烧结矿中有害元素对高炉的危害和抑制
浅议锌对一高炉的危害及控制
发生反应ꎮ
Ｚｎ＋ＣＯ２ ＝ ＺｎＯ＋ＣＯ
⑴
反应⑴产生 ＺｎＯꎬ会产生 ５０％的体积膨胀ꎬ破坏
碳砖ꎮ 而反应⑴所需的 ＣＯ２ 主要来自高炉内 ＣＯ 的 分解反应ꎮ
２ＣＯ ＝ ＣＯ２ ＋Ｃ
⑵
虽然在正常 情 况 下 ＣＯ 的 分 解 反 应 ⑵ 发 生 在
４００ ~ ６００ ℃ 的区间ꎬ但是锌的存在会对反应⑵产生
大烧结矿 小烧结矿 球团
品种
/％
/％
ห้องสมุดไป่ตู้
/％
锌比例 ５９.９
２１.９ ０.４
澳矿 /％ ４.５
焦炭 /％ １１.３
煤粉 /％ ２
锌负荷 / ( ｋｇ / ｔ) ０.８２５
由表 １ 可以看出ꎬ一高炉入炉原燃料中烧结矿 为高炉锌负荷贡献的比例最大ꎬ占到了 ８１.８％ꎬ其次 是焦炭ꎬ占 １１.３％ꎬ这两者总共占到了 ９３.１％ꎮ 烧结 矿在炉料结构中的配比最大占 ７５％ꎬ而且烧结矿中 所含的锌含量也是最高的ꎬ达到了 ０.０２％ ~ ０.０３％ꎬ 故而烧结矿对高炉锌负荷的贡献最为突出ꎮ 炼铁厂 自 ２０１２ 年开始ꎬ烧结混匀料逐渐增加冶金废料的配 比ꎬ ２０１６ 年ꎬ比例基本维持在了 ７％左右ꎬ邯钢主要 冶金废料中锌含量如表 ２ 所示ꎮ 高炉瓦斯灰不经处 理完全配入烧结混匀料中ꎬ循环往复ꎬ形成了锌元素 的大循环ꎬ不断在烧结矿中富集ꎬ烧结矿中锌含量不 断升高ꎬ高炉入炉锌负荷也就不断升高ꎬ近期达到了 ０.８２５ ｋｇ / ｔꎬ超出邯钢内控标准 ０.２５ ｋｇ / ｔ ３ 倍多ꎮ
第 ４１ 卷第 ５ 期 ２０１９ 年 １０ 月
甘 肃 冶 金 ＧＡＮＳＵ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
文章编号:１６７２￣４４６１( ２０１９) ０５￣００１６￣０２
[教育]有害元素对高炉的危害含量和有效预防措施
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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
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。
沉积在炉衬上的碱金属会通过砖衬孔隙渗入砖衬，并对其进 行侵蚀，沉积在炉料上的碱金属到达高炉高温区后又将挥发 。挥发的碱金属又重新进入向上运动的煤气流，这种过程连 续不断的循环往复。最终导致碱金属的富集，进而严重危害 高炉生产。
高炉中碱金属分布状况
•焦炭中碱金属分布状况
•焦炭中K含量分布曲线
•焦炭中Na含量分布曲线
•焦炭中的K2O和Na2O沿高度变化的规律基本相同。到风口回旋区上沿时，达到最 大值，可见此区域为碱金属富集量最大区域，此区域炉墙耐火材料受碱金属的破 坏极为严重，建议砌筑高炉是将风口上部炉腹区域的耐材重点考虑其抗碱金属侵 蚀的性能。
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
3）碱金属硅酸盐
在101kPa及温度高于1550℃时，碳能还原硅酸钾生成钾蒸气和二氧化 硅（或硅）。反应式如下：
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。
烧结矿对高炉的影响
烧结矿对高炉的影响
烧结是将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块。
烧结矿对高炉具有重要的影响，具体如下：
1、烧结矿含铁品位：波动由±1.0%降低到±0.5%，高炉系数会升高2%，燃料比降低
1.0%。
2、碱度：波动由±1.0（倍）降低到±0.05，高炉系数波动2.5%，燃料比波动1.3%（使用100%烧结矿）。
3、FeO含量：波动±1.0%，高炉燃料比波动1%，产量波动1.5%。
因FeO与SiO2的混合物是低熔点物质，会使高炉软熔带变宽，炉料透气性降低。
