济钢2#1750高炉锌平衡研究

【前言】济钢2#1750高炉锌平衡研究由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。锌是高炉冶炼的微量元素，以原燃料形式进入高炉。锌常以ZnS的状态存在；以硫酸盐或硅酸盐形式存在的锌矿物，如炉后很快分解为ZnO。在大于1000℃温度下，被还原为单质锌。由于其沸点低（907℃），还原出来的锌立即气化进入煤气，上身过程中一部分随煤气排除，但易在管...

摘要：在高炉冶炼过称中，如果高炉入炉原燃料含锌高、高炉锌负荷异常，会造成高炉上部结瘤，中套上翘，影响高炉气流分布，严重制约高炉各项经济指标，甚至会导致高炉煤气输送系统阻塞，影响高炉正常生产。文章通过对济钢2#1750高炉锌平衡的计算，制定了降低高炉锌负荷的措施，取得了一定效果，为济钢其它高炉降低高炉锌负荷提供了依据。

关键词：高炉锌平衡；中套；高炉锌负荷

中图分类号：TF033 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）04-0131-02

在高炉冶炼过称中，如果高炉入炉原燃料含锌高、高炉锌负荷异常，会造成高炉上部结瘤，中套上翘，影响高炉气流分布，严重制约高炉各项经济指标，甚至会导致高炉煤气输送系统阻塞，影响高炉正常生产。2011年2月济钢2#1750高炉炉顶压力异常升高，高炉被迫休风处理，后发现煤气管道堵塞，对管道粘结物进行化验，其锌含量高达50.02%；在正常休风时，从风口流出锌水，经化验，锌含量高达92%，由于高炉中套下方锌的富集，造成部分中套上翘，高炉初始气流严重不平衡，顺行程度较差。为此对济钢2#1750原燃料、高炉产品灰进行取样、分析，较为系统地研究了高炉锌平衡，并采取了比较有效的控制措施。

一、锌的富集、循环形式

锌是高炉冶炼的微量元素，以原燃料形式进入高炉。锌常以ZnS的状态存在；以硫酸盐或硅酸盐形式存在的锌矿物，如炉后很快分解为ZnO。在大于1000℃温度下，被还原为单质锌。由于其沸点低（907℃），还原出来的锌立即气化进入煤气，上身过程中一部分随煤气排除，但易在管道中凝集；大部分锌又被氧化成ZnO，并被炉料吸收，再度下降还原，形成循环，另外ZnS的还原机理和ZnO相似，上述循环，通常成为内循环。另外高炉排除的瓦斯灰和布袋灰，锌含量较高，作为烧结或球团原料使用，这样烧结（球团）和高炉之间存在循环，称为外循环。

二、济钢2#1750高炉锌平衡计算

（一）取样

2011年2月份在炼铁厂技术科统一协调下，对2#1750高炉入炉原燃料（烧结、球团、块矿、辅料、煤粉）和高炉产品（铁水、污泥、环境灰、瓦斯灰、炉渣）等进行取样化验，从锌平衡角度分析了造成高炉锌含量偏高的原因，并采取相应措施，高炉锌负荷得到有效控制。

（二）高炉原燃料及高炉产品含锌情况

济钢2#1750高炉高炉原燃料、产品锌含量见表1。济钢2#1750高炉和宝钢2#高炉原燃料及高炉产品锌含量对比显示：

1．济钢2#1750高炉原料中，烧结矿、球团矿锌含量分别是宝钢的12.2、100倍，济钢2#高炉炉料结构种烧结矿比例达到70%以上，烧结矿含锌偏高，其对高炉的锌负荷贡献最大。

2．济钢2#1750高炉铁水中锌含量较低，主要原因为锌的挥发温度低，其挥发温度为907℃，该温度远低于铁水温度，同时在高炉冶炼过程中锌主要随煤气排除。随铁水排除的锌，在铁水沟中大部分挥发，最终以出铁厂环境灰的形式收集，济钢2#1750高炉环境灰中锌含量为0.14%。

