高炉有害元素调查分析
高炉本体系统危险有害因素分析
高炉本体系统危险有害因素分析-喷煤系统1、煤粉罐——喷吹罐1080m3高炉的喷吹间占地面积10×4m2，在新老厂房间增加一个串罐喷吹系列，煤粉罐——喷吹罐（串罐）的有效容积为17.5m3/个。
其主要危险有害因素如下：（1）火灾爆炸由于静电、火星、动火等，煤粉可能发生燃烧爆炸事故。
（2）窒息由于喷吹罐充压、流化、阻吹全部采用了氮气，一旦氮气泄漏，可能造成人员窒息。
（3）粉尘在泻压过程中，会产生大量的煤粉扬尘，如防护不当，可能对工人的健康造成危害。
2、煤粉仓煤粉仓系技改以前就已有设备，不在本次评价范围之内。
高炉本体系统危险有害因素分析--热风炉系统1、热风炉本体高炉配置3座高温内燃式热风炉，采用高炉煤气为燃料，设置换热装置预热高炉煤气和助燃空气，采用计算机进行操作和控制。
热风炉为悬链式拱顶，拱顶与大墙脱开，使大墙耐火砖能独立膨胀或收缩。
燃烧室为圆形，并配置矩形陶瓷燃烧器。
自立式隔墙为独立结构，与大墙之间不咬砌，隔墙与大墙之间设置滑动缝和膨胀缝，两者之间可以自由滑动和膨胀。
隔墙中下部设置隔热砖。
热风炉上部钢壳喷涂绝热性能良好的不定形耐火材料。
拱顶及热风炉上部高温区采用硅砖，中、下部采用高铝砖和粘土砖。
热风炉内衬设置滑动缝和膨胀缝；热风出口、热风主管三岔口、热风围管三岔口等易破损部位，采用组合砖砌筑；蓄热室砌筑互锁的七孔高效格子砖。
其主要危险有害因素如下：（1）噪音a、混合煤气在炉内燃烧发出强大而剧烈的噪音。
b、机械动力装置在运转时所发出的噪音。
（2）触电热风炉本体内存在大量电驱动设备和装置，且部分需要通过接拉私线，加之炉体布局复杂，若检查不及时，可能存在漏电线路或装置，引发触电事故。
（3）高处坠落热风炉全高38.46m，炉壳内径为Φ7600mm/Φ7720/Φ9220mm。
整座炉体按工艺需要，设置多层工作平台。
在作业过程中，可能存在从楼梯或护栏处坠落。
（4）灼伤热风炉设计风温为1150℃，设计拱顶温度为1300℃，煤气预热温度为140℃，废气最高温度为250℃。
碱金属、铅、锌等有害金属元素对高炉影响的生产认知和调研
碱金属、铅、锌等有害金属元素对高炉影响的生产认知和调研高炉炼铁技术人员越来越重视生铁成本控制，低成本冶炼、经济炉料结构冶炼不断得到认可，但有害金属元素入炉负荷不断升高，不仅未能达到低成本冶炼的目标，还一度造成生产被动……高炉生产对铁矿石原料的要求是：含铁量高、脉石少、有害杂质少、化学成分稳定、粒度均匀、良好的还原性以及一定的机械强度等等。
我国国内铁矿石资源呈现两大特点：一是贫矿多，富矿少。
贫矿资源占矿石总量的80%左右。
二是单一矿种少，复合矿石多。
随着钢铁工业的迅猛发展，资源消耗殆尽，铁矿石富矿不断减少，或者为降低生铁原料成本的需要，大量富含其它元素的复合铁矿石逐渐大量使用。
入炉有害杂质元素的负荷加大，对高炉生产和高炉寿命造成的影响日益突出。
我们说高炉入炉有害元素主要由钾、钠、铅、锌、砷、硫等，当其入炉负荷显著提高到一定数值后，逐渐影响高炉正常生产，破坏炉况顺行，非计划休风率升高、铁水质量降低和技术经济指标下降明显，增加生铁成本，同时，大大威胁高炉安全生产。
高炉炼铁前辈对碱金属、铅、锌等的认识早期，高炉炼铁技术人员对于碱金属的认知是在实践生产中，摸索着进行的，然后再加大分析、评估其利弊。
碱金属：1）20世纪中期，美国基尼瓦厂高炉每次停炉检修和更换炉衬时发现高炉内有炉瘤，初步分析认为是由于原料中的碱金属负荷过高引起的。
