摘 要 通過對八鋼高爐入爐原燃料、爐渣、粉塵、污泥等方面進(jìn)行取樣分析，找出含鋅料的主要來源。針對目前的生產(chǎn)現(xiàn)狀，制定出快速、有效的應(yīng)對措施，穩(wěn)定高爐安全、綠色、穩(wěn)定生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞 高爐  鋅負(fù)荷  有害元素；

前 言

為了降低煉鐵成本, 提高八鋼生鐵產(chǎn)品競爭力, 煉鐵系統(tǒng)逐步加大了低價礦、低品位礦、固體廢棄物的使用量，導(dǎo)致了燒結(jié)礦中鋅含量和高爐鋅負(fù)荷大幅度升（身）高，嚴(yán)重影響了高爐爐況的安全、穩(wěn)定、順行。（因）鋅作為與含鐵原料共存的有害元素之一, 其（均）以氧化物、硫化物形態(tài)進(jìn)入高爐內(nèi)部。由于鋅本身具有還原溫度低、液態(tài)鋅的沸點(diǎn)低的獨(dú)有特性, 因此很難被渣鐵吸收。進(jìn)而在煉鐵系統(tǒng)內(nèi)部形成循環(huán)富集,產(chǎn)生了高爐內(nèi)的“小循環(huán)”，煉鐵系統(tǒng)內(nèi)部的“大循環(huán)”。鋅富集造成爐襯耐火材料侵蝕嚴(yán)重、高爐中上部富集結(jié)瘤、風(fēng)口上翹,如此種種對高爐生產(chǎn)、爐頂設(shè)備及爐體壽命均會產(chǎn)生不良影響，同時高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)連續(xù)下滑。鑒于此，有必要系統(tǒng)地研究整個煉鐵系統(tǒng)( 包括燒結(jié)和高爐煉鐵) 鋅的來龍去脈、鋅的平衡狀態(tài)及其影響因素, 弄清鋅對高爐冶煉的影響。同時還應(yīng)嚴(yán)格控制高爐的鋅負(fù)荷, 完善高爐的操作制度, 開發(fā)性能更好的抗鋅侵蝕的爐體材料從各方面尋找合理的防治措施, 使其更好的為高爐生產(chǎn)服務(wù)。

1 八鋼高爐鋅負(fù)荷升高現(xiàn)狀

2017年下半年以來,國內(nèi)鋼鐵市場形勢好轉(zhuǎn),國內(nèi)鋼材價格逐步上行,但原燃料價格、物流運(yùn)輸費(fèi)用逐步上升。為了降低煉鐵成本, 提高八鋼鋼材產(chǎn)品競爭力, 煉鐵系統(tǒng)加大了低價礦、低品位礦、固體廢棄物的使用量。因八鋼使用的鐵料含Zn高品種較多(7種），造成燒結(jié)礦成分波動較大,Zn負(fù)荷波動較大(0.49~1.1 kg/t)。2017-2018年,八鋼煉鐵廠三座高爐Zn負(fù)荷變化情況（見表1）。

2017年以來, 八鋼高爐有害元素Zn負(fù)荷大幅升高,其中個別時間段，三座高爐鋅負(fù)荷最高達(dá)到1.57kg/t，已超出冶金行業(yè)限制標(biāo)準(zhǔn)(0.15kg/t )10倍左右。

對八鋼三座2500m3高爐不同時間段（2017年7月、8月、10月、11月；2018年2月、3月）、不同生產(chǎn)模式（2017年1月、2月、5月、6月；2018年2月、3月），與相同的生產(chǎn)模式、生產(chǎn)條件中的20個工序技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行校正計(jì)算和分析、對比，在2018年2月、3月中，因使用大量低品位礦、綜合利用礦量增大，帶入有害元素Zn負(fù)荷大幅度升高，其中單日Zn負(fù)荷最高到1.57kg/t，爐況開始出現(xiàn)不順，伴隨有部分風(fēng)口中套上翹，高爐煤氣流初始分布失常，爐缸不活，有堆積現(xiàn)象，風(fēng)口大量燒損（3個/座?天），休風(fēng)率上升，高爐產(chǎn)量大幅下降（2568t/d），毛焦比上升30kg/t.Fe，鐵水成本上升52元/t.Fe。

2 八鋼綜合利用礦Zn含量和使用情況

2.1 綜合利用礦中固體廢棄物使用情況

（1）八鋼固體廢棄物的分類

八鋼回收含鐵二次資源，經(jīng)加工后供燒結(jié)使用的 （的）固體廢棄物主要包括除塵灰和污泥。其中除塵灰分為燒結(jié)除塵灰、新區(qū)高爐除塵灰、歐冶爐除塵灰、軋鋼除塵灰（150t）、煉鋼除塵灰、佳域公司寶新昌佳的窯尾灰、高爐布袋灰等。污泥分為能源中心綜合水處理廠污泥、物業(yè)分公司生活區(qū)污泥、一煉鋼污泥、歐冶爐污泥等。目前，八鋼對固體廢棄物的使用不太合理，工藝較為落后，只是簡單將其按照一定的配比，配加入燒結(jié)混勻料。

