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有害元素对高炉炼铁的影响及控制措施
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
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