CN113174449A - 一种高效排出高炉内锌金属的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高效排出高炉内锌金属的冶炼方法，将依次对高炉锌金属进行收支平衡分析、提高炉顶温度、改善炉缸活跃程度、适当降低炉顶压力和采取顶部排气和底部排气操作，令生产稳定，能够避免锌害引起的长期休风复风过程中风口小套中套烧损、炉缸堆积和炉凉等情况，减少炉况波动，继续保持着安全稳定高效的生产。
Description
技术领域
本发明属于矿业冶炼技术领域，涉及一种高效排出高炉内锌金属的冶炼方法。
背景技术
锌在炼铁工艺中属有害杂质，依据《炼铁工艺设计规范》，高炉稳定运行的锌负荷应小于0.150kg/t，现有高炉使用原料主要是烧结矿、球团矿和生矿等，烧结矿配比为60%-65%，其带入锌含量占入炉总锌量有时高达91%，球团、块矿占入炉总锌量6%，焦炭、煤粉占入炉总锌量3%，烧结矿成为入炉锌量的主要来源，由于环保和成本需要，高炉烧结矿配加重力灰、含铁污泥、返矿等固体废物加入高炉，锌元素在烧结、高炉工序之间循环，称为锌的“炉外循环”，另外，由于锌的熔点为419.6℃，沸点仅为907℃，含锌矿物进入高炉后生成固态ZnO，随炉料下降过程中被C、CO和Fe还原，在高炉下部1000℃以上的高温区，ZnO还原出来的Zn全部被汽化为锌蒸汽分散于煤气中并随之上升，锌蒸汽到达高炉上部低温区时冷凝而再被氧化形成ZnO细粒，一部分随煤气从炉顶逸出炉外，一部分附着于下降的炉料时就再次进入高温区重新被还原和汽化，周而复始，形成了锌在高炉内的循环富集现象，称其为“炉内循环”，且“炉外循环”进一步加剧了“炉内循环”，由于双重循环作用，导致锌在炉料、炉衬及附着物中大量沉积，给高炉生产带来多方面危害，故需研究一种高炉冶炼过程中的高效排锌方法极为重要和迫切。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种高效排出高炉内锌金属的冶炼方法，以消除炉内锌金属富集量，以便充分利用矿产资源。
为此，本发明采取以下技术方案：
一种高效排出高炉内锌金属的冶炼方法，包括以下步骤：
a.对高炉锌金属进行收支平衡分析，查明入炉锌金属来源以及对入炉锌负荷影响最大炉料，适当降低锌含量偏高的原料配比；
b.调整高炉上、下部操作形式以炉顶温度提高，其中，所述高炉上部操作形式包括保持炉内中心气流开放，且中心气流温度不小于500℃，还包括保持炉顶温度为150℃～200℃，所述高炉下部操作形式包括缩小5%～10%进风面积，以提高鼓风流速；
c.改善炉缸活跃程度，提高高炉铁水温度，使其不低于1470℃，使用倾角为8～10度的短风口以稳定初始煤气流分布，并将炉渣碱度降低至0.97±0.03倍，配加不低于2%的锰矿进行炉缸热洗，提高渣铁热量改善其流动性，冲刷炉缸内及炉墙表面粘接的死区炉料；
d.将炉顶压力适当降低5%～15%，以提高炉喉煤气流速进而增加瓦斯灰及金属锌的排出量；
e.采取顶部排气和底部排气的操作，所述顶部排气包括提高并保持炉顶温度至150℃～200℃，此时锌随炉顶煤气流从炉顶逸出炉外，所述底部排气包括：①将矿焦比例在原基础上降低10%～20%；②将铁水中Si含量在原基础上提高0.3%～0.5%，或将铁水温度提高至1500℃以上；③增加出铁次数1～2次，将炉腹、炉腰及风口上部剥落下来的渣皮通过渣铁口及时排出。
本发明的有益效果在于：
本发明能够提高锌的排出率、减少其在炉内的富集，降低锌在炉内的破坏作用，以达到防止锌害的发生，令生产稳定，能够避免锌害引起的长期休风复风过程中风口小套中套烧损、炉缸堆积和炉凉等情况，减少炉况波动，继续保持着安全稳定高效的生产。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施方法对本发明的技术方案进行相关说明。
