一种高炉集中排碱的工艺方法

技术领域

本发明涉及冶炼技术领域，具体涉及一种高炉集中排碱的工艺方法。

背景技术

Zn在高炉炼铁生产中具有同K、Na相似的特性，高炉碱金属主要指Zn、K、Na。K的熔点63.25℃、沸点758℃，Na的熔点97.83℃、沸点883℃，Zn的熔点约419℃、沸点907℃。碱金属在随炉料入炉，到达高温区后，一部分进入炉渣排出炉外，另一部分被还原为单质。被还原为单质的碱金属因为沸点低，易气化后随煤气上升，到达低温区部分碱金属以单质和化合物的形式随着煤气灰排出高炉，其余部分附着炉墙上形成炉瘤或附着在炉料上继续随着炉料下降，到达高温区，又被重新还原、气化上升，从而形成碱金属在高炉内的循环过程。由于碱金属具有循环富集的性质，高炉炉内富集的浓度远远高于入炉料中碱金属，从而对高炉生产带来极大危害，主要表现在：对焦炭气化反应性起催化作用造成焦炭反应后强度变差而生成大量焦末；降低矿石的软化温度、引起球团矿的异常膨胀使其严重粉化；导致炉墙结瘤；碱金属蒸汽渗入炉墙后，氧化后产生异常膨胀破坏炉衬，缩短高炉寿命；其他还包括引起中套上翘，频繁坏套等。

解决上述问题，目前主要采用以下两种措施：一是源头控制入炉碱负荷；二是执行排碱措施提高炉渣排碱量或煤气排锌量，包括：①降低炉渣碱度R2，提高炉渣镁铝比；②降低炉温生产；③发展中心气流。但是，这两种措施仍存在以下缺陷：(1)如果严格控制入炉碱金属负荷，则可能会造成原燃料成本上升，或导致无法处理固体废弃物，发展循环经济；(2)改变渣相、低炉温生产或发展中心气流的措施往往会与高炉生产需求不相适应，会造成阶段性燃耗上升；(3)单独采取排碱措施，不能集中处理炉内富集碱金属，且耽误生产时间，影响生产效率。

发明内容

针对现有技术不足，本发明要解决的技术问题是，提供一种高炉集中排碱的工艺方法，该方法可以利用计划检修机会，有效的对高炉进行集中排碱，可以减少日常排碱的频次减少日常排碱对高炉生产带来的不利影响，弥补了日常排碱的不足。

为了达到上述目的，本发明公开了一种高炉集中排碱的工艺方法，该工艺方法利用高炉周期性检修机会，降低料线至炉身下部后，进行排碱。

作为优选，该工艺方法包括以下步骤：

根据工艺排碱需求编制确定周期性的高炉检修计划；

2)按步骤1)确定高炉检修计划进行检修时，降低料线至炉身下部后，进行集中排碱操作；

3)对轻微结厚面进行处理。

作为优选，所述步骤1)的工艺排碱需求的确定方法包括以下步骤：

A、拟定适用于本企业的碱负荷内控标准；

B、根据碱负荷内控标准，建立入炉有害元素收支平衡表，计算排碱率，从而确定需要进行排碱的时间周期，作为计划检修周期。

作为优选，所述碱负荷内控标准为Zn≤0.4kg/t，K

作为优选，所述步骤B中，有害元素收入包含入炉矿石、入炉燃料及熔剂；支出包括铁水、炉渣、除尘灰。

作为优选，所述步骤1)的工艺排碱需求的确定方法还包括以下步骤：

C、关注记录有害元素在生产中的实际表象出现情况；

D、若步骤B制定的计划检修的时间到达前，一时间点出现布袋灰有害成分的任一项指标持续超过布袋灰碱金属含量警戒点，或者任一有害成分排出率下降幅度>5％，或者步骤C观测到有害元素在生产中的实际表象出现时，则均需要执行排碱，同时将检修计划的周期调整为该时间点与前次检修的时间间隔。

作为优选，所述步骤C的有害元素在生产中的实际表象包括短期休风风口套有Zn液流出，短期休风风口小套或直吹管内壁存在碱金属氧化物的堆积，倒流休风管有飘出白色粉末，渣铁沟冒白烟。

作为优选，所述步骤D的布袋灰碱金属含量警戒点分别为：Zn：4.00％，K

作为优选，所述步骤2)的集中排碱操作包括以下步骤：

S1、休风前8小时开始调整增加酸性料配比，同时吨铁配加蛇纹石15～20kg，炉渣碱度R2按照1.1～1.15、镁铝比按照不低于0.70控制；

S2、休风前8小时，根据炉温情况轻负荷，将焦比提高20～30kg/t，炉温按照不低于0.3％控制；

S3、休风前2～3小时陆续加净焦3-5批，并控制休风最后一批料为焦炭；

S4、休风前8小时，顶温按照不低于200℃控制，降料面开始后，顶温则按照250～300℃控制，以确保Zn及碱金属随煤气溢出高炉；

S5、休风后确保料线达到不低于炉身最下层冷却壁上沿。

作为优选，所述步骤S4还包括，休风前1小时顶温按照按照200～250℃控制。

作为优选，所述步骤3)包括：对炉墙结厚部位，通过打水急冷方式进行处理。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：提供了一种高炉集中排碱的工艺方法，该方法可以利用计划检修机会，有效的对高炉进行集中排碱，可以减少日常排碱的频次减少日常排碱对高炉生产带来的不利影响，弥补了日常排碱的不足。具体而言：