2）1970年6月，加拿大钢铁公司高炉炉况恶化，导致三个月炉况失常，通过化验分析，所使用球团中的碱金属含量是其他球团的3-4倍。
当去掉这种高碱金属球团时，炉况顺行好转，焦炭负荷提高，焦比降低。
铅：20世纪中期，高炉炉底砖衬不同程度的出现了膨胀、增重现象，且发现炉底、炉基耐火衬体中均有大量的铅存在，进一步的分析研究后，逐步形成了铅在高炉内渗透机理。
锌：20世纪40年代，苏联炼铁技术人员已经认识到锌对高炉的主要危害是形成锌瘤，影响高炉生产、炉顶设备和炉衬。
60年代，在苏联科茨捏茨和乌拉尔钢铁厂高炉的炉喉和上升管道中均发现了锌瘤，这些锌瘤呈灰色或灰绿色，表面可以看到细的红锌矿结晶颗粒。
高炉项目毒性危害分析
高炉项目毒性危害分析
1 毒物危害分析
高炉项目涉及有毒物主要为一氧化碳，一氧化碳主要存在于热风
炉作业，炉前出铁作业。
一氧化碳对人体的危害如下：
一氧化碳经呼吸道吸入，属窒息性气体，主要引起人体急性中毒，一氧化碳进入人体，与血红蛋白结合，导致机体缺氧，病患出现头痛、头晕、恶心，甚至死亡。
慢性危害不明显。
危害级别Ⅱ级。
2 防毒措施安全检查表
查证要求与方法
检查结果
评价结论
备注
1、生产装置应密封化、管道化，防止有毒物质泄漏、外逸；
2、生产过程机械化、程序化和自动控制使作业人员不接触或少接
触有毒物质，防止误操作造成中毒事故；
3、受技术、经济条件限制，仍然存在有毒物质逸散且自然通风不
能满足要求时，应当设置必要的机械通风排毒；
4、对排出的有毒气体、液体、固体应经过相应的净化装置处理，
以达到环境保护排放标准；
5、对有毒物质泄漏可能造成重大事故的设备和工作场所，必须设置可靠的事故处理装置和应急防护装置；
6、根据有毒物质的性质、有毒作业的特点和防护要求，在有毒作业环境中应配置事故柜、急救箱和个体防护装置；
7、针对缺氧危险工作环境以及发生缺氧窒息和中毒窒息的原因，应当配备通风换气设备和抢救器具；
8、有缺氧、窒息危险的工作场所，应在醒目处设置警示牌。
朝阳钢铁高炉有害元素的分析及控制
朝阳钢铁高炉有害元素的分析及控制王光伟胡德顺王渐灵朝阳钢铁2600 m3高炉第二代炉役始于2012年11月，投产以来高炉运行较为顺利。
朝阳钢铁高炉入炉原燃料中的有害元素主要包括K2O、Na2O、Zn。
随着高炉生产时间的延伸，高炉有害元素富积，尤其是高炉干法除尘灰回配烧结，加速了高炉有害元素的富集速度。
2013年7月锌负荷为0.46 kg/t，碱金属负荷为2.48Kg/t2013年11月锌负荷快速高升至0.86 kg/t，碱金属负荷为3.95Kg/t高炉干法除尘灰中Zn含量快速升高至15%左右，碱金属（K2O Na2O）含量快速升高至20%以上。
与国内控制标准相比，碱金属负荷超标1.45Kg/t，锌负荷超标0.71 kg/t，为防止有害元素对高炉炉衬产生侵蚀，鞍钢集团朝阳钢铁炼铁厂从2013年开始对高炉有害元素的危害及分布进行调查分析，通过采取有效措施，取得明显效果。
1 有害元素的危害现象1.1 现象2014年4月高炉计划检修，在卸风口的过程中，从高炉风口流出银白色物质，凝固后，实物外观如图1所示，表面呈银白色，具有金属光泽，质地较软，边缘较薄部分可用手折弯甚至掰断，经断面取样化验得Zn含量为100%，表明高炉有害元素已富集到相当严重的程度。
图1 风口流出白色物质1.2 危害1.2.1 炉体上涨有害元素富集造成高炉炉体上涨，主要表现在以下几个方面：高炉炉底板开焊，上涨约100 mm，如图2（a）所示；高炉炉体9 层平台标尺上涨约50 mm，如图2（b）所示；高炉冷却水管与平台联接处开焊，水管上移出现弯曲，如图2（c）所示；高炉上升管膨胀节发生位移，如图2（d）所示。
