宣钢2#高炉有害元素分析及对策研究(最新修改)大学论文.doc

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1、目 录1 前言12 各种有害元素对高炉生产的危害32.1 锌还原及锌危害研究32.1.1 锌还原研究32.1.2 锌危害研究32.1.3 锌的循环富集研究32.1.4 锌对高炉原料冶金性能影响的研究42.2 碱金属的还原及危害研究52.2.1 碱金属还原耗热研究52.2.2 碱金属危害研究52.2.3 碱金属的循环富集研究62.3 氯元素危害研究62.3.1 氯元素在高炉内发生反应的研究62.3.2 氯元素危害研究62.4 硫、磷的还原及危害研究73 排除有害元素的研究83.1 烧结球团生产排锌的研究83.2 高炉排锌能力研究83.3 高炉排碱研究93.4 高炉排出氯元素的研究93.5 降低烧

2、结球团、高炉生铁中硫磷途径的研究94 确定宣钢2#高炉有害元素含量的控制范围114.1 锌控制范围114.2 碱金属控制范围114.3 其他有害元素的控制范围125 铁料优化研究136 高炉操作制度研究147 含锌粉尘的综合利用研究158 宣钢2#高炉生产实践168.1 宣钢2#高炉简介168.2 降低有害元素含量178.3 提高风速，提高鼓风动能188.4 优化上部装料制度199 结论22参考文献：23致谢241 前言近几年来，随着钢铁市场的迅速发展，铁矿石资源日趋紧张，外粉价格大幅度上涨，导致生铁成本上升。宣钢实施低成本战略，扩大使用当地资源的范围和数量。张宣周边地区的精粉和块矿特点是，成

3、份不稳定、有害元素含量较高。在使用当地资源时，由于有害元素含量较高，致使高炉入炉有害元素含量升高，当有害元素富集到一定程度或炉料有害元素含量超过一定范围时，对高炉的危害很大，能使高炉操作炉型发生变化，破坏高炉顺行、高炉炉况失常；劣化炉料的冶金性能，能降低矿石的软化温度1，造成球团低温粉化严重，使焦炭的气化反应能力增强，焦炭反应后强度急剧下降而粒度细化，造成料柱透气性变差，产生炉缸堆积，危及高炉冶炼的正常进行，高炉技术经济指标下降，焦比、燃料比升高，产量下降。另外，有害元素含量达到一定程度后造成高炉冷却设备的非正常损坏，缩短高炉炉役寿命2。在实施低成本战略的过程中，20092010年宣钢炼铁厂各

4、座高炉都出现有不同程度的波动。2010年9月宣钢2#高炉开炉后，由于有害元素含量较高，造成了炉身上部13段冷却壁西北方向粘结，高炉操作炉型发生畸变，破坏了高炉稳定顺行。通过我们认真的分析与调查，有害元素含量高是引起高炉波动的重要原因。本文以宣钢2#2500m3高炉炼铁生产实践为依据，通过对炉料有害元素含量的控制，不仅提高了高炉稳定顺行程度，而且在入炉品位较低的条件下，高炉技术经济指标逐年改善。2 各种有害元素对高炉生产的危害为了保障高炉稳定顺行，需要研究各种有害元素的存在性状、还原耗热、富集与循环、危害机理，确定各种有害元素的控制范围，减轻对高炉的危害，同时要研究高炉排出有害元素的途径；研究较

5、高有害元素含量条件下的高炉操作；研究配矿，降低高炉原料中的有害元素含量，要实现高性价比、低有害元素含量，以及如何合理利用各种资源，从源头上降低高炉有害元素含量；研究高有害元素含量尘泥的综合利用问题。2.1 锌还原及锌危害研究2.1.1 锌还原研究锌在高炉炼铁原燃料含量很低，烧结矿和球团矿中的锌主要以铁酸锌ZnOFe2O3或（Zn、Fe）OFe2O3形式存在。锌在烧结矿和球团矿生产的焙烧过程中只能去除少部分。2.1.2 锌危害研究锌对高炉冶炼影响，最主要是对高炉长寿、顺行程度、热制度的影响。锌蒸汽沉积在高炉上部砖衬缝隙中，当其氧化后体积膨胀，严重时会破坏炉衬，甚至涨裂炉壳，降低高炉寿命2。当锌含

