摘  要  寧鋼高爐含Zn物料的使用，曾經(jīng)走過一段彎路，由于缺乏實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，入爐Zn負(fù)荷未能得到有效控制，對(duì)高爐爐況產(chǎn)生影響。通過總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，制定嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)，完善和改進(jìn)含Zn物料使用原則，建立完善的使用測算系統(tǒng)，含Zn物料的使用有序可控，高爐爐況明顯改善，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有了較大的提升。

關(guān)鍵詞  含Zn物料 標(biāo)準(zhǔn) 使用 測算

1  前言

Zn元素在高爐中循環(huán)富集對(duì)高爐生產(chǎn)危害極大，可以造成高爐懸料、結(jié)瘤、爐況不順、消耗升高，需要在生產(chǎn)中有效地對(duì)其內(nèi)部循環(huán)的情況、變化趨勢進(jìn)行監(jiān)控，并根據(jù)總體的控制目標(biāo)調(diào)節(jié)外部帶入量。

寧鋼高爐含Zn物料的使用，分為兩個(gè)階段，第一階段在2012年之前，這一階段主要是出于降本增效的考慮，消化煉鋼產(chǎn)生的OG泥，Zn負(fù)荷控制時(shí)常處于高位，使用過程中，高爐爐況不順，爐墻結(jié)厚，崩塌料頻繁。第二階段是2012年以后，有害元素控制提到與高爐精料同等重要地位，Zn負(fù)荷控制十分嚴(yán)格，制定相關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)，在生產(chǎn)中加以落實(shí)，高爐爐況明顯改善，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有了較大的提升。

2  含Zn物料的來源及成分

2.1  含Zn物料的來源

寧鋼高爐使用的含Zn物料，主要來源分為原料帶入和系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)。原料帶入主要為非主流礦、球團(tuán)、塊礦等，系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)主要包括高爐煤氣除塵系統(tǒng)產(chǎn)生的瓦斯灰、瓦斯泥和干法灰、各類OG泥及其加工產(chǎn)品、全公司的除塵灰等。來自煉鋼氧氣轉(zhuǎn)爐煤氣回收所得轉(zhuǎn)爐污泥（俗稱OG泥），主要成分TFe、FeO、CaO、SiO2、P2O5、S、Zn等；高爐煤氣除塵系統(tǒng)產(chǎn)生的瓦斯灰和瓦斯泥，主要成分為TFe、C、Zn等，一般作為回收料參與混勻造堆。

2.2  含Zn物料成分

3  含Zn物料使用實(shí)踐

3.1  制定含Zn物料使用控制標(biāo)準(zhǔn)

寧鋼高爐2009年開始配加煉鋼除塵產(chǎn)生的OG泥，初期配加十分謹(jǐn)慎，配加量僅占混勻礦造堆量的0.7%，后有所失控，個(gè)別月份配加突破4%，與之對(duì)應(yīng)的高爐Zn負(fù)荷大幅度上升，最高達(dá)到0.745kg/t以上。Zn在爐內(nèi)長周期循環(huán)富集對(duì)兩座高爐爐況產(chǎn)生嚴(yán)重影響，兩座高爐多次出現(xiàn)爐墻結(jié)厚的現(xiàn)象。經(jīng)過多次爐況失常分析、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，開始認(rèn)識(shí)到Zn負(fù)荷高對(duì)爐況的危害，從2012年開始，制定了相關(guān)的控制標(biāo)準(zhǔn)和含Zn物料使用原則，在生產(chǎn)中加以落實(shí)。

3.2  含Zn物料使用實(shí)踐

3.2.1  通過高爐煤氣回水含Zn測定，控制瓦斯泥加入量

高爐瓦斯泥是高爐煤氣系統(tǒng)產(chǎn)生的副產(chǎn)品，經(jīng)過濕式除塵得到的產(chǎn)物經(jīng)沉淀處理后所得的污泥，由于含有30%左右Fe份，通常作為回收料在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)使用。常規(guī)做法在燒結(jié)作為回收料參與混勻造堆。

高爐瓦斯泥成分檢測次數(shù)少，每周固定時(shí)間送檢，檢測周期較長，實(shí)際使用時(shí)成分滯后。高爐爐況正常時(shí)配加瓦斯泥估算Zn負(fù)荷與實(shí)際差異不大，爐況波動(dòng)時(shí)估算Zn負(fù)荷與實(shí)際差異較大，經(jīng)常出現(xiàn)Zn負(fù)荷超標(biāo)情況。

為解決瓦斯泥使用過程中檢測滯后、成分不準(zhǔn)的問題，對(duì)煤氣濁循環(huán)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析總結(jié)，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，高爐煤氣回水含Zn與瓦斯泥含量有一定的對(duì)應(yīng)性（見圖1），對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，得出回歸方程如下(見圖2），把相關(guān)數(shù)據(jù)代入，得到表5，在生產(chǎn)中使用一段時(shí)間后，對(duì)原數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)修正，得到表5修正后的數(shù)據(jù)用于指導(dǎo)生產(chǎn)操作。

