摘 要 2013年4-5月份，由于入炉原料锌含量增加，高炉顺行受到破坏，主要表现：炉况难行，崩悬料增加，顶温高，炉身温度变化大，产量下降，焦比升高，冷却设备烧损增加。6月份通过逐步总结经验和调整操作参数，控制合适的富氧量和喷煤比，高炉指标稳步回升，炉况稳定性改善。

关键词 锌 危害 处理

1 前言

龙钢炼铁现有高炉4座：2×1280m³+2×1800m³。从2013年5月份起，在冶炼过程中炉况频繁出现难行，仅5月份炉况失常3次，发生大的崩料15次，难行坐料15次，同时因焦炭负荷下降，焦比大幅度升高，铁水物理热降低且不稳定。尤其是当硅低于0.3%时，炉前出铁过程铁沟冒白烟，沟边有白色粉末；铁水硫升高，炉渣易结壳；休风换套时，中小套间有金属液体流出。对白色粉末和金属进行化验，成分主要是金属锌。

2 龙钢高炉生产现状

2.1 原料含锌情况

龙钢锌来源主要是烧结矿和本厂生产（自产）球团。由于在采购原料时以价格为主导，主要控制品位、SiO₂等指标，对锌含量要求不严，造成进购的原料锌含量较高，使烧结矿及自产球团锌含量大幅度升高。通过计算，锌负荷由由3月份的0.90kg/t左右增加至5月份的1.4kg/t，最高时入炉锌负荷达到1.6kg/t。原料锌含量及锌负荷见表1。

表1 2013年1-6月份原料锌含量,%

2.2 冷却设备烧损情况

随着锌负荷升高，风口中小套及冷却壁水管破损增加（见表2）。

表2 2013年3-6月份冷却设备烧损情况，个

2.3 炉况出现的症状

（1）焦炭负荷下降，从正常的4.15t/t左右下降到3.7-3.8t/t。综合负荷下降幅度较大，从2.95倍左右降至2.80倍，再降至2.7-2.60倍，难以稳定。

（2）铁水[Si]平均偏低，平均在0.30%以下；炉温波动大，物理热在1400-1490℃波动，铁水硫出格次数增多。

（3）炉顶温度在料速7批/h的状况下难行以控制，较正常偏高50-100℃，经常需打水降温。

（4）炉身中上部温度波动大，水温差升高。

（5）高炉上部透气性变差，煤气流不稳定，炉内料面出现吹翻现象，崩料、悬料、小管道增加，煤气CO₂含量降低。

（6）铁水面上烟气增多，铁沟边有析出的白色粉沫；风口中小套之间在休风时有液态金属流出；风口中套有鼓包现象，更换风口套时滑锤打不下，必须使用氧气烧。

（7）炉况稳定性变差，炉况出现不适应时，上下部调剂无明显作用。

2.4 对煤气系统的影响

（1）荒管堵塞严重，检修时发现3号、4号炉荒管内径均变小，大部分内径由800mm缩小了约100-200mm，最严重的荒管内径仅有50mm。

（2）重力除尘器内灰粘结，灰难放，灰放不净。

（3）布袋箱体压差升高2-3kPa。

2.5 对高炉指标影响

随着锌负荷升高，高炉系数、煤比、风温、煤气CO₂均降低，焦比、[Si]升高。指标变化具体见表3。

表3 2013年3-6月份高炉平均指标

3 锌对高炉生产的危害

针对炉况波动，高炉难以强化，技术经济指标下滑，组织技术人员认真查找原因，并将原燃料送到西安冶建院进行全面分析，排除了其它方面的影响，确定为因锌负荷严重超标导致生产被动。