3．宝钢2#高炉锌的主要去向和济钢2#1750高炉相同，主要通过污泥和瓦斯灰排除，由于宝钢原料中锌含量低，其污泥和瓦斯灰中锌含量明显低于济钢2#1750高炉，分别为0.95%和0.123%，而济钢达到了8.19%和3.9%。具体数据见表1：

三、济钢2#1750高炉锌平衡计算及分析

（一）锌平衡计算

按照表1内容结合高炉实际生产数据，计算济钢2#1750高炉锌收支平衡及分布见表2、表3：

（二）结果分析

1．通过表2所示，受济钢原料条件所限，济钢2#1750高炉锌负荷高达1699.95g/吨，远高于宝钢2#高炉134g/吨；同包钢4#高炉相比，锌负荷也明显高于其1009g/吨的水平，在目前国内高炉中，济钢2#1750高炉锌符合明显偏高，已严重影响高炉正常生产，必须加大力度控制。

2．表2显示，济钢2#1750高炉锌来源主要为烧结矿，达到了88.63%，其余原燃料所占比重较小。

3．表2显示，污泥中锌含量偏高，主要原因是锌在排除过程中颗粒较细，通过重力除尘排除效果较差，主要通过煤气洗涤产生的污泥进行收集。

4．济钢2#1750高炉锌负荷偏高，远高于行业内150g/t的控制水平，严重影响高炉生产。由于锌负荷过高，部分锌在中套下部聚集，造成高炉中套上翘，经测量部分风口上翘角度超过5°，造成高炉初始气流不平衡，高炉顺行程度差。2011年2月20日高炉炉顶压力异常，炉顶压力自动调节系统失灵，高炉被迫休风处理，后发现重力除尘器堵塞严重，对堵塞物进行化验，其锌高达50.2%。从以上实例充分说明了锌对高炉生产的危害。

四、抑制高炉锌负荷措施

经过对济钢2#1750高炉锌平衡及分布的计算、结合锌的循环富集机理，制定了比较有效的抑制锌害的措施：

1．济钢高炉排除的含铁尘泥作为烧结矿配料，经过烧结机生产，然后高炉进行消化，形成了外部循环，造成高炉锌负荷越来越高。从3月份开始，烧结矿原料不再使用炼铁尘泥。切断了锌外部循环路径，取得了较好效果。

2．优化块矿，从3月份开始，逐步减少了含锌较高的伊朗矿的使用，采用质量相对较好的澳洲矿。

3．逐步提高了烧结矿中MgO/Al2O3比值。由于锌的金属活动性强于铁，在烧结过程中硅和铁以氧化物离子团的形式和锌结合，造成脱锌困难，而镁正好相反。由于烧结矿中增加了含镁辅料的使用比例，使镁置换了锌，有利于锌的排除。

通过上述措施，在4月份对济钢原燃料进行了化验，烧结矿中锌降到了0.062%的较低水平，高炉锌负荷也降到了830g/t，效果较明显。

4．由于锌在中套下方富集造成中套上翘，造成高炉初始气流分布不平衡，高炉顺行程度差，针对此问题除更换上翘角度较大中套外，采用较以前斜度较大的风口进行校正。风口斜度从原来向下斜3°逐步过渡为向下斜5°和斜7°。从高炉运行情况来看，高炉顺行程度明显加强。

参考文献

[1] 王雪松，付元坤，李肇毅，等．宝钢锌平衡分布及锌分布研究[J]．宝钢技术，2002，（6）．

[2] 郭卓团，郝忠平，全子伟，等．包钢4#高炉锌平衡研究及抑制措施[J]．炼铁，2009，（4）．

作者简介：袁宇皓（1980-），男，山东省济南钢铁股份有限公司炼铁厂助理工程师，研究方向：炼铁工艺技术管理。