1.2.2 炉墙结厚2015 年9 月～2016 年2 月，由于高炉干法除尘灰无地存放及降成本需要，烧结开始回配干法除尘灰，烧结矿中Zn 含量和碱金属含量快速增加，高炉锌负荷升高至0.9 kg/t。
同时由于原料库存较低，导致入炉原燃料质量波动较大，入炉粉末增多，炉况波动大，造成2016 年3～5 月高炉炉墙结厚。
有害元素对高炉操作的影响
有害元素对高炉操作的影响1有害元素在高炉中的行为1.1碱金属危害机理碱金属主要来源于铁矿石、焦炭等物质，碱金属常以复杂硅酸盐的形式存在于各种矿石中，这些复杂化合物在常规的烧结过程中去除很少。
在高炉的中、上部，以复杂硅酸盐形式进入高炉的碱金属是很稳定的，当它随炉料下降到高炉下部高温区后，能按式(1)和式(2)进行还原，生成K 、Na [1]。
)()(2232g CO SiO g K C SiO K ++→+ (1))()(2232g CO SiO g Na C SiO Na ++=+(2)式(1)还原温度大于1550℃；式(2)还原温度大于1700℃。
由于煤气的高速运动，反应不能达到平衡，只有小部分碱金属硅酸盐参加反应，生成的碱蒸气随着煤气流向上运动。
在高温区产生的碱蒸气离开风口区后，能按式(3)至式(5)反应生成氰化物蒸气随煤气流上升。
)(2)(2)(22g KCN g N C g K →++ (3))(2)(2)(22g NaCN g N C g Na →++ (4) CON CO K COg KCN 54)(22322++→+ (5)夹杂着碱蒸气、碱金属氰化物及碳酸盐的高炉煤气流，在上升过程中与高炉料柱和内衬充分接触，其碱金属一部分被焦炭吸收，一部分沉积于耐火材料上，一部分随煤气排出炉外，炉料中大部分未还原的碱金属以硅酸盐形式随高炉渣排出[2]。
被焦炭吸收和黏附在炉料上的碱金属及其化合物，随炉料下降到高炉高温区后又将挥发而重新进入煤气流中，这样导致碱金属的循环往复，最终出现碱金属的富集，进而影响高炉冶炼的正常进行。
锌是与含铁矿物在矿石中共存的元素，在天然矿石中锌的含量是微量的。
入炉后分解成为氧化物ZnO ，随炉料下降，在CO/CO2=l ～5的条件下，于100℃以上的高温区还原成Zn 。
Zn 的沸点为907℃，蒸发进入煤气，升至高炉中上部又被氧化成ZnO ，一部分随煤气逸出，另一部分黏附在炉料上，又下降而被还原、汽化，形成循环。
高炉原料、燃料供应系统危险有害因素分析
高炉原料、燃料供应系统危险有害因素分析高炉原料、燃料供应系统危险有害因素分析高炉原料、燃料供应系统是钢铁生产过程中的重要环节，其安全运行对于整个钢铁企业的稳定生产和经济效益具有重要意义。
本文将从原料运输、原料存储、燃料供应、电力供应、设备故障、操作不当和环境影响等方面对高炉原料、燃料供应系统的危险有害因素进行分析。
1.原料运输原料运输过程中存在的危险有害因素主要包括运输车辆的安全问题、原料包装的牢固程度等。
例如，运输车辆可能存在故障或驾驶员违规操作导致交通事故，造成人员伤亡和财产损失。
此外，原料包装如果不够牢固，可能会导致原料泄漏，进而引发环境污染和生产中断等问题。
2.原料存储原料存储环节存在的危险有害因素主要包括仓库的设计和建设、原料的分类和存储时间等。
如果仓库设计和建设不合理，可能会导致安全隐患，如货物坍塌、火灾等。
