（来源：中国炼铁网）

黄  军

（首钢通钢公司炼铁事业部）

摘  要  针对通钢高炉受锌、碱元素危害较大的情况，制定了烧结配矿单元有害元素标准和高炉入炉料有害元素标准，建立了高炉锌、碱元素进出数据库，保护了高炉炉型，实现了高炉的长周期稳顺和经济技术指标的提升。

关键词  高炉  锌  碱  炉型  标准

1  概况

通钢地处东北东部，拥有两座2680m³高炉，生铁年产量430万吨。公司周边铁矿石资源中碱金属和锌含量偏高；焦炭主焦煤以龙江煤为主，配合少量山西主焦煤，焦炭配煤中碱含量也较高。由于高炉锌、碱负荷双高，2020-2021年高炉顺行状况极差，结厚、管道、崩料、悬料频发，2021年末针对实际情况建立了有害元素的有效应对措施、规范了有害元素的管控制度后通钢高炉实现了长周期稳顺和经济技术指标的提升。

2  入炉有害元素来源管控

2.1  有害元素来源

近几年，通钢高炉入炉料结构基本稳定，77%烧结+2.5%生矿+20.5%球团矿。2020-2021年通钢高炉入炉碱负荷达到4.99kg/t，远高于国标上限3.0kg/t，主要来源于烧结矿和焦炭。其中烧结矿碱含量0.220%，占入炉量的58.91%；焦炭碱含量0.271%，占入炉量的23.99%，详见表1、表3。2020-2021年通钢高炉入炉锌负荷0.72kg/t，主要来源于烧结矿和球团矿，其中烧结矿锌含量0.045%，占入炉量的82.59%；球团锌含量0.029%，占入炉量的9.61%，详见表2、表3。焦炭和喷吹煤中锌含量极低，检测数据＜0.005%，日常按照0.005%计算。

2.2  有害元素管控

为了治理高炉的频繁结厚，结合配矿、配煤的实际情况，2021年11月建立了有害元素三级预警制度，制定预警管控标准，从源头控制有害元素，做到早发现、早控制、不富集。对碱、锌含量的检测由以前的重点检测改为全面覆盖，高炉所有原燃料在使用前必须有碱金属、锌的检测结果，并规定入炉碱负荷≤3.95kg/t，入炉锌负荷由2021年初的≤0.65kg/t降至≤0.4kg/t。经过1年多的实际运行，2023年3月再次对有害元素入炉标准做出调整，要求入炉碱负荷≤3.6kg/t，入炉锌负荷≤0.3kg/t，此次调整主要针对焦炭控制降碱成本过高问题，从而提高了焦炭碱含量上限，降低烧结碱含量上限，详见表4。

2022年针对有害元素集中的高炉布袋灰进行脱锌处理再循环利用；烧结停配转炉泥，转炉泥通过冷压球的方式在炼钢回收利用。

通过对有害元素源头的管控，2022-2024年高炉碱负荷、锌负荷大幅下降，目前2024年上半年入炉碱负荷3.34kg/t、锌负荷0.26kg/t，详见表1、表2。

3  高炉操作应对

3.1建立高炉有害元素数据库，跟踪高炉有害元素行踪。首先增加有害元素检测频次，对烧结、焦炭等有害元素主要携带者坚持每天检测，对喷吹煤、块矿、球团每周检测一次，对排出项除尘灰、炉渣每周检测两次。然后每天根据检测数据计算有害元素进出量，要求排出率达到100%。

3.2  制定锌、碱有害元素排出措施

（1）改善高炉上部炉料平均粒度，减少碱、锌吸附，减少其在炉内的富集。吸附反应取决于反应界面积大小[1]。2020-2024年通钢炼铁事业部烧结平均粒径由14.8mm提升至17.3mm，焦炭平均粒径由45.2mm提升至48.5mm，在提升原燃料粒径的同时加强入炉原燃料的筛分，严控小于5mm粉末的含量＜5%。通过以上手段大幅降低了吸附反应的界面积。

（2）发展强烈的中心气流排锌。重力灰和布袋灰是高炉排锌的主要途径，炉渣是高炉排碱的主要途径[2]。2020-2021年高炉主要采取中心焦加量的方式，发展强烈的中心气流排锌，中心焦量长期维持在37.5%，布料模式为C41.8340.2238.4235.9232.91116 O40.2238.4435.9432.92。2022年后由于入炉锌负荷逐渐降低，炉内气流调整主要以提高煤气利用为主，中心焦量逐渐减至28.57%，布料模式改为C41.8340.2238.4235.9232.91114 O40.2238.4335.9332.92 。

（3）制定合理的排碱制度。炉渣是排碱的主要载体，由于通钢碱负荷标准偏高，2022年高炉采用常态化低碱度排碱模式，炉渣二元碱度控制在1.10-1.15倍，生铁[Si]含量控制在0.45-0.55%，[S]含量控制在0.05-0.075%，四元碱度控制在0.94-0.98倍，渣中的镁铝比控制在0.50-0.60区间，原则不低于0.5，铁水物理温度保持在1500℃以上，保证日常排碱率达到98-102%，期间炉渣排碱比例达到83.15%，布袋灰排碱比例14.32%，详见表5。

2023年至今高炉采用定期集中排碱制度，排碱日期根据高炉日排碱率而定，当日排碱率连续1周低于98%时，安排1周时间的定集中排碱，炉渣二元碱度正常按1.2-1.22倍控制，集中排碱期按1.15-1.17倍控制。2024年炉渣排碱比例降至76.91%，布袋灰排碱比例上升至21.42%（详见表5）。调整排碱制度后既保证了高炉碱不富集，又提高了生铁的质量合格率。

（4）高炉结厚处理

2020-2021年由于通钢高炉频繁结厚、甚至结瘤，怎么处理结厚成了通钢炼铁人的一大课题。初期使用降低冷却强度，加锰矿、萤石等方法均未取得效果。后期采用集中加焦同时发展强烈的边缘气流洗炉，对高炉结厚有了较好的处理效果，2021年全年热洗处理结厚7次。

（5）送风制度的调整

2020-2021年由于高炉频繁结厚，高炉受风能力弱，送风制度以缩小风口面积提高风速为主，风口长度由600mm逐步调整为620mm，平均风口面积0.3349m2。2022-2024年高炉结厚消除后，受风能力增加，风口面积逐渐扩大至0.3500m2以上。

4  实践效果

通钢高炉通过有害元素的管控实践，有害元素富集得到有效控制，高炉结厚消除，实现了2021年12月至今的长周期稳顺，在产量提升的同时燃料比也逐月降低。2020-2021年高炉利用系数2.01t/（m³·d）、燃料比588.76kg/t，2023年利用系数2.23t/（m³·d）、燃料比558.61kg/t，单高炉日产提高589t，燃料比降低30.15kg/t。

5  结语

（1）碱金属和锌对高炉的危害是巨大的，建立有害元素预警机制及入炉标准，从源头着手减少有害元素的入炉，是降低其对高炉危害的重要途径。

（2）建立高炉锌和碱金属的出入数据库，并采用不同的手段应对以保证有害元素不在炉内富集，是高炉保持完好炉型的重要保障。发展中心气流定期排锌；根据入炉碱负荷和渣比变化灵活调整排碱制度（定期或常态化低碱度排碱）。 

（3）根据公司周边原燃料供给状况，灵活调整有害元素进厂标准以降低铁成本。

（4）高炉炉型的完整是追求各种经济技术指标的基础。

6  参考文献

[1] 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京:冶金工业出版社，2002.

[2] 赵贵希.高炉碱负荷和锌负荷的来源透析及对策.中国冶金，2014.12，24（12）：51-54.