劉二浩  王  強  劉  杰  李立芬

(河鋼集團承鋼公司)

摘  要  對高爐布袋除塵系統管道板結的原因進行了分析，認為其主要影響因素是高爐煤氣水分含量高，爐頂溫度偏低，瓦斯灰中鋅、氯含量高。通過提高干熄焦配吃比例，控制高爐頂溫>140℃,減少燒結料中雜質帶入的鋅、氯含量，定期排堿等措施，管道板結現象再未發生，布袋粘結透氣性得到有效改善，高爐運行正常。

關鍵詞  布袋除塵;板結  高爐煤氣  堿金屬  干熄焦

近年來，高爐爐內煤氣的熱能和化學能利用率得到了顯著地提高。河鋼承鋼2500m3高爐煤氣利用率由2010年以前的44.5%提高到當前的48.5%，對應高爐頂溫由170 °C降至130℃，冬季甚至降至100℃左右。經濟指標提升的同時，低頂溫也給布袋除塵系統帶來了一系列問題，如：半凈煤氣水平段管道、布袋箱體半凈煤氣入口板結嚴重，布袋粘結透氣性差，卸灰系統運行困難等。2018年1月27日?2019年1月31日，高爐三次休風處理管道板結問題，影響了高爐的正常生產。本文通過對布袋除塵器管道板結原因進行分析，并采取有效控制措施，保證了除塵系統的順暢運行及高爐的正常生產。

1  布袋除塵系統管道板結原因分析

高爐煤氣布袋除塵系統管道板結的形成機理為：進入布袋除塵器的高爐煤氣溫度低于水分露點，因此使得煤氣中的水冷凝析出，與瓦斯灰混合成"泥”，而附著在管道上煤氣運動阻力較大之處；當溫度升高，水蒸發，"泥"就變成板結物。此板結過程不可逆。由此可知，影響布袋除塵系統管道板結的因素為煤氣水分含量、高爐頂溫和瓦斯灰成分。

l.1  高爐煤氣含水量

河鋼承鋼焦炭結構為50%干焦+50%—級焦，焦炭加權水分含量5.5%；煤比140kg/t，含氫量4%、水量2.45%。高爐煤氣中由原燃料帶入的水分如表1所示。

表1  原燃料帶入高爐煤氣的水量

高爐噸鐵耗風1230m3,鼓風濕度8g/m3,則鼓風帶入的水分為9.84 kg/t。加上原燃料帶入水分，高爐入爐總水分含量為62.62 kg/t。根據高爐噸鐵產煤氣量1640 m3計算，則高爐煤氣含水量為38.2g/m3。對比其它企業的煤氣含水量（表2),可見河鋼承鋼的高爐煤氣含水量明顯較高。

1.2  高爐爐頂溫度

由表2數據可知,河鋼承鋼的高爐煤氣含水量與南方地區的濕焦冶煉煤氣含水量相當，按照布袋除塵器出口溫度控制80?100℃的要求，河鋼承鋼布袋出口溫度至少在100℃以上。另外，河鋼承鋼2500m3高爐受爐役后期冷卻壁漏水的影響，其高爐煤氣中的水分含量要高于計算值，加之布袋除塵系統管道溫度損失約30℃,所以高爐頂溫至少控制在140℃以上。2018年1月1日?2019年1月31日，河鋼承鋼高爐爐頂溫度變化如圖1所示。

由圖1可以看出，在一年的時間里，高爐頂溫多次降至140℃以下，致使高爐煤氣溫度處于露點以下，這也是造成管道板結的主要原因之一。

1.3  高爐煤氣瓦斯灰成分

對河鋼承鋼和某企業高爐布袋入口管道板結物取樣進行分析，結果如表3所示。

由表中數據可以看出，布袋除塵器入口板結物的共同特點是鋅、氯含量嚴重偏高。河鋼承鋼高爐鋅負荷及其鋅的主要來源分別如表4及表5所示。《高爐煉鐵工藝設計規范》中要求鋅負荷<0.15kg/t-Fe,而河鋼承鋼高爐鋅負荷遠超此值。同時，高爐鋅負荷主要取決于燒結礦中的鋅含量。

