烧结矿中有害元素对高炉的危害和抑制

摘要对宣钢高炉有害元素的危害进行了分析，并对有害元素在炉内的富集情况进行了取样分析和计算，提出了具体的应对措施。

关键词高炉有害元素原燃料炉渣碱度1 引言K、Na、Zn等元素在高炉中循环富集对高炉生产危害极大，可以造成高炉悬料、结瘤、炉况不顺、消耗升高。

多年前，宣钢一直使用庞家堡铁矿，K、Na、Zn等有害元素含量较高，高炉工作者通过不断优化原燃料，采取相应的高炉上下部调剂手段，适当降低碱度，以利于及时排碱，高炉中的碱金属和锌的危害得到基本控制。

但是，近几年以来，由于庞家堡铁矿趋于贫矿，随着矿石资源的紧张，宣钢吃“百家饭”，精粉和燃料来源产地多，品种杂，K、Na、Zn等有害元素含量高低起伏不定，一是造成难以混匀搭配使用；二是造成高炉操作中不定期地排碱操作，难以掌握，对高炉生产造成一定的影响。

2对高炉的影响宣钢现有300 m3高炉4座，450 m3高炉1座，1 350m3高炉1座，新建1 800m3高炉1座。

K、Na、Zn对宣钢高炉的危害主要有如下几方面。

2．1破坏原燃料的强度(1)破坏焦炭强度。

碱金属的吸附首先从焦炭的气孔开始，而后逐渐向焦炭内部的基质扩散，随着焦炭在碱蒸汽内暴露时间的延长，碱金属的吸附量逐渐增多。

向焦炭基质部分碱金属会侵蚀到石墨晶体内部，破坏了原有层状结构，产生层间化合物。

当生成层间化合物时，会产生比较大的体积膨胀，结果是焦炭产生裂纹，进而使焦炭崩裂。

碱金属对焦炭的冷强度影响不大，但碱金属会使焦炭的反应性(CRI)明显增加，焦炭的反应后强度将明显降低。

焦炭质量的恶化会引起炉温的失常。

(2)破坏烧结矿及球团矿的热态强度。

高炉原料中所含的碱金属主要以硅铝酸盐或硅酸盐形式存在，炉料中的碱金属化合物落至高炉下部高温区时，一部分进入渣中；一部分还原成K、Na或生成KCN、NaCN气体，随煤气上升至CO2浓度较高而温度辆的区域，除被炉料吸收及随煤气逸出者外，其余则CO2重新氧化变为氧化物或碳酸盐，当有SiO2存时可生成硅酸盐。

烧结矿中有害元素对高炉的危害和抑制
为适应当前严峻的钢铁形势，进一步降低铁水成本，各钢铁企业都采用低价的外矿粉进行烧结，并充分利用烧结、炼铁、炼钢工序所产生的各种除尘灰，利用其低价和含有大量的Ｃ、Fe、CaO、MgO等有利成分的优势，来降低烧结料消耗，从而达到降低成本的目的。

