摘 要  2017年8月下旬至9月上旬，由于爐內堿金屬和鋅顯著增加，通鋼3#高爐順行變差，風壓、壓差升高，壓量關系不匹配，產量降低，焦比和燃料比升高。煉鐵廠通過采取措施，控制堿金屬和鋅入爐量，爐況穩定性得到改善。

關鍵詞 堿金屬  危害  措施

1 概況

通鋼3#高爐2014年7月12日開爐，高爐有效容積2680m3,設計產能220萬噸/年。投產后，高爐生產基本穩定順行。但自2017年8月25日開始，在高爐爐料結構、原燃料指標、高爐裝料制度和熱制度沒有調整的情況下，高爐無征兆爐況穩定性變差，經分析認為，主要原因為入爐堿金屬大量富集，對高爐產生影響。

2 有害元素對高爐生產影響

對高爐生產產生危害的堿金屬有害元素有K、Na、Zn等，它們進入高爐后對高爐操作會產生不利影響。

2.1堿金屬在高爐內循環富集原理

K、Na的沸點為799℃和882℃。堿金屬的氧化物在爐身中溫區還原出堿金屬蒸氣，隨煤氣流上升，與爐料中的礦物結合生成堿的氰化物、碳酸鹽和硅酸鹽等。再隨爐料返回到高爐下部高溫區，又被還原成堿金屬蒸氣上升，除部分隨煤氣和溶解于渣鐵中排出爐外，其余相當一部分在爐內上部和下部之間循環富集。

Zn在1000℃以上高溫區域，爐料中的鋅氧化合物被CO還原為氣態鋅，氣態鋅隨煤氣上升，部分排出爐外，部分冷凝附著在爐料上被氧化為ZnO,再隨爐料下降并在爐內循環富集。

2.2有害元素對高爐生產的危害

（1）堿金屬加劇球團礦產生異常膨脹，還原性顯著降低，還原粉化加劇。

（2）降低礦石軟化溫度，在礦石還沒有充分還原就融化滴（低）落，增加高爐下部直接還原，燃料比增加。

（3）引起高爐爐料透氣性惡化，冶煉強度降低，嚴重時可引起崩料、懸料和結瘤等爐況失常。

（4）通過爐襯空隙滲入到高爐不同部位，引起硅鋁質耐火材料異常膨脹，耐材剝落和嚴重侵蝕，縮短高爐壽命。

（5）上升的堿金屬及其化合物遇焦炭會冷凝在間隙中，降低料柱透氣性，同時與焦炭形成化合物，增加焦炭的反應性，促進焦炭溶損反應，降低強度，使焦炭下降過程中破碎，嚴重影響高爐透氣性。

（6）鋅蒸氣冷凝，同風口組合磚內耐火材料發生化學反應，體積膨脹，風口中套變形和上翹，導致風口漏風，改變高爐的送風狀況（參數）。

3通鋼3#高爐有害元素現狀

3.1爐況變差期間3#高爐堿負荷及鋅負荷的具體情況如表1，通鋼ZnO負荷標準≤0.3kg/t，通鋼（K2O+Na2O）負荷標準≤3.5kg/t，從表1可以得出，鋅負荷為0.95 kg/t，高出通鋼標準3.17倍，堿負荷為4.79 kg/t，高于通鋼標準1.37倍。

表2為通鋼高爐堿金屬負荷（K2O+Na2O）列表，表3為通鋼高爐鋅負荷（ZnO）列表。從表2和圖1可以看出堿負荷在8月份末9月初有明顯升高，從表3和圖2可以看出鋅負荷在8月份末9月初有明顯升高。

注：2#高爐處于停爐檢修狀態，表中附帶1#高爐負荷作為參照，1#高爐9月份停爐

3.2有害元素升高期間對3#高爐操作的影響

（1）對3#高爐負荷的影響，從4.92-5.08t/t降到4.59t/t。

（2）對燃料比的影響，從540-554Kg/t升至590Kg/t。

（3）對風量的影響，在風壓和壓差不變的情況下，風

量由4611m3/h降至4360m3/h。7-9月份高爐旬平均指標變化見表4。

4有害元素主要來源

通鋼采購原燃料時綜合考慮性價比，以價格為主導，原料主要控制品位、CaO、SiO2等指標，燃料主要控制含碳量、灰分、熱值等指標，兼顧堿金屬含量，個別原燃料堿金屬把關不嚴，造成燒結礦堿金屬含量大幅升高。

4.1通過對3#高爐各種原燃料堿金屬負荷和鋅負荷分析，從表5可以看出帶入爐內的堿金屬和ZnO主要由燒結礦帶入，其中ZnO負荷比例92.7%，堿金屬負荷比例為72.8%，其余ZnO大部分由球團帶入，堿金屬由焦炭帶入。

4.2由于煉鐵工序堿金屬和鋅主要由燒結礦帶入，通鋼對燒結工序各種原燃料堿金屬和鋅帶入量進行分析如表5，從表5可以得出，堿金屬主要由燒結電除塵和煉鐵工序布袋灰帶入，鋅主要由煉鐵工序布袋灰、預混料、撫順金隆精粉和秘魯粉帶入。

5 有害元素控制對策

5.1加強對進廠大宗原燃料堿金屬含量檢測和采購時對進廠原燃料堿金屬重點把控。

5.2 控制有害元素的來源。通鋼有害元素的來源主要由燒結工序電除塵帶入和高爐除塵灰帶入，其中堿金屬主要由燒結工序電除塵帶入，采取停配燒結工序電除塵灰方式來控制。鋅主要來源為高爐除塵灰帶入，采取含鋅除塵灰外銷，在鋅被提取后燒結工序重新配入，控制鋅元素的帶入。

5.3 定期排堿排鋅，高爐本體排出有害元素主要通過兩個途徑實現，第一，主要通過爐渣排出爐外，第二，主要從爐頂伴隨煤氣排出爐外，其中堿金屬主要通過爐渣排出，控制爐渣堿度，抑制K2O和Na2O還原，提高爐渣的排堿能力，增加出鐵次數，做到“零間隔”出鐵。鋅主要通過爐頂伴隨煤氣排出爐外。充分發展中心氣流，有利于鋅元素的排出。

6 結語

6.1 通過采取上述對策，堿負荷和鋅負荷得到有效的控制，從圖1和圖2可以得出。

6.2 通鋼采取每周一、周三和周五對高爐布袋除塵灰做成分分析，密切關注高爐布袋除塵灰有害元素含量變化情況，當ZnO含量超過5%，單獨堆放，停止配入燒結工序。

6.3 和高爐休風同步，把變形的中套進行更換。