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。
生产高韧性球墨铸铁时,含磷量应尽可能地低。
低温(-40℃)下工作的铸件含磷量应低于0.07%,常温下工作的铸件含磷量应低于0.1%。
热力学表明,在铸铁中是不可脱磷的,生产球墨铸铁就必须采用低磷生铁。
锰的作用和影响:球墨铸铁中锰的作用就主要表现在增加珠光体的稳定性,帮助形成炭化锰、炭化铁。
这些碳化物偏析于晶界,对球墨铸铁的韧性影响很大。
锰也会提高铁素体球墨铸铁的韧脆性转变温度,锰含量每增加0.1%,脆性转变温度提高10~12℃。
因此,球墨铸铁中锰含量一般是愈低愈好。
硫的危害主要表现在:对铸造生铁,会降低铁水的流动性,阻止
Fe3C分解,使铸件产生气孔、难于切削并降低其韧性。
砷在矿石中含量较少。
与磷相似,在高炉冶炼过程中全部被还原进入生铁,钢中含砷也会使铸铁产生“冷脆”现象,并降低其焊接性能。
要求生铁中的含砷量小于0.008%。
铜在钢材中具有两重性,铜易还原并进入生铁。
当含铜含量较小时能改善钢材抗腐蚀性。
当超过0.1%时又会降低的焊接性,并引起铸铁产品的“热脆”现象。
铁水中铅含量超过0.005%就会产生尖端的星状石墨,降低铸铁管的机械性能。
4 铁水中有害元素的控制
为提高供铸管铁水的质量,公司采购铁水检测设备荧光仪,用于铁水众多微量元素的测定,代替了原来的化学法检测,大大提高了铁水检测速度及准确性,并制定了供铸管高炉铁水元素验收标准:
公司组织原料部门,到市场了解信息,掌握经济料的资源,并要求吨度价要尽可能的低,为此找到了巴西粗粉、、伊朗粗粉、墨西哥粗粉、伊朗块、墨西哥块等矿粉及块矿,代替价格昂贵的国内外精粉,而且吨度价远低于三大矿山的粗粉,不但满足了铸管用铁水对微量元素的要求,而且降低了生产成本。
(1)优化烧结配料结构。
在保证矿粉微量元素含量低的前提下,经济料烧结配料(供铸管使用)的设计,在这一配料中,优先考虑烧结矿微量元素含量要低,用以保证铁水中微量元素含量尽可能低,满足铸管用铁水的对众多微量元素的特殊要求。
同时兼顾烧结矿的质量,保证高炉稳定顺行。
(2)优化高炉炉料结构。
根据烧结矿、块矿微量元素含量不同,及时调整高炉炉料结构,通过测算使铁水中微量元素达到最小,满足铸管产品的要求。
(3)优化高炉操作参数。
一是冶炼高炉铁水含硅量的高低对锰、磷、钛等有害元素有较大的影响。
原始生铁含硅量越高,铁水中锰、磷、钛还原系数提高,其含量也增加。
为此,从高炉操作上加强控制,铁水硅含量控制在0.45%左右。
既利于高炉的低硅冶炼,也降低了对铸管产品有影响元素含量。
二是提高高炉热风温度,保持铁水物理热充足。
三是适当提高炉渣碱度,保持高炉炉渣的脱硫效果,使生铁含硫降到0.030%以下。
(4)炉外增硅操作。
通过高炉炉前增硅操作,进行了高炉铁水炉外增硅试验并正式用于生产供铸管铁水,保证Si>1.0%,为铁水碳含量的控制和球化处理创造了条件,降低了高炉的操作难度。
5 效果
通过降低供铸管铁水中有害元素的含量,我公司供铸管铁水中有害元素含量得到了一定的控制,全部达到了公司制定的供铸管高炉铁水元素验收标准。
降低了铁水中有害元素对球墨铸铁管的影响,保证
了产品质量,降低质量异议,取得了较好的经济效益。
6 结语
(1)降低高炉入炉原燃料中有害元素是降低供铸管用铁水中有害元素的主要手段,有利于更大限度提高铸铁产品的质量。
(2)通过优化烧结配料及高炉炉料结构适当降低铁水中的有害元素,既可以满足铸管用铁水的需要,也可以降低高炉铁水的生产成本。
(3)调整高炉操作参数及炉外控制铁水成分,不失为冶炼球墨铸铁一种新的调剂手段。
Molten iron blast furnace harmful element
analysis and control
(Shandong ductile iron pipes Co., LTD)