但由于各种外矿粉及除尘灰都含一定量的K、Na、Zn等有害元素，大量配加会造成高炉碱负荷、锌负荷超标，高炉炉墙结厚结瘤，加剧炉缸侵蚀，影响炉况稳定顺行。

烧结矿对高炉的影响
烧结是将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块。

烧结矿对高炉具有重要的影响，具体如下：
1、烧结矿含铁品位：波动由±1.0%降低到±0.5%，高炉系数会升高2%，燃料比降低
1.0%。

2、碱度：波动由±1.0（倍）降低到±0.05，高炉系数波动2.5%，燃料比波动1.3%（使用100%烧结矿）。

3、FeO含量：波动±1.0%，高炉燃料比波动1%，产量波动1.5%。

因FeO与SiO2的混合物是低熔点物质，会使高炉软熔带变宽，炉料透气性降低。

4、烧结粒度：粒度中＜5mm比例每升高1%，高炉燃料比会升高0.5%，产量下降0.5-1.0%。

5、烧结矿低温还原粉化率RDI升高5%，高炉煤气利用率下降0.5%，影响燃料比和铁产量各1.5%。

6、烧结矿中焊TiO2＞0.5%，Al2O3＞2.2%时，一般烧结矿低温还原粉化率RDI会大幅度升高。

7、烧结配料配碳：每增加1%，会使FeO含量升高1%-2%。

FeO含量升高1%，能耗上升0.68kggce/t，高炉燃料比也会升高1%-1.5%。

8、降低点火热耗，控制点火负压：降燃耗6%-12%，降能耗5%-6%。

可采用节能型点火炉（带状火焰、热风烧结）。

生产中，应稳定混合料水分、稳定固定碳量、厚料层、低碳、烧透等措施，以提高烧结矿质量，另外控制好冷、热返矿的粒度，也能提高烧结矿质量，同时降低能耗。

高炉铁水有害元素分析与控制（山东球墨铸铁管有限公司）摘要分析了铁水有害元素的来源，通过采取多方面烧结配料、生铁含硅量、炉外增硅等措施，降低了铁水中有害元素的含量。

关键词烧结配料生铁含硅量炉外增硅1 前言山东球墨铸铁管有限公司现拥有160吨混铁炉一座、两台10吨工频电炉、五台10吨中频电炉、八台水冷金属型离心机、46米、60米退火炉各一座、四条精整生产线。

现已形成年产球墨铸铁管30万吨的生产能力。

从2009年以来，钢铁市场发生了很大的变化，各种进口铁矿粗粉及国内精粉价格持续上扬，为降低生产成本，烧结大量配加低价位经济料，用于高炉冶炼铁水，高炉铁水中的有害元素和夹杂物含量有所升高，球墨铸铁管的硬度和延伸率受到一定的影响。

2011年以来，通过烧结配料及高炉操作严格控制铁水中的磷、硫、锰、钛、铜、砷、铬等微量元素，供铸管铁水质量得到稳步提高。

2 有害元素的来源高炉铁水中的有害元素主要由冶炼铁水的原燃料带入：焦炭，无烟煤，烧结矿，块矿。

通过对微量元素在铁水中的还原性统计，结果表明：(1)炉料中的磷、砷、铜、铬元素全部进入铁水，在高炉冶炼过程中无法处理。

(2)高炉入炉原燃料中锰、钛元素60%~80%进入铁水，而且锰、钛元素在铁水中含量与高炉铁水含硅量呈正相关性关系。

原始生铁含硅量的提高有助于有害元素含量的升高。

3 不同元素对铸铁管的危害供铸管铁水中一些元素达到一定值会对铸铁管的退火产生一定的影响，进而降低对铸铁管的产品质量：磷是铸铁中的常存元素,它对球墨铸铁的机械性能,尤其是冲击韧性和塑性有明显的不良影响,因此总是作为有害元素对待。

其主要原因是共晶团晶界产生的磷共晶脆相,磷共晶呈多角状分布于共晶团边界,急剧恶化球墨铸铁的力学性能,使球墨铸铁韧性下降;其次是磷阻碍珠光体的分解,又能固溶于铁素体中,这些都能降低韧性。

