缸水温差上升等一系列后果，严重危害一代高炉寿命。通过控制入炉原料有害元素含量，优化高炉操作，减少有害元素在高炉内循环富集，取得一定效果。本文以新钢8#1050m。高炉为例。

2有害元素的来源

通过对原燃料检测成份分析可以看出，碱金属来源主要来焦炭，其次是烧结矿和球团矿，而zn的来源，主要是山上球团厂球团矿和

烧结矿。zn的主要来源是生产烧结矿、球团矿的精矿粉，不法商贩将瓦期灰回收来的金属料加入精矿粉中，使原料Zn含量大大提高。

3对高炉的影响

(1)有害元素破坏砖衬及炉体。2004年3月份开始，陆续发现风口中套变形，继而出现大套法兰上翘开裂套冒煤气现象，并伴随煤气泄漏明显发展最终造成炉缸炉皮开裂。

(2)造成炉皮开裂，冷却板损坏。由于有害元素在炉内富集，在炉身中下部软融带附近，有害元素吸附或渗透进入砖缝，造成砖衬被侵蚀和异常膨胀，使冷却板暴露在高温气流中易受冲击而损坏。随着原燃质量下降，有害元素入炉增加，在内的富集增加，对砖衬的破坏力度加大。造成炉皮开裂的主要原因是使用含Zn高的原料的结果，从风口粘结物取样分析可知，zn在炉知富集是造成炉缸炉皮开裂的主要原因。

(3)均压、管路堵塞。由于zn含量大幅增加，随煤气排出的zn 增加，随煤气逸出的zn元素，在均压管管路中凝集，造成管路堵塞。2006年问_次发生管路堵塞现象，经过吹扫管路，立刻恢复正常均

压。

(4)造成炉缸，炉底侵蚀速度加快。碱金属，zn等有害元素易在炉内循环富集，K、Na以液态或固态粉状化合物粘附在炉衬上破坏砖衬，zn则以蒸汽形式渗入砖衬缝隙中，冷凝氧化成ZnO后体积膨胀损坏内衬，使高温铁水能够顺利渗入砖缝，造成水温差上升。

(5)破坏焦炭强度，炉况顺行度下降。碱金属的吸附首先从焦炭的气孔开始，而后逐步向焦炭内部扩散随着焦炭在碱金属蒸汽内暴露的时间延长，碱金属的吸附量逐渐增多，焦炭基质部分扩散的碱金属会侵蚀到石墨晶体内部，破坏原有的结构，使焦炭产生较大的体积膨胀，导致焦炭破碎，焦炭反应性增加，反应后强度降低。2005年高炉碱负荷达6．Okg／t铁左右，由于缺乏处理经验，使碱金属在炉内富集，破坏焦炭强度，炉况顺行度很差，通过采用高压操作，降低碱度，增加渣r}~MgO含量等措施排碱后，碱金属的危害逐步降低，炉况顺行度逐步好转，2006年虽然碱负荷仍高达5．Okg／t 铁左右，由于措施得当，高炉顺行度朱受到影响。

4采取的措施

(1)减少zn元素入炉量。制定严恪的原燃料采购标准，尽可然采川低锌原料，减少入炉锌量。

(2)增加烧结矿中Mgo含量。考虑到碱金属对高炉带来许多不利因素，通过提渣中Mgo含量可降低渣中K，0、Na的活度，提高炉渣排碱能力。烧结矿Mgo含量原来的2．3％左右提高到日前的2．8％左右，使得日前炉渣Mgo含量由原来的7．O％左右提高到目前的9．O～10．O％。

(3)控制好炉渣碱度。通过降低炉渣碱度到1．O5～1．15之间，炉渣流动性良好，对排碱有利。

(4)优化操作，提铁水质量，通过攻关等一系列措施，优化高炉操作。2006年以来，优质晶率保持在较高的水平，2006年2月份至今一级品率基本在90％以上铁水粘度增加，流动性下降，使l150℃等温线上移，有效保护炉缸，使水温差稳定在1．4℃左右。

(5)采用钒钛矿护炉。虽然目前水温差已下降到1．4℃左右，但受炉的变化、炉温波动等囚素影响，水温差也有较大波动，为确保炉缸工作稳定，保护内衬，2006年6月份始开始用钒钛矿护炉，TiO

入炉量维持在5kg／t铁左右，使用钒钛矿护炉以后，水温差稳定性明显好转，炉底温度也有所下降。

(6)合理控制气流分布。根据炉衬温度的变化情况以及炉况表现，通过疏松边缘等措施，防止炉墙结厚，同时及时调整负荷，减少粘结物对高炉生产的影响。

(7)高炉灌浆。针对8#高炉炉体实际情况，对高炉风口区及炉缸采用高压灌浆，压入无水泥桨，填充缝隙，有效阻止有害元素的入侵。

(8)定期对均压管路吹扫，确保管路畅通。

5效果

通过采取一系列措施，有效控制了仃害元素对高炉带来的影响，目前，8#高炉炉况稳定顺行，炉缸水温差、炉衬温度稳定，各项技术经济指标有所改善。

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