摘 要  2017年8月下旬至9月上旬，由于爐內(nèi)堿金屬和鋅顯著增加，通鋼3#高爐順行變差，風(fēng)壓、壓差升高，壓量關(guān)系不匹配，產(chǎn)量降低，焦比和燃料比升高。煉鐵廠通過采取措施，控制堿金屬和鋅入爐量，爐況穩(wěn)定性得到改善。

關(guān)鍵詞 堿金屬  危害  措施

1 概況

通鋼3#高爐2014年7月12日開爐，高爐有效容積2680m3,設(shè)計產(chǎn)能220萬噸/年。投產(chǎn)后，高爐生產(chǎn)基本穩(wěn)定順行。但自2017年8月25日開始，在高爐爐料結(jié)構(gòu)、原燃料指標(biāo)、高爐裝料制度和熱制度沒有調(diào)整的情況下，高爐無征兆爐況穩(wěn)定性變差，經(jīng)分析認(rèn)為，主要原因為入爐堿金屬大量富集，對高爐產(chǎn)生影響。

2 有害元素對高爐生產(chǎn)影響

對高爐生產(chǎn)產(chǎn)生危害的堿金屬有害元素有K、Na、Zn等，它們進(jìn)入高爐后對高爐操作會產(chǎn)生不利影響。

2.1堿金屬在高爐內(nèi)循環(huán)富集原理

K、Na的沸點為799℃和882℃。堿金屬的氧化物在爐身中溫區(qū)還原出堿金屬蒸氣，隨煤氣流上升，與爐料中的礦物結(jié)合生成堿的氰化物、碳酸鹽和硅酸鹽等。再隨爐料返回到高爐下部高溫區(qū)，又被還原成堿金屬蒸氣上升，除部分隨煤氣和溶解于渣鐵中排出爐外，其余相當(dāng)一部分在爐內(nèi)上部和下部之間循環(huán)富集。

Zn在1000℃以上高溫區(qū)域，爐料中的鋅氧化合物被CO還原為氣態(tài)鋅，氣態(tài)鋅隨煤氣上升，部分排出爐外，部分冷凝附著在爐料上被氧化為ZnO,再隨爐料下降并在爐內(nèi)循環(huán)富集。

2.2有害元素對高爐生產(chǎn)的危害

（1）堿金屬加劇球團(tuán)礦產(chǎn)生異常膨脹，還原性顯著降低，還原粉化加劇。

（2）降低礦石軟化溫度，在礦石還沒有充分還原就融化滴（低）落，增加高爐下部直接還原，燃料比增加。

（3）引起高爐爐料透氣性惡化，冶煉強度降低，嚴(yán)重時可引起崩料、懸料和結(jié)瘤等爐況失常。

（4）通過爐襯空隙滲入到高爐不同部位，引起硅鋁質(zhì)耐火材料異常膨脹，耐材剝落和嚴(yán)重侵蝕，縮短高爐壽命。

（5）上升的堿金屬及其化合物遇焦炭會冷凝在間隙中，降低料柱透氣性，同時與焦炭形成化合物，增加焦炭的反應(yīng)性，促進(jìn)焦炭溶損反應(yīng)，降低強度，使焦炭下降過程中破碎，嚴(yán)重影響高爐透氣性。

（6）鋅蒸氣冷凝，同風(fēng)口組合磚內(nèi)耐火材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體積膨脹，風(fēng)口中套變形和上翹，導(dǎo)致風(fēng)口漏風(fēng)，改變高爐的送風(fēng)狀況（參數(shù)）。

3通鋼3#高爐有害元素現(xiàn)狀

3.1爐況變差期間3#高爐堿負(fù)荷及鋅負(fù)荷的具體情況如表1，通鋼ZnO負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)≤0.3kg/t，通鋼（K2O+Na2O）負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)≤3.5kg/t，從表1可以得出，鋅負(fù)荷為0.95 kg/t，高出通鋼標(biāo)準(zhǔn)3.17倍，堿負(fù)荷為4.79 kg/t，高于通鋼標(biāo)準(zhǔn)1.37倍。