如图1所示，一种高效排出高炉内锌金属的冶炼方法，包括步骤如下：
a.对高炉锌金属进行收支平衡分析，查明入炉锌金属来源以及对入炉锌负荷影响最大炉料是烧结矿，如表1所示，在某高炉锌金属收支平衡分析中，烧结矿占比可达到82.16%，进一步地，烧结矿中配入5%左右的高炉除尘灰对入炉锌负荷影响最大，故将除尘灰比例应控制在4%以下，此外，在高炉出现波动时，应停止配加布袋除尘灰，此时入炉锌负荷由1.1kg/t可降低到0.9kg/t。
表1 某高炉锌金属收支平衡分析（%）
b.调整高炉上、下部操作形式以炉顶温度提高，其中，高炉上部操作形式包括保持炉内中心气流开放，且中心气流温度达到530℃，炉顶温度达到180℃，平均温度提高50℃左右；高炉下部操作形式包括缩小5%进风面积，以提高鼓风流速，如1800m3高炉将进风面积由0.2902m2缩小为0.2740m2，提高鼓风动能，令风量上涨至60m3/min，450m3高炉将进风面积由0.1459㎡缩小至0.1331㎡，提高鼓风动能至46KJ/s，通过增加鼓风动能，开放中心气流；
c.改善炉缸活跃程度，提高高炉铁水温度，使其平均温度达到1490℃，使用倾角为8度的短风口以稳定初始煤气流分布，并将炉渣碱度降低至0.97±0.03倍，配加3%的锰矿进行炉缸热洗，提高渣铁热量改善其流动性，冲刷炉缸内及炉墙表面粘接的死区炉料；
d.将炉顶压力适当降低5%，以提高炉喉煤气流速进而增加瓦斯灰及金属锌的排出量；
e.采取顶部排气和底部排气的操作，以加速提高锌随炉顶煤气流从炉顶逸出炉外的比例，其中，顶部排气包括提高并保持较高的炉顶温度，炉顶温度达到180℃，平均温度提高50℃；底部排气包括：①将矿焦比例在原基础上降低10%，当炉况顺行情况较差时，可将矿焦比例一次性调轻20%；②将铁水中Si含量在原基础上提高0.3%，或将铁水温度提高至1500℃以上；③增加出铁次数2次，将炉腹、炉腰及风口上部中的剥落下来的渣皮通过渣铁口及时排出。
由表2可知，采取上述措施后计算平均值，得到“锌金属支出量比收入量高出了6%，炉况运行情况也得到持续好转和稳定顺行”的结论。
表2 采取排锌技术后某高炉锌金属收支平衡分析（%）
可见，高炉排碱过程是一个实践性很强的技术，需要通过长期的跟踪研究和摸索实践才能取得较好的排锌效果，对于原料条件受限的冶金企业，更加具有推广价值。
Claims (1)
1.一种高效排出高炉内锌金属的冶炼方法，包括以下步骤：
a.对高炉锌金属进行收支平衡分析，查明入炉锌金属来源以及对入炉锌负荷影响最大炉料，适当降低锌含量偏高的原料配比；
b.调整高炉上、下部操作形式以炉顶温度提高，其中，所述高炉上部操作形式包括保持炉内中心气流开放，且中心气流温度不小于500℃，还包括保持炉顶温度为150℃～200℃，所述高炉下部操作形式包括缩小5%～10%进风面积，以提高鼓风流速；
c.改善炉缸活跃程度，提高高炉铁水温度，使其不低于1470℃，使用倾角为8～10度的短风口以稳定初始煤气流分布，并将炉渣碱度降低至0.97±0.03倍，配加不低于2%的锰矿进行炉缸热洗，提高渣铁热量改善其流动性，冲刷炉缸内及炉墙表面粘接的死区炉料；
d.将炉顶压力适当降低5%～15%，以提高炉喉煤气流速进而增加瓦斯灰及金属锌的排出量；
e.采取顶部排气和底部排气的操作，所述顶部排气包括提高并保持炉顶温度至150℃～200℃，此时锌随炉顶煤气流从炉顶逸出炉外，所述底部排气包括：①将矿焦比例在原基础上降低10%～20%；②将铁水中Si含量在原基础上提高0.3%～0.5%，或将铁水温度提高至1500℃以上；③增加出铁次数1～2次，将炉腹、炉腰及风口上部剥落下来的渣皮通过渣铁口及时排出。
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