  瓦斯泥直進(jìn)料場鋪底參與混勻造堆，可以減少倒運(yùn)，緩解堆場壓力。正常生產(chǎn)情況下規(guī)定煤氣洗滌水含Zn低于100mg/L時(shí)瓦斯泥直進(jìn)料場鋪底，大于100mg/L時(shí)單獨(dú)堆放外賣。這一操作方法對(duì)瓦斯泥含鋅量測算、高Zn瓦斯泥分離現(xiàn)場操作具有一定的指導(dǎo)意義。寧鋼規(guī)定：瓦斯泥Zn含量超過5%必須外賣。

煤氣洗滌水含Zn與瓦斯泥在使用過程中有一定的局限性，這一數(shù)據(jù)不是在線檢測，每天僅有一次。在高爐爐況正常情況下，渣皮穩(wěn)定，煤氣洗滌水含Zn與瓦斯泥對(duì)應(yīng)關(guān)系較強(qiáng)，實(shí)際使用時(shí)參考價(jià)值較大；一旦高爐爐況不穩(wěn)，渣皮頻繁脫落，煤氣洗滌水含Zn與瓦斯泥對(duì)應(yīng)關(guān)系差距較大，檢測數(shù)據(jù)少局限性表現(xiàn)出來，結(jié)果具有滯后性，配加量控制不當(dāng)，高爐Zn負(fù)荷極易超標(biāo)，入爐Zn負(fù)荷不能做到有效掌控。生產(chǎn)實(shí)踐過程中出現(xiàn)過類似情況，x年x月份以來，燒結(jié)礦的鋅含量持續(xù)偏低（0.02%左右），經(jīng)討論，決定在xx堆加大高鋅含量輔料的配加，而xx堆混勻礦使用以來，燒結(jié)礦鋅含量檢測值突達(dá)到0.041%，導(dǎo)致高爐鋅負(fù)荷超標(biāo)嚴(yán)重，給高爐造成了不利影響。

3.2.2  建立燒結(jié)礦鋅含量與混勻礦中OG泥和瓦斯灰的配比回歸模型

高爐入爐料中燒結(jié)礦帶入的鋅占全部鋅收入的比例最大，達(dá)到94%左右，是入爐鋅量的主要來源。在不使用瓦斯泥的條件下，燒結(jié)礦中鋅的來源主要是瓦斯灰，其次是OG泥，兩項(xiàng)合計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)62%。鐵礦粉貢獻(xiàn)率達(dá)20.4%，熔劑貢獻(xiàn)率達(dá)10.1%（見圖），由于鐵礦粉及熔劑的使用比例比較穩(wěn)定，個(gè)別品種的微量調(diào)整對(duì)燒結(jié)礦的鋅含量影響很小，因此，燒結(jié)礦鋅含量的波動(dòng)主要集中在瓦斯灰和OG泥的波動(dòng)上。

在統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立燒結(jié)礦鋅含量與混勻礦中OG泥和瓦斯灰的配比回歸回歸模型，回歸方程為：Zn(%) = 0.00069 + 0.00890 OG泥配比 + 0.0172 瓦斯灰配比

回歸模型的P=0.000<0.05，說明回歸效果顯著。

在原料結(jié)構(gòu)變化不大的前提下，理論計(jì)算可以在保證高爐鐵水Zn含量≯400g/t的前提下，合理控制OG泥配加量。這一回歸模型比通過高爐煤氣回水含Zn測定，控制瓦斯泥加入量在入爐Zn負(fù)荷掌控上，準(zhǔn)確度上有所提升。

備注：這一時(shí)期入爐Zn負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)≤500g/t，燒結(jié)比例63%，對(duì)應(yīng)燒結(jié)礦Zn含量≤0.045%。

這一回歸模型受瓦斯泥配加量、非主流礦的有害元素變化的影響較大，曾經(jīng)有一次非主流礦成分發(fā)生變化，原料源頭管理沒做好，使用的非主流礦物料增加，導(dǎo)致高爐Zn負(fù)荷超標(biāo)嚴(yán)重，表9是某次高爐Zn負(fù)荷嚴(yán)重超標(biāo)后非主流礦對(duì)混勻礦Zn影響結(jié)果。

