高炉有害元素的控制 毕业论文

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1、目录1前言12各种有害元素对高炉生产的危害32.1锌还原及锌危害研究32.1.1锌还原研究32.1.2锌危害研究32.1.3锌的循环富集研究32.1.4锌对高炉原料冶金性能影响的研究42.2碱金属的还原及危害研究52.2.1碱金属还原耗热研究52.2.2碱金属危害研究52.2.3碱金属的循环富集研究62.3氯元素危害研究62.3.1氯元素在高炉内发生反应的研究62.3.2氯元素危害研究62.4硫、磷的还原及危害研究73排除有害元素的研究83.1烧结球团生产排锌的研究83.2高炉排锌能力研究83.3高炉排碱研究93.4高炉排出氯元素的研究93.5降低烧结球团、高炉生铁中硫磷

2、途径的研究94确定宣钢2#高炉有害元素含量的控制范围114.1锌控制范围114.2碱金属控制范围114.3其他有害元素的控制范围125铁料优化研究136高炉操作制度研究147含锌粉尘的综合利用研究158宣钢2#高炉生产实践168.1宣钢2#高炉简介168.2降低有害元素含量178.3提高风速，提高鼓风动能188.4优化上部装料制度199结论22参考文献：23致谢24221前言近几年来，随着钢铁市场的迅速发展，铁矿石资源日趋紧张，外粉价格大幅度上涨，导致生铁成本上升。宣钢实施低成本战略，扩大使用当地资源的范围和数量。张宣周边地区的精粉和块矿特点是，成份不稳定、有害元素含量较

3、高。在使用当地资源时，由于有害元素含量较高，致使高炉入炉有害元素含量升高，当有害元素富集到一定程度或炉料有害元素含量超过一定范围时，对高炉的危害很大，能使高炉操作炉型发生变化，破坏高炉顺行、高炉炉况失常；劣化炉料的冶金性能，能降低矿石的软化温度[1]，造成球团低温粉化严重，使焦炭的气化反应能力增强，焦炭反应后强度急剧下降而粒度细化，造成料柱透气性变差，产生炉缸堆积，危及高炉冶炼的正常进行，高炉技术经济指标下降，焦比、燃料比升高，产量下降。另外，有害元素含量达到一定程度后造成高炉冷却设备的非正常损坏，缩短高炉炉役寿命[2]。在实施低成本战略的过程中，2009~2010年宣钢

4、炼铁厂各座高炉都出现有不同程度的波动。2010年9月宣钢2#高炉开炉后，由于有害元素含量较高，造成了炉身上部13段冷却壁西北方向粘结，高炉操作炉型发生畸变，破坏了高炉稳定顺行。通过我们认真的分析与调查，有害元素含量高是引起高炉波动的重要原因。本文以宣钢2#2500m3高炉炼铁生产实践为依据，通过对炉料有害元素含量的控制，不仅提高了高炉稳定顺行程度，而且在入炉品位较低的条件下，高炉技术经济指标逐年改善。221各种有害元素对高炉生产的危害为了保障高炉稳定顺行，需要研究各种有害元素的存在性状、还原耗热、富集与循环、危害机理，确定各种有害元素的控制范围，减轻对高炉的危害，同时要研

5、究高炉排出有害元素的途径；研究较高有害元素含量条件下的高炉操作；研究配矿，降低高炉原料中的有害元素含量，要实现高性价比、低有害元素含量，以及如何合理利用各种资源，从源头上降低高炉有害元素含量；研究高有害元素含量尘泥的综合利用问题。1.1锌还原及锌危害研究1.1.1锌还原研究锌在高炉炼铁原燃料含量很低，烧结矿和球团矿中的锌主要以铁酸锌[ZnO·Fe2O3或（Zn、Fe）O·Fe2O3]形式存在。锌在烧结矿和球团矿生产的焙烧过程中只能去除少部分。1.1.2锌危害研究锌对高炉冶炼影响，最主要是对高炉长寿、顺行程度、热制度的影响。锌蒸汽沉积在高炉上部砖衬缝隙中，当其氧化后体积膨胀

6、，严重时会破坏炉衬，甚至涨裂炉壳，降低高炉寿命[2]。当锌含量高时，在煤气上升管处积聚，堵塞煤气通路导致煤气流偏行；如ZnO凝附在炉墙内壁上或炉喉部位，形成炉瘤[4]，造成高炉操作炉型畸变，破坏炉料与气流的正常分布，崩悬料频繁；破坏了焦炭、烧结矿、球团矿热态强度，恶化高炉料柱透气性。如果控制不得当，还会引起其他冶炼工艺事故。1.1.3锌的循环富集研究在1000℃22条件下，还原出来的锌全部为锌蒸汽。锌蒸汽随煤气上升到高炉上部低温区又被氧化成为ZnO微粒。一部分ZnO微粒沉积在下降的炉料上，在高炉下部高温区重新被还原、汽化，在高炉内形成循环富集。其他大部分ZnO微粒进入除尘

7、灰中，随瓦斯灰、瓦斯尘泥的回收利用，再次进入烧结配料，重新进入高炉，形成了锌在高炉炼铁工序的“循环”[5]。据测定与计算，高炉内的锌循环量要比入炉锌量大一个数量级，一般为10-30倍。1.1.1锌对高炉原料冶金性能影响的研究焦炭中ZnO含量的升高后，焦炭的反应性提高，反应后强度降低。烧结矿和球团矿中的ZnO含量升高后，烧结矿的RDI+6.3指数也有所降低，而RDI-3.15指数和RDI-0.5指数则有所提高。研究焦炭中ZnO含量对焦炭反应性和反应后强度的影响见图1：图1焦炭ZnO含量对焦炭反应性（CRI）和反应后强度（CSR）