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碱金属、锌、钛对高炉危害的认识及应对措施碱金属、锌、钛对高炉危害的认识及应对措施冯 晓 军(陕西龙门钢铁公司炼铁厂)摘摘 要要 在一些发展较快的企业，由于认识上的缺陷，有害元素排放率较低，造成生产波动，影响了企业的节能减排和整体的经济效益本文通过分析 K、Na、Zn、Ti 对高炉的危害及应对措施，旨在使这部分企业提高认识，转变操作思路，减少炉况波动，尽快走出生产低谷关键词关键词 有害元素 排放率 危害 措施近年来，由于我国生铁产量大幅增长，导致原燃料供应紧张，价格不断攀升为了降低生产成本，高炉不得不用一些含有有害元素的低价位原燃料在一些发展较快的企业，由于认识上的缺陷，有害元素排放率较低，造成生产波动，影响了企业的节能减排和整体的经济效益这部分企业只有提高认识，转变操作思路，才能减少炉况波动，尽快走出生产低谷一、征兆一、征兆1.碱害的征兆初期风压升高，风量减小，料速变慢压量关系不对称，出铁前压量关系紧张，出铁后好转严重时会有难行和悬料，容易吹出管道，风渣口破损，出铁不顺畅，铁口深度容易增长，出铁不均匀，相邻铁次和两个出铁口铁量差别大，都少于理论出铁量渣铁温度低，流动性差导致主沟易结大盖。

2.锌富集的征兆出铁时渣铁沟冒白烟，渣表面冒蓝火，渣子极易接结盖，渣铁物理热低，流动性差放完铁后，渣铁沟两侧和盖板上有大量白色物质炉温波动大，综合负荷不稳定，热制度易失常出铁晚点时，风量萎缩，料速减慢，炉温下降幅度大，铁后风量回不到铁前的水平3.钛害的征兆渣铁黏稠，物理温度低，流动性差，炉缸堆积，频繁烧坏风口，产量低，消耗高严重时渣子热结，光出铁不出渣引起悬料二、危害和机理二、危害和机理 1.碱金属危害机理碱金属以硅酸盐的形式存在，在高温区被还原，吸收大量的热量碱害形成的实质是碱金属富集到炉况难以接受的程度后，促进了焦炭得气化反应，使焦炭强度变差，烧结矿的低温还原粉化率剧增，球团矿强度下降，恶化了料柱透气性，影响了高炉顺行，破坏炉衬炉缸焦炭负荷加重，炉子变凉，渣铁流动性变差，富集碱金属的渣铁不能从炉内排出2.锌的危害机理锌的矿物组成有闪锌矿（ZnS）、红锌矿（ZnO）、铁酸锌（ZnOFe2O3）和硅酸锌（ZnSiO3）烧结脱锌很少，一般只有 10%左右，大部分锌在高炉内 1000℃左右开始气化，1300℃左右反应显著，生成 ZnO，然后被 C、CO、Fe 还原只有 ZnSiO3较难还原，要在 1537℃以上才能进行，但渣中有 CaO 存在，ZnSiO3的还原温度会大幅度降低。

使一部分还原，未还原的 ZnSiO3则随炉渣排出炉外，锌大部分随炉尘排出炉外锌的富集对粒度小孔隙多的炉料，造成低温还原恶化，焦炭强度降低，反应性提高，堵塞空隙影响透气性，引起热制度波动和结瘤3.Ti 的危害机理入炉料当中的 TiO2，在高温条件下还原生成 TiC（TiC熔点 3140±90℃）、TiN（TiN 熔点 2950±50℃）和Ti（C，N）固溶体（熔点介于 TiC、 TiN 之间）高熔点化合物,这些化合物以胶核形态存在于渣液中，形成溶胶，当渗碳的小铁珠在滴落带滴下时附着在铁珠表面，形成一层膜，铁珠越小，膜的厚度越厚，这层膜妨碍铁珠的聚合长大，下沉速度很慢，悬浮于渣中，呈微细粒状态，加上渣中微细的 TiC、 TiN、 Ti（C，N）在渣中呈固体状态，使粘度增大，出现变稠，严重时放不出渣来，引起悬料和炉缸堆积三、预防措施三、预防措施 1. 高炉操作排 K、Na 主要是提高炉渣的排碱率只要操作制度合理，碱金属的循环达到不影响高炉正常生产的最大富集量的动态平衡，碱害就不会发生开放中心气流，减少渣铁进入中心料柱减少直接还原，提高料柱透气性，防止中心堆积，保证炉渣的排碱能力坚持低硅冶炼，及时排净渣铁，渣铁出不净是诱发碱害的导火索。