磷的质量分数每增加0.01%时,脆性转变温度升高4.0～4.5℃。

当磷的质量分数超过0.16%时,脆性转变温度已在室温以上,冲击断口出现脆性断裂。

高炉炼铁对烧结矿的要求高炉炼铁对烧结矿的要求（1）高炉对烧结矿总的要求是：含铁品位高、碱度合适和有害成分少、化学成分稳定、还原性好；强度好，粉末少，粒度均匀。

一、烧结矿化学成分对对高炉生产的影响1、入炉烧结矿品位高、脉石少、冶炼时渣量就少，炉料在高炉中下降就顺利，炉渣带出的热量就少，这就有利于提高产量、降低焦比。

烧结矿品位提高1%，可降低焦比2%，高炉增产3%。

2、烧结中有害杂质（硫、磷、锌、铅、钛等）在高炉冶炼时有的进入生铁中，会影响生铁的品质，影响钢的性能，有的进入炉渣、有的变成气态，都会使高炉设备受到侵蚀或结瘤。

3、烧结矿化学成分波动大时，都会引起高炉炉矿波动，增加燃料消耗，影响产量。

实践证明：品位波动由1%降到0.5%，焦比可降低1%、产量可提高2%。

4、碱度波动会引起造渣的波动，降低脱硫能力，容易出号外铁。

在一般情况下，碱度波动从0.05%降到0.025%时，高炉产量可提高0.5%，焦比降低0.3%。

5、亚铁（FeO）一般用作衡量烧结矿还原性的指标，在保证强度的条件下，我们不希望它过高，同时希望它稳定，否则会引起高炉炉缸内热的波动。

实践证明：亚铁降低1%，焦比下降1.5%，产量2%。

二、烧结矿物理性能对高炉有哪些影响：强度好、粉末少、粒度均匀是对烧结矿物理性能最主要的要求。

因为，强度不够必然会产生较多的粉末，给高炉冶炼带来以下影响：1、恶化料柱透气性，炉矿失常、冶炼强度降低，恶化冶炼指标。

2、烧结矿粒度均匀，可以增加料柱的空隙度，提高透气性和改善气流分布，有利于高炉冶炼增产结焦。

实践证明：入炉矿中小于5毫米的粉末每降低10%，可使高炉增产6%～8%；烧结矿6毫米至50毫米的粒度每增加1%，焦比可降低2%。

烧结矿强度差，粉末就多，使高炉炉尘吹出量增加，增加了炼铁的原料消耗，浪费了资源。

一个1000万吨生铁的炼铁厂，若吨铁炉尘量增加50公斤，则一年多吹走的路尘量就达50万吨。

感谢您的阅读，祝您生活愉快。

烧结矿质量及其对高炉冶炼主要操作指标的影响摘要：烧结矿质量对高炉炼铁产量、能耗、生铁质量、高炉寿命起着决定性的作用。

基于此，本文重点分析了烧结矿质量及其对高炉冶炼主要操作指标的影响。

关键词：烧结矿质量；高炉冶炼；操作指标；影响目前，在高炉炼铁过程中，烧结矿的质量作为影响炼铁燃料消耗的重要因素之一，应进行有效的优化完善，以有效提高烧结矿的性能，为高炉炼铁过程奠定坚实的物质基础，从而在一定程度上促进炼铁工艺节能降耗的发展。

一、烧结矿产量与质量的影响因素1、燃料粒度影响。

合适的固体燃料粒度等级和粒度分布能提烧结机利用系数，使烧结矿成品率、转鼓指数、平均粒径等指标明显改善，同时也能降低固体燃料消耗和高炉返矿率。

2、烧结熔剂结构影响。

自熔性烧结矿要满足高炉所需各项理化指标，必须在混合料中配加一定量生石灰、石灰石和白云石等熔剂。

配加熔剂结构的不同会对烧结矿强度、碱度、还原性、低温还原粉化率和混匀料粒级分布等各项理化指标产生影响，这些指标会直接关系到高炉冶炼的稳定顺行，从而对生铁产量及炼铁成本产生影响。

二、烧结矿质量对高炉冶炼主要操作指标的影响1、烧结矿主要化学成分的影响①品位及SiO2含量影响。

在正常情况下，入炉矿品位1%变动将导致高炉燃料比1～1.5%变动，产量2～2.5%变动，一旦确定了烧结矿在炉料结构中比例，就可计算出烧结矿品位变动1%对高炉燃料比及产量的影响。

