薛 飛

（濟鋼集團(tuán)國際工程技術(shù)有限公司，山東 濟南250101）

1 前言

鉛是高爐原料中的一種微量元素，在礦石中主要以PbSO4、PbS形式存在，在高爐內(nèi)易被C、CO及Fe還原生成Pb，由于鉛的密度比鐵水大得多，而熔點（327℃）卻很低，故鉛能夠迅速滲入爐底的磚縫中，若與爐底碳磚反應(yīng)形成金屬化合物，則有修復(fù)磚襯缺陷的作用，若進(jìn)入碳磚內(nèi)部，則會使磚發(fā)生膨脹變形，破壞爐底磚的整體性，加快對爐襯的侵蝕，給高爐冶煉帶來不利的影響，危機高爐壽命［1-2］。

鉛的沸點為1 540℃，在高爐高溫區(qū)會部分發(fā)生氣化進(jìn)入煤氣中，當(dāng)上升到低溫區(qū)時又被氧化為氧化鉛再隨爐料下降，因此使鉛在高爐中形成循環(huán)富集。在高爐冶煉條件下無法控制鉛的還原，因此只能控制鉛的入爐量和定期排除沉積的鉛［3-4］。

2 高爐中鉛元素的平衡計算及分析

通過對某鋼廠4#高爐在休風(fēng)期間，2#風(fēng)口部位滴出的白色金屬液體進(jìn)行現(xiàn)場取樣，對該高爐中鉛元素進(jìn)行了平衡計算，見表1。

根據(jù)表1對4#高爐進(jìn)行鉛平衡計算分析，可以看出，鉛的帶入主要是燒結(jié)礦，其次是焦炭，燒結(jié)礦和焦炭帶入鉛量達(dá)到80%以上；球團(tuán)，澳礦，矽石和煤粉影響較小。鉛的排出主要靠布袋灰，其次是重力灰，其余所占比例較小。

根據(jù)4#高爐內(nèi)積累的鉛量進(jìn)行計算得出：高爐噸鐵積累的鉛量（A）：該鋼廠4#高爐某月份產(chǎn)鐵152 455.21 t，則爐內(nèi)積累鉛量為6 723.3 kg，可見鉛在爐內(nèi)積累量之大。

表1 某鋼廠4#高爐鉛的分布與平衡

3 高爐生產(chǎn)中鉛的行為規(guī)律

4#高爐在休風(fēng)期間，對2號風(fēng)口部位滴出白色金屬液體進(jìn)行取樣化驗發(fā)現(xiàn)Zn、Pb含量較高，對風(fēng)口流出的白色金屬液體凝固后進(jìn)行成分分析，結(jié)果見表2，掃描電鏡和能譜分析見圖1、圖2、表3。

表2 風(fēng)口白色金屬液體試樣化學(xué)成分 %

圖1 試樣總貌元素分析

從掃描電鏡檢測結(jié)果分析及圖2可以看出，少量鉛主要分布在圖2中的白點處，而且以單質(zhì)形式存在。含量具有重要意義，降低焦比對于防治鉛害也十分重要。

表3 總貌元素分析結(jié)果

圖2 試樣元素分析二次電子像

2）提高高爐排鉛率?？刂坪F爐料和焦炭的粒度，盡量減少低粒度燒結(jié)礦、球團(tuán)礦和焦炭的比例，以降低對鉛蒸氣的吸附率，從而改善其冶金性能和提高煤氣排鉛率。

3）在高爐內(nèi)設(shè)置排鉛孔。排鉛孔無需貫穿整個爐底，只達(dá)到爐缸與爐底交界處的正下方即可，設(shè)置在爐底冷卻系統(tǒng)的下面，由于在冷卻系統(tǒng)上方設(shè)置貫穿型的排鉛孔將形成較大的熱阻，降低了爐底耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)，不利于傳熱和高爐長壽，而爐底冷卻系統(tǒng)則可以使鉛盡快凝固，阻止其進(jìn)一步向下滲透。

4 結(jié)語

根據(jù)現(xiàn)場取樣調(diào)查結(jié)果的分析，高爐噸鐵積累鉛量為44.054 g/t，表明排出的鉛只是少量，大部分鉛循環(huán)滲透到爐底。為防治鉛的循環(huán)富集對高爐造成的危害，需采取以下措施：

1）減少入爐原料的鉛含量。降低鉛在煉鐵—燒結(jié)之間的大循環(huán)是減少入爐鉛量的有效措施，對高爐爐塵進(jìn)行燒結(jié)前的脫鉛處理以降低燒結(jié)礦鉛

［1］ 魯?shù)虏?，劉達(dá)倫.重鋼高爐生產(chǎn)中爐底排鉛技術(shù)淺析［J］.四川冶金，1997（3）：17-19.

［2］ 沈峰滿，楊雪峰，楊光景，等.鉛在高爐內(nèi)的滲透機理［J］.東北大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2006（27）：1 003-1 006.

［3］ 高愛民，李明，孫麗芬，等.高爐爐料吸附鉛蒸汽規(guī)律及對爐料冶金性能的影響［J］.鋼鐵研究，2007（10）：6-8.

［4］ 王成立，顧林娜.Pb在高爐冶煉過程中的變化與分配［J］.冶金叢刊，2008（6）：5-8.