炉料粒度越小，碱金属越易富集，加强筛分也是减少碱金属富集的一项有效手段2.排锌主要是保持炉缸工作活跃，炉温充沛，炉型稳定，，不出现区部侵蚀过快或死区，消除 Zn 沉积条件适当降低顶压，提高煤气流速，开放中心气流，有利于锌随煤气排出一般要求十字测温中心温度不低于 500℃ 3.保证渣铁流动性，实行低硅、低碱度冶炼，可以减少铁中的钛，增加渣中钛的排放适当缩短出铁时间，提高煤比、富氧率，提高风速，活跃炉缸，可抑制钛的过还原[Ti]小于 0.100%，钛微量剩余或不剩余，就不会对高炉产生危害四、处理措施四、处理措施1.碱害的处理措施调轻焦炭负荷是消除碱害的有效手段调轻焦炭负荷后料柱透气性得到改善降低了炉缸渣焦比补充了炉缸热量，改善了炉缸工作状态为了尽快加热炉缸，可采用其中加焦，每隔 5 批料加正常焦批一半的附加焦退焦炭负荷为正常生产时的 80%矿批按风量的 1.1 倍为了改善渣铁流动性，并保证生铁质量，二元碱度按 1.0-1.05 控制有机会可堵部分风口，提高鼓风动能，活跃炉缸堵风口的数目以风速不低于正常风速，不超过正常风速的 1.2 倍为原则2.锌害的处理措施锌害发生后，热制度失常，渣铁温度低，流动性差，料柱透气性差，可加净焦并适当减风。

初期可加炉容 5%的净焦，以后每隔 10 批料再加炉容 2%的净焦，直到渣铁物理热充沛，渣泛白，正常料负荷 2.6-2.8煤量按不超过正常煤比的 1.15 倍控制适当减风一方面可以减轻炉缸的熔炼负荷，另一方面减小了煤气量，保证了高炉顺行，减风的幅度以减到正常炉况的透气性指数为标准矿批按风量的 1.2倍布料矩阵可改为双环或增加中心焦炭量，疏导中心气流3.钛害的处理措施在正常生产中，发现钛的危害，炉缸堆积，频繁烧坏风口，指标低，要在第一时间切断钛的来源在渣铁流动性差、温度低时，千万不敢大量补加净焦，焦炭负荷过轻只会造成炉况进一步恶化应尽快配加锰矿洗炉，[Mn]控制在 0.6—0.8％、[Si]在 0.4—0.6％、铁水物理温度控制在 1470℃—1490℃、炉渣碱度 1.00—1.05 恢复炉况，切忌高炉温其次加强炉前出铁工作，尽快把炉内的高钛粘结物排出去铁中钛含量偏高，短期休风对生产影响不大，但是遇到长时间的休风，下休风料一定要慎重，如果加焦过多，复风的过程炉缸工作本身就不好，又碰上休风料当中焦炭起作用后[Si]上升幅度大，促进了 TiO2还原，使渣铁流动性变得更差，严重时不能从炉内排出，引起炉况难行。

这时应降低风温使用水平，增加氧量，停煤改送空压，使渣子消稠渣子排出后，炉况就会改善长期休风恢复过程中，捅风口一定不要操之过急，随着炉缸内高钛粘结物的不断减少，逐步捅开风口，否则捅一个烧坏一个五、结语五、结语1.保证炉缸工作全面、均匀、活跃，及时出净渣铁是防止碱金属、锌、钛危害的有力措施生产中应尽量维持全风作业，控制合理的冶炼参数，保证充沛的炉缸温度维护好铁口，保证铁口深度，加强外围组织2.由于各企业的有害元素排放率不同，有害元素入炉负荷没有一个统一的标准即使是同一企业、同类型高炉，有害元素对高炉的影响也不同各企业应根据自己的实际情况制定有害元素入炉负荷上限3.如果有害元素对高炉冶炼已产生影响，应依据炉况的表现，分析清楚原因，果断采取措施，尽快扭转被动局面参考文献参考文献[1] 魏升明. 搞好高炉长期稳定高水平生产之我见.炼铁，2008（2）：27-28[2] 卫文莉. 酒钢 1 号高炉碱害的防治.炼铁，2000 增刊：59-60。