（2）固體廢棄物對鐵前工序的影響

軋鋼除塵灰、煉鋼除塵灰因其親水性較差、粒度較大，現(xiàn)場打灰經(jīng)常造成打灰管路磨損漏灰、打灰管路堵塞，現(xiàn)場環(huán)境二次污染。親水性較差，刮板機(jī)加濕器除塵灰加濕效果較差，現(xiàn)場二次揚(yáng)塵。打灰管焊補(bǔ)、封堵等較之前增加了50%的工作量。

佳域公司寶新昌佳窯尾灰成分化驗(yàn)中，窯尾灰SiO2（含量14%）太高，無經(jīng)濟(jì)價值，同時CaO(含量30%)易造成混勻灰倉板結(jié)，導(dǎo)致灰倉倉容降低、灰塊卡阻卸灰閥，影響灰倉打灰。

高爐布袋灰因其含Zn較高（Zn＞10%），參與混勻料生產(chǎn)對后期高爐爐礦有較大影響。含C（均值28.06%，最高49.02%）高，且粒級極細(xì)，＜0.15mm粒級量占到燒結(jié)燃料比的64%，這部分粒級量過多，導(dǎo)致燒結(jié)透氣性惡化，燃燒速度減慢，燃燒不充分，燒結(jié)負(fù)壓升高，最終燒結(jié)過程無法再繼續(xù)進(jìn)行。另外燒結(jié)接近底部時，會有部分細(xì)粒級量的燃料進(jìn)入大煙道、除塵器等下道工序，可能會產(chǎn)生二次燃燒風(fēng)險，存在安全隱患。

 熱軋、歐冶爐污泥含油、水份較大，粘結(jié)性較強(qiáng)，在料場與鐵精粉混堆，易結(jié)團(tuán)且非常難散開，易堵溜槽、粘倉。生產(chǎn)的混勻料中的團(tuán)狀污泥，對燒結(jié)生產(chǎn)過程控制影響較大。

2.2固體廢棄Zn含量和Zn帶入量情況

2017年, 八鋼綜合利用礦Zn含量和配入量情況統(tǒng)計(jì)(見表2、表3)。由表2、表3列出各種除塵灰、污泥含Zn情況以及配加量，其中燒結(jié)除塵灰、歐冶爐布袋灰、高爐除塵灰、高爐布袋灰、各類污泥這5個品種帶入的Zn占含鋅總量的80%，為主要來源。

2.2.1原料場除塵和燒結(jié)除塵灰

在2017 年原料場除塵系統(tǒng)年回收含鐵除塵灰約4.6萬噸，回收的粉塵均返回原料場作配料使用。燒結(jié)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生除塵灰19.8萬噸，經(jīng)回收后返回?zé)Y(jié)生產(chǎn)中，共計(jì)回收并利用24.4萬噸，利用率100％。

2.2.2 煉鐵除塵灰、瓦斯灰

煉鐵過程中經(jīng)重力除塵和電除塵捕集的含鐵粉塵，其成分主要含TFe（32.5％）、Aad（60.5％）、Vad（5.2％）、K2O+Na2O(0.3542%)、Zn（0.658%）等。瓦斯灰是高爐煉鐵過程中隨高爐煤氣一起排出的煙塵。其中含有多種元素的自由態(tài)和結(jié)合態(tài)的復(fù)合物。瓦斯灰干燥、易流動，堆放、運(yùn)輸污染嚴(yán)重。其主要化學(xué)成分以Fe（46％）、C（35％）為主，并含F(xiàn)eO（6％）SiO2（3．72％）、Al2O3（1．97％）、MgO 及Zn（0.85%）等。目前未經(jīng)處理全部返回作燒結(jié)配料使用。

2.2.3 煉鋼污泥和布袋灰

其成分主要含F(xiàn)e、FeO、Fe2O3和CaO，并含少量硅、錳、鎂氧化物。目前，八鋼考慮到生產(chǎn)工序的穩(wěn)定，以及環(huán)保因素，只對產(chǎn)生的煉鋼污泥全部作燒結(jié)配料使用。而布袋灰因含鋅達(dá)到10%以上，暫時進(jìn)行定點(diǎn)擱置，后期進(jìn)行Zn磁選，二次利用。

2.3 鐵料Zn含量及入爐情況

由圖1、表4的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中可以看出：（1）在高爐鋅負(fù)荷收入方面，燒結(jié)礦帶入Zn的量為981.31g/t，占入爐鋅的88.1%，其次是燃料帶入量為99.13g/t，占入爐鋅的8.9%。（2）在燒結(jié)礦配礦結(jié)構(gòu)方面，敦得精粉、瓦斯灰為含鋅料的主要來源，占鐵料的43%，其次是硫酸渣、入燒礦、其他雜料帶入鋅的占比在36%。（3）三座高爐目前的Zn負(fù)荷月評價在1.13kg/t，個別單日受配料結(jié)構(gòu)誤差的影響，最高可達(dá)到1.57kg/t。因此絕大部分的Zn未能通過特殊的磁選工藝手段進(jìn)行清除，通過燒結(jié)礦進(jìn)入高爐循環(huán)、累積，導(dǎo)致高爐鋅負(fù)荷急劇上升，造成高爐爐身粘結(jié)、爐缸堆積，爐況長期不順, 生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)較差。