6、量高时，在煤气上升管处积聚，堵塞煤气通路导致煤气流偏行；如ZnO凝附在炉墙内壁上或炉喉部位，形成炉瘤4，造成高炉操作炉型畸变，破坏炉料与气流的正常分布，崩悬料频繁；破坏了焦炭、烧结矿、球团矿热态强度，恶化高炉料柱透气性。如果控制不得当，还会引起其他冶炼工艺事故。2.1.3 锌的循环富集研究在1000条件下，还原出来的锌全部为锌蒸汽。锌蒸汽随煤气上升到高炉上部低温区又被氧化成为ZnO微粒。一部分ZnO微粒沉积在下降的炉料上，在高炉下部高温区重新被还原、汽化，在高炉内形成循环富集。其他大部分ZnO微粒进入除尘灰中，随瓦斯灰、瓦斯尘泥的回收利用，再次进入烧结配料，重新进入高炉，形成了锌在高炉炼铁工序

7、的“循环”5。据测定与计算，高炉内的锌循环量要比入炉锌量大一个数量级，一般为10-30倍。2.1.4 锌对高炉原料冶金性能影响的研究焦炭中ZnO含量的升高后，焦炭的反应性提高，反应后强度降低。烧结矿和球团矿中的ZnO含量升高后，烧结矿的RDI+6.3指数也有所降低，而RDI-3.15指数和RDI-0.5指数则有所提高。研究焦炭中ZnO含量对焦炭反应性和反应后强度的影响见图1：图1 焦炭 ZnO含量对焦炭反应性（CRI）和反应后强度（CSR）的影响研究烧结矿中ZnO含量对烧结矿低温还原粉化性能的影响见图2：图2 烧结矿ZnO含量对烧结矿低温还原粉化性能的影响研究球团矿ZnO含量对球团矿低温还原粉

8、化性能的影响见图3：图3 ZnO含量对球团矿低温还原粉化性能的影响2.2 碱金属的还原及危害研究2.2.1 碱金属还原耗热研究碱金属主要是以硅酸盐的形态存在。现以硅酸钾为例，说明碱金属还原过程。当炉料下达高温区或炉缸时，硅酸钾将进行以下反应：2K2Si03+2C=4K+2Si02+2CO 还原出来的金属钾形成钾蒸气，随煤气流上升到炉身下部的中温区，部分钾蒸气氧化后随煤气流逸出炉顶，另外一部分钾蒸气被下降的炉料吸收氧化形成K2Si03随炉料下降，达到高温区再次被还原6。2.2.2 碱金属危害研究碱金属对高炉的危害要比锌严重的多，含量越高危害越严重。碱金属在炉内的危害表现为:是焦炭溶损反应的催化剂

9、，焦炭反应性提高，反应后强度急剧下降且粉化7；碱金属使烧结矿的还原粉化率剧增，使球团矿还原后的强度降低，产生膨胀，出现异常粉化；导致炉墙结瘤，又能直接破坏砖衬。碱金属在高温区被还原后，并立即汽化，在随煤气上升的过程中一部分被炉料吸收，一部分附在砖衬表面与砖衬反应生成新的化合物，产生体积膨胀，另一部分蒸气与煤气沿砖缝、裂纹、气孔渗入砖衬内部，反应生成大量的沉积炭，碱金属还与砖中的莫来石反应生成钾霞石化合物，产生体积膨胀，从而破坏砖衬。2.2.3 碱金属的循环富集研究还原出来的碱金属蒸气随煤气上升，到中温区，与渣中Fe0和Si02反应又生成碱金属硅酸盐。此反应生成的碱金属硅酸盐被下降的炉料所吸收，

10、到高炉下部高温区再次被还原成碱金属蒸气，随煤气上升，被炉料吸收并随同炉料下降到高温区，在高温区又被还原成碱金属蒸气，再次随煤气流上升到中温区8。这样不断下降、上升与气化吸收，炉料中碱金属含量在炉内不断增加，这就是碱金属“循环富集”过程，对高炉的危害越来越严重9。2.3 氯元素危害研究2.3.1 氯元素在高炉内发生反应的研究 研究表明，CaCl2发生水解反应的起始温度在700，且水解率随燃烧时间和温度的增加而增加。也有研究表明，CaCl2在氮气和水蒸气的混合气体中分别在840、900、950发生水解反应。上述理论说明在高炉冶炼环境中，部分CaCl2分解生成HCl是可能的。对煤气脱水器内壁上的类似