4、烧结粒度：粒度中＜5mm比例每升高1%，高炉燃料比会升高0.5%，产量下降0.5-1.0%。
5、烧结矿低温还原粉化率RDI升高5%，高炉煤气利用率下降0.5%，影响燃料比和铁产量各1.5%。
6、烧结矿中焊TiO2＞0.5%，Al2O3＞2.2%时，一般烧结矿低温还原粉化率RDI会大幅度升高。
7、烧结配料配碳：每增加1%，会使FeO含量升高1%-2%。
FeO含量升高1%，能耗上升0.68kggce/t，高炉燃料比也会升高1%-1.5%。
8、降低点火热耗，控制点火负压：降燃耗6%-12%，降能耗5%-6%。
可采用节能型点火炉（带状火焰、热风烧结）。
生产中，应稳定混合料水分、稳定固定碳量、厚料层、低碳、烧透等措施，以提高烧结矿质量，另外控制好冷、热返矿的粒度，也能提高烧结矿质量，同时降低能耗。
高炉炼铁对烧结矿的要求
高炉炼铁对烧结矿的要求高炉炼铁对烧结矿的要求（1）高炉对烧结矿总的要求是：含铁品位高、碱度合适和有害成分少、化学成分稳定、还原性好；强度好，粉末少，粒度均匀。
一、烧结矿化学成分对对高炉生产的影响1、入炉烧结矿品位高、脉石少、冶炼时渣量就少，炉料在高炉中下降就顺利，炉渣带出的热量就少，这就有利于提高产量、降低焦比。
烧结矿品位提高1%，可降低焦比2%，高炉增产3%。
2、烧结中有害杂质（硫、磷、锌、铅、钛等）在高炉冶炼时有的进入生铁中，会影响生铁的品质，影响钢的性能，有的进入炉渣、有的变成气态，都会使高炉设备受到侵蚀或结瘤。
3、烧结矿化学成分波动大时，都会引起高炉炉矿波动，增加燃料消耗，影响产量。
实践证明：品位波动由1%降到0.5%，焦比可降低1%、产量可提高2%。
4、碱度波动会引起造渣的波动，降低脱硫能力，容易出号外铁。
在一般情况下，碱度波动从0.05%降到0.025%时，高炉产量可提高0.5%，焦比降低0.3%。
5、亚铁（FeO）一般用作衡量烧结矿还原性的指标，在保证强度的条件下，我们不希望它过高，同时希望它稳定，否则会引起高炉炉缸内热的波动。
实践证明：亚铁降低1%，焦比下降1.5%，产量2%。
二、烧结矿物理性能对高炉有哪些影响：强度好、粉末少、粒度均匀是对烧结矿物理性能最主要的要求。
因为，强度不够必然会产生较多的粉末，给高炉冶炼带来以下影响：1、恶化料柱透气性，炉矿失常、冶炼强度降低，恶化冶炼指标。
2、烧结矿粒度均匀，可以增加料柱的空隙度，提高透气性和改善气流分布，有利于高炉冶炼增产结焦。
实践证明：入炉矿中小于5毫米的粉末每降低10%，可使高炉增产6%～8%；烧结矿6毫米至50毫米的粒度每增加1%，焦比可降低2%。
烧结矿强度差，粉末就多，使高炉炉尘吹出量增加，增加了炼铁的原料消耗，浪费了资源。
一个1000万吨生铁的炼铁厂，若吨铁炉尘量增加50公斤，则一年多吹走的路尘量就达50万吨。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
高炉锌危害及其处理
高炉锌危害及其处理1 前言天铁集团炼铁厂现有高炉六座，。
从2007年年初开始发现出铁时渣铁沟冒白烟，渣表面冒蓝火，结壳严重，炉前活难干，在炉温Si低于0.3%时渣铁物理热相当差，渣铁沟两侧有白色物质，经化验主要成分是锌。
2 锌的危害锌是有色重金属元素，在铁矿中主要为红锌矿(ZnO)和闪锌矿(ZnS) ，在烧结矿中主要为铁酸锌〔ZnO.Fe2O3, 或(ZnFe)0 .Fe203]。
入炉后很快分解成ZnO，随炉料下降，在CO/CO2＝1～5的条件下，于1000℃以上的高温区还原成Zn。
其沸点仅为907℃，因而还原的Zn很易挥发，蒸发进入煤气，升至高炉中上部又重新氧化成ZnO，它大部分被煤气带走，剩余部分随炉料下降，在炉内产生循环。
Zn蒸汽可渗人炉衬缝隙中，在炉衬中冷凝下来，并氧化成ZnO，体积膨胀，破坏高炉内衬。
凝附在内壁的ZnO，积久还能生成炉瘤，给高炉冶炼带来不利影响。