入炉矿SiO2含量1%变动将影响30～35kg/t渣铁比，100kg渣量将影响3.0～3.5%燃料、产量。

有了烧结矿入炉比例，乘以该比例将决定烧结矿SiO2含量变动对高炉主操作指标的影响。

②烧结矿碱度的影响。

生产实践表明，烧结矿最佳碱度范围为1.9～2.3，当低于1.85时，碱度每降低0.1，燃料比与产量将分别影响3.0～3.5%。

据了解，实际生产中，降低碱度对高炉燃料比影响远高于3.5%的比例。

近年来，一些生产企业的烧结矿碱度低于1.80甚至低于1.70，应该认识到，碱度对烧结矿质量和高炉主要操作指标都有影响。

朝阳钢铁高炉有害元素的分析及控制王光伟胡德顺王渐灵朝阳钢铁2600 m3高炉第二代炉役始于2012年11月，投产以来高炉运行较为顺利。

朝阳钢铁高炉入炉原燃料中的有害元素主要包括K2O、Na2O、Zn。

随着高炉生产时间的延伸，高炉有害元素富积，尤其是高炉干法除尘灰回配烧结，加速了高炉有害元素的富集速度。

2013年7月锌负荷为0.46 kg/t，碱金属负荷为2.48Kg/t2013年11月锌负荷快速高升至0.86 kg/t，碱金属负荷为3.95Kg/t高炉干法除尘灰中Zn含量快速升高至15%左右，碱金属（K2O Na2O）含量快速升高至20%以上。

与国内控制标准相比，碱金属负荷超标1.45Kg/t，锌负荷超标0.71 kg/t，为防止有害元素对高炉炉衬产生侵蚀，鞍钢集团朝阳钢铁炼铁厂从2013年开始对高炉有害元素的危害及分布进行调查分析，通过采取有效措施，取得明显效果。

1 有害元素的危害现象1.1 现象2014年4月高炉计划检修，在卸风口的过程中，从高炉风口流出银白色物质，凝固后，实物外观如图1所示，表面呈银白色，具有金属光泽，质地较软，边缘较薄部分可用手折弯甚至掰断，经断面取样化验得Zn含量为100%，表明高炉有害元素已富集到相当严重的程度。

图1 风口流出白色物质1.2 危害1.2.1 炉体上涨有害元素富集造成高炉炉体上涨，主要表现在以下几个方面：高炉炉底板开焊，上涨约100 mm，如图2（a）所示；高炉炉体9 层平台标尺上涨约50 mm，如图2（b）所示；高炉冷却水管与平台联接处开焊，水管上移出现弯曲，如图2（c）所示；高炉上升管膨胀节发生位移，如图2（d）所示。

1.2.2 炉墙结厚2015 年9 月～2016 年2 月，由于高炉干法除尘灰无地存放及降成本需要，烧结开始回配干法除尘灰，烧结矿中Zn 含量和碱金属含量快速增加，高炉锌负荷升高至0.9 kg/t。

同时由于原料库存较低，导致入炉原燃料质量波动较大，入炉粉末增多，炉况波动大，造成2016 年3～5 月高炉炉墙结厚。

【精品完整版】毕业论文：烧结矿质量对高炉冶炼的影响吉林电子信息职业技术学院毕业论文烧结矿质量对高炉冶炼的影响摘要烧结矿是高炉炼铁生产的主要原料之一，烧结矿的性能和质量直接影响高炉冶炼的顺行、操作制度和技术经济指标。

本论文通过对烧结矿的还原，滴落实验，验证不同粒度的半焦、无烟煤代替焦粉作燃料的铁矿烧结技术的比较优势。

以及改变其粒度等方面对烧结进行分析、研究。

本项研究内容包括：原、燃料的物理化学性质、燃料的性能及反应性、烧结矿质量指标的评价；在不同原料配比条件下改变燃料粒度的烧结实验；烧结矿的物理化学性能和冶金性能等检测；对燃料种类和配比对烧结矿生产指标、烧结矿化学成分、矿物组成、还原性能、还原粉化性能、软熔滴落性能的影响进行评价，实验结果及其分析。