11、晶体、浅黄色的粘接物送检国家钢铁材料测试中心化验表明，粘接物主要成分是NH4Cl,说明进入高炉内的CaCl2与N2、H2O反应生成氯化铵。2.3.2 氯元素危害研究高炉煤气中的氯进入煤气管道，对金属管道构件产生腐蚀作用，降低使用寿命；并且它还随煤气进入热风炉与热风炉的耐火材料发生如下反应：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O SiO2+4HCl=SiCl4+2H2O2Al2O3+4Cl=4AlCl+3O2 SiO2+Cl=SiCl+O2Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 2Fe2O3+4Cl=4FeCl+3O2上述反应的氯化产物均为低熔点物质，因此它们对热风炉耐火材料质量产生

12、重要的影响，导致热风炉耐火材料破碎、塌陷，缩短热风炉寿命。氯元素对热风炉格子砖的影响见图4：图4 氯元素对热风炉格子砖的影响2.4 硫、磷的还原及危害研究硫在铁矿石和石灰石中以黄铁矿（FeS2）和硫酸盐（CaSO4）形态存在。烧结矿和球团矿中的硫主要以FeS形态存在，焦炭中的硫有三种形态：有机硫、硫化物、硫酸盐。硫在高炉内发生一系列的变化后，一部分成为CaS、FeS等随炉料下降，另一部分成为CS2、SO2、H2S等随煤气上升，在上升过程中被炉料、渣铁吸收。磷在高炉原料中主要以磷酸钙（CaO）3P2O5，有时也以蓝磷矿（FeO）3 P2O58H2O形态存在。磷是一个比较难还原的元素，在高炉冶炼普

13、通生铁时，炉料中的磷几乎完全被还原进入生铁。硫、磷对高炉危害不大，但是它们是钢材中的有害元素。硫升高后，使钢材产生“热脆”，国家标准规定，炼钢生铁含硫量不超过0.070%，铸造铁含硫量不超过0.050%。3 排除有害元素的研究3.1 烧结球团生产排锌的研究烧结生产工艺过程中排锌率很低，只有220%左右。只有通过降低烧结矿锌含量才能降低高炉锌负荷，减轻对高炉的危害。由于球团生产工艺特点，脱锌率比烧结低，几乎全部进入成品球团矿中而进入高炉10。3.2 高炉排锌能力研究炉渣碱度与炉渣排锌能力的关系见图5所示：图5 炉渣碱度与炉渣排锌能力的关系碱度由0.87升高到0.97时，炉渣含锌量下降幅度很大，炉

14、渣碱度超过0.97时，炉渣含锌量变化不大。由试验和锌反应热力学可知，碱度升高，炉渣中自由CaO数量增高，它与ZnSiO3中的SiO3发生反应，使Zn容易还原，因此随炉渣碱度升高，炉渣含锌量降低。炉渣排锌能力与炉渣反应温度之间的关系图6所示：图6 炉渣排锌能力与炉渣反应温度之间的关系由图8可知，炉渣排锌量与反应温度有很强的规律性，即随温度的升高炉渣含锌量降低。因此降低炉温能够提高炉渣排锌能力，但它受高炉实际操作的限制，在生产中应用很难。所以对高炉除尘灰进行脱锌加工是减少锌在高炉内的富集主要途径11。3.3 高炉排碱研究随着炉温水平的提高，高炉排碱能力呈下降趋势。因为炉温高有利于高炉内碱金属的硅酸

15、盐的还原，而进入高炉渣中的碱金属的硅酸盐就少，排碱率自然也低。炉渣碱度是排碱能力的主要影响因素，碱度低有利于排碱。因为碱度低，渣中(SiO2)含量相对较高，不利于碱金属的硅酸盐还原，从而提高炉渣排碱率。在实际生产过程中，在保证生产出合格生铁的前提下，为提高炉渣排碱量，应尽量采用较低二元碱度渣操作12。3.4 高炉排出氯元素的研究在成品烧结矿表面喷洒一定浓度的CaCl2溶液，一方面阻碍了还原气体与烧结矿表面的接触，从而抑制了烧结矿表面的还原；另一方面CaCl2薄膜堵塞了还原气体进入烧结矿的通道，阻碍了烧结矿内部的继续还原，减缓了烧结矿的还原速度，从而降低了还原粉化率。研究表明，由于喷洒上去的Ca