2.1 锌在炉衬内部沉积，造成炉衬膨胀、破坏耐火炉衬本身有一定的气孔度．炉内气体在压力作用下容易渗入砖衬，尤其是锌蒸汽，与钾、钠相比有较大的粒子质量和较小的离子半径，在高温下有较大的动量和穿透力．更容易进入耐火炉衬的内部。
渗入炉衬的锌蒸汽，在炉衬中冷凝下来，并氧化成Zn0，体积膨胀，破坏炉墙，严重影响高炉寿命。
2.2 锌在炉衬表面沉积容易产生炉瘤在炉身上部炉衬表面吸附冷凝有液态锌时，它一方面能粘结焦粉、矿粉，另一方面被氧化成氧化锌．再与Si02、Al2O3成硅锌矿(ZnSi04)和锌尖晶石(Zn0·Al2O3) 他们都是难熔物质，因此，在炉衬表面上容易生成附着物，如果原料条件差，炉温又频繁波动，则附着物层层相粘，越长越大，最后导致结瘤。
2.3 炉内循环，造成一定的热量转移锌在高温区被还原吸热：Zn0+C—Zn+C0－237730 J／mol (1)在低温区被氧化又放热：Zn+C02一Zn0＋C0＋65190 J／mol (2)这样，Zn的循环造成炉内热量从高温区转移到低温区，结果使渣铁受到冷却，在一定条件下，引起熔渣粘度升高。
烧结矿质量及其对高炉冶炼主要操作指标的影响
烧结矿质量及其对高炉冶炼主要操作指标的影响摘要：烧结矿质量对高炉炼铁产量、能耗、生铁质量、高炉寿命起着决定性的作用。
基于此，本文重点分析了烧结矿质量及其对高炉冶炼主要操作指标的影响。
关键词：烧结矿质量；高炉冶炼；操作指标；影响目前，在高炉炼铁过程中，烧结矿的质量作为影响炼铁燃料消耗的重要因素之一，应进行有效的优化完善，以有效提高烧结矿的性能，为高炉炼铁过程奠定坚实的物质基础，从而在一定程度上促进炼铁工艺节能降耗的发展。
一、烧结矿产量与质量的影响因素1、燃料粒度影响。
合适的固体燃料粒度等级和粒度分布能提烧结机利用系数，使烧结矿成品率、转鼓指数、平均粒径等指标明显改善，同时也能降低固体燃料消耗和高炉返矿率。
2、烧结熔剂结构影响。
自熔性烧结矿要满足高炉所需各项理化指标，必须在混合料中配加一定量生石灰、石灰石和白云石等熔剂。
配加熔剂结构的不同会对烧结矿强度、碱度、还原性、低温还原粉化率和混匀料粒级分布等各项理化指标产生影响，这些指标会直接关系到高炉冶炼的稳定顺行，从而对生铁产量及炼铁成本产生影响。
二、烧结矿质量对高炉冶炼主要操作指标的影响1、烧结矿主要化学成分的影响①品位及SiO2含量影响。
在正常情况下，入炉矿品位1%变动将导致高炉燃料比1～1.5%变动，产量2～2.5%变动，一旦确定了烧结矿在炉料结构中比例，就可计算出烧结矿品位变动1%对高炉燃料比及产量的影响。
入炉矿SiO2含量1%变动将影响30～35kg/t渣铁比，100kg渣量将影响3.0～3.5%燃料、产量。
有了烧结矿入炉比例，乘以该比例将决定烧结矿SiO2含量变动对高炉主操作指标的影响。
②烧结矿碱度的影响。
生产实践表明，烧结矿最佳碱度范围为1.9～2.3，当低于1.85时，碱度每降低0.1，燃料比与产量将分别影响3.0～3.5%。
据了解，实际生产中，降低碱度对高炉燃料比影响远高于3.5%的比例。
近年来，一些生产企业的烧结矿碱度低于1.80甚至低于1.70，应该认识到，碱度对烧结矿质量和高炉主要操作指标都有影响。
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。
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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。
这些物质可以与钒氧化物反应，生成含钒的稳定化合物。
此外，在高炉中应该尽可能降低入炉原料中钒的含量，以减少其造成的影响。
结论
烧结矿中含有的硫、锰、钒和硅等有害元素对高炉的稳定运行和冶炼效率产生了不良影响。
通过加入抑制剂或混合烧结等手段，可以有效地降低这些元素在高炉中的含量，提高铁、钢质量和冶炼效率。
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。