同时，原料的分类和存储时间如果不规范，可能会导致原料品质下降，影响高炉冶炼效果。
3.燃料供应燃料供应过程中存在的危险有害因素主要包括燃料的质量和供应量、燃料的运输和储存等。
如果燃料质量不稳定或存在杂质，可能会对高炉冶炼产生不良影响。
同时，燃料的供应量如果不足，可能会影响高炉的正常运行。
此外，燃料的运输和储存过程中也存在潜在的危险，如火灾、泄漏等。
4.电力供应电力供应系统中存在的危险有害因素主要包括电力线的安装和保护、电力的监测和调控等。
如果电力线安装不当或保护不到位，可能会导致触电事故。
同时，电力监测和调控设备如果故障或异常，可能会导致停电事故，进而影响高炉的正常运行。
5.设备故障高炉设备故障中存在的危险有害因素主要包括设备的维护和检修、设备的使用时间和更换周期等。
如果设备维护和检修不到位，可能会导致设备故障或损坏，进而影响高炉的正常运行。
同时，设备使用时间和更换周期过长也可能会导致设备老化或损坏，增加事故风险。
6.操作不当操作过程中存在的危险有害因素主要包括操作人员的培训和技能、操作流程的规范性等。
炼铁高炉入炉原料中有害微量元素分析解决方案工作报告
炼铁高炉入炉原料中有害微量元素分析解决方案工作总结报告一、背景简介Na2O、K2O、Zn、PbO、As、CuO等被统称为有害微量元素，广泛存在于各种天然炼铁用物料中，通过造球或烧结进入高炉，是高炉生产的有害成分：Na2O、K2O对高炉炉衬有浸蚀；Na2O、K2O、ZnO很轻，在冶炼过程中，随除尘管道排出，在除尘灰循环利用中，周而复始的富积，不仅浪费能源，甚至堵塞管道；PbO还原后，沉积在炉底，使炉底升高；As2O3、CuO还原后，一部分进入铁水，影响生铁的质量。
随着钢铁行业经营形势进一步恶化，公司为降低铁前成本，开始大批量采购经济料和使用回收含铁废料，外购铁矿石、球团矿、焦炭、煤以及含铁杂料中有害微量元素对高炉生产的巨大危害也随之而来。
面对这一境况，公司领导要求能够及时、准确对高炉入炉原料中有害微量元素进行分析，为高炉顺行提供数据支持。
2010年底，在我处工作会上，时任处长的李朝玺同志就已提出对进厂铁矿石、球团矿分析Na2O、K2O、Zn、PbO、As2O3、CuO等微量元素，以满足公司生产的需要。
2012年初公司又下发新的产品检验要求，要求对含铁杂料、焦炭、煤灰等物料中有害微量元素进行检验，欧阳琦副处长提出，将各种高炉入炉料有害微量元素成份检验合并成检测体系，并按2011年3月下发的产品标准严格考核。
现状以及项目开发的目的和意义1.现状（1）Na2O、K2O、Zn、PbO、As、CuO等检验项目在各种物料中的含量都很微少，想要准确测定微量或痕量的元素，一般都采用ICP分析或原子吸收分析方法。
这两种方法首先都需对待分析样品进行溶解，溶解的过程比较漫长，分析过程稍有差池就会造成分析失败，检验周期长、操作复杂也是这两种方法不可避免的缺点，对于大批量的进厂铁矿石、球团矿、焦炭、煤灰、含铁废料检验，已很难适应快速生产节奏的需要。
（2）X荧光仪分析速度快、对样品要求相对简单，在2011年已成功开发出铁矿石、球团矿微量元素快速分析方法，但该方法只适用于物质成份含量简单且相对稳定的铁矿石品种，焦炭、煤灰、含铁杂料等新品种因物相组成不同、成份结构复杂，不能简单用一种方法分析检验，需要一整套的系列分析解决方案，有针对性的对各种物料使用最为合适的分析方法。
高炉铁水有害元素分析与控制
高炉铁水有害元素分析与控制（山东球墨铸铁管有限公司）摘要分析了铁水有害元素的来源，通过采取多方面烧结配料、生铁含硅量、炉外增硅等措施，降低了铁水中有害元素的含量。
