[发明专利]一种有害元素对高炉冶炼影响及调控标准的建立方法

说明书

本发明提供了一种有害元素对高炉冶炼影响及调控标准的建立方法。该方法包括：对高炉入炉原燃料进行有害元素负荷分析，进一步计算得到有害元素钾、钠、锌等在高炉内的富集量及富集倍数；基于富集量制备不同负荷水平下有害元素经过循环富集状态的原燃料，得到有害元素负荷水平与原燃料冶金性能变化间的定量关系模型；通过对生产数据的分析，建立原燃料冶金性能与高炉冶炼技术指标间的定量关系模型，联立上述模型得到有害元素对高炉冶炼技术经济指标的影响规律，再结合企业实际原燃料条件制定最适宜的有害元素负荷控制标准。通过本发明提供的方法能实现高炉匹配有害元素调控标准的科学精准制定，对提高高炉的技术经济指标具有重要意义和指导价值。

技术领域

本发明涉及高炉冶炼技术领域，尤其涉及一种有害元素对高炉冶炼影响及调控标准的建立方法。

背景技术

近年来，随着铁矿资源条件的变化，优质铁矿石资源短缺以及价格上涨，钢铁企业间的竞争力不断加大，为了降低生铁成本，大量的低价铁矿石被使用，但低价矿中含有较多的有害元素钾、钠、锌，会导致高炉的有害元素入炉负荷增加；另外，国家对环境保护的重视程度不断增加，对钢铁企业的排放提出了新的要求，面对与日俱增的环保压力，钢铁粉尘成为钢铁企业面临的巨大问题，且粉尘中含有大量的C、Fe、Zn、K、Na、Pb等有价元素，目前各钢铁企业通常将钢铁粉尘配加到烧结系统中以对其进行回收利用，也会导致高炉的有害元素负荷不断呈现增加趋势。

钾、钠、铅、锌是原燃料中的微量有害元素，但因其具有活泼的化学性质在高炉内具有循环富集的特性，钾、钠、锌随原燃料进入高炉内部，随着炉料在高炉内的下降以及温度的升高，钾、钠、锌在高温区逐渐被还原成金属单质蒸气并随煤气流上升，在上升过程中部分吸附于炉料上，然后又随着炉料下降不断经历还原氧化过程，因此，有害元素在高炉内存在循环富集的特性。随着高炉入炉原燃料有害元素负荷的增加，高炉内部有害元素的富集量也越来越大，而有害元素含量过高时会对原燃料的冶金性能造成较大的影响，会提高焦炭的反应性降低焦炭的强度、恶化烧结矿的低温还原粉化性能，会恶化料柱的透气性，提升高炉的燃料消耗，严重时会导致高炉炉况异常波动造成较大的经济损失。

目前学者针对有害元素在高炉中的转变行为、来源于排出、耐火材料的侵蚀等方面开展了大量的工作以降低有害元素对高炉的影响，但是缺乏有害元素对高炉焦比影响的研究，为了明确有害元素负荷对高炉焦比的影响，需要研究出一种基于原燃料性能劣化的有害元素对高炉冶炼焦比影响的计算方法，通过该方法可以精确计算出有害元素对焦比的影响结果，为指导高炉进行有害元素调控以及原燃料评价具有重要意义。

2018年公开的名称为“基于里斯特操作线解析有害元素对高炉焦比的影响”的期刊中，分析了有害元素在高炉内的循环行为，结合高炉实际生产参数，运用里斯特操作线进行计算，揭示了有害元素对焦比的影响规律，建立了焦比与有害元素入炉负荷和循环富集倍数之间的定量关系。但是，高炉自上而下温度和气氛不同，结合热力学分析可得钾、钠、锌循环富集的温度区存在差异，上述方法认为有害元素钾、钠、锌在高炉内循环过程为“搬运CO”，此外，未结合有害元素对原燃料的劣化影响，有害元素劣化原燃料冶金性能进而影响高炉指标，该方法存在未结合各元素循环特性以及原燃料性能变化的缺陷。

有鉴于此，有必要设计一种改进的有害元素对高炉冶炼影响及调控标准的建立方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有害元素对高炉冶炼影响及调控标准的建立方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种有害元素对高炉冶炼影响及调控标准的建立方法，包括如下步骤：

S1，对高炉原燃料进行化学成分分析，计算有害元素入炉负荷，结合预定种类有害元素的循环富集倍数，计算得到高炉内预定种类有害元素的富集量；

S2，研究不同负荷水平下高炉内有害元素循环富集对烧结矿和焦炭冶金性能的影响，并建立有害元素负荷与烧结矿和焦炭的冶金性能变化之间的第一定量关系模型；