摘 要 通过对八钢高炉入炉原燃料、炉渣、粉尘、污泥等方面进行取样分析，找出含锌料的主要来源。针对目前的生产现状，制定出快速、有效的应对措施，稳定高炉安全、绿色、稳定生产。

关键词 高炉  锌负荷  有害元素；

前 言

为了降低炼铁成本, 提高八钢生铁产品竞争力, 炼铁系统逐步加大了低价矿、低品位矿、固体废弃物的使用量，导致了烧结矿中锌含量和高炉锌负荷大幅度升（身）高，严重影响了高炉炉况的安全、稳定、顺行。（因）锌作为与含铁原料共存的有害元素之一, 其（均）以氧化物、硫化物形态进入高炉内部。由于锌本身具有还原温度低、液态锌的沸点低的独有特性, 因此很难被渣铁吸收。进而在炼铁系统内部形成循环富集,产生了高炉内的“小循环”，炼铁系统内部的“大循环”。锌富集造成炉衬耐火材料侵蚀严重、高炉中上部富集结瘤、风口上翘,如此种种对高炉生产、炉顶设备及炉体寿命均会产生不良影响，同时高炉技术经济指标连续下滑。鉴于此，有必要系统地研究整个炼铁系统( 包括烧结和高炉炼铁) 锌的来龙去脉、锌的平衡状态及其影响因素, 弄清锌对高炉冶炼的影响。同时还应严格控制高炉的锌负荷, 完善高炉的操作制度, 开发性能更好的抗锌侵蚀的炉体材料从各方面寻找合理的防治措施, 使其更好的为高炉生产服务。

1 八钢高炉锌负荷升高现状

2017年下半年以来,国内钢铁市场形势好转,国内钢材价格逐步上行,但原燃料价格、物流运输费用逐步上升。为了降低炼铁成本, 提高八钢钢材产品竞争力, 炼铁系统加大了低价矿、低品位矿、固体废弃物的使用量。因八钢使用的铁料含Zn高品种较多(7种），造成烧结矿成分波动较大,Zn负荷波动较大(0.49~1.1 kg/t)。2017-2018年,八钢炼铁厂三座高炉Zn负荷变化情况（见表1）。

2017年以来, 八钢高炉有害元素Zn负荷大幅升高,其中个别时间段，三座高炉锌负荷最高达到1.57kg/t，已超出冶金行业限制标准(0.15kg/t )10倍左右。

对八钢三座2500m3高炉不同时间段（2017年7月、8月、10月、11月；2018年2月、3月）、不同生产模式（2017年1月、2月、5月、6月；2018年2月、3月），与相同的生产模式、生产条件中的20个工序技术指标进行校正计算和分析、对比，在2018年2月、3月中，因使用大量低品位矿、综合利用矿量增大，带入有害元素Zn负荷大幅度升高，其中单日Zn负荷最高到1.57kg/t，炉况开始出现不顺，伴随有部分风口中套上翘，高炉煤气流初始分布失常，炉缸不活，有堆积现象，风口大量烧损（3个/座•天），休风率上升，高炉产量大幅下降（2568t/d），毛焦比上升30kg/t.Fe，铁水成本上升52元/t.Fe。

2 八钢综合利用矿Zn含量和使用情况

2.1 综合利用矿中固体废弃物使用情况

（1）八钢固体废弃物的分类

八钢回收含铁二次资源，经加工后供烧结使用的 （的）固体废弃物主要包括除尘灰和污泥。其中除尘灰分为烧结除尘灰、新区高炉除尘灰、欧冶炉除尘灰、轧钢除尘灰（150t）、炼钢除尘灰、佳域公司宝新昌佳的窑尾灰、高炉布袋灰等。污泥分为能源中心综合水处理厂污泥、物业分公司生活区污泥、一炼钢污泥、欧冶炉污泥等。目前，八钢对固体废弃物的使用不太合理，工艺较为落后，只是简单将其按照一定的配比，配加入烧结混匀料。