关键词烧结配料生铁含硅量炉外增硅1 前言山东球墨铸铁管有限公司现拥有160吨混铁炉一座、两台10吨工频电炉、五台10吨中频电炉、八台水冷金属型离心机、46米、60米退火炉各一座、四条精整生产线。
现已形成年产球墨铸铁管30万吨的生产能力。
从2009年以来，钢铁市场发生了很大的变化，各种进口铁矿粗粉及国内精粉价格持续上扬，为降低生产成本，烧结大量配加低价位经济料，用于高炉冶炼铁水，高炉铁水中的有害元素和夹杂物含量有所升高，球墨铸铁管的硬度和延伸率受到一定的影响。
2011年以来，通过烧结配料及高炉操作严格控制铁水中的磷、硫、锰、钛、铜、砷、铬等微量元素，供铸管铁水质量得到稳步提高。
2 有害元素的来源高炉铁水中的有害元素主要由冶炼铁水的原燃料带入：焦炭，无烟煤，烧结矿，块矿。
通过对微量元素在铁水中的还原性统计，结果表明：(1)炉料中的磷、砷、铜、铬元素全部进入铁水，在高炉冶炼过程中无法处理。
(2)高炉入炉原燃料中锰、钛元素60%~80%进入铁水，而且锰、钛元素在铁水中含量与高炉铁水含硅量呈正相关性关系。
原始生铁含硅量的提高有助于有害元素含量的升高。
3 不同元素对铸铁管的危害供铸管铁水中一些元素达到一定值会对铸铁管的退火产生一定的影响，进而降低对铸铁管的产品质量：磷是铸铁中的常存元素,它对球墨铸铁的机械性能,尤其是冲击韧性和塑性有明显的不良影响,因此总是作为有害元素对待。
其主要原因是共晶团晶界产生的磷共晶脆相,磷共晶呈多角状分布于共晶团边界,急剧恶化球墨铸铁的力学性能,使球墨铸铁韧性下降;其次是磷阻碍珠光体的分解,又能固溶于铁素体中,这些都能降低韧性。
磷的质量分数每增加0.01%时,脆性转变温度升高4.0～4.5℃。
当磷的质量分数超过0.16%时,脆性转变温度已在室温以上,冲击断口出现脆性断裂。
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高炉有害元素调查分析
摘要：鉴于1＃高炉（580m3）高炉生产出现放铁期间白烟大、铁水物理热严重不足、炉况不顺、悬料、结瘤等问题，调研了高炉有害金属的分布情况。
通过现场取样，测定试样中有害金属含量，计算分析了高炉有害金属的分布与平衡。
结果表明：烧结矿及球团矿中有害金属含量是影响高炉有害金属负荷的主要因素，排有害金属主要由高炉渣、除尘灰完成。
结合实际生产情况，提出了防治高炉有害金属的途径。
关键词：有害金属；分布；有害金属负荷；平衡
由于受到铁矿石资源的限制，加上矿源复杂，新疆金特钢铁公司炼铁高炉原燃料中有害金属含量较高。
在不断寻求新资源的过程中，忽略了对有害金属元素的控制，使得有害金属对高炉冶炼的危害逐渐暴露出来。
Zn、Pb、Na2O等元素入炉以后一方面破坏原燃料的冶炼性能，影响高炉技术经济指标的提升，高炉出现悬料、结瘤、炉况不顺、消耗升高，其危害随着生产进行而日益严重。
另一方面则对高炉砖衬进行侵蚀，给高炉长寿和组织安全稳定经济生产造成极大危害。
因此非常有必要对高炉Zn、Pb、Na2O等有害元素的入炉及排出情况进行长期监控，以便为高炉长寿、正常生产组织提供参考。
在本文中“碱负荷”是指每吨铁由炉料带入高炉的碱金属总量；“碱平衡”是指高炉冶炼过程中碱金属的收支明细表，反应了高炉在冶炼过程中碱金属的去留情况。
锌危害：
(1)影响铁矿石和焦炭的冶金性能。
