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有害元素对高炉炼铁的影响及控制措施

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含量大大提升。
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，并伴随煤气泄漏显然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四周，有害元素吸附或渗透进入砖缝，造成砖衬被腐蚀和异常膨胀，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，立即恢复正常均压。
(4)造成炉缸，炉底腐蚀速度加快。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腐蚀到石墨晶体内部，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，通过采纳高压操作，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 采用的措施
(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。合计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，提升炉渣排碱能力。烧结矿Mgo含量 原来的2．3％左右提升到日前的2．8％左右，使得日前炉渣Mgo含量由 原来的7．O％左右提升到目前的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，炉渣流动性优良，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，优质晶率坚持在较高的水平，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)采纳钒钛矿护炉。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，为保证炉缸工作稳定，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，水温差稳定性显然好转，炉底温度也有所下降。
(6)合理控制气流分布。依据炉衬温度的变化状况以及炉况表现，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#高炉炉体实际状况，对高炉风口区及炉缸采纳高压灌浆，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，保证管路畅通。
5 效果
通过采用 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。