(1)本发明的工艺方法周期性利用高炉定修机会，通过降低料线至炉身下部，短期消除碱金属蒸汽循环富集的条件，达到阶段性中断有害元素循环富集，并利用低料线条件下的高温煤气流将炉内富集的碱金属随煤气集中排出高炉的目的。

(2)本发明的工艺方法周期性检视高炉炉墙的整洁性，以便及时处理高炉轻微结厚，避免轻微结厚逐步扩大，对高炉顺行造成影响。充分利用计划检修机会，周期性对炉内结瘤情况进行检查，可减少因处理结瘤而造成的专门休风。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

一种高炉集中排碱的工艺方法，该工艺方法利用高炉周期性检修机会，降低料线至炉身下部后，进行排碱。本实施例周期性利用高炉定修机会，通过降低料线至炉身下部，短期消除碱金属蒸汽循环富集的条件，达到阶段性中断有害元素循环富集，并利用低料线条件下的高温煤气流将炉内富集的碱金属随煤气集中排出高炉的目的，配合计划检修定期集中排出碱金属，无需单独对高炉停止作业执行排碱操作，即可实现周期性的排碱，有效的对高炉进行集中排碱，可以减少日常排碱的频次减少日常排碱对高炉生产带来的不利影响，弥补了日常排碱的不足。

具体的，该工艺方法包括以下步骤：

1)根据工艺排碱需求编制确定周期性的高炉检修计划；本发明之前，高炉计划检修仅根据设备运行状态、备件准备情况、检修人员准备情况来拟定，本实施的高炉计划检修要结合工艺排碱需求进行编制；

2)按步骤1)确定高炉检修计划进行检修时，降低料线至炉身下部，以集中切断了Zn及碱金属蒸汽附着于冷炉料表面的循环条件，并通过降料线过程中的高温煤气流，将循环富集的Zn及碱金属带出炉内，然后进行集中排碱操作；

3)对轻微结厚面进行处理，周期性检视高炉炉墙的整洁性，以便及时处理高炉轻微结厚，避免轻微结厚逐步扩大，对高炉顺行造成影响。

具体的，步骤1)的工艺排碱需求的确定方法包括以下步骤：

A、拟定适用于本企业的碱负荷内控标准；

B、根据碱负荷内控标准，建立入炉有害元素收支平衡表，计算排碱率，从而确定需要进行排碱的时间周期，作为计划检修周期。对各物料要建立有害元素化验周期，以便提高计算数据的准确性及指导性。

具体的，为了更加精确的确定检修计划，进一步保障排碱效果，在通过步骤B制定检修计划后，可通过以下步骤调整精确计划检修周期：

C、关注记录有害元素在生产中的实际表象出现情况；

D、若步骤B制定的计划检修的时间到达前，一时间点出现布袋灰有害成分的任一项指标持续超过布袋灰碱金属含量警戒点，或者任一有害成分排出率下降幅度>5％，或者步骤C观测到有害元素在生产中的实际表象出现时，则均需要执行排碱，同时将检修计划的周期调整为该时间点与前次检修的时间间隔，便于充分使用计划检修时机。

具体的，为了保障排碱效果，步骤A的碱负荷内控标准为Zn≤0.4kg/t，K2O≤1.5kg/t，Na2O≤2.5kg/t。碱负荷内控标准除采用上述标准外，也可采用行业标准：Zn≤0.15kg/t，K

具体的，步骤B中，有害元素收入包含入炉矿石、入炉燃料及熔剂；支出包括铁水、炉渣、除尘灰。

具体的，步骤C的有害元素在生产中的实际表象包括短期休风风口套有Zn液流出，短期休风风口小套或直吹管内壁存在碱金属氧化物的堆积，倒流休风管有飘出白色粉末，渣铁沟冒白烟。

具体的，步骤D的布袋灰碱金属含量警戒点分别为：Zn：4.00％，K

具体的，步骤2)的集中排碱操作包括以下步骤：

S1、休风前8小时开始调整增加酸性料配比，同时吨铁配加蛇纹石15～20kg，炉渣碱度R2按照1.1～1.15、镁铝比按照不低于0.70控制；

S2、休风前8小时，根据炉温情况轻负荷，将焦比提高20～30kg/t，炉温按照不低于0.3％控制；

S3、休风前2～3小时陆续加净焦3-5批，并控制休风最后一批料为焦炭；

S4、休风前8小时，顶温按照不低于200℃控制，降料面开始后，顶温则按照250～300℃控制，以确保Zn及碱金属随煤气溢出高炉；

S5、休风后确保料线达到不低于炉身最下层冷却壁上沿。

具体的，若检修时间紧张，为确保休风后，能正常执行检修作业，步骤S4还包括，休风前1小时顶温按照按照200～250℃控制。

具体的，步骤3)包括：对炉墙结厚部位，通过打水急冷方式进行处理。

实施例1排碱效果实验

通过本实施例的集中排碱工艺方法，对检修后短期内大幅缓解了碱金属影响，对高炉提产降耗有重要意义。表1是发明人单位2021年2-5月集中排碱前后高炉指标对比(数据对比采用生产条件一致的同车间两座高炉，取集中排碱前后各10天数据)。

表1

通过以上数据对比，采用本实施例的集中排碱工艺方法的高炉对比未集中排碱的高炉，在集中排碱短期内，燃料比降低5-10kg，小高炉(1000m

尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。