l 引言
高爐煉鐵原料中的有害元素主要有鉛、鋅、堿金屬等。鋅在高爐內(nèi)循環(huán)富集已嚴(yán)重影響高爐順行和熱制度穩(wěn)定,滲入爐襯的zn蒸汽在爐襯內(nèi)冷凝下來(lái),造成高爐爐缸爐底磚襯上漲,風(fēng)口大套上翹開(kāi)裂、中套上翹變形、爐皮開(kāi)裂、爐缸水溫差上升等一系列后果,嚴(yán)重危害一代高爐 壽命。通過(guò)控制入爐原料有害元素含量,優(yōu)化高爐操作, 減少有害元素在高爐內(nèi)循環(huán)富集,取得一定效果。本文以新鋼8#1050m。高爐為例。
2 有害元素的來(lái)源
通過(guò)對(duì)原燃料檢測(cè)成份分析可以看出,堿金屬來(lái)源主要來(lái)焦炭,其次是燒結(jié)礦和球團(tuán)礦,而zn的來(lái)源,主要是山上球團(tuán)廠球團(tuán)礦和燒結(jié)礦。zn的主要來(lái)源是生產(chǎn)燒結(jié)礦、球團(tuán)礦的精礦粉,不法商販將瓦期灰回收來(lái)的金屬料加入精礦粉中,使原料Zn含量大大提高。
3 對(duì)高爐的影響
(1)有害元素破壞磚襯及爐體。2004年3月份開(kāi)始,陸續(xù)發(fā)現(xiàn)風(fēng)口中套變形,繼而出現(xiàn)大套法蘭上翹開(kāi)裂套冒煤氣現(xiàn)象,并伴隨煤氣泄漏明顯發(fā)展最終造成爐缸爐皮開(kāi)裂。
(2)造成爐皮開(kāi)裂,冷卻板損壞。由于有害元素在爐內(nèi)富集,在爐身中下部軟融帶附近,有害元素吸附或滲透進(jìn)入磚縫,造成磚襯被侵蝕和異常膨脹,使冷卻板暴露在高溫氣流中易受沖擊而損壞。隨著原燃質(zhì)量下降,有害元素入爐增加,在內(nèi)的富集增加,對(duì)磚襯的破壞力度加大。造成爐皮開(kāi)裂的主要原因是使用含Zn高的原料的結(jié)果,從風(fēng)口粘結(jié)物取樣分析可知,zn在爐知富集是造成爐缸爐皮開(kāi)裂的主要原因。
(3)均壓、管路堵塞。由于zn含量大幅增加,隨煤氣排出的zn增加,隨煤氣逸出的zn元素,在均壓管管路中凝集,造成管路堵塞。2006年問(wèn)_次發(fā)生管路堵塞現(xiàn)象,經(jīng)過(guò)吹掃管路,立刻恢復(fù)正常均壓。
(4)造成爐缸,爐底侵蝕速度加快。堿金屬,zn等有害元素易在爐內(nèi)循環(huán)富集,K、Na以液態(tài)或固態(tài)粉狀化合物粘附在爐襯上破壞磚襯,zn則以蒸汽形式滲入磚襯縫隙中,冷凝氧化成ZnO后體積膨脹損壞內(nèi)襯,使高溫鐵水能夠順利滲入磚縫,造成水溫差上升。
(5)破壞焦炭強(qiáng)度,爐況順行度下降。堿金屬的吸附首先從焦炭的氣孔開(kāi)始,而后逐步向焦炭?jī)?nèi)部擴(kuò)散隨著焦炭在堿金屬蒸汽內(nèi)暴露的時(shí)間延長(zhǎng),堿金屬的吸附量逐漸增多, 焦炭基質(zhì)部分?jǐn)U散的堿金屬會(huì)侵蝕到石墨晶體內(nèi)部,破壞原有的結(jié)構(gòu),使焦炭產(chǎn)生較大的體積膨脹,導(dǎo)致焦炭破碎,焦炭反應(yīng)性增加,反應(yīng)后強(qiáng)度降低。2005年高爐堿負(fù)荷達(dá)6.Okg/t鐵左右,由于缺乏處理經(jīng)驗(yàn),使堿金屬在爐內(nèi)富集,破壞焦炭強(qiáng)度,爐況順行度很差,通過(guò)采用高壓操作,降低堿度,增加渣r}~MgO含量等措施排堿后,堿金屬的危害逐步降低,爐況順行度逐步好轉(zhuǎn),2006年雖然堿負(fù)荷仍高達(dá)5.Okg/t鐵左右,由于措施得當(dāng),高爐順行度朱受到影響。
4 采取的措施
(1)減少zn元素入爐量。制定嚴(yán)恪的原燃料采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn),盡可然采川低鋅原料,減少入爐鋅量。
(2)增加燒結(jié)礦中Mgo含量??紤]到堿金屬對(duì)高爐帶來(lái)許多不利因素,通過(guò)提渣中Mgo含量可降低渣中K,0、Na的活度,提高爐渣排堿能力。燒結(jié)礦Mgo含量 原來(lái)的2.3%左右提高到日前的2.8%左右,使得日前爐渣Mgo含量由 原來(lái)的7.O%左右提高到目前的9.O~10.O%。
(3)控制好爐渣堿度。通過(guò)降低爐渣堿度到1.O5~1.15之間,爐渣流動(dòng)性良好,對(duì)排堿有利。
(4)優(yōu)化操作,提鐵水質(zhì)量,通過(guò)攻關(guān)等 一系列措施,優(yōu)化高爐操作。2006年以來(lái),優(yōu)質(zhì)晶率保持在較高的水平,2006年2月份至今一級(jí)品率基本在90%以上鐵水粘度增加,流動(dòng)性下降,使l150℃等溫線上移,有效保護(hù)爐缸,使水溫差穩(wěn)定在1.4℃左右。
(5)采用釩鈦礦護(hù)爐。雖然 目前水溫差已下降到1.4℃左右,但受爐的變化、爐溫波動(dòng)等囚素影響,水溫差也有較大波動(dòng),為確保爐缸工作穩(wěn)定,保護(hù)內(nèi)襯,2006年6月份始開(kāi)始用釩鈦礦護(hù)爐,TiO入爐量維持在5kg/t鐵左右,使用釩鈦礦護(hù)爐以后,水溫差穩(wěn)定性明顯好轉(zhuǎn),爐底溫度也有所下降。
(6)合理控制氣流分布。根據(jù)爐襯溫度的變化情況以及爐況表現(xiàn),通過(guò)疏松邊緣等措施,防止?fàn)t墻結(jié)厚,同時(shí)及時(shí)調(diào)整負(fù)荷,減少粘結(jié)物對(duì)高爐生產(chǎn)的影響。
(7)高爐灌漿。針對(duì)8#高爐爐體實(shí)際情況,對(duì)高爐風(fēng)口區(qū)及爐缸采用高壓灌漿,壓入無(wú)水泥槳,填充縫隙,有效阻止有害元素的入侵。
(8)定期對(duì)均壓管路吹掃,確保管路暢通。
5 效果
通過(guò)采取 一系列措施,有效控制了仃害元素對(duì)高爐帶來(lái)的影響,目前,8#高爐爐況穩(wěn)定順行,爐缸水溫差、爐襯溫度穩(wěn)定,各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有所改善。