根據鋅蒸汽在高爐中的行為[2]，其在隨煤氣流動的過程中冷凝或被氧化成細小顆粒，粘附沉積在系統管道表面，導致管壁結厚、結瘤。如遇低溫霧化煤氣，則加劇瓦斯灰在除塵管道中的粘結，逐漸形成板結物，堵塞系統管道，如圖2所示。

由于河鋼承鋼采用噴灑氯化鈣溶液來提高釩鈦磁鐵燒結礦的RDI+3.15,使得高爐煤氣中Cl-含量升高，并在除塵系統管道入口處形成氯化銨板結物。由表3可以看出，河鋼承鋼板結物含氯18.40%，而卸灰口取出瓦斯灰含氯8.72%，因此，氯含量過高也是形成板結物的另一個原因。

2 控制措施

2.1  減少入爐原燃料水分

煤氣含水量是影響高爐煤氣露點的最主要原因之一，所以在高爐爐頂溫度一定的情況下，要想保持煤氣溫度在露點以上，應盡量降低煤氣含水量[3]。

由表1可知，焦炭濕度對煤氣含水量的影響最大，所以高爐冶煉中應適當增加干熄焦配比。當前已通過外購干熄焦的方式，將高爐干熄焦比例提高了10%。后續將尋求新的干熄焦資源，進一步提高高爐入爐干熄焦比例。

2.2  控制入爐鋅、氯負荷

因河鋼承鋼高爐除塵管道板結物中的鋅主要來源于燒結礦，因此對其配料進行分析得出，燒結礦中的鋅主要由雜質帶入，占總量的50%以上，其中綜合鋼渣面、尾渣和煉鋼污泥中的鋅含量為72%。所以，采取降低燒結配礦中雜質的配加量，定期對高爐進行排堿等措施，可顯著降低煤氣含鋅量。

此外，對氯化鈣噴灑量由統一管理變為按高爐需求噴灑，高爐可根據自身爐況參數及布袋壓差，合理控制氯化轉溶液的噴灑量。現正在指定高爐上進行燒結礦無噴氯化鈣溶液的試驗，在保證高爐爐況穩定的前提下，減少進入布袋除塵系統的氯離子含量。

2.3  高爐調控

通過微調制度、提高鼓風量、降低富氧量及增加煤比等方式，提高爐頂溫度至140℃以上，低于120℃時進行嚴格考核；在定休到期前因故保障不了干熄焦比例時，應適當降低冶煉強度，保障高爐爐頂溫度[4,5]。

3  結語

高爐布袋除塵系統管道板結的主要原因為煤氣含水量高、高爐頂溫低、瓦斯灰中鋅和氯含量高。通過提高干熄焦的配吃比例，控制頂溫>140℃，減少燒結礦中雜質帶入的鋅、氯量等措施，管道板結次數為零，布袋粘結透氣性得到有效改善，卸灰系統運行正常，保證了高爐的正常生產。

4  參考文獻

[1] 王振山.高爐荒煤氣布袋除塵有關問題的討論[J].包鋼科技，2016,24(5):1?3.

[2] 張偉，王再義，張立國，等.高爐中堿金屬和鋅的循環及危害控制[J].鞍鋼技術，2016，(6):9?13.

[3] 王彥軍.高爐干法除塵濾袋失效原因及防范措施[J].冶金動力，2017,203(1) :62 ?64.

[4] 鄭海松，唐志宏，覃志強，等.柳鋼高爐煤氣干法除塵運行管理優化[J].柳鋼科技，2017,( 4) :49 ?51.

[5] 鄒忠平，謝皓，王剛.高爐爐頂溫度偏低的原因及解決途徑[J].煉鐵，2017,36(1) :50 ?53.