表2為通鋼高爐堿金屬負(fù)荷（K2O+Na2O）列表，表3為通鋼高爐鋅負(fù)荷（ZnO）列表。從表2和圖1可以看出堿負(fù)荷在8月份末9月初有明顯升高，從表3和圖2可以看出鋅負(fù)荷在8月份末9月初有明顯升高。

注：2#高爐處于停爐檢修狀態(tài)，表中附帶1#高爐負(fù)荷作為參照，1#高爐9月份停爐

3.2有害元素升高期間對3#高爐操作的影響

（1）對3#高爐負(fù)荷的影響，從4.92-5.08t/t降到4.59t/t。

（2）對燃料比的影響，從540-554Kg/t升至590Kg/t。

（3）對風(fēng)量的影響，在風(fēng)壓和壓差不變的情況下，風(fēng)

量由4611m3/h降至4360m3/h。7-9月份高爐旬平均指標(biāo)變化見表4。

4有害元素主要來源

通鋼采購原燃料時綜合考慮性價比，以價格為主導(dǎo)，原料主要控制品位、CaO、SiO2等指標(biāo)，燃料主要控制含碳量、灰分、熱值等指標(biāo)，兼顧堿金屬含量，個別原燃料堿金屬把關(guān)不嚴(yán)，造成燒結(jié)礦堿金屬含量大幅升高。

4.1通過對3#高爐各種原燃料堿金屬負(fù)荷和鋅負(fù)荷分析，從表5可以看出帶入爐內(nèi)的堿金屬和ZnO主要由燒結(jié)礦帶入，其中ZnO負(fù)荷比例92.7%，堿金屬負(fù)荷比例為72.8%，其余ZnO大部分由球團(tuán)帶入，堿金屬由焦炭帶入。

4.2由于煉鐵工序堿金屬和鋅主要由燒結(jié)礦帶入，通鋼對燒結(jié)工序各種原燃料堿金屬和鋅帶入量進(jìn)行分析如表5，從表5可以得出，堿金屬主要由燒結(jié)電除塵和煉鐵工序布袋灰?guī)?，鋅主要由煉鐵工序布袋灰、預(yù)混料、撫順金隆精粉和秘魯粉帶入。

5 有害元素控制對策

5.1加強對進(jìn)廠大宗原燃料堿金屬含量檢測和采購時對進(jìn)廠原燃料堿金屬重點把控。

5.2 控制有害元素的來源。通鋼有害元素的來源主要由燒結(jié)工序電除塵帶入和高爐除塵灰?guī)?，其中堿金屬主要由燒結(jié)工序電除塵帶入，采取停配燒結(jié)工序電除塵灰方式來控制。鋅主要來源為高爐除塵灰?guī)?，采取含鋅除塵灰外銷，在鋅被提取后燒結(jié)工序重新配入，控制鋅元素的帶入。

5.3 定期排堿排鋅，高爐本體排出有害元素主要通過兩個途徑實現(xiàn)，第一，主要通過爐渣排出爐外，第二，主要從爐頂伴隨煤氣排出爐外，其中堿金屬主要通過爐渣排出，控制爐渣堿度，抑制K2O和Na2O還原，提高爐渣的排堿能力，增加出鐵次數(shù)，做到“零間隔”出鐵。鋅主要通過爐頂伴隨煤氣排出爐外。充分發(fā)展中心氣流，有利于鋅元素的排出。

6 結(jié)語

6.1 通過采取上述對策，堿負(fù)荷和鋅負(fù)荷得到有效的控制，從圖1和圖2可以得出。

6.2 通鋼采取每周一、周三和周五對高爐布袋除塵灰做成分分析，密切關(guān)注高爐布袋除塵灰有害元素含量變化情況，當(dāng)ZnO含量超過5%，單獨堆放，停止配入燒結(jié)工序。

6.3 和高爐休風(fēng)同步，把變形的中套進(jìn)行更換。