16、Cl2只吸附在烧结矿表面，并没有发生化学反应，烧结矿在高炉内下降到600以上温度区时，CaCl2便开始挥发，至900时对烧结矿的还原速度便不再产生影响。所以氯元素主要是通过高炉煤气排出炉外的。3.5 降低烧结球团、高炉生铁中硫磷途径的研究在烧结生产过程中能去除85%左右的硫，但是随着烧结矿碱度的提高烧结生产去除硫的比例会下降。球团生产过程中，能去除一小部分硫。在烧结球团生产过程中不能去除磷。由于高炉脱硫反应是吸热反应，故一方面提高炉缸热量能降低生铁含硫，另一方面能改善炉渣流动性，改善高炉脱硫反应的动力学条件。在一定范围内提高炉渣二元碱度，增加渣中（MgO）含量，能改善炉渣脱硫条件，都能降低生铁

17、含硫。另外在高炉硫分配系数一定的情况下，减少进入高炉的硫含量也能使生铁硫含量降低。在高炉条件下，存在着磷还原的有利条件，进入高炉的磷几乎全部被还原进入生铁。4 确定宣钢2#高炉有害元素含量的控制范围根据宣钢高炉的各种有害元素的含量情况，炉况反应，结合国内外高炉的情况，确定宣钢高炉各种有害元素含量的控制范围。4.1 锌控制范围宝钢、鞍钢等先进企业对有害元素控制十分严格，要求高炉锌含量低于0.200kg/t(Fe)。据国内外数据，高炉锌积累量大于0.05 kg/t时，锌严重影响高炉正常生产。国内外部分高炉锌负荷以及锌对高炉的危害时炉况反应见下表1：表1.国内外部分高炉锌负荷以及锌对高炉的危害企业名

18、称锌负荷，kg/t Fe炉况邯钢5号高炉0.52生产不正常石钢1、2、3号高炉0.500.81生产不正常宝钢0.2严格控制广钢0.70.8冶炼强度低，焦比高，操作困难，高炉频繁结瘤，炉底、炉衬被侵蚀。武钢4号高炉1.61炉壳开裂、炉身塌砖库兹涅茨克厂1、2号高炉1.48、1.34炉壳开裂根据大量的文献资料、宣钢高炉有害元素的调查以及高炉实际情况表明，高炉锌负荷应低于400g/t(Fe)，要求入炉料锌在0.025%以下；供烧结及球团的原料锌在0.025%以下，混杂料锌在0.6%以下，瓦斯灰锌在1%以下。4.2 碱金属控制范围碱金属在高炉内的行为，进行了深人的研究分析，主要是当入炉碱金属达到一定数

19、量后，就会在高炉内对焦炭、烧结矿、球团矿起明显的破坏作用，从而影响高炉生产。通过研究，碱金属不应超过4kg/tFe，要求入炉料K2O在0.1%以下；Na2O在0.15%以下；K2O+Na2O在0.25%以下；供烧结及球团的原料K2O在0.1%以下；Na2O在0.15%以下；K2O+Na2O在0.25%以下。4.3 其他有害元素的控制范围硫、磷控制范围。由于烧结矿硫含量很低，只有0.020.05%，再降低烧结矿硫含量没有必要，工作难度较大。在球团矿生产过程中限制高硫精粉（硫含0.81.0%）的配比，控制生球硫含量低于0.30%，避免球团矿产生爆裂现象，提高强度能满足高炉用料要求。氯元素控制。烧结

20、矿喷洒CaCl2溶液能有效改善烧结矿低温还原粉化率，对于改善高炉料柱透气性有很大的益处，对高炉改善经济技术指标有利。但是喷洒CaCl2溶液后危害较大，影响热风炉、燃烧炉的正常生产。为控制氯元素含量，减轻氯元素的危害，同时兼顾烧结矿的低温还原粉化性能，使用低氯CaCl2溶液。改用低氯CaCl2溶液喷洒烧结矿后，每吨烧结矿带入高炉内的氯元素含量降低了20%，效果比较明显，管道腐蚀情况缓解，烧嘴、加热炉生产步入正常，没有发生堵塞情况，煤气脱水器内没有粘接结晶物。低氯CaCl2溶液喷洒烧结矿后，经过监测和高炉实际生产情况来看，烧结矿的高温冶金性能没有变化。5 铁料优化研究为实现入烧原料优化逐步形成以下