实验结果证明：半焦在>5mm粒级控制在15%的粒度下是很好的烧结燃料。

无烟煤相对做烧结燃料效果不好；<3mm粒级控制在70%左右为宜。

关键词：烧结矿，无烟煤，焦粉，半焦，矿物组成，烧结矿冶金性能，改变粒度I吉林电子信息职业技术学院毕业论文目录第一章绪论·············································································································· - 6 -1.1烧结生产的目的·············································································································- 6 -1.2烧结用原料条件·············································································································- 7 -1.3燃料的粒7 -1.4燃料的基本性质·············································································································- 8 -1.4.1燃料的工业分析、元素分析 ......................................................................... - 8 -1.4.2燃料的灰成分和灰熔点·······························································································- 10 -第二章烧结的作用·································································································- 11 -2.1烧结矿的作用···············································································································- 11 -2.2烧结机的作用···············································································································- 12 -2.3烧结矿中MgO 作用机理····························································································- 12 -第三章烧结生成工艺及生产的工艺流程·························································- 13 -3.1烧结生成工艺···············································································································- 13 -3.2烧结生产的工艺流程··································································································- 13 -3.2.1烧结原料的准备 ..................................................................................... - 14 -3.2.2配料与混合............................................................................................... - 14 -3.2.3烧结生产 ................................................................................................... - 15 - 第四章烧结矿对高炉冶炼的影响·····································································- 18 -4.1烧结矿指标对高炉冶炼过程的影响·······································································- 18 -4.2烧结矿指标和冶金性能的影响因素·······································································- 20 -第五章结文献·················································································································- 25 -致谢·································································································错误！未定义书签。

立志当早，存高远有害元素对高炉冶炼的影响有害元素通常指硫(S)、磷(P)、钾(K)、钠(Na)、铅(Pb)、Zn(锌)、As(砷)、Cu。

通常高炉冶炼对铁矿石要求如下：Pb 小于0.1%、Zn 小于0.1%、As 小于0.07%、Cu 小于0.2%、K2O+Na2O&le;0.25%。

硫(S)：硫对钢材是最为有害的成份，它使钢材产生热脆性。

铁矿石中硫含量高，高炉脱硫成本增大，所以入炉铁矿石含硫愈少愈好。

磷(P)：磷对钢材来说也是常见有害元素之一，它使钢材产生冷脆性。

铁矿石中的磷，在高炉冶炼时100%进入生铁，烧结也不能脱磷，控制生铁含磷量主要是靠控制铁矿石含磷量。

脱磷只能通过炼钢来进行，增加了炼钢的脱磷成本。

因此，铁矿石含磷越低越好。

碱金属：碱金属主要有钾和钠。

钾、钠对高炉的影响不是正比例性质，高炉本身有一定的排碱能力，碱金属在控制范围内对高炉影响不大。

但是入炉铁矿石碱金属含量太多，超过高炉排碱能力，就会形成碱金属富集，导致高炉中上部炉料碱金属含量大大超过入炉料原始水平。

铁矿石含有较多的碱金属极易造成软化温度降低，软熔带上移，不利于发展间接还原，造成焦比升高。

球团含有碱金属会造成球团异常膨胀引起严重粉化，恶化料柱透气性。

碱金属对焦炭性能破坏也很严重。

另外，高炉中上部碱金属化合物黏附在炉墙上，促使炉墙结厚、结瘤并破坏砖衬。

因此，铁矿石含碱金属越低越好。

铅(Pb)：铅在高炉中几乎全部被还原，由于密度高达11.34t∕m&sup3;，故沉于死铁层之下，易破坏炉底砖缝，有可能会造成炉底烧穿。

锌(Zn)：锌很容易气化，锌蒸汽容易进入砖缝，氧化成为ZnO 后膨胀，破坏炉身上部耐火砖衬。