（1）锌在炉内循环富集，由于还原吸收大量的热量，导致炉缸热量不足，引起热制度大幅波动。

（2）锌在炉内循环富集，引起原燃料劣化。锌气化后渗入焦炭、矿石的空隙中沉积氧化后，因体积膨胀，破坏了焦炭、铁矿石的热态强度，恶化了料柱透气性。

（3）锌蒸汽沉积在高炉砖衬缝隙中，可能造成炉身结厚，使生产炉型发生变化，导致下料不畅。当料柱透气性变差时，出现料面吹翻、崩料、小管道等现象，破坏顺行。

（4）锌对高炉冷却设备、耐材有破坏作用，特别是对炉缸部分、风口区耐材破坏严重，渗入砖衬造成炉缸砖衬抬高、风口上挠，容易烧损风口中小套。

（5）锌的再氧化放热反应发生在高炉上部，其热量仅使炉顶煤气温度升高，高炉被迫打水，恶化了煤气系统的工作环境。

（6）在“排锌”过程中，“上排”时对煤气系统影响大，“下排”时炉前烟气大，影响环境。

4 处理措施

4.1 降低入炉料的锌含量，严格控制锌负荷小于0.9kg/t

（1）跟踪监控入炉锌负荷。由于料场堆积大量的高锌矿粉，通过进购低锌矿，增加低锌矿比例，降低高锌矿用量，使烧结矿中的锌含量由0.095%降到0.070%以下。

（2）自产球团矿中的锌含量由0.060%降到0.040%以下。

（3）烧结停止配加重力灰，防止高锌灰再次循环。

（4）调整块矿比例，减少高锌块矿用量。

4.2 建立合理的操作制度。

4.2.1 选择合理的装料制度

（1）上部布料明确“两股气流”的操作思想，各炉布矿角度内缩一个档位，布矿环带减少一圈，做到了边缘、中心两道气流兼顾。

（2）各炉缩小矿批8~10%，通过上部调剂，改善料柱透气性，减少了崩料、炉顶料面“吹翻”现象，稳定了矿焦平台，炉况明显好转。

4.2.2 选择适宜的送风制度

（1）调整风口布局，1280m³高炉减小风口面积1%，1800 m³高炉减小面积4.7%，各炉风速均有所提高，为活跃炉缸中心创造了条件。

（2）各炉降低煤比，由正常150-155kg/t降到130-140kg/t，改善了料柱透气性。

（3）当炉况初步稳定后，高炉选择高风温，风口前理论燃烧温度控制由原来的2260℃提高到2300℃，努力提高炉缸温度，增加高炉抗干扰能力。

4.2.3 热制度的确定

（1）降低焦炭负荷，提高焦比10-15kg/t，综合负荷由2.95倍左右降到2.8-2.85倍，改善了料柱透气性。

（2）提高炉温，铁水物理热控制必须1480℃以上；铁水[Si]控制0.35-0.55%，严禁[Si]低于0.30%，保证炉温充沛稳定。

（3）适当减少富氧率，富氧量1280m³高炉由4500 -5000 m³/h降到3500-4000m³/h，1800m³高炉由8000-8500m³/h降到7000-7500m³/h，平衡风口前理论燃烧温度，确保炉况顺行。

4.2.4 改进高炉休风及恢复操作

由于休风后的恢复过程中，多次发生了烧坏风口情况，因此调整恢复思路。通过降低负荷，全焦冶炼改善料柱透气性；当炉缸温度，渣铁流动性正常后，炉缸透气性、透液性改善，逐步恢复风量和开风口，再恢复喷煤负荷；最后恢复富氧逐步强化，有效避免了高锌状况下恢复过程烧风口的问题。

4.3 高炉排锌

高炉排锌主要途径是：上排，锌随煤气流从炉顶逸出炉外；下排，通过炉渣排出高炉。

4.3.1 上排

多数资料介绍，炉顶煤气带走的锌高达90%左右，所以做好“上排”工作意义重大，通过适当放松边缘，炉顶温度比正常时升高30℃，提高了煤气排锌比例。同时兼顾技术经济指标，选用“两股气流”并举的操作思想。

4.3.2 下排

通过调整炉渣碱度，提高排锌能力，具体做法如下：

（1）适当降低炉渣碱度，R₂由1.10-1.15降到1.08-1.10。

（2）提高炉查MgO含量，由9.0%提高至10.0%。

（3）在检修恢复过程中，配适量锰矿，改善渣的流动性。

通过降低炉渣碱度，改善炉渣流动性的手段，将炉内尤其是炉腹风口区域含锌高的渣皮置换，从铁口排放出来。为了防止高锌渣皮脱落后导致炉缸热量不足，提高炉温控制标准，有效地防止了炉况波动和失常。

5 结语

（1）降低原料中锌含量是降低锌入炉的最直接和最有效的办法。应减少高锌矿石、矿粉、除尘灰在烧结、造球工艺的用量，应分阶段来配用。

（2）在高炉冶炼中锌是一种有害元素，它对高炉冶炼具有一定的危害，应该对高炉的锌负荷实行长期有效的监控。

（3）对于龙钢这样进口矿量较大的企业，有必要进行锌的提取，既能实现入炉含锌量的降低，又可以达到资源的综合利用。

（4）利用现有的技术条件，加大高炉灰的综合利用途径，减少锌在高炉内的循环富集，降低锌的危害，减少环境污染。

6 参考文献

〔1〕刘云彩著《高炉布料规律（第二版）》1993年12月第二版，北京冶金工业出版社。

〔2〕张寿荣 于仲洁著《高炉失常与事故处理》2012年 北京冶金工业出版社。