21、优化流程：由采购部门提供可采原料资源样本；对原料样本进行理化指标分析和基础性能测定，限制某些有害元素含量过高的矿种配比，并与已有资源进行比对初步确定其烧结性能；根据原料性能确定烧结杯实验配矿方案，通过烧结杯实验确定某一原料的烧结性能，确定最优生产配矿方案和适宜操作控制参数。之后，通过性价比优化测算后确定原料采购方案和生产使用方案，对生产使用中出现的问题，通过生产调整和烧结杯实验再进行及时微调。对于某些性能好但有害元素高的品种，优先考虑烧结性能、性价比，同时通过其他矿种的调整兼顾烧结球团的有害元素含量，最终实现高的性价比、成品矿良好的冶金性能。6 高炉操作制度研究合理的高炉操作制度可以有效减轻有

22、害元素对高炉的危害，提高高炉排出有害元素的能力。通过对有害元素在高炉内部的行为、危害机理的研究，在高炉操作上主要采取了以下措施13：1.全风操作，提高风速，提高鼓风动能，改善炉缸工作的活跃程度和均匀性，提高炉渣排出有害元素的能力。2.调整上部装料制度，稳定中心气流，维持一定的边缘气流。3.合理的热渣制度，及时出尽渣铁。形成定期排碱制度。及时更换变形的风口。4.高炉操作上解放思想，遵循一炉一策的方针，控制好炉型，匹配气流分布，不断优化炉内操作，改善炉缸工作的活跃性、均匀性，提高高炉适应能力。7 含锌粉尘的综合利用研究由于瓦斯灰和污泥锌含量较高，最高达到8%以上，不能直接进入烧结生产。通过研究、对

23、比、论证，采取直接火法冶金分离技术。在瓦斯灰、瓦斯泥中配入一定数量的煤粉、白灰后进行造球，白灰起粘结剂利于尘泥成球的作用。造好的球分次分批进入焙烧床进行焙烧，球中的煤粉燃烧，温度升高达到1100以上，球体中有碳，与ZnO接触紧密，ZnO被还原成为Zn，从球体中逸出。由于存在氧化气氛还原出来的Zn又被氧化成ZnO，未被还原的ZnO在高温条件下挥发富集在20m以下粉尘中，一起进入高温烟气，对高温烟气用布袋回收进而实现对锌的回收，作为炼锌原料。脱锌后的瓦斯灰、瓦斯泥即除尘渣，铁含量提高至30%35%，CaO含量20%左右，锌含量降低至1%左右，呈块状，经破碎后再进入第三烧结车间生产，按照1%的比例进

24、行烧结配料。高锌粉尘经过脱锌后，含铁资源得到了综合利用，节约了资金，减少了占用场地和环境污染。但是这种处理方法较为简单，一定数量的粉尘烟气直接排放至大气中，存在一定的环境污染，不符合环保要求。2013年新建了一条瓦斯灰脱锌生产线-转底炉脱锌工艺，脱锌效率有所提高，而且烟气排放达到环保要求。8 宣钢2#高炉生产实践8.1 宣钢2#高炉简介宣钢2#高炉设计炉容2500m3，采用“PW”并罐无料钟炉顶设备，炉身采用全冷却壁设备，冷却系统采用软水密闭循环系统，共设置30个风口，3个铁口，铁口呈“Y”排列，煤气系统采用重力除尘、旋风除尘、布袋干法除尘工艺，空气、煤气双预热，配备改进型内燃式热风炉3座。宣

