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摘要：鉴于1＃高炉（580m3）高炉生产出现放铁期间白烟大、铁水物理热严重不足、炉况不顺、悬料、结瘤等问题，调研了高炉有害金属的分布情况。通过现场取样，测定试样中有害金属含量，计算分析了高炉有害金属的分布与平衡。结果表明：烧结矿及球团矿中有害金属含量是影响高炉有害金属负荷的主要因素，排有害金属主要由高炉渣、除尘灰完成。结合实际生产情况，提出了防治高炉有害金属的途径。
关键词：有害金属；分布；有害金属负荷；平衡
由于受到铁矿石资源的限制，加上矿源复杂，新疆金特钢铁公司炼铁高炉原燃料中有害金属含量较高。在不断寻求新资源的过程中，忽略了对有害金属元素的控制，使得有害金属对高炉冶炼的危害逐渐暴露出来。Zn、Pb、Na2O等元素入炉以后一方面破坏原燃料的冶炼性能，影响高炉技术经济指标的提升，高炉出现悬料、结瘤、炉况不顺、消耗升高，其危害随着生产进行而日益严重。另一方面则对高炉砖衬进行侵蚀，给高炉长寿和组织安全稳定经济生产造成极大危害。因此非常有必要对高炉Zn、Pb、Na2O等有害元素的入炉及排出情况进行长期监控，以便为高炉长寿、正常生产组织提供参考。
在本文中“碱负荷”是指每吨铁由炉料带入高炉的碱金属总量；“碱平衡”是指高炉冶炼过程中碱金属的收支明细表，反应了高炉在冶炼过程中碱金属的去留情况。
锌危害：
(1)影响铁矿石和焦炭的冶金性能。渗入铁矿石和焦炭孔隙中的锌蒸气沉积氧化成氧化锌后，一方面由于体积的膨胀会增加铁矿石和焦炭的热应力，破坏铁矿石和焦炭的热态强度，并导致烧结矿和球团矿的低温还原粉化指数有所提高，焦炭的反应性增加，反应后强度降低；另一方面，锌蒸气也会堵塞铁矿石和焦炭的孔隙，恶化高炉料柱的透气性，给高炉冶炼带来不利的影响。
(2)影响高炉的操作。锌蒸气在上升过程中被氧化，氧化锌会冷凝黏结在上升管、下降管、炉喉及炉身上部砖衬上或大钟内表面，并形成高锌尘垢，并逐渐转变为高锌炉瘤。炉喉及炉身上部砖衬上的锌瘤破坏炉料的下降和煤气流的上升，破坏炉料和煤
气的正常分布，导致炉况失常。
(3)影响高炉的稳产、高产。当锌的富集程度加剧，高炉内黏结也严重，这会导致风量加不上，悬料频繁，产量影响大。
(4)影响高炉的寿命。锌蒸气可渗入炉墙与炉衬结合，形成低熔点化合物导致炉衬变软，炉衬的侵蚀速度加快。
铅危害：
渗入炉底砌体的铅液随温度升高体积膨胀产生巨大破坏力，会导致砖层浮动甚至整个炉底砌体毁坏以及炉壳开裂穿漏等事故。当炉缸铅液积存过多时则引起炉前工作失常，如铁口、主沟难以维护，堵死撇渣器酿成跑铁事故等，而随渣铁排出的铅污染炉前环境导致人体铅中毒。渗入炉衬的铅对炉衬起破坏作用，有锌和碱金属共存时尤甚，是形成炉壳爆裂的因素之一。氧化铅与其他组分组成的低熔点化合物或共晶体粘附于炉料上，降低其软熔温度影响料柱透气性，粘结在炉墙上促使形成炉瘤影响高炉正常生产。
1、采样
选择近期炉况正常的l号高炉进行采样，取样内容包括高炉的入炉原料：球团矿、烧结矿、焦炭、喷吹煤粉，熔剂等；高炉的支出项：铁水，炉渣、布袋灰、重力灰、煤气，及出铁场的粉尘等。以上试样分别送化验室进行化学分析。生铁的产量参考现场的高炉日报表，炉渣、各种粉尘及煤气的产量参考月总量取平均值。为了系统分析烧结矿及球团矿中锌元素的具体来源，对生产烧结矿及球团矿的所用矿粉也进行了取样并送检试样。
2018年高炉灰统计
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2、高炉锌平衡的分析及计算
2.1采样期间内，平均日产铁量1772.8t，锌量2164.73kg，吨铁带入锌量1220.8g／t。锌的主要来源是烧结矿，其带入锌量占入炉总锌量的75.5％；其次是球团矿24.5%，造成这一现象的主要原因是烧结及球团所用矿粉含锌高。
2.2高炉锌支出
由各项生产数据和化学分析结果计算可得，每日支出锌量5446.56kg,吨铁支出锌量为3072.29g／t。高炉锌支出主要靠炉渣、布袋灰、重力灰及出铁场粉尘。
根据锌收入和支出量的计算锌平衡，绝对误差为1851.49g／t，相对误差为60％。出现误差的原因，一方面焦炭、喷吹煤粉现无法化验含锌量，一方面可能是受高炉累积锌量的影响，一方面可能来自于样品的化验误差。由此造成锌平衡数值波动大。焦炭、煤粉拿出去到有资质的单位进行化验分析，化验误差通过分时多次取样，科学的缩分，多次化学分析结果平均的方法，以尽量减少误差。
3、高炉内碱金属的分布
1＃高炉样品吨铁碱金属量Kg
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通过碱金属收支平衡可以看出，碱金属主要以炉渣、瓦斯灰排出。
4、结论与建议
（1）、1#高炉，有害元素Zn、碱金属Na均超出高炉炼铁工艺规范要求（≤0.15Kg/t、≤3.0Kg/t）。
（2）目前原料条件下，高炉改善炉渣冶金性能及大量排放除尘灰是排放有害元素的主要途径。
（3）从入炉原燃料着手，限制碱金属的入炉量，尽量避免使用碱金属含量高的烧结、球团原料，做到合理配矿，以及提高矿石的冶金性能，使矿石软熔温度、低温下K、Na还原程度得到提高，是解决高炉有害元素冶炼的根本措施。
参考文献
[1]刘维勤.宁钢高炉有害元素的管控措施[J].炼铁.2018(01)