刘二浩，王强，刘杰，李立芬
(河钢集团承钢公司)
摘 要：对高炉布袋除尘系统管道板结的原因进行了分析，认为其主要影响因素是高炉煤气水分含量高，炉顶温度偏低，瓦斯灰中锌、氯含量高。通过提高干熄焦配吃比例，控制高炉顶温>140℃,减少烧结料中杂质带入的锌、氯含量，定期排碱等措施，管道板结现象再未发生，布袋粘结透气性得到有效改善，高炉运行正常。
关键词：布袋除尘；板结；高炉煤气；碱金属；干熄焦
近年来，高炉炉内煤气的热能和化学能利用率得到了显著地提高。河钢承钢2500m3高炉煤气利用率由2010年以前的44.5%提高到当前的48.5%，对应高炉顶温由170 °C降至130℃，冬季甚至降至100℃左右。经济指标提升的同时，低顶温也给布袋除尘系统带来了一系列问题，如：半净煤气水平段管道、布袋箱体半净煤气入口板结严重，布袋粘结透气性差，卸灰系统运行困难等。2018年1月27日〜2019年1月31日，高炉三次休风处理管道板结问题，影响了高炉的正常生产。本文通过对布袋除尘器管道板结原因进行分析，并采取有效控制措施，保证了除尘系统的顺畅运行及高炉的正常生产。
1 布袋除尘系统管道板结原因分析
高炉煤气布袋除尘系统管道板结的形成机理为：进入布袋除尘器的高炉煤气温度低于水分露点，因此使得煤气中的水冷凝析出，与瓦斯灰混合成"泥”，而附着在管道上煤气运动阻力较大之处；当温度升高，水蒸发，"泥"就变成板结物。此板结过程不可逆。由此可知，影响布袋除尘系统管道板结的因素为煤气水分含量、高炉顶温和瓦斯灰成分。
l.1 高炉煤气含水量
河钢承钢焦炭结构为50%干焦+50%—级焦，焦炭加权水分含量5.5%；煤比140kg/t，含氢量4%、水量2.45%。高炉煤气中由原燃料带入的水分如表1所示。
高炉吨铁耗风1230m3,鼓风湿度8g/m3,则鼓风带入的水分为9.84 kg/t。加上原燃料带入水分，高炉入炉总水分含量为62.62 kg/t。根据高炉吨铁产煤气量1640 m3计算，则高炉煤气含水量为38.2g/m3。对比其它企业的煤气含水量（表2),可见河钢承钢的高炉煤气含水量明显较高。
1.2 高炉炉顶温度
由表2数据可知,河钢承钢的高炉煤气含水量与南方地区的湿焦冶炼煤气含水量相当，按照布袋除尘器出口温度控制80〜100℃的要求，河钢承钢布袋出口温度至少在100℃以上。另外，河钢承钢2500m3高炉受炉役后期冷却壁漏水的影响，其高炉煤气中的水分含量要高于计算值，加之布袋除尘系统管道温度损失约30℃,所以高炉顶温至少控制在140℃以上。2018年1月1日〜2019年1月31日，河钢承钢高炉炉顶温度变化如图1所示。
由图1可以看出，在一年的时间里，高炉顶温多次降至140℃以下，致使高炉煤气温度处于露点以下，这也是造成管道板结的主要原因之一。
1.3 高炉煤气瓦斯灰成分
对河钢承钢和某企业高炉布袋入口管道板结物取样进行分析，结果如表3所示。
由表中数据可以看出，布袋除尘器入口板结物的共同特点是锌、氯含量严重偏高。河钢承钢高炉锌负荷及其锌的主要来源分别如表4及表5所示。《高炉炼铁工艺设计规范》中要求锌负荷<0.15kg/t,而河钢承钢高炉锌负荷远超此值。同时，高炉锌负荷主要取决于烧结矿中的锌含量。
根据锌蒸汽在高炉中的行为[2]，其在随煤气流动的过程中冷凝或被氧化成细小颗粒，粘附沉积在系统管道表面，导致管壁结厚、结瘤。如遇低温雾化煤气，则加剧瓦斯灰在除尘管道中的粘结，逐渐形成板结物，堵塞系统管道，如图2所示。
由于河钢承钢采用喷洒氯化钙溶液来提高钒钛磁铁烧结矿的RDI+3.15,使得高炉煤气中Cl-含量升高，并在除尘系统管道入口处形成氯化铵板结物。由表3可以看出，河钢承钢板结物含氯18.40%，而卸灰口取出瓦斯灰含氯8.72%，因此，氯含量过高也是形成板结物的另一个原因。
2 控制措施
2.1 减少入炉原燃料水分
煤气含水量是影响高炉煤气露点的最主要原因之一，所以在高炉炉顶温度一定的情况下，要想保持煤气温度在露点以上，应尽量降低煤气含水量[3]。
由表1可知，焦炭湿度对煤气含水量的影响最大，所以高炉冶炼中应适当增加干熄焦配比。当前已通过外购干熄焦的方式，将高炉干熄焦比例提高了10%。后续将寻求新的干熄焦资源，进一步提高高炉入炉干熄焦比例。
2.2 控制入炉锌、氯负荷
因河钢承钢高炉除尘管道板结物中的锌主要来源于烧结矿，因此对其配料进行分析得出，烧结矿中的锌主要由杂质带入，占总量的50%以上，其中综合钢渣面、尾渣和炼钢污泥中的锌含量为72%。所以，采取降低烧结配矿中杂质的配加量，定期对高炉进行排碱等措施，可显著降低煤气含锌量。
此外，对氯化钙喷洒量由统一管理变为按高炉需求喷洒，高炉可根据自身炉况参数及布袋压差，合理控制氯化轉溶液的喷洒量。现正在指定高炉上进行烧结矿无喷氯化钙溶液的试验，在保证高炉炉况稳定的前提下，减少进入布袋除尘系统的氯离子含量。
2.3 高炉调控
通过微调制度、提高鼓风量、降低富氧量及增加煤比等方式，提高炉顶温度至140℃以上，低于120℃时进行严格考核；在定休到期前因故保障不了干熄焦比例时，应适当降低冶炼强度，保障高炉炉顶温度[4,5]。
3 结语
高炉布袋除尘系统管道板结的主要原因为煤气含水量高、高炉顶温低、瓦斯灰中锌和氯含量高。通过提高干熄焦的配吃比例，控制顶温>140℃，减少烧结矿中杂质带入的锌、氯量等措施，管道板结次数为零，布袋粘结透气性得到有效改善，卸灰系统运行正常，保证了高炉的正常生产。
4 参考文献
[1] 王振山.高炉荒煤气布袋除尘有关问题的讨论[J].包钢科技，2016,24(5):1~3.
[2] 张伟，王再义，张立国，等.高炉中碱金属和锌的循环及危害控制[J].鞍钢技术，2016，(6):9~13.
[3] 王彦军.高炉干法除尘滤袋失效原因及防范措施[J].冶金动力，2017,203(1) :62~64.
[4] 郑海松，唐志宏，覃志强，等.柳钢高炉煤气干法除尘运行管理优化[J].柳钢科技，2017,( 4) :49 ~51.
[5] 邹忠平，谢皓，王刚.高炉炉顶温度偏低的原因及解决途径[J].炼铁，2017,36(1) :50 ~53.