25、钢高炉原料特点是，烧结矿成分波动较大，尤其是进入冬季后烧结生产使用直供料，烧结矿SiO2、FeO、R波动较大，高炉需要频繁的调整入炉料结构平衡炉渣碱度，烧结矿比例偏低。烧结机检修周期为1.5个月，以及非计划停机，高炉需要配加200t/h500 t/h，有时全部使用落地烧结矿，高炉料柱透气性变差。烧结生产每10天左右切换料堆，以及频繁的调整入烧原料结构，导致烧结矿理化性能变化较大。由于全厂平衡入炉料结构，导致了高炉频繁的调整入炉料种。2015年取消了烧结平铺铁混料，并且烧结原料降低库存至7天。入炉烧结矿平均粒度只有1517mm左右。宣钢2#高炉使用23种焦炭，入炉焦炭结构不稳定，焦炭裂纹多，粒级

26、偏小，尤其是干熄焦配比变化大。由于入炉综合品位偏低，渣量高于380kg/t。有害元素含量较高，碱金属含量3.5kg/t4.5kg/t。宣钢高炉的原料特点使高炉操作难度较大。宣钢2#高炉开炉后，由于由于各种有害元素含量较高，锌负荷1700g/t，炉喉下方粘结，见图7，碱金属超过4kg/t，未能引起高度重视，对高炉正常冶炼产生很大的影响，压量关系不稳定，加减风频繁，高炉热制度波动较大，有时很难控制，炉况稳定性显著下降，炉缸堆积，炉墙粘接，高炉顺行程度差，风口前焦炭粒级变小，炉缸工作变差，活跃性下降，高炉技术经济指标低下，焦比426kg/t，燃料比578kg/t。图7 2010年12月11日休风炉顶

27、料面为了尽快改善高炉稳定顺行程度，主要从以下几个方面的技术措施：8.2 降低有害元素含量经过分析上部粘结的情况，认为锌富集造成上部粘结的主要原因。从2010年12月18日高炉布袋除尘灰不再进入烧结配料，进行脱锌处理，通过配矿合理搭配使用各种资源，降低锌含量，切断锌 富集最重要的链条，锌负荷逐步降低，由1700g/t降低至低于400g/t。2011年10月至2016年上半年宣钢2#高炉锌负荷见图10，2013年个别月份超过了控制范围，通过调整入烧原料结构，使高炉锌负荷受控。短期内锌负荷升高并未对高炉生产产生明显的影响。图8 2011年10月至2016年上半年宣钢2#高炉锌负荷由于碱金属是焦炭溶损

28、反应的催化剂，加快焦炭的破损，使焦炭粒度变小，降低炉料初始软化温度，软化区间变宽，影响炉缸工作的活跃性。通过制定原料进厂质量，高低搭配合理使用，同时兼顾其他有害元素的含量，尽力降低碱金属含量。2011年至2016年上半年碱金属含量见图8、图9.图8 宣钢2#高炉K2O负荷图9 宣钢2#高炉Na2O负荷2#高炉碱金属含量仍较高，为了减轻碱金属对高炉的危害，制定了定期排碱制度。当高炉压量关系变紧，加减风频繁，高炉不接受风量时，降低炉渣碱度0.050.10倍，适当提高炉温，加强炉前出铁组织，减轻碱金属对高炉的危害。8.3 提高风速，提高鼓风动能高炉送风制度就是控制风口进风参数与状态，形成一定深度的回

29、旋区，使初始煤气分布合理、均匀，炉缸圆周工作均匀、活跃，炉缸热量充沛。宣钢2#高炉开炉后，风速、鼓风动能偏低，由于受有害元素的影响，炉况稳定性差。在提高炉况稳定性过程中不断缩小风口面积（见表2），阶段性堵风口操作，提高了风速、鼓风动能，鼓风动能达到11000kgm/s13000kgm/s，风口回旋区向炉缸中心延伸，从高炉下部保证足够的中心气流，控制合适的风口回旋区，风口回旋区深度达到了1.20m，回旋区高炉0.58m，回旋区面积占炉缸截面积约40%，不仅活跃了炉缸，提高高炉抵御外围条件变化的能力。宣钢2#高炉回旋区深度、高度、占比面积偏小，与宣钢高炉原料条件有关。表2 2#高炉风口面积调整日期

30、开炉2010年12月11日2011年2月16日风口面积（m2）0.37320.37420.3682日期2011年3月15日2011年3月27日2011年4月21日风口面积（m2）0.36430.35850.3528日期2011年4月27日2011年6月18日2011年7月11日风口面积（m2）0.3480.34510.3422日期2011年8月13日2011年9月9日2012年11月4日风口面积（m2）0.33740.33930.3432日期2012年11月8日2013年6月4日2013年9月12日风口面积（m2）0.34720.33930.3375日期2013年10月15日2014年5月30