Abstract Analyses the source of molten iron the harmful elements, through various ingredients to sintering, pig iron content of silicon, outside the furnace measures such as increasing silicon, and to reduce the harmful elements in the molten iron content. Key words Sintering ingredients pig iron content of silicon outside the furnace increase silicon。
炼铁危险危害因素分析及控制
炼铁过程中危险有害因素的分析与控制炼铁生产过程中将铁矿石、烧结矿、球团、石灰石、焦炭等物料加入高炉, 从高炉下部吹入1000℃左右的热风, 使焦炭产生煤气, 从而加热炉料并使其发生化学反应。
炉料在1100℃左右开始融化, 1400℃时形成铁水和液体熔渣, 并分层存于炉缸内, 之后分别出铁和出渣。
炼铁生产主体设备是高炉, 包括热风炉、鼓风机等辅助设备。
1 . 危害分析炼铁厂发生事故的原因之一是使用了更危险的设备, 而危险设备与人的不安全因素相结合, 形成了炼铁厂的事故特征。
根据多年的事故统计分析, 炼铁厂的主要危险有害因素可归纳为以下几类。
① 灼烫伤害。
可能导致烫伤的生产事故类别为风口、渣口、铁口烧穿及炉前事故,煤气爆炸事故, 炉缸、炉底烧穿事故等。
这些事故直接导致爆炸、喷溅爆炸或跑铁跑渣喷溅爆炸, 是造成灼烫伤害的主要原因。
② 机械伤害。
胶带机、起重机、泥炮、铸铁机等设备运转时, 保护不当可能导致机械伤害。
③ 起重伤害。
起重机作业频繁, 操作过程中可能导致起重伤害。
炼铁厂的炉前吊挂作业频繁、物件多样、形状特殊、场地狭窄, 使得吊挂作业事故较多。
④ 煤气中毒。
高炉煤气中含有23%~30% 的一氧化碳, 当设备泄漏或操作不当时,可能引起人员中毒。
⑤ 粉尘。
炼铁原料系统、炉前出铁场、铸铁机房、泥磨房产生大量粉尘。
⑥ 高温。
炼铁属高温、强热辐射作业。
热源来自加热空气的对流热以及生产设备和周围物体表面的二次热辐射。
⑦ 噪声。
炼铁生产中的噪声主要来自高炉鼓风、煤粉喷吹、煤气放散以及机电设备的运转。
炼铁生产中最常见和最严重的事故是煤气爆炸和铁水泄漏。
① 煤气爆炸。
多数煤气爆炸事故是由于在休风时未遵守操作规程而发生的。
休风就是停止向炉内送风, 也就是停止生产。
这时煤气系统中还有很多煤气, 如果没有排出气体或保持正压力,则由气体冷却引起的负压将吸入空气。
当空气与CO 混合( 46% ~62% 空气,54%~38%煤气) 到着火温度( 约610~650℃ ) 时就会发生爆炸性的燃烧。
高炉有害元素调查分析
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。
高炉系统的危险有害因素辨识
高炉系统的危险有害因素辨识高炉系统的危险有害因素辨识,主要有高炉本体、冷却设备、冷却系统动力设备、炉体附属设备和检测系统等五个方面。
1.高炉本体炉体采用自立式框架结构,主框架间距为14m,高炉在煤气导出管上设有膨胀器,上升管的重量由框架传给基础,从而减轻了炉壳的负荷,杜绝煤气导出管与炉壳焊缝拉裂事故。
设置炉底封板,增强护壳气密性。
框架由炉体框架和炉顶框架组成,炉体设置3层炉身平台和1层炉底平台,各平台之间都设有双向走梯,以确保工作人员的方便和安全。
高炉本体是整个炼铁系统最主要设备,发生事故频率高,事故类型多,在实际生产中为危险重点控制对象。
其主要危险有害因素如下:(1)火灾、爆炸a、开氧气者在氧气阀门附近抽烟或周围有人动火,可能发生火灾。
b、风口、渣口及水套,密封性不好,引起煤气泄漏,在有火星、火源的情况下,可能发生火灾、爆炸事故。
c、在停电断水情况下,由于事故供水不及时,致使炉内温度过高,发生炉体开裂,引起火灾。
