l 引言
高爐煉鐵原料中的有害元素主要有鉛、鋅、堿金屬等。鋅在高爐內循環(huán)富集已嚴重影響高爐順行和熱制度穩(wěn)定,滲入爐襯的zn蒸汽在爐襯內冷凝下來,造成高爐爐缸爐底磚襯上漲,風口大套上翹開裂、中套上翹變形、爐皮開裂、爐缸水溫差上升等一系列后果,嚴重危害一代高爐 壽命。通過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 有害元素的來源
通過對原燃料檢測成份分析可以看出,堿金屬來源主要來焦炭,其次是燒結礦和球團礦,而zn的來源,主要是山上球團廠球團礦和燒結礦。zn的主要來源是生產(chǎn)燒結礦、球團礦的精礦粉,不法商販將瓦期灰回收來的金屬料加入精礦粉中,使原料Zn含量大大提高。
3 對高爐的影響
(1)有害元素破壞磚襯及爐體。2004年3月份開始,陸續(xù)發(fā)現(xiàn)風口中套變形,繼而出現(xiàn)大套法蘭上翹開裂套冒煤氣現(xiàn)象,并伴隨煤氣泄漏明顯發(fā)展最終造成爐缸爐皮開裂。
(2)造成爐皮開裂,冷卻板損壞。由于有害元素在爐內富集,在爐身中下部軟融帶附近,有害元素吸附或滲透進入磚縫,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。隨著原燃質量下降,有害元素入爐增加,在內的富集增加,對磚襯的破壞力度加大。造成爐皮開裂的主要原因是使用含Zn高的原料的結果,從風口粘結物取樣分析可知,zn在爐知富集是造成爐缸爐皮開裂的主要原因。
(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_次發(fā)生管路堵塞現(xiàn)象,經(jīng)過吹掃管路,立刻恢復正常均壓。
(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)破壞焦炭強度,爐況順行度下降。堿金屬的吸附首先從焦炭的氣孔開始,而后逐步向焦炭內部擴散隨著焦炭在堿金屬蒸汽內暴露的時間延長,堿金屬的吸附量逐漸增多, 焦炭基質部分擴散的堿金屬會侵蝕到石墨晶體內部,破壞原有的結構,使焦炭產(chǎn)生較大的體積膨脹,導致焦炭破碎,焦炭反應性增加,反應后強度降低。2005年高爐堿負荷達6.Okg/t鐵左右,由于缺乏處理經(jīng)驗,使堿金屬在爐內富集,破壞焦炭強度,爐況順行度很差,通過采用高壓操作,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,2006年雖然堿負荷仍高達5.Okg/t鐵左右,由于措施得當,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。制定嚴恪的原燃料采購標準,盡可然采川低鋅原料,減少入爐鋅量。
(2)增加燒結礦中Mgo含量??紤]到堿金屬對高爐帶來許多不利因素,通過提渣中Mgo含量可降低渣中K,0、Na的活度,提高爐渣排堿能力。燒結礦Mgo含量 原來的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。通過降低爐渣堿度到1.O5~1.15之間,爐渣流動性良好,對排堿有利。
(4)優(yōu)化操作,提鐵水質量,通過攻關等 一系列措施,優(yōu)化高爐操作。2006年以來,優(yōu)質晶率保持在較高的水平,2006年2月份至今一級品率基本在90%以上鐵水粘度增加,流動性下降,使l150℃等溫線上移,有效保護爐缸,使水溫差穩(wěn)定在1.4℃左右。
(5)采用釩鈦礦護爐。雖然 目前水溫差已下降到1.4℃左右,但受爐的變化、爐溫波動等囚素影響,水溫差也有較大波動,為確保爐缸工作穩(wěn)定,保護內襯,2006年6月份始開始用釩鈦礦護爐,TiO入爐量維持在5kg/t鐵左右,使用釩鈦礦護爐以后,水溫差穩(wěn)定性明顯好轉,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),通過疏松邊緣等措施,防止爐墻結厚,同時及時調整負荷,減少粘結物對高爐生產(chǎn)的影響。
(7)高爐灌漿。針對8#高爐爐體實際情況,對高爐風口區(qū)及爐缸采用高壓灌漿,壓入無水泥槳,填充縫隙,有效阻止有害元素的入侵。
(8)定期對均壓管路吹掃,確保管路暢通。
5 效果
通過采取 一系列措施,有效控制了仃害元素對高爐帶來的影響,目前,8#高爐爐況穩(wěn)定順行,爐缸水溫差、爐襯溫度穩(wěn)定,各項技術經(jīng)濟指標有所改善。