3.2.3  完善和改進(jìn)含Zn物料使用原則

完善和改進(jìn)含Zn物料使用原則是做好入爐Zn負(fù)荷掌控的基礎(chǔ)。

① 配加順序：非主流礦→瓦斯灰、粗顆粒OG泥及其加工精粉→高鋅OG泥→瓦斯泥，以高爐鋅負(fù)荷≯400g/t為管控目標(biāo)。

② 瓦斯灰配加

原則上高爐瓦斯灰必須產(chǎn)耗平衡，堆場不允許庫存增加。高爐瓦斯灰產(chǎn)出量正常時(shí)，混勻造堆時(shí)瓦斯灰按常規(guī)正常配加。高爐瓦斯灰產(chǎn)出量超出正常，或當(dāng)Zn負(fù)荷高到瓦斯灰不能全部耗用時(shí)，提請(qǐng)制造管理部調(diào)整外礦采購。

③ 粗顆粒OG泥及其加工精粉配加

高含水的粗顆粒OG泥采用料場鋪底的形式配加，鋪底時(shí)要均勻。

OG泥加工精粉采用小皮帶在造堆過程中配加。

④ 高鋅OG泥配加

在入爐Zn負(fù)荷允許的范圍內(nèi)，高鋅OG泥正常配加。

⑤ 瓦斯泥配加

原則上瓦斯泥不配加，但當(dāng)其它高鋅雜副料全部循環(huán)利用、高爐鋅負(fù)荷仍有空間時(shí)可按需使用。

瓦斯泥含Zn受高爐爐況影響較大，尤其是高爐計(jì)劃檢修休風(fēng)后、渣皮脫落后，這部分瓦斯泥參加混勻造堆時(shí)入爐Zn負(fù)荷極易超出控制范圍，要特別注意。

3.2.4  建立完善的使用測算系統(tǒng)

在總結(jié)多年來各種不同使用方案經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，寧鋼高爐建立完善的使用測算系統(tǒng)，取得比較好的效果，含Zn物料使用可控，高爐Zn負(fù)荷控制在一個(gè)適宜的范圍內(nèi)，為高爐爐況穩(wěn)定創(chuàng)造了條件。

① 公司配礦小組在制訂配礦方案時(shí)對(duì)含有害元素雜料配比進(jìn)行初步核算；

② 原燒技術(shù)組在制定混勻礦造堆計(jì)劃時(shí)對(duì)燒結(jié)礦成分進(jìn)行測算，測算時(shí)含鋅物料燒結(jié)礦含鋅≤0.029%（即入爐鋅負(fù)荷≤0.4kg/tFe）；

③ 高爐技術(shù)組結(jié)合高爐實(shí)際用料情況再次進(jìn)行核算，確保測算值控制在要求范圍內(nèi)。

根據(jù)測算結(jié)果原燒技術(shù)組或高爐主任工程師與公司配礦小組溝通，向公司配礦小組提出使用配加建議。

4  實(shí)踐效果

4.1  各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)顯著提升

采取上述措施后，2013年以來高爐順行指標(biāo)明顯改善（見表8），崩、塌料次數(shù)明顯減少，風(fēng)口破損大幅度減少，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)顯著提升。

4.2  高爐Zn負(fù)荷得到有效控制

    有害元素控制取得明顯成效，2016年是近年來控制最好的一年。即有效地降低副產(chǎn)品庫存，合理配加，煉鋼產(chǎn)出OG泥得到有效利用，又確保有害元素控制在適宜范圍，因有害元素原因?qū)t況產(chǎn)生不利影響的情況近三年一次也沒有發(fā)生。

5  結(jié)語

（1）在含Zn物料的使用上，寧鋼高爐曾經(jīng)走過一段彎路，通過高爐煤氣回水含Zn測定，控制瓦斯泥加入量，建立燒結(jié)礦鋅含量與混勻礦中OG泥和瓦斯灰的配比回歸模型，在特定的使用條件下，具有一定的使用效果，但不能從根本上解決使用配加的問題。

（2）作為含Zn物料，瓦斯泥含Zn高，含F(xiàn)e低，成分波動(dòng)大，高爐使用Zn負(fù)荷控制難度較大；OG泥恰恰相反，含Zn低，含F(xiàn)e高，高爐使用Zn負(fù)荷控制難度較少，同一標(biāo)準(zhǔn)下可以大幅度提高使用量，和煉鋼配合可以有效消化煉鋼產(chǎn)生的OG泥，基本上做到產(chǎn)耗平衡。理順各種含Zn物料之間的關(guān)系，完善和改進(jìn)含Zn物料使用原則，有助于合理、經(jīng)濟(jì)使用含Zn物料，為高爐爐況穩(wěn)定創(chuàng)造條件。

（3）完善的使用測算系統(tǒng)的建立是寧鋼煉鐵廠含Zn物料使用比較成功的做法，即確保有害元素控制在適宜范圍，維護(hù)高爐爐況順行穩(wěn)定，又有效地降低副產(chǎn)品庫存，合理配加，煉鋼產(chǎn)出OG泥得到有效利用，經(jīng)濟(jì)效益明顯。