首秦金属材料有限公司有两座高炉，均采用全干法除尘系统，高炉煤气经重力除尘、旋风除尘、干法除尘后进行TRT压差发电。自2003年投产以来，一直运行良好。2008年34月，两座高炉干法除尘陆续发生除尘灰自燃现象，不得不进行放灰操作，一方面影响生产，一方面影响环保，此问题在太钢、包钢等企业全干法除尘均时有发生。此外，全干法除尘对炉顶煤气温度要求的区间较窄，有时高炉生产顺行，为了适应干法除尘工艺要求，不得不采取各种应急措施。布袋除尘的除尘效果要远远优于湿法除尘，但由于存在该工艺缺陷，部分国外钢铁企业采用干湿并存的操作方针"，大大限制了全干法除尘的推广和应用。

　　1现象2008年4月8日和4月28日，高炉干法箱体卸灰，落地时发生自燃。

　　自燃呈圆形向外扩散；燃烧扩散过程中，外圈表面为（灰）白色物质，内圈为燃烧后的黑色区域，中间正在燃烧处有环形的黄绿色物质；用小匙将内圈黑色表面拨开，发现下层为正在燃烧的红层，如所示。

　　自燃后落地灰层状分布，上层为燃烧后的黑色，约l-2ram，其次为2-4ram厚的砖红色层，再下层为草木灰燃烧后的灰色调层，约50-60mm厚；自燃过程中，渐渐红透，但是表面仍为黑色，如图存在部分块状除尘灰，看似不热，放入试样袋后，微有放热，实际上破碎后急剧放热，烫手非常，用小匙将其捣碎，数次搅拌后，其快速散热后才能降温，若置之不理，将牛皮纸试样袋烧焦。

　　2原因分析2.1成分分析2008年4月8日，自燃除尘灰取样分析结果如下：从分析结果来看，干法除尘灰全铁含量在ZnO含量在6.137.2%，P、S含量非常低。

　　根据分析结果，我们并不能确定是哪种元素引起的除尘会自燃。除尘灰自燃究竟从何而起，有认为是K、Na、Zn等碱金属元素氧化放热导致自燃，但究竟是哪种元素氧化放热，尚待深入研究，表1自燃除尘灰化学分析（2008-4-8）灰样检验项目（%）可能是以下几种情况下的一种：K、Na、Zn等碱金属元素在干法除尘灰氧化放热；FeO氧化放热；未燃烧煤粉或焦炭氧化放热；以上几因素共同作用。

　　粉尘的燃烧或爆炸主要是颗粒表面的快速氧化，因此它取决于物质的活化性能和有效表面积，它跟粉尘浓度、最小点燃能量、最低爆炸浓度、最高氧浓度、颗粒特性、高温环境等因素都存在直接关联。针对首秦的具体情况，本人认为主要是除尘灰颗粒太细，煤气温度过低（接近露点温度）导致除尘灰在布袋表面或箱体表面发生板结，板结产生蓄热，从而产生类似煤粉自燃的现象。主要基于以下几点：从生产实践来看，布袋烧坏多发生在煤气露点温度以下，顶温较高时并没有发生布袋烧穿现象；干法布袋板结严重，拆卸下来的布袋表面有210mm厚度不等的除尘灰板结层；落地除尘灰中存在部分硬块，硬度虽不高，表面不热，但内部蓄热温度可以烧灼牛皮纸试样袋；散落在外围的卸地灰并没有燃烧起来，堆在一起的则容易自燃起来，说明堆积对自燃现场扩大化起了推波助澜的作用。

　　但板结原因是如何引起的，一方面是由于煤气温度低于露点温度，。比为外因；另一方面，粉尘的吸湿性很差，我们推测可能存在内在物质具有吸湿性，导致板结蓄热发生；由于首秦原料全部为进口矿，因此，在4月28日除尘灰发生自燃时，我们对试样进行常规元素分析时增加了氯元素的分析，同时对试样进行了XRD分析。

　　P：基本在0.05%左右，燃烧后比例略有增加至0.07%0.08%，非常微量，基本排除在磷燃烧导致除尘灰自燃的可能；S：约0.53%1.22%，除尘灰自燃过程中有类似鞭炮爆炸后的那种硝烟味，可能含有部分硫，但不构成主要因素；C1：做为盐的主要阴离子存在形式之一，低温条件下容易使灰发“潮”，含量约为7.42%，大致可以推测氯化物能达到15%左右；是造成煤气温度较低条件下的粘结主要原因之一；号样（燃烧红层）Zn含量最低为3.05%，未燃硬块3号样则高达5. 38%，同威钢试验结果较为接近；并进一步推测，在成分上除尘灰主要成分为氯盐15%20%，含铁物质45%50%，碳20%30%，K、Na、Zn总含量一般在5%左右，异常情况下能达到10%，这三类物质构成了除尘灰的主要成分。

　　表2自燃除尘灰化学分析（2008-4-28）灰样检验项目（%）由于K、Na、Zn是活泼元素，在标准态下很容易被氧化，所以在高炉炉尘灰中可以排除单质的K、Na、Zn的存在。