d、炉顶压力过高又无法控制,可能导致,炉体爆炸,并引起火灾。
e、高炉停吹氧气,可能造成火灾、爆炸事故。
f、在高炉休风、检修、停电、停水情况下,由于误操作,可能发生火灾爆炸事故。
(2)中毒a、挖炉缸作业时,如通风不良,炉缸内煤气浓度过高,可能造成煤气中毒事故。
b、换风口及二套时,由于煤气泄漏,如不加强防护,可能造成煤气中毒事故。
c、在炉体清理作业中,由于残留煤气,如通风不良,无恰当防护措施,可能发生煤气中毒事故。
d、在高炉休风、检修、停电、停水情况下,由于误操作,可能发生火灾爆炸事故。
(3)烧伤a、在休风倒流阶段,炉前工离风口过近,可能被喷火烧伤。
b、在进行换风口操作时,由于风口内渣铁没有完全淌出,可能烧伤工人。
c、风管烧穿打水时,可能对工人造成伤害。
d、在风口区域、铁口旁取暖,工人可能被烧伤。
e、烧氧时,吹氧管顶的太死,氧气回火,可能造成工人烧伤。
(4)高空坠落a、平台四周栏杆走桥损坏、送脱,操作人员可能从高空坠落。
烧结矿中有害元素对高炉的危害和抑制
烧结矿中有害元素对高炉的危害和抑制
为适应当前严峻的钢铁形势,进一步降低铁水成本,各钢铁企业都采用低价的外矿粉进行烧结,并充分利用烧结、炼铁、炼钢工序所产生的各种除尘灰,利用其低价和含有大量的C、Fe、CaO、MgO等有利成分的优势,来降低烧结料消耗,从而达到降低成本的目的。
但由于各种外矿粉及除尘灰都含一定量的K、Na、Zn等有害元素,大量配加会造成高炉碱负荷、锌负荷超标,高炉炉墙结厚结瘤,加剧炉缸侵蚀,影响炉况稳定顺行。
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。
[教育]有害元素对高炉的危害含量和有效预防措施
莱芜高炉解剖研究:碱金属平衡计算
•入炉原料中碱金属分 布
•产物中碱金属分布
•莱钢3#120高炉碱负荷(碱负荷为M2O的入炉量)为:
• 与全国碱负荷平均在3~4kg/tFe相比,高出45%~60%,处于较高水平。
碱金属平衡小结
3)在石墨晶格上形成使碳的边界连接变弱的一种放电体,这是焦炭反应 性增加的另一个原因。综上所述,无论用哪一种方法增碱,焦炭增碱 后的结果都大致一样,即随着含碱量的增加,焦炭的反应性相应升高 ,焦炭的体积膨胀,强度明显降低,易粉化。
高炉碱金属对铁矿石冶金性能的影响
1. 1)碱金属能明显促进烧结矿的还原,对降低焦比有利。 2. 2)少量碱金属能够提高烧结矿的软熔温度,使得高炉软
氰化钾在622℃熔化,1625℃气化;氰化钠在562℃熔化, 1530℃气化。因此在风口区它们能以气态的形式存在,它 随煤气流向上运动,当温度降低后它们便转变为液态。所 以在炉身下部、炉腰、炉腹和炉缸碱金属氰化物完全可能 以液体的形式出现。
•碱化物在高炉里的行为,我们还应了解它们的相对稳定性。
•高炉中碱金属的循环富集
[教育]有害元素对高炉的危 害含量和有效预防措施
提纲
1. 有害元素在高炉中的影响 2. 碱金属在高炉中的分布-高炉解剖 3. 有害元素的来源-碱金属平衡计算 4. 排减措施
•1碱金属对高炉的危害主要表现
1)提前并加剧CO2对焦炭的气化反应,缩小了间接还原区,扩大了 直接还原区,进而引起焦比升高;降低焦炭的粒度和强度,从而降 低料柱特别是软熔带气窗的透气性,引起风口破损。
携带着碱蒸气,碱金属氰化物和碱金属碳酸盐的高炉煤气在 自下而上的运动过程中,所携带的上述碱化物会沉积在内衬 和炉料上,而来不及反应和沉积的碱金属则随煤气和炉尘从 炉顶排出,大部分未还原的碱金属硅酸盐随炉渣排出。
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。
烧结矿中有害元素对高炉的危害和抑制
烧结矿中有害元素对高炉的危害和抑制简介高炉是一种冶金设备,用于在高温下还原矿石并将其转化为金属。
其中烧结矿是高炉冶炼的主要原料之一。
然而,不同来源的烧结矿中含有不同的有害元素,这些元素对高炉稳定运行产生了不良影响。
