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1、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
2、 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
3、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
4、矿结晶颗粒。目前，我国对入炉有害金属元素的控制标准 通过对有害元素影响高炉生产和寿命深入、细致的研究、生 产实践，我国 GB50427-2008 高炉炼铁工艺设计规范制 定了入炉原料和燃料有害杂质量控制标准，如下：生产过程 中，有害元素以硅酸盐化合物等形式出现，粘接在炉墙、设 备上(见下图 1)，影响高炉生产。 一般而言， 在生产过程中， 有害金属元素的排出与入炉量成正比；从排出率来看，排出 效果最好的有害元素氧化物为 K2O ，而相对较低的有 Na2O 和 Pb 元素化合物。图 1 ：炉喉钢瓦下沿炉墙结厚图 2：风口 区域纯锌生产实践举例：某高炉开炉刚开炉一年多，期间却 发生较大的炉墙结瘤、结厚 5 次，严重影响炉况顺行，造成 炉内偏尺严重、顶温发散、压量关系不稳等等，通过停风炸 瘤处理， 经济损失极大。 经对瘤体取样化验， 主要是 ZnO 含 量较高。见表 1。表 1 结瘤成分 (%) TFeCaOSiO2MgOK2ONa2OZnOC 大块样 小块样 炸瘤后样