31、日2014年6月25日风口面积（m2）0.32480.31580.3122日期2014年12月31日2015年11月11日2016年5月6日风口面积（m2）0.31580.31760.3076日期2016年5月23日2016年6月27日风口面积（m2）0.31710.32302011年2016年上半年宣钢2#高炉鼓风动能变化趋势见图10：图10 宣钢2#高炉鼓风动能变化趋势8.4 优化上部装料制度2012年5月至9月炉况恢复的过程中，采用了中心注焦和“平台+漏斗”两种布料模式，炉况恢复工作未取得显著成效。在总结上述两种布料模式的基础上，结合宣钢高炉实际原料条件，研究、探索符合宣钢高炉原料条件的

32、上部装料制度，2012年7月31日确立符合宣钢原料条件的上部装料制度布料角度，矿四环焦五环或六环，班料速542批，料线13001700mm。确立符合宣钢高炉原料条件的上部装料制度后，炉况恢复进程加快，7月份平均风量3643m3/min，8月份平均风量3977m3/min，9月份平均风量4459m3/min，9月下旬风量超过了4550 m3/min，鼓风动能达到了10500kgm/s，截止9月份炉况基本恢复正常。10月份之后平均风量达到了4600m3/min以上，鼓风动能达到了11000kgm/s以上，高炉燃料比下降趋势明显。2012年10月份进一步优化上部装料制度，布料角度外扬，抑制边缘气流，

33、提高煤气利用率，布料角度变为，煤气中CO2含量上升至19.8%。并在此基础上，根据边缘温度、烧结矿质量，灵活调整第一环矿角布料圈数与料线，操作方便、简单，较好的适宜了外围条件的变化，始终保持了炉况的长期稳定顺行，较高的煤气利用率、较低的燃料比。2012年12月份为了提高鼓风动能堵一个风口作业，送风风口面积0.3358m2（全开风口面积0.3471m2），鼓风动能达到了1050011500kgm/s。进入2013年由于宣钢原料中含有钛，将炉温降低至0.25%0.40%，炉渣碱度提高至1.15倍1.20倍，实施低硅冶炼，降低钛对高炉的影响。2013年3月份，随着产能提高，加之铁前系统不配套，入炉原

34、料紧张，质量下降，入炉焦炭结构大幅度改变，为了提高炉况的稳定水平，炉内在操作制度上进一步优化，下部送风制度进一步缩小风口面积至0.3280m2，10月份再次缩小风口面积至0.3248m2，鼓风动能提高至12500kgm/s左右，进一步提高炉缸工作的活跃性，炉底FK温度呈明显的上升趋势；上部装料制度将34焦炭的布料圈数由3.0圈增加至3.5圈，以增强焦炭的“挡墙”作用，既保证中心畅通，同时又兼顾边缘气流的稳定。边缘温度、十字测温中心温度、烧结矿质量情况，料线、矿焦圈数灵活调剂，保证炉况长期稳定顺行，提高了煤气利用，又降低高炉燃料消耗。2014年5月份风口面积缩小至0.3158m2，6月份进一步缩

35、小风口面积至0.3122m2，鼓风动能提高至接近13000kgm/s，炉底FK温度维持高位运行，表明炉缸工作比较活跃。上部装料制度依然坚持小批快料的原则，根据边缘与中心气流的匹配情况，灵活调整边缘矿与中心焦的圈数，以维持较强的中心气流。进入2014年4月7月，燃料达到了破五见四的历史最好水平，燃料比低于500kg/t。，达到了全国同类型高炉的先进水平。2015年之后，宣钢2#高炉长期稳定顺行，为了提高产量，进一步改善技术经济指标，适当的扩大风口面，提高风量使用水平。由于2#高炉在逐步降低有害元素对高炉的危害，高炉顺行程度逐步改善，优化上部装料制度，煤气中的CO2含量升高，煤气利用率得到改善，见

