高炉锌危害及其处理

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1、高炉锌危害及其处理1 前言天铁集团炼铁厂现有高炉六座，。从2007年年初开始发现出铁时渣铁沟冒白烟，渣表面冒蓝火，结壳严重，炉前活难干，在炉温Si低于0.3%时渣铁物理热相当差，渣铁沟两侧有白色物质，经化验主要成分是锌。2 锌的危害锌是有色重金属元素，在铁矿中主要为红锌矿(ZnO)和闪锌矿(ZnS) ，在烧结矿中主要为铁酸锌〔ZnO.Fe2O3, 或(ZnFe)0.Fe203 ]。入炉后很快分解成ZnO，随炉料下降，在CO/CO2＝1～5的条件下，于1000℃以上的高温区还原成Zn。其沸点仅为907℃，因而还原的Zn很易挥发，蒸发进入煤气

2、，升至高炉中上部又重新氧化成ZnO，它大部分被煤气带走，剩余部分随炉料下降，在炉内产生循环。Zn蒸汽可渗人炉衬缝隙中，在炉衬中冷凝下来，并氧化成ZnO，体积膨胀，破坏高炉内衬。凝附在内壁的ZnO，积久还能生成炉瘤，给高炉冶炼带来不利影响。2.1 锌在炉衬内部沉积，造成炉衬膨胀、破坏11耐火炉衬本身有一定的气孔度．炉内气体在压力作用下容易渗入砖衬，尤其是锌蒸汽，与钾、钠相比有较大的粒子质量和较小的离子半径，在高温下有较大的动量和穿透力．更容易进入耐火炉衬的内部。渗入炉衬的锌蒸汽，在炉衬中冷凝下来，并氧化成Zn0，体积膨胀，破坏炉墙，严重影响

3、高炉寿命。2.2 锌在炉衬表面沉积容易产生炉瘤在炉身上部炉衬表面吸附冷凝有液态锌时，它一方面能粘结焦粉、矿粉，另一方面被氧化成氧化锌．再与Si02、Al2O3成硅锌矿(ZnSi04)和锌尖晶石(Zn0·Al2O3) 他们都是难熔物质，因此，在炉衬表面上容易生成附着物，如果原料条件差，炉温又频繁波动，则附着物层层相粘，越长越大，最后导致结瘤。2.3 炉内循环，造成一定的热量转移锌在高温区被还原吸热：Zn0+C—Zn+C0－237730J／mol(1)在低温区被氧化又放热：Zn+C02一Zn0＋C0＋65190J／mol(2)这样，Zn的循环

4、造成炉内热量从高温区转移到低温区，结果使渣铁受到冷却，在一定条件下，引起熔渣粘度升高。并且由于锌在低温区被氧化富集在炉衬表面，在渣皮脱落的情况下Zn0在高温区被还原大量吸热，会导致炉缸热量不足，严重影响渣铁物理热差，不利于高炉顺行和铁水脱硫。112.4 烧损风口等冷却设备正常来说，风口区域不可能有液态zn存在，但当有坏风口且漏水情况下，其他风口区域串水，不排除局部过冷区域存在，因此液态Zn存在使风口连续大量烧损。炉缸砖衬侵人锌后膨胀，造成风口二套上翘，炉缸活跃程度下降，严重时出现炉缸堆积，炉况失常。3 天铁高炉生产现状3.1 烧结矿含锌情

5、况天铁烧结矿中锌主要来源于炼钢钢泥中，由于废钢中镀锌板的增加，使钢泥中锌含量在2007年初呈上升趋势，由于在2009年上半年钢铁市场形势不理想的情况下，炼钢钢泥加入量增加，并且由于高含量锌的高炉瓦斯灰在烧结配料中的反复使用，使锌不断富集，烧结矿中锌含量达到0.137%。具体见表1和表2。国内外先进厂家一般限制入炉锌负荷＜0.15kg/t。表1 天铁烧结矿中Zn、P、Ti 的质量含量取样时间Zn含量 %P 含量 %Ti 含量 %锌负荷 kg/t2007.02.200.0420.0500.1320.5462008.03.120.0360.04

6、90.1100.457112009.02.050.0630.0530.1100.7792009.03.210.1370.0730.0751.692表2 天铁高炉瓦斯灰的化学成分，%取样时间TFeCaOSiO2PFeOTiZnC2007.07.1832.053.826.850.03712.150.230.0827.382008.03.3033.914.556.870.05113.350.340.33223.032008.09.2034.524.677.310.05613.770.390.45327.542009.05.1240.055.01

7、7.690.05214.580.450.47826.353.2 炉喉钢砖下部结厚天铁1#高炉在2010年1月20日休风后从炉顶成像上发现在炉喉钢砖下沿4#风口到10#风口厚度不到1米的结厚。3.3 炉皮开裂从2007年开始，天铁1#、2#、3#高炉发现不同程度的炉皮开裂，特别在2009年炉皮开裂最为严重，具体见表3。表3 天铁炼铁高炉炉皮开裂情况表113.4 炉体变形11天铁炼铁厂1#、3#高炉长高现象比较严重，从2007年11月份做完炉体上涨标记后，炉体再次上涨80mm左右，加上做标记前上涨70mm，炉体总共上涨150mm以上，而且上涨

8、不均匀（见图1），西北方向上涨较多，东南方向，即2段15#方向上涨较少，高炉出现了明显的倾斜；1#高炉从2007年11月到2009年1月22日，在炉体三层（炉身第二段冷却壁）平台各方向长高情况