（2）固体废弃物对铁前工序的影响

轧钢除尘灰、炼钢除尘灰因其亲水性较差、粒度较大，现场打灰经常造成打灰管路磨损漏灰、打灰管路堵塞，现场环境二次污染。亲水性较差，刮板机加湿器除尘灰加湿效果较差，现场二次扬尘。打灰管焊补、封堵等较之前增加了50%的工作量。

佳域公司宝新昌佳窑尾灰成分化验中，窑尾灰SiO2（含量14%）太高，无经济价值，同时CaO(含量30%)易造成混匀灰仓板结，导致灰仓仓容降低、灰块卡阻卸灰阀，影响灰仓打灰。

高炉布袋灰因其含Zn较高（Zn＞10%），参与混匀料生产对后期高炉炉矿有较大影响。含C（均值28.06%，最高49.02%）高，且粒级极细，＜0.15mm粒级量占到烧结燃料比的64%，这部分粒级量过多，导致烧结透气性恶化，燃烧速度减慢，燃烧不充分，烧结负压升高，最终烧结过程无法再继续进行。另外烧结接近底部时，会有部分细粒级量的燃料进入大烟道、除尘器等下道工序，可能会产生二次燃烧风险，存在安全隐患。

 热轧、欧冶炉污泥含油、水份较大，粘结性较强，在料场与铁精粉混堆，易结团且非常难散开，易堵溜槽、粘仓。生产的混匀料中的团状污泥，对烧结生产过程控制影响较大。

2.2固体废弃Zn含量和Zn带入量情况

2017年, 八钢综合利用矿Zn含量和配入量情况统计(见表2、表3)。由表2、表3列出各种除尘灰、污泥含Zn情况以及配加量，其中烧结除尘灰、欧冶炉布袋灰、高炉除尘灰、高炉布袋灰、各类污泥这5个品种带入的Zn占含锌总量的80%，为主要来源。

2.2.1原料场除尘和烧结除尘灰

在2017 年原料场除尘系统年回收含铁除尘灰约4.6万吨，回收的粉尘均返回原料场作配料使用。烧结生产过程中产生除尘灰19.8万吨，经回收后返回烧结生产中，共计回收并利用24.4万吨，利用率100％。

2.2.2 炼铁除尘灰、瓦斯灰

炼铁过程中经重力除尘和电除尘捕集的含铁粉尘，其成分主要含TFe（32.5％）、Aad（60.5％）、Vad（5.2％）、K2O+Na2O(0.3542%)、Zn（0.658%）等。瓦斯灰是高炉炼铁过程中随高炉煤气一起排出的烟尘。其中含有多种元素的自由态和结合态的复合物。瓦斯灰干燥、易流动，堆放、运输污染严重。其主要化学成分以Fe（46％）、C（35％）为主，并含FeO（6％）SiO2（3．72％）、Al2O3（1．97％）、MgO 及Zn（0.85%）等。目前未经处理全部返回作烧结配料使用。

2.2.3 炼钢污泥和布袋灰

其成分主要含Fe、FeO、Fe2O3和CaO，并含少量硅、锰、镁氧化物。目前，八钢考虑到生产工序的稳定，以及环保因素，只对产生的炼钢污泥全部作烧结配料使用。而布袋灰因含锌达到10%以上，暂时进行定点搁置，后期进行Zn磁选，二次利用。

2.3 铁料Zn含量及入炉情况

由图1、表4的数据统计中可以看出：（1）在高炉锌负荷收入方面，烧结矿带入Zn的量为981.31g/t，占入炉锌的88.1%，其次是燃料带入量为99.13g/t，占入炉锌的8.9%。（2）在烧结矿配矿结构方面，敦得精粉、瓦斯灰为含锌料的主要来源，占铁料的43%，其次是硫酸渣、入烧矿、其他杂料带入锌的占比在36%。（3）三座高炉目前的Zn负荷月评价在1.13kg/t，个别单日受配料结构误差的影响，最高可达到1.57kg/t。因此绝大部分的Zn未能通过特殊的磁选工艺手段进行清除，通过烧结矿进入高炉循环、累积，导致高炉锌负荷急剧上升，造成高炉炉身粘结、炉缸堆积，炉况长期不顺, 生产技术指标较差。

3 八钢高炉高锌负荷应对措施

3.1提高烧结铁料Zn含量技术标准

八钢高炉Zn负荷85%以上来源于烧结矿,烧结矿含Zn主要来源于回收固体废弃物和高Zn铁料。2017年,烧结矿含Zn原料中敦德精粉、铜冠精粉、硫酸渣、兴祚入烧矿带入比例高达50%。因此，通过提高此种铁料质量标准（降低Zn含量），严禁混堆、混配含Zn高的铁料，降低Zn进入高炉。

鉴于目前八钢炼铁生产实际情况和降低铁水成本的需要，虽然前期已经制定了Zn负荷的管控标准，但依然偏高，仍然维持在0.583kg/t，冶金行业（国内外先进企业）Zn负荷限制标准为0.15kg/t。因此，八钢高炉Zn负荷加以控制，力争低于0.65kg/t，保证高炉炉况的稳定顺行。

3.2 高炉优化操作,减少Z n 富集的影响

在八钢目前原燃料和生产组织条件下, 要全力确保三座2500m3高炉原燃料质量和炉况稳定, 发挥优质高效生产效益, 必需将（将）Zn负荷对高炉炉况影响降到最小，保证高炉稳定顺行，采取以下措施。

3.2.1加强原燃料过筛管理, 加大清筛频率, 筛净原燃料粉末,减少原燃料粉末人炉, 为高炉炉况顺行创造条件。

3.2.2稳定高炉炉温和炉渣碱度。及时调剂炉渣碱度, 提高炉渣热焓和铁水温度( 不低于1500℃),确保炉缸热量充沛, 减少Zn的沉积。

3.2.3以高炉炉况顺行为中心, 严格控制压差, 减少滑料、崩料, 避免悬料。对上部装料制度进行适当调整, 保持高炉中心和边缘两股煤气流合理分布。完善合理的高炉操作制度, 稳定炉况, 避免炉温剧烈波动, 避免长期低料线作业, 保证煤气流合理分布, 防止边缘煤气流过盛, 减少锌循环区锌量的同时, 可以增加锌从炉顶的排除量。

3.2.4维护好铁口, 出好渣铁。加强铁口泥套检查,保证铁口深度和出铁时间, 出净渣铁, 活跃炉缸。

3.2.5由于锌在高炉中的状态是不断的循环并富集的, 因此提高入炉矿的冶金性能, 选用铁矿石软熔温度高的原料有助于提高低温下锌的还原程度, 一定程度下可以减少锌循环区的锌量。

3.3 加强固废成分检测，分类处理，合理使用。

每个钢铁厂都有多种固废，有些钢铁厂并不具备处理固废的能力，要想合理使用固废，必须对固废成分进行检测，分类处理，才能实现合理使用。通过固废的成分检测，可根据有害元素和铁品位等进行分类，A类进行外排，B类有限制使用，C类优先使用。同时对于烧结等配加固废的配加量要进行相关试验，保证烧结矿的成分、冶金性能等性能合格。通过合理使用固废，可以有效较少Zn和K、Na的循环富集。

对固废进行脱锌处理。锌的循环富集来讲，只要添加固废，就会加重高炉内锌的循环富集，要想从根本上解决锌的问题，必须对固废进行脱锌处理。

4 结论 

（1）锌的富集循环有炉内循环和烧结--高炉工序间富集循环两种方式。

（2）排出锌的主要渠道是高炉煤气，必需要控制好煤气流分布和高炉炉况稳定顺行。

（3）加强对有害元素的监控，改善原燃料条件，制定周期管理，早预防，早实施，防止影响炉况。