渗入铁矿石和焦炭孔隙中的锌蒸气沉积氧化成氧化锌后，一方面由于体积的膨胀会增加铁矿石和焦炭的热应力，破坏铁矿石和焦炭的热态强度，并导致烧结矿和球团矿的低温还原粉化指数有所提高，焦炭的反应性增加，反应后强度降低；另一方面，锌蒸气也会堵塞铁矿石和焦炭的孔隙，恶化高炉料柱的透气性，给高炉冶炼带来不利的影响。
(2)影响高炉的操作。
锌蒸气在上升过程中被氧化，氧化锌会冷凝黏结在上升管、下降管、炉喉及炉身上部砖衬上或大钟内表面，并形成高锌尘垢，并逐渐转变为高锌炉瘤。
炉喉及炉身上部砖衬上的锌瘤破坏炉料的下降和煤气流的上升，破坏炉料和煤
气的正常分布，导致炉况失常。
(3)影响高炉的稳产、高产。
当锌的富集程度加剧，高炉内黏结也严重，这会导致风量加不上，悬料频繁，产量影响大。
(4)影响高炉的寿命。
锌蒸气可渗入炉墙与炉衬结合，形成低熔点化合物导致炉衬变软，炉衬的侵蚀速度加快。
铅危害：
渗入炉底砌体的铅液随温度升高体积膨胀产生巨大破坏力，会导致砖层浮动甚至整个炉底砌体毁坏以及炉壳开裂穿漏等事故。
当炉缸铅液积存过多时则引起炉前工作失常，如铁口、主沟难以维护，堵死撇渣器酿成跑铁事故等，而随渣铁排出的铅污染炉前环境导致人体铅中毒。
渗入炉衬的铅对炉衬起破坏作用，有锌和碱金属共存时尤甚，是形成炉壳爆裂的因素之一。
氧化铅与其他组分组成的低熔点化合物或共晶体粘附于炉料上，降低其软熔温度影响料柱透气性，粘结在炉墙上促使形成炉瘤影响高炉正常生产。
1、采样
选择近期炉况正常的l号高炉进行采样，取样内容包括高炉的入炉原料：球
团矿、烧结矿、焦炭、喷吹煤粉，熔剂等；高炉的支出项：铁水，炉渣、布袋灰、重力灰、煤气，及出铁场的粉尘等。
以上试样分别送化验室进行化学分析。
生铁
的产量参考现场的高炉日报表，炉渣、各种粉尘及煤气的产量参考月总量取平均值。
为了系统分析烧结矿及球团矿中锌元素的具体来源，对生产烧结矿及球团矿
的所用矿粉也进行了取样并送检试样。
2018年高炉灰统计
2、高炉锌平衡的分析及计算
2.1采样期间内，平均日产铁量1772.8t，锌量2164.73kg，吨铁带入锌量1220.8g／t。
锌的主要来源是烧结矿，其带入锌量占入炉总锌量的75.5％；其次
是球团矿24.5%，造成这一现象的主要原因是烧结及球团所用矿粉含锌高。
2.2高炉锌支出
由各项生产数据和化学分析结果计算可得，每日支出锌量5446.56kg,吨铁支
出锌量为3072.29g／t。
高炉锌支出主要靠炉渣、布袋灰、重力灰及出铁场粉尘。
根据锌收入和支出量的计算锌平衡，绝对误差为1851.49g／t，相对误差为60％。
出现误差的原因，一方面焦炭、喷吹煤粉现无法化验含锌量，一方面可能
是受高炉累积锌量的影响，一方面可能来自于样品的化验误差。
由此造成锌平衡
数值波动大。
焦炭、煤粉拿出去到有资质的单位进行化验分析，化验误差通过分
时多次取样，科学的缩分，多次化学分析结果平均的方法，以尽量减少误差。
3、高炉内碱金属的分布
1＃高炉样品吨铁碱金属量Kg
通过碱金属收支平衡可以看出，碱金属主要以炉渣、瓦斯灰排出。
4、结论与建议
（1）、1#高炉，有害元素Zn、碱金属Na均超出高炉炼铁工艺规范要求
（≤0.15Kg/t、≤3.0Kg/t）。
（2）目前原料条件下，高炉改善炉渣冶金性能及大量排放除尘灰是排放有害元素的主要途径。
（3）从入炉原燃料着手，限制碱金属的入炉量，尽量避免使用碱金属含量高的烧结、球团原料，做到合理配矿，以及提高矿石的冶金性能，使矿石软熔温度、低温下K、Na还原程度得到提高，是解决高炉有害元素冶炼的根本措施。
参考文献
[1]刘维勤.宁钢高炉有害元素的管控措施[J].炼铁.2018(01)。