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有害元素通常指硫(S)、磷(P)、鉀(K)、鈉(Na)、鉛(Pb)、Zn(鋅)、As(砷)、Cu。通常高爐冶煉對鐵礦石要求如下:
1)、Pb<0.1%、Zn<0.1%、As<0.07%、Cu<