36、图11。图11 2#高炉煤气利用率由于各种有害元素含量的降低，减轻了对高炉的危害，高炉顺行程度明显改善，为提高经济技术指标创造了物质条件，表现为高炉焦比降低，产量提高。表3 2#高炉主要技术经济指标利用系数t/m3d焦比kg煤比kg焦丁kg燃料比kg风温综合品位%CO2%2010年1.702480 100 10 596 102656.82 15.85 2011年1.999426 114 36 578 109557.02 16.58 2012年1.959402 111 31 544 108056.97 18.50 2013年2.286380 96 42 519 114856.94 19.67 2

37、014年2.225375 94 37 506 110457.19 19.56 2015年2.252357 105 40 502 109956.67 19.65 2016年上半年2.21363 108 36 507 107256.26 19.60 9 结论通过全面的、系统的对炼铁原料有害元素的研究，深刻地认识了有害元素对高炉的危害；通过研究掌握了高炉排除有害元素的各种途径，确定了高炉有害元素的控制范围，并成功地运用于生产实践。通过铁料优化系统软件进行配矿研究，在保证高性价比、优良的冶金性能的基础上，有效措施降低高炉的各种有害元素含量，降低了对高炉的危害，改善了高炉经济技术指标。在有害元素含量相对

38、较高的条件下，研究高炉操作，改进高炉操作，降低有害元素对高炉的危害程度。通过研究，确定了高锌二次灰的处理工艺，实现了对含铁资源的回收利用，减少了环境污染，节约了资金。通过实施本项目后，高炉利用系数得到了提高，高炉焦比得到了降低。氯元素对高炉、烧结、球团以及其它工序生产的影响有待于进一步研究。通过我们研究高炉操作，掌握了锌负荷在0.500kg/t(Fe)左右时的高炉操作技术，高炉锌含量在0.500 kg/t(Fe)时仍然保持了高炉稳定顺行，良好的经济技术指标。参考文献：1张永旺，李涛.八钢A高炉有害元素分析及对策J.新疆钢铁，2003年，8:18页2李肇毅.宝钢高炉的锌危害及其抑制.宝钢技术，2

39、006年，6:18页3杨雪峰，张竹明，沈峰满，李明.锌对昆钢2000m3高炉的危害.钢铁，2006年，9:9页4谢洪恩，丁跃华.攀钢高炉锌平衡测定.云南冶金，2007年，1:48页5王雪松，付元坤，李肇毅，姜伟忠.宝钢高炉锌平衡及锌分布的研究.安徽工业大学学报，2004年，3:180页6柏凌，张建良，郭豪，张雪松，张曦东.高炉内碱金属的富集循环.钢铁研究学报，2008年，9:67页7张建良，王传琳，国宏伟，尹慧超，李净.国丰1 780 m3高炉烧结一高炉系统碱金属平衡的研究.钢铁研究，2010年，2:5页8邢华清，王斌.高炉有害元素控制技术J.河北冶金，2011,188（8）:47页9王庆祥，

40、尹坚.湘钢1号高炉碱金属行为.中国冶金，2005年，2:1页10马植甄,王雪松,付元坤.烧结系统锌分布及锌平衡的研究.安徽工业大学学报，2005年，4:341345页11赵贵清.酒钢1号高炉锌平衡研究及抑制措施分析.甘肃冶金，2007年，2：12页12 欧阳坤,孔延厂,孙艳芹,李福民.高炉中碱金属的研究进展.河北理工大学学报，2011年，1:3741页13张国伟，毛金玲. 榆钢3200m3高炉锌危害及对策.炼铁，2015年，1:4748页致谢在您的精心、大力帮助下，最终这篇论文得以顺利完成。薄薄一本融入了厚重而难以尽的亲情、师生情、学友情。如今到了要毕业的时候，回想近三年来我的同事、老师、同学、朋友对我的关心和帮助，心中感慨颇多。在此，我要向他们表示我诚挚的谢意。首先我要感谢我的导师刘志敏教授，她平时工作就很忙，但在我身上倾注了比一般人更多的心血，她不但教我们如何做事，还教育我如何做人。刘老师渊博的学识、忘我的工作精神、严谨的治学态度必将使我终生受益。值此论文完成之际，我谨向导师表达最衷心的感谢！祝老师身体工作顺利、身体健康。其次，感谢河北联合大学继续教育学院，这里给我提供了优越的学习和生活条件，让我在一个美丽的环境中完成了学业。最后，衷心祝福所有我的导师和同学以及朋友，希望大家的明天更加美好！谢谢！24