因此,研究有害元素在烧结矿中的存在和危害,以及抑制这些元素的方法,具有重要的理论和实际意义。
烧结矿中的有害元素硫硫是烧结矿中最主要的有害元素之一。
当烧结温度过高或气氛不足时,硫会在高炉中还原成为气态的硫化氢,对高炉冶炼的稳定性造成威胁。
此外,硫还会影响铁的机械性能和表面质量,降低钢的质量。
硅烧结矿中的硅,主要以二氧化硅的形式存在。
当烧结矿中的硅含量过高时,不仅会导致高炉堵塞和炉壁侵蚀,还会降低高炉的冶炼效率和产量。
锰烧结矿中的锰,主要以氧化锰的形式存在。
其含量过高会导致高炉铁水中的锰含量过高,影响铁的质量和冶炼工艺。
此外,锰还会影响钢的机械性能和表面质量。
钒烧结矿中的钒,主要以氧化钒的形式存在。
含量过高会降低铁的质量和机械性能,影响钢的质量。
有害元素的抑制方法硫的抑制方法一个有效的硫抑制方法是在烧结前给烧结矿中加入含铁的硫化物,例如二硫化钠、硫酸亚铁。
这些物质可以与矿物中的硫化物发生反应,将硫还原为亚硫化物或硫化物固体,有效地抑制了硫的释放。
硅的抑制方法硅的抑制方法主要包括混合烧结和高炉添加剂两种。
混合烧结是指将高硅的物质与烧结矿混合后进行烧结,利用烧结过程中的高温高压,将烧结矿和高硅物质结合为硅酸盐,并将其置于熔池底部。
这种方法可以有效减少烧结矿中硅含量。
高炉添加剂则是指在高炉中添加硅的内控剂和外控剂来抑制硅的释放。
内控剂为铁矿物中含有的定向形态的硅酸盐;外控剂为人工添加的一些化合物,例如硅酸钙、二氧化锆等。
锰的抑制方法锰的抑制方法主要是在高炉中加入含硅的烧结辅料。
这些辅料在高温下会与锰氧化物反应,生成含锰的硅酸盐和硫酸盐。
这些硅酸盐和硫酸盐可以在炉渣中固定锰,降低锰的含量。
钒的抑制方法钒的抑制方法主要是在烧结矿中加入石灰石和氧化镁等物质。
烧结矿中有害元素对高炉的危害和抑制
烧结矿中有害元素对高炉的危害和抑制高炉是冶金炼铁工艺中的重要设备,能够把原料如铁矿石炼制成铸铁和钢铁,具有重要的经济和社会意义。
然而,在高炉生产过程中,烧结矿中的有害元素会对炉内的化学反应产生影响,造成炉料堵塞、炉墙侵蚀、炉渣品质下降等问题,对炉子运行、产量及铁水质量带来危害,其对高炉的抑制也是十分重要的。
一、高炉生产中烧结矿有害元素的来源高炉炼铁的原料主要是矿石和焦炭,其中矿石中的有害元素是炼铁行业所面临的主要问题之一。
在高炉生产过程中,烧结矿中的有害元素会对炉内的化学反应产生影响,造成炉料堵塞、炉墙侵蚀、炉渣品质下降等问题,对炉子运行、产量及铁水质量带来危害。
烧结矿中的有害元素的来源一般是矿石中所含的有害元素,如硫、磷、铜、锌、镍等,还有烧结过程中吸附的有害元素,如氯、碱金属等。
二、烧结矿中有害元素对高炉的危害1、硫硫是烧结矿中最主要的有害元素之一。
当硫进入高炉中,它会与铁、焦炭发生反应,形成铁硫化物,交互作用会导致炉内温度下降,燃烧失调,炉渣流动性差等问题。
同时,硫还会造成铁水质量下降,甚至导致铸造中铁铸件断裂、孔洞等问题,严重影响了炼铁质量。
2、磷磷在烧结矿中常以磷酸化合物的形式存在,当烧结矿中的磷含量超过一定的限制时,容易对产生偏铁鱼、振落、炉墙侵蚀及炉气特性发生影响。
另外磷含量超过限制时,也会导致炼铁成本增加,因为过多的磷需要通过钙、镁等不含磷的材料来削减。
3、铜、锌、镍等烧结矿中还含有一些其他有害元素,如铜、锌、镍等,它们能够影响生铁的质量,因为这些元素会妨碍所需的化学反应的进行和生铁的结晶行为。
如果烧结矿中含有太多的这些元素,那么将会导致生铁中这些元素的含量增加,这将会影响这些元素的终末用途,从而限制产生符合标准的产品。
三、抑制烧结矿中有害元素的措施为了减少烧结矿中有害元素对高炉带来的危害,需要采取措施,抑制这些元素的含量,以确保高炉的正常运行和冶炼质量。
目前,常用的方法是采取改善烧结的工艺条件、精选矿石、还原剂等,以及加入一些抑制剂来减少有害元素的含量。
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。