3 八鋼高爐高鋅負(fù)荷應(yīng)對措施

3.1提高燒結(jié)鐵料Zn含量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

八鋼高爐Zn負(fù)荷85%以上來源于燒結(jié)礦,燒結(jié)礦含Zn主要來源于回收固體廢棄物和高Zn鐵料。2017年,燒結(jié)礦含Zn原料中敦德精粉、銅冠精粉、硫酸渣、興祚入燒礦帶入比例高達(dá)50%。因此，通過提高此種鐵料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（降低Zn含量），嚴(yán)禁混堆、混配含Zn高的鐵料，降低Zn進(jìn)入高爐。

鑒于目前八鋼煉鐵生產(chǎn)實(shí)際情況和降低鐵水成本的需要，雖然前期已經(jīng)制定了Zn負(fù)荷的管控標(biāo)準(zhǔn)，但依然偏高，仍然維持在0.583kg/t，冶金行業(yè)（國內(nèi)外先進(jìn)企業(yè)）Zn負(fù)荷限制標(biāo)準(zhǔn)為0.15kg/t。因此，八鋼高爐Zn負(fù)荷加以控制，力爭低于0.65kg/t，保證高爐爐況的穩(wěn)定順行。

3.2 高爐優(yōu)化操作,減少Z n 富集的影響

在八鋼目前原燃料和生產(chǎn)組織條件下, 要全力確保三座2500m3高爐原燃料質(zhì)量和爐況穩(wěn)定, 發(fā)揮優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)效益, 必需將（將）Zn負(fù)荷對高爐爐況影響降到最小，保證高爐穩(wěn)定順行，采取以下措施。

3.2.1加強(qiáng)原燃料過篩管理, 加大清篩頻率, 篩凈原燃料粉末,減少原燃料粉末人爐, 為高爐爐況順行創(chuàng)造條件。

3.2.2穩(wěn)定高爐爐溫和爐渣堿度。及時調(diào)劑爐渣堿度, 提高爐渣熱焓和鐵水溫度( 不低于1500℃),確保爐缸熱量充沛, 減少Zn的沉積。

3.2.3以高爐爐況順行為中心, 嚴(yán)格控制壓差, 減少滑料、崩料, 避免懸料。對上部裝料制度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整, 保持高爐中心和邊緣兩股煤氣流合理分布。完善合理的高爐操作制度, 穩(wěn)定爐況, 避免爐溫劇烈波動, 避免長期低料線作業(yè), 保證煤氣流合理分布, 防止邊緣煤氣流過盛, 減少鋅循環(huán)區(qū)鋅量的同時, 可以增加鋅從爐頂?shù)呐懦俊?/span>

3.2.4維護(hù)好鐵口, 出好渣鐵。加強(qiáng)鐵口泥套檢查,保證鐵口深度和出鐵時間, 出凈渣鐵, 活躍爐缸。

3.2.5由于鋅在高爐中的狀態(tài)是不斷的循環(huán)并富集的, 因此提高入爐礦的冶金性能, 選用鐵礦石軟熔溫度高的原料有助于提高低溫下鋅的還原程度, 一定程度下可以減少鋅循環(huán)區(qū)的鋅量。

3.3 加強(qiáng)固廢成分檢測，分類處理，合理使用。

每個鋼鐵廠都有多種固廢，有些鋼鐵廠并不具備處理固廢的能力，要想合理使用固廢，必須對固廢成分進(jìn)行檢測，分類處理，才能實(shí)現(xiàn)合理使用。通過固廢的成分檢測，可根據(jù)有害元素和鐵品位等進(jìn)行分類，A類進(jìn)行外排，B類有限制使用，C類優(yōu)先使用。同時對于燒結(jié)等配加固廢的配加量要進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，保證燒結(jié)礦的成分、冶金性能等性能合格。通過合理使用固廢，可以有效較少Zn和K、Na的循環(huán)富集。

對固廢進(jìn)行脫鋅處理。鋅的循環(huán)富集來講，只要添加固廢，就會加重高爐內(nèi)鋅的循環(huán)富集，要想從根本上解決鋅的問題，必須對固廢進(jìn)行脫鋅處理。

4 結(jié)論 

（1）鋅的富集循環(huán)有爐內(nèi)循環(huán)和燒結(jié)--高爐工序間富集循環(huán)兩種方式。

（2）排出鋅的主要渠道是高爐煤氣，必需要控制好煤氣流分布和高爐爐況穩(wěn)定順行。

（3）加強(qiáng)對有害元素的監(jiān)控，改善原燃料條件，制定周期管理，早預(yù)防，早實(shí)施，防止影響爐況。