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1、某公司高炉碱金属含量及分析一、碱负荷超标的界限碱负荷允许含量大小，目前尚无统一标准，国外大多数高炉采用5kg为超标的界线，在5.0kg以内高炉不用采取排碱操作，高炉生产是安全的，但是加拿大 有的高炉以4.0kg为界线，碱负荷超过4.0kg高炉需要采取排碱措施。否则高炉出现炉 况难行，生产指标不正常，我国高炉生产过程中，大都考虑采用5.0kg界线。碱负荷在 5.0kg以内，高炉生产大都不受影响，超过5.0以后根据超过界限的多少，需要采取不 同处理手段，众多高炉生产实践证明这一界限也是符合我国炼铁生产实际的。二、我公司1#高炉碱负荷情况1#高炉碱负荷计算表序名称号消耗量任 3 (kg) Na2O%
2、愣弋：kg/t 铁22(kg)(kg)1 烧结矿2 球团矿3 焦炭4 无烟煤5 烟煤总计11620.2272.640.0790.923.565500.4572.510.1270.703.21397121306.77注：由于球团矿、 含量。一二级焦炭、烟煤、无烟煤中钾钠含量无数据，故无法计算其中钾钠在不考虑燃料带入钾钠的前提下，我公司1#高炉碱负荷已达到6.77kg/t,我公司高炉碱负荷水平处于较高水平，因此需要进一步核实和准备采取相应的 处理措施。碱负荷中K2O占76% Na2O占24%根据理论计算和实际经验，碱金属中以 KAO危害最大，后果也最为突出。碱负荷中由烧结矿带入量占53%球团矿带入
3、量占47%三、高炉内碱金属循环富集分析1、碱金属在炉内的形态与反应式碱金属主要是以硅酸盐的形态，例为K2SiO3, Na2SiO3等化合物存在，而由原燃料 带入高炉的，现以硅酸钾为例（&SiQ）,当炉料下达高温区或炉缸时，硅酸钾将进行以 下反应：2KSiO3+ 20 4K+ 2SiQ+2CO （ 1） Gi = 298000-158.5T当么GW 0,反应起始温度T= 1880 K,可以计算出此温度时的平衡常数K:422Pk 伊6CO2 2 ak2sio3 式中K -反应平衡常数422paSiO pCO a反应物生成物的活度K=22-ak2 SiO 3 C p生成物分压据热力学条件的分析，例如
4、增加SiO2活度，增加CO分压，降低温度等因素该平衡 反应向左边移动，以及由于动力学的原因，上述反应中一部份或大部分硅酸钾（&SiQ） 来不及反应而随炉渣被排出炉外，而只有一部份或少部分被还原。2、循环富集过程与对高炉操作的危害从反应式（1）还原出来的金属钾（K）由于沸点低，只有774C，因此在高温区 （1500 2200C）还原出来的K，将马上被气化，形成钾蒸气，随煤气流上升到炉身下 部的中温区（800-1000 C）部份K蒸气继续随煤气流逸出炉顶，另外部份的钾（K）蒸 气与下降过程含有大量FeO与SiO2的炉渣相遇而发生以下反应。2Kf+ 2（SiO2）+ 2 （FeO =2（K2SiO3
5、）+2Fe（ 2）由式（1）可知，产生的K蒸汽随煤气上升，到中温区，与渣中FeO和SiO2反应又 生成&SiQ，反应式（2）的产物是KSiO3和铁（Fe）被下降的炉料所吸收，因而使下降 炉料中KO含量增高，并且又随同炉料下降到高温区，钾含量高的炉料中的&SiO3,下到高温区后，又被还原成钾蒸气，又再次随煤气 流上升到中温区，又与下降过程含有大量FeO与SiO2的炉料相遇，钾蒸气与SiO2将生成更多的硅酸钾，又再次随炉料下降到高温区，这样不断下降 上升与气化吸收，不断循环之后，炉料中KO含量在炉内不断增加，这就是所谓的碱金属“循环富集”过程，最终导致炉料与煤气中KO含量增加， 恶化料柱透气性，容
6、易导致高炉崩塌料，或悬料，严重时导致高炉结厚和结瘤，对炉况产 生严重影响，含量不高时对炉况影响不大。四、有关减少碱负荷的措施1. 搞清楚碱负荷过高的主要矿源，如有可能应该减少或停用碱金属含量过高的 矿石。例如，国丰碱金属主要来自烧结矿，而烧结配料的粉料品种有好几个，到底是 哪一个含碱金属最高，现在还不清楚。2. 根据国内外通常做法，采用定期用酸渣或低炉温排碱。从反应式（1）可知：采用降低反应温度与增加SiO2的活度反应式（1）向左进行，有利于K2SQ3（NaSiOs）的形成。因而有利于碱金属随炉渣排出。3. 保持三元碱度不变的情况下减少CaO增加MgO含量。4. 采用高MgC烧结矿，或外加白云
7、石。5. 提高炉料的高温冶金性能与减少粉末入炉，提高料柱透气性。6. 改善布料，精心操作及时调剂炉况。7. 定期监控碱金属的变化，及时调整炉况。附：1、高炉布袋灰、烧结矿、球团矿钾钠含量曲线图2、国内外部分高炉入炉碱金属临界值附1:高炉布袋灰、烧结矿、球团矿钾钠含量曲线图1、高炉布袋灰化学成分高炉布袋灰含量（）述性时名称化学成分（备注TFeFeOSi 2OMgOai2qPbOSQK2OTiO2ZnOC1#高炉布袋灰13.684.124.257.112.785.644.83.90.2532.140.242013.1.62#高炉布袋灰13.264.844.785.492.435.148.215.5
8、0.1822.860.31高炉布袋 灰17.293.45.22.05-1.49-25.15-2012.12.1415.063.584.333.02-4.57-32.43-20.19-6.921.244.43.69-0.2821.5614.572012.9.315.1-7.681.524.42.68-0.215.7611.1731.31-7.941.364.473.02-0.47.2714.282012.8.3017.25-7.091.193.974.55-0.2119.2810.052、烧结矿、球团矿化学成分含量(%)烧结矿5月6月7月11月12月K含量(0.0770.190.140.10.1
9、54Na含量(%0.0470.0680.050.0450.057球团矿5月6月7月11月12月K含量(0.3490.4060.340.0970.204Na含量(%0.0520.0560.0650.0450.043自产烧结矿含量%)T-K含筑(%)T-Md 舍量(%)线性(K含虽(%) 线性(阴含量(%)球团矿附2:国内外部分高炉碱金属临界值单位名称入炉碱金属（KO+NaO）kg/t日本新日铁v 2.5日本川崎制铁v 3.1加拿大多米尼翁铸造公司v 3.0美国琼斯劳林公司v 4.5美国美钢公司吉尼瓦厂v 4.0德国蒂森施韦尔根厂v 4.0英国英钢联公司v 3.5宝钢v 2.5鞍钢v 6.0首钢v 4.0武钢v 5.0包钢v 7.0宝钢梅山钢铁v 2.5酒钢v 9.0龙钢v 2.8菜钢型钢公司v 2.27（3200mi）唐山国丰v 8.1（450m）v 2.27（1780m） 3