　　为了确定炉尘灰中K、Na、Zn物质的形态，对炉尘灰进行了X射线衍射分析，将得到的衍射原始数据插入粉末衍射分析软件SEARCH-MATCH中，进行定性分析。通过对比发现：首秦高炉除尘灰中的Zn和K含量较高，都在2%以上，Na含量相对较低，应此在粉末X射线衍射花样中表现不明显。

　　中不可能存在单质的K、Na、Zn.XRD定性分析时，炉尘灰中也没有发现单质K、Na、Zn.首秦高炉炉尘灰中的也没有单纯的K20、Na20、ZnO，而是存在K、Na、Zn的卤化物。但首秦高炉炉尘灰中元素Zn的形态比较复杂。

　　2.2工艺分析综合4月份数次除尘灰落地自燃问题现象，以及高炉原燃料变化情况，可以初步有以下认识：所有问题产生于顶温温度较低的情况下，顶温偏低产生了一系列的问题。如2007年冬天卸灰困难、2008年春天除尘灰自燃、管道腐蚀严重等，顶温高，这些问题发生的概率大为降低，但是高炉顺行条件下，顶温升高势必增加无谓的燃料成本；高炉工艺：3月下旬开始，高炉状态变化主要有两个方面，烧结地方粉配比增加（3月20日8%，3月21日10%，3月24日15%，4月8日12%）和喷煤（煤比从90kg/吨铁左右增加到130kg/吨铁，最高接近160kg/吨铁）大幅度提高，导致灰量同步大幅度增加，除尘灰中灰量中碳含量大幅度增加，但是卸灰制度方面还保持原先的每班一次。导致箱体灰量蓄积过多，产生蓄热。

　　3措施根据以上成分分析和工艺分析，认为导致除尘灰自燃原因及其控制措施主要有以下几个方面：氧化：高炉管道里是还原性气氛，卸灰过程是氧化性气氛。氧气浓度骤然增大，可能导致部分物质迅速氧化，瞬间积蓄大量热量。因此，打开箱体人孔时，尽可能使内部温度降到50C以下。2008年3月底，卸灰车布袋连续发生两次布袋烧穿现象，4月6日，炼铁部采用氮气冲扫稀释以防卸灰车布袋再次自燃，之后卸灰车没有发上冒烟现象。

　　低顶温控制与干法措施应对：煤气温度过低时，需要适度调整重力除尘、旋风除尘、干法除尘的粒度分布，促使大颗粒的粉尘适度向干法除尘偏移，一方面对管道形成冲刷，减少了管道粘结，又减轻了干法布袋粘结，现场反馈较好，但是其规律摸索尚需要较长时间的考验。

　　喷煤工艺与干法卸灰制度的协调：2008年4月1日开始，两个炉子开始大幅度提高煤比高炉灰量开始大幅度增加，但是卸灰制度没有相应跟上，导致箱体灰量蓄积过多，产生蓄热。因此，在喷煤工艺调整时，应及时关注干法除尘情况，并及时调整卸灰制度，并考虑是否需要加开箱体。

　　卤化物含量控制：首秦原料全部为进口矿，并且烧结矿环冷后喷洒CaCl2后进入料仓，对CaCl2喷量进行适度控制。

　　在防止氧化和合理分配除尘灰粒度方面，还有部分具体工作需要长期积累和摸索：摸索箱体内低温条件下不同灰量和相应的卸灰次数；直接降低颗粒粒度：在当前煤比比较低的条件下，煤粉粒度变大，高炉炉尘中碳颗粒粒度变大，可进一步降低自燃可能性，但是煤比一旦提高上来，煤粉粒度仍需恢复当前水平；间接降低颗粒粒度：工序间（重力、旋风、干法）合适分配除尘灰粒度，把大颗粒除尘灰适度向干法倾斜，使得干法除尘灰的粒度整体上有所提高，来降低除尘灰自燃性，究竟比例分配多少合适，可以摸索一下；从当前实践效果来看，干法灰量大于旋风灰量，较大颗粒从旋风过来，直接效果就是159输灰管管壁粘结（以前内管壁经常粘结一层致密的盐，大锤敲打不易掉落，蒸汽一热就自然掉落）现象基本消除，但综合效果，尚需进一步摸索；4结论首秦干法除尘灰全铁含量在31.（荧光分析结果）含量在6.13%7.2%，异常情况下能达到10%，P、S含量非常低。含铁物质、碳、氯盐等几类物质构成了除尘灰的主要成分。

　　Zn物质形态，以卤化物形态存在，没有单质的K、Na、Zn，也没有单纯的K20、Na20、ZnO.除尘灰中Zn和K含量较高，在2%以上，Na含量相对较低，Zn形态比较复杂。

　　针对首秦的具体情况，认为主要是自燃的主要原因是除尘灰发生板结，板结产生蓄热。板结产生的外在原因是煤气温度过低（接近露点温度）和颗粒粒度太细，内在原因是除尘灰中存在具有吸湿性的卤化物。

　　根据以上原因，本文从防止氧化、低顶温控制与千法措施应对、喷煤工艺与干法卸灰制度的协调、卤化物含量控制四个方面进行措施应对。