摘 要  2017年8月下旬至9月上旬，由于炉内碱金属和锌显著增加，通钢3#高炉顺行变差，风压、压差升高，压量关系不匹配，产量降低，焦比和燃料比升高。炼铁厂通过采取措施，控制碱金属和锌入炉量，炉况稳定性得到改善。

关键词 碱金属  危害  措施

1 概况

通钢3#高炉2014年7月12日开炉，高炉有效容积2680m3,设计产能220万吨/年。投产后，高炉生产基本稳定顺行。但自2017年8月25日开始，在高炉炉料结构、原燃料指标、高炉装料制度和热制度没有调整的情况下，高炉无征兆炉况稳定性变差，经分析认为，主要原因为入炉碱金属大量富集，对高炉产生影响。

2 有害元素对高炉生产影响

对高炉生产产生危害的碱金属有害元素有K、Na、Zn等，它们进入高炉后对高炉操作会产生不利影响。

2.1碱金属在高炉内循环富集原理

K、Na的沸点为799℃和882℃。碱金属的氧化物在炉身中温区还原出碱金属蒸气，随煤气流上升，与炉料中的矿物结合生成碱的氰化物、碳酸盐和硅酸盐等。再随炉料返回到高炉下部高温区，又被还原成碱金属蒸气上升，除部分随煤气和溶解于渣铁中排出炉外，其余相当一部分在炉内上部和下部之间循环富集。

Zn在1000℃以上高温区域，炉料中的锌氧化合物被CO还原为气态锌，气态锌随煤气上升，部分排出炉外，部分冷凝附着在炉料上被氧化为ZnO,再随炉料下降并在炉内循环富集。

2.2有害元素对高炉生产的危害

（1）碱金属加剧球团矿产生异常膨胀，还原性显著降低，还原粉化加剧。

（2）降低矿石软化温度，在矿石还没有充分还原就融化滴（低）落，增加高炉下部直接还原，燃料比增加。

（3）引起高炉炉料透气性恶化，冶炼强度降低，严重时可引起崩料、悬料和结瘤等炉况失常。

（4）通过炉衬空隙渗入到高炉不同部位，引起硅铝质耐火材料异常膨胀，耐材剥落和严重侵蚀，缩短高炉寿命。

（5）上升的碱金属及其化合物遇焦炭会冷凝在间隙中，降低料柱透气性，同时与焦炭形成化合物，增加焦炭的反应性，促进焦炭溶损反应，降低强度，使焦炭下降过程中破碎，严重影响高炉透气性。

（6）锌蒸气冷凝，同风口组合砖内耐火材料发生化学反应，体积膨胀，风口中套变形和上翘，导致风口漏风，改变高炉的送风状况（参数）。

3通钢3#高炉有害元素现状

3.1炉况变差期间3#高炉碱负荷及锌负荷的具体情况如表1，通钢ZnO负荷标准≤0.3kg/t，通钢（K2O+Na2O）负荷标准≤3.5kg/t，从表1可以得出，锌负荷为0.95 kg/t，高出通钢标准3.17倍，碱负荷为4.79 kg/t，高于通钢标准1.37倍。

表2为通钢高炉碱金属负荷（K2O+Na2O）列表，表3为通钢高炉锌负荷（ZnO）列表。从表2和图1可以看出碱负荷在8月份末9月初有明显升高，从表3和图2可以看出锌负荷在8月份末9月初有明显升高。

注：2#高炉处于停炉检修状态，表中附带1#高炉负荷作为参照，1#高炉9月份停炉

3.2有害元素升高期间对3#高炉操作的影响

（1）对3#高炉负荷的影响，从4.92-5.08t/t降到4.59t/t。

（2）对燃料比的影响，从540-554Kg/t升至590Kg/t。

（3）对风量的影响，在风压和压差不变的情况下，风

量由4611m3/h降至4360m3/h。7-9月份高炉旬平均指标变化见表4。

4有害元素主要来源

通钢采购原燃料时综合考虑性价比，以价格为主导，原料主要控制品位、CaO、SiO2等指标，燃料主要控制含碳量、灰分、热值等指标，兼顾碱金属含量，个别原燃料碱金属把关不严，造成烧结矿碱金属含量大幅升高。

4.1通过对3#高炉各种原燃料碱金属负荷和锌负荷分析，从表5可以看出带入炉内的碱金属和ZnO主要由烧结矿带入，其中ZnO负荷比例92.7%，碱金属负荷比例为72.8%，其余ZnO大部分由球团带入，碱金属由焦炭带入。

4.2由于炼铁工序碱金属和锌主要由烧结矿带入，通钢对烧结工序各种原燃料碱金属和锌带入量进行分析如表5，从表5可以得出，碱金属主要由烧结电除尘和炼铁工序布袋灰带入，锌主要由炼铁工序布袋灰、预混料、抚顺金隆精粉和秘鲁粉带入。

5 有害元素控制对策

5.1加强对进厂大宗原燃料碱金属含量检测和采购时对进厂原燃料碱金属重点把控。

5.2 控制有害元素的来源。通钢有害元素的来源主要由烧结工序电除尘带入和高炉除尘灰带入，其中碱金属主要由烧结工序电除尘带入，采取停配烧结工序电除尘灰方式来控制。锌主要来源为高炉除尘灰带入，采取含锌除尘灰外销，在锌被提取后烧结工序重新配入，控制锌元素的带入。

5.3 定期排碱排锌，高炉本体排出有害元素主要通过两个途径实现，第一，主要通过炉渣排出炉外，第二，主要从炉顶伴随煤气排出炉外，其中碱金属主要通过炉渣排出，控制炉渣碱度，抑制K2O和Na2O还原，提高炉渣的排碱能力，增加出铁次数，做到“零间隔”出铁。锌主要通过炉顶伴随煤气排出炉外。充分发展中心气流，有利于锌元素的排出。

6 结语

6.1 通过采取上述对策，碱负荷和锌负荷得到有效的控制，从图1和图2可以得出。

6.2 通钢采取每周一、周三和周五对高炉布袋除尘灰做成分分析，密切关注高炉布袋除尘灰有害元素含量变化情况，当ZnO含量超过5%，单独堆放，停止配入烧结工序。

6.3 和高炉休风同步，把变形的中套进行更换。