南((昌)钢4号高炉临时开孔排铅生产实践

来源：胡小清邹燕飞王磊 |浏览：次|评论：0条 [收藏] [评论]

南(昌)钢4号高炉临时开孔排铅生产实践

分享到：新浪微博 QQ空间腾讯微博人人网微信开心网腾讯朋友百度贴吧

南(昌)钢4号高炉临时开孔排铅生产实践

胡小清邹燕飞王磊

(南昌长力钢铁有限责任公司)

摘要：本文较系统地分析了大量使用含铅高的地方矿，给高炉安全生产带来的危害，总结了南钢排铅经验并完善了生产中排铅新技术，该技术对消除安全生产隐患和延长高炉寿命有积极的意义。

关键词：高炉铅害排铅

中图分类号TF 063 文献标识码B

l概述

南昌长力钢铁股份有限公司(以下简称“南钢”)4号高炉于2006年2月11日开炉，有效容积为450m³，炉底采用复合棕刚玉陶瓷垫，炉缸采用微孔碳砖，与陶瓷杯结合，没有设计排铅孔，采用无料钟装料设备，设计14个风口，1个铁口，1个渣口。

近年来，由于国内矿源缺口较大，加之其它条件所迫，致使南钢高炉大量吃地方矿，地方矿一大特点是铅含量高，2008年南钢炉料成分见表l，从表中数据可以看出吨铁铅的含量在0．78%左右，从而导致入炉铅负荷增加。4号炉出铁过程中，大沟铁水沟冒大量白烟，整个出铁场弥漫着呛人的气味，环境极差；在修补大沟和撇渣器的时候，发现在其底部有银白色的金属存在：开铁口的时候有银白色的液体在铁口渗出，铁口维护困难，来风早，理论铁量难以出干净；同时炉缸2层～5层在渣口大套方向炉壳多次出现开裂，裂纹长度最宽处达25mm，且由于炉壳开裂致使冷却壁管根出现拉裂断水、减流。裂纹产生后，裂纹处渗透煤气并富集，造成间断性煤气爆炸，使炉裂加剧，严重威胁炉缸安全，炉缸开裂情况见图l。综合分析4号炉出铁场环境差和炉裂均与铅的沉积富集有极大关系，因此决定强制炉底钻孔排铅。

2铅对高炉生产的危害性

铅在矿石中主要以PbSO₄、PbS(方铅矿)形式存在，在高炉内很容易被CO、C、Fe还原。

PbSO₄ 4C—PbS 4CO一277985KJ

PbS Fe=FeS Pb一544KJ

PbS也可借CaO的作用分解成Pb0，然后由CO还原成Pb

PbO CO=Pb CO₂ 64141 KJ

可以说，铅在高炉内几乎全部还原。铅的循环富集对高炉生产的危害极大，它不但能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，造成料柱透气性变差，危及高炉冶炼的正常进行；同时碱金属粘附于炉墙上，既能使炉墙严重结瘤，又能直接破坏砖墙耐火材料^[1-4]。因铅的密度(11．34)比铁水(7．87)大得多，而熔点低(327℃)，成为液态沉至炉底(部份被铁水带走)，迅速渗入炉底的砖缝中，破坏炉底砖的整体性，甚至造成炉底耐火砖“飘浮”，危及高炉寿命和安全生产。

2．1 恶化料柱透气性、结瘤

PbO与炉料多种成分都能组成低熔点化合物或共晶体，降低炉料熔融软化温度，使成渣带上移，软熔带增厚，对料柱透气性有不良的影响。ZnO熔点高达2000℃，但却能与8倍的PbO组成低熔点化合物和共晶体，使下降管，上升管，炉身中上部易结含铅锌甚高的瘤。南钢4号高炉上升管锌瘤含铅3～8％，炉身中上部铁质瘤含铅4～30％。可见铅、氧化铅在锌瘤、铁质瘤的成长过程中，均起重要的作用。

2．2铅对炉衬的腐蚀

当高炉没有设计排铅槽时，由于炉底排铅困难，将使其炉衬遭受不同程度的破坏。如冷水铁3号高炉(100m³)于1980年12月投产，因铅的渗透作用1年后即使炉衬上涨。经测定，东、西、南、北四方向分别增长90，80，110，105毫米；生产6年后，又分别增长到405，408，430，410毫米。同时，炉壳胀裂严重，其中渣口大套边缘纵向下开裂长达3米，横向缝宽200毫米，5号风口大套边缘纵向下开裂达4米，横向裂口宽400毫米。由于炉底破损严重，1987年7月被迫停炉大修。1986年9月2号高炉(100m³)中修时同样发现，因炉身砖衬渗入铅、碱金属及高温变形作用，对炉喉钢砖挤压上顶的破坏力极强，致使钢砖脱落，上凸变形，严重影响了高炉生产。

2．3污染环境，危容工人健康

高炉冶炼中，使用含铅矿石后，放渣出铁时，铅被夹带排出炉外，在1450℃左右的温度下，铅接近沸腾状态，蒸汽压力甚高，出铁时铁沟上方红综色的浓烟中，有相当数量铅的各种氧化物，他们都有不同程度的毒性，这些氧化物经由呼吸系统、消化系统进入体内，会使人产生慢性或急性铅中毒，造成神经系统、造血系统以及血管受损，严重影响操作工人健康^[5-7]。按国家工矿企业设计卫生标准规定，车间工作现场空气中铅及其无机化合物最高允许浓度为0．01毫克／米³。可见，若不能够合理解决高炉铅害，将对炼铁工人身体健康构成严重威胁。

3排铅过程

3．1排铅孔位置的选择

4号高炉的炉底没有设计排铅孔，因此排铅的关键之处就是选择合适的位置开孔。开孔的位置既要能顺利开孔，又要照顾高炉本体的安全，还要能顺利排出铅。铅的排出取决于排铅槽内温度，而影响温度高低的因素除与材质有关外，还与沟槽在炉底中的位置高度有重要关系。位置太高，即排铅沟过于接近高温区的死铁层，在高炉一代寿命的后期阶段，炉底砖被部分侵蚀后，就可能造成炉底铁水渗漏事故：位置太低，则开炉后长期处于低温，排铅就有困难，不能充分发挥其效果。经过分析炉缸的侵蚀程度及炉底的砌筑特点，排铅孔拟开在第2～3层炭砖之间，此处刚好有一个冷却壁安装螺栓孔，利用这个原有的孔，一方面可以大大减少对高炉本体强度的损害，另一方面又可以降低钻孔难度。

3．2排铅方案

(1)利用休风机会提前开孔。

(2)搭建排铅平台。为方便操作，搭设两个操作平台，设计制作集铅槽与排铅导管和法兰，安装好2．54cm水管、氧气接管与排风扇等准备工作。

(3)6月2号白班在高炉处于全风正常生产状态下，炉底铅液热量充足，流动性好，铅液能顺利通过炭砖缝隙流向排铅孔，开始尝试排铅，在拟开钻孔处钻孔，孔径为50。mm，深度为550 mm(此时有少量铅液流出，停止往内钻孔)，先用烧氧加热排铅孔，烧氧过程由两人配合，一人拿氧气管加热排铅孔，一人控制氧气流量，氧气流量不可太大，以防喷火伤人，烧氧的人应该做好个人防护。这时向排铅孔里塞焦碳，其目的是给排铅孔道提供足够的热量，保证铅液能顺利流出，加热一段时间后铅液顺利从排铅孔流出，就这样持续时间约12 h，排铅约1t吨。最后，待放完铅后，将排铅沟用耐火泥堵好，以便下次再放。