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1、高爐鋅負(fù)荷對(duì)燃料比的影響探討李肇毅姜偉忠（寶山鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，上海201900）摘要：高爐煉鐵技術(shù)的提升，對(duì)一些過程現(xiàn)象認(rèn)識(shí)也在不斷深化。鋅是作為微含量元素參與了高爐冶煉過程，其危害過去已有一定認(rèn)識(shí)。本文試圖定量化討論鋅的富集程度，以及對(duì)升高燃料比的不良作用。關(guān)鍵詞：高爐，鋅負(fù)荷，燃料比InfluenceofzincloadonfuelrateinblastfurnaceLiZhaoyiJiangWeizhong(Ironmakingbranch,BaoshanIron&SteelCo.,Ltd.,Shanghai201900,
2、China)Abstract:alongwithprograssofblastfurnaceironmakingtechnology,thedeepeningunderstandingarealsointheprocessofsomephenomenon.Zincisatraceelementsparticipateinblastfurnacesmelting,theharmexistingmustknowinthepast.Discussedinthispaper,quantitativezincenrichmentdegreeint
3、hefurnace,andtheeffectoffuelrateanalysis.Keywords:blastfurnace,zincchargingload，fuelrate近年來隨著對(duì)鋅富集現(xiàn)象認(rèn)識(shí)的普及，高爐鋅負(fù)荷的控制已經(jīng)有了較廣泛的共識(shí)。許多公司建立了日常管理模式，高爐鋅負(fù)荷有了管理臺(tái)賬以及控制標(biāo)準(zhǔn)。為了更好的理解高爐鋅負(fù)荷現(xiàn)象，減輕其對(duì)高爐生產(chǎn)的危害需要將寶鋼控制鋅富集的多年經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)。1高爐鋅富集程度的定量化探討1.1高爐-燒結(jié)間鋅富集達(dá)到平衡的時(shí)長通過燒結(jié)的含鋅粉塵回收將鋅元素再次投入高爐，形成高爐-燒結(jié)-高爐的鋅的大
4、循環(huán)。跟蹤和控制燒結(jié)礦的含鋅量是一個(gè)重要的關(guān)口，由此便能上溯對(duì)回收料加以剖析，及時(shí)增減用量達(dá)到控制高爐鋅負(fù)荷的目的。燒結(jié)原料中鋅投入發(fā)生變化后，鋅富集的過程必須通過一段較長時(shí)間來達(dá)到新的系統(tǒng)平衡。寶鋼對(duì)此有趣現(xiàn)象做過跟蹤，這個(gè)過程平衡的時(shí)間是長約10天左右。這個(gè)現(xiàn)象不難理解，主要是燒結(jié)-高爐間物料搬運(yùn)周期比較長，同時(shí)鋅污染物需要反復(fù)迭代后才會(huì)再趨于新的平衡，見圖1。圖1燒結(jié)減用高鋅物料后的平衡過程1.2高爐、燒結(jié)間鋅循環(huán)富集的數(shù)學(xué)分析鋅富集看起來過程簡單，其實(shí)要把它解剖清楚還是需要借助高爐-燒結(jié)之間的循環(huán)富集數(shù)學(xué)模型來分析的。下圖就是作
5、者確立的循環(huán)模型概念圖。圖2鋅循環(huán)富集的計(jì)算框架設(shè)二次灰循環(huán)量為25%時(shí)為一個(gè)基準(zhǔn)平衡，見圖2中高鋅二次灰含有的80個(gè)單位鋅中20個(gè)單位參與循環(huán)即基準(zhǔn)循環(huán)量25%的情況。在此基礎(chǔ)上加大循環(huán)比例，可以看出循環(huán)量65%，高爐鋅負(fù)荷達(dá)到基礎(chǔ)值的1.6倍；100%時(shí)鋅負(fù)荷達(dá)到3.5倍，此時(shí)鋅的開口就只有渣鐵和其他高鋅粉塵了。見圖3圖3鋅富集循環(huán)放大效果分析1.3高爐內(nèi)的鋅富集在高爐爐內(nèi)鋅存在一個(gè)循環(huán)富集。微量鋅含量的主原料主要為燒結(jié)礦和焦炭，在爐內(nèi)下降的時(shí)候被還原成金屬鋅蒸汽隨氣流上升而冷凝，沉積到固體物料的表面。沉積在較大塊物料表面時(shí)隨物料下
6、降，而沉積于粉末表面時(shí)則隨著煤氣流逸出爐外。這也是此后處理含鋅高爐煤氣除塵灰困難的一大根源。除塵灰粉塵越細(xì)其含鋅量越高。就是因?yàn)榧?xì)的粉塵比表面積大，鋅的冷凝沉積量高。荷蘭霍格文高爐就是利用這個(gè)特點(diǎn)，采用旋流器濃縮更細(xì)的粉塵，通過物理的方法使粉塵廢棄量降到最低。鋅在爐內(nèi)循環(huán)富集這一現(xiàn)象究竟給爐內(nèi)鋅的濃度提高多少倍呢？這里有個(gè)調(diào)查，從高爐不同高度上的縱向分布的5層靜壓力孔固體物的取樣可以探知這一現(xiàn)象。取樣時(shí)的高爐鋅負(fù)荷是0.54g/t鐵，最高鋅含量的取樣物鋅含量為2.8%，見圖4。爐身靜壓力孔取樣物鋅的濃度為2.8%。如果設(shè)噸鐵礦石量160
7、0kg，則平均鐵礦石入爐鋅含量：0.54/1600=0.034%（這里只計(jì)算了礦石量）。爐內(nèi)的濃度達(dá)到2.8%/0.034%=80倍。即爐內(nèi)的富集濃度至少為入爐的80倍。圖4高爐爐體取樣分析1.4大循環(huán)、小循環(huán)的討論匯總鋅循環(huán)富集的兩個(gè)循環(huán)有如下特點(diǎn)：a高爐燒結(jié)間的循環(huán)。這個(gè)循環(huán)告訴我們高爐回收的二次灰粉塵循環(huán)使用的比例是關(guān)鍵，回用比例越高，富集放大的倍數(shù)越高，災(zāi)難性的倍數(shù)可達(dá)3.5倍之多；b另一個(gè)是高爐爐內(nèi)的循環(huán)，這個(gè)循環(huán)使?fàn)t內(nèi)的濃度較入爐濃度提高到80倍左右。兩項(xiàng)富集現(xiàn)象的疊加使鋅危害就顯得尤為顯著。有人在跟蹤鋅的負(fù)荷時(shí)，見入爐鋅負(fù)
8、荷與爐內(nèi)排出鋅之間的平衡有個(gè)缺口，理解為這時(shí)鋅在爐內(nèi)富集了，這是對(duì)富集這一現(xiàn)象的誤讀。在這里稍作澄清：鋅排出在時(shí)間序列上有波動(dòng)、取樣的代表性不夠好以及對(duì)微量鋅含量的檢測難度大是產(chǎn)生平衡缺口的幾個(gè)原因，高爐內(nèi)
