赵金龙  祖一峰

（安徽长江钢铁股份有限公司炼铁厂）

摘  要  2020年底长钢3座高炉分别出现产量下行，塌料增加，管道气流多的现象，顺行出现了问题，冶炼指标退化明显。通过分析现有的原燃料条件，有害元素对高炉的影响程度，以及在目前的工艺条件下，烧结，炼铁通过一系列措施降低了碱金属和锌的危害，满足了控制要求。

关键词  高炉  有害元素  碱金属  锌负荷

长江钢铁3座高炉有效容积均为1080m3 ，设有2个铁口，20个风口，炉顶使用无料钟布料，2020年1-9月份处于稳定顺行状态，10月份底2号3号高炉炉况开始不稳定，频繁出现管道气流，11月底1号高炉指标下降、消耗攀升，高炉炉况表现为入炉风量萎缩、炉缸活跃程度下降，铁口工作状况变差，难开且有自动加深的现象，风口中套不同程度的上翘，特别是2号高炉产量由3820t/d下降到2830t/d，燃料比达到531kg/t。为保证高炉顺行，所有高炉都被迫退守，采取了退负荷、缩小矿批、调整上部料制适当放边缘、更换上翘风口稳定一次煤气流分布、降低炉渣碱度和降低入炉锌、碱负荷等措施，保证了高炉稳定生产。

1  高炉有害元素调查分析

1.1  矿石成份分析

烧结5-11月份混匀矿及球团配料共使用南山矿精粉9.41万吨，南山矿精粉碱金属K2O+Na2O：0.682%左右、ZnO:1.0~1.30%，Ti：0.98~1.16%，球团配入的姑山精粉碱金属0.170%左右。该精粉Ti含量在0.98-1.16%，其它品种仅0.030%左右，30倍之多。姑山矿精粉通常在0.25%，但11月份也涨到1.0%以上（最高1.38%）。烧结混匀矿配比14-17%范围，混匀矿中TiO2含量由0.16%，上升到0.26%左右，烧结矿中达到0.3%左右；球团3~9月份配用南山矿精粉共使用5.0679万吨，球团中TiO2含量由0.16%上升到0.38-0.47%，球团配料中姑山矿精粉配比通常在33%不超过40%，导致高炉渣中TiO2含量由正常0.65%升高到1.10-1.20%几乎2倍；铁水钛含量正常0.40-0.45%，升高到0.85%。

高炉入炉碱金属、锌含量，铁水及炉渣中Ti含量急剧上升，具体数据见表1。

1.2  焦炭成份分析

高炉使用焦炭品种有6个厂家，9月份到至今使用的焦炭质量多批次持续严重劣化，主要是高灰分、高炉硫、高水分严重超内控标准（A≦13%）。入炉混一级焦灰分最高达15.87%，平均达到13.35~13.50%左右，超标批次114次；焦炭含量硫基本上平均0.79%左右超标达到887批次、混一级焦水分平均在8.5%，个别品种焦炭多批次水分达到11%左右。

总的原燃料带人的有害元素趋势见图1和各部分占比见图2。

炉料中有害元素尤其是Ti、碱金属（K2O+Na2O）、Zn含量严重超出内控标准且集中在混匀矿中配料，高炉有害元素入炉负荷上升时间集中在8月下旬-10月底，锌负荷最高达到543g/t，入炉钛负荷翻倍，导致高炉炉渣粘稠炉缸活跃度下降，风量逐渐萎缩，塌料现象增加，炉墙上部局部有粘结物，引起高炉操作炉型改变；3座高炉风口中套上翘（图3），尤其是2号炉20个风口大面积严重上翘，中套下端进入最大变形量达到70mm，致使煤气一次分布发生较大改变，上部气流紊乱，煤气利用率变化大，高炉出现严重的管道气流，操作燃料比上升。

2  高炉有害元素的控制对策

2.1  建立预警制度

针对上述调查分析，对入炉有害元素采取预警，根据国家标准炼铁工艺规范要求，又要面对公司目前原燃料状况，品质部对原燃料中有害元素成份检测，及时通报，形成联动机制。公司配料小组制定碱金属负荷达3.5kg/t，锌负荷达350g/t开始预警，根据烧结成品矿及原料有害元素含量及时调整混匀矿配料，高炉注意调整操作制度并做定期排碱排锌措施。

2.2  高炉操作应对

（1）减少高炉Zn内部循环富集。高炉内90%以上的有害元素Zn 由干法除尘灰带出，为避免系统内有害元素的循环富集，铁前系统回收的杂料，如高炉干法除尘灰和烧结电场灰等要求烧结配料减少入炉有害元素，停配高炉布袋灰，减少重力除尘灰用量；

（2）控制烧结矿有害元素的含量。烧结矿是高炉有害元素的主要来源，因此调整烧结矿混匀矿的配料结构，减少Zn高的几种粉矿，增加Zn低的粉矿，并制定烧结配料有害元素控制标准；

（3）利用检修机会，集中力量更换上翘的中套（图3）；并增加风口小套角度，用斜4°的风口小套，并适当加长，对煤气流一次分布重新调整。另外，对20个中套，每周测量是否有位移变化，做专门台账；

（4）2号高炉用锰矿洗炉，增加铁水含锰比例，提高流动性，活跃炉缸；

（5）增强炉渣的排碱能力。研究表明高炉85%以上的碱金属通过炉渣排出，因此适当提高烧结矿MgO配比，使高炉渣中（MgO）含量8%~9%，镁铝比≥0.6，控制实际渣碱度1.2左右，硅控在0.30~0.60%，铁水物理热要≥1480℃，提高炉渣的流动性。焦炭也是碱金属的重要来源，在采购上，焦炭灰份≤13%，硫≤0.8%等技术指标，必须严格执行合同要求来满足高炉生产需求；

（6）装料制度调整上，减小矿石批重，缩小档位角差，减小矿石布料宽度和环数，兼顾两道煤气流分布，既要保证充足的中心气流，促进排锌效果，又要保证边缘气流，有利顺行。日常操作上尽量用全风量，稳定一定的料速和炉顶温度，有利于更好的排锌。

3  控制措施后的效果

通过以上一系列措施过后，3座高炉的碱金属负荷和锌负荷明显成下降趋势，高炉排锌排碱能力上升，富集率逐步下降，达到了公司的内控标准。合理的操作炉型逐步形成，炉墙温度波动趋于正常，顺行得到了保证，消除了塌滑料现象，煤气流分布正常（图4），燃料比下降至511kg/t，冶强逐步接近正常水平（表2）。

4  结语

长江钢铁通过对高炉有害元素入炉情况进行分析，在铁前物料方面建立了适合于自身的配矿模式，制定了烧结配料有害元素的控制标准，并采取合理措施控制高炉碱金属负荷、锌负荷，降低了对高炉的危害，实现了高炉稳定顺行。

（1）严格控制原料的有害元素含量，达到预警值及时调整混匀矿配比，严格控制烧结成品矿ZnO含量≤0.030%，燃料焦炭指标也要在合同范围，控制入炉有害元素源头是高炉生产顺行的保障；

（2）烧结矿和冶金焦炭是有害元素的主要来源，其次是球团，抓住主要矛盾，通过各方努力，真正做到以高炉为中心，收效才能明显；

（3）高炉采取合适的操作制度，定期排锌排碱可以降低有害元素富集的危害；

（4）建立动态的有害元素管控机制。通过快速检化验系统，及时发布原燃料有害元素含量并作出预警，强化烧结配料与高炉生产信息协同，让信息通畅，能够有效控制有害元素在内控标准范围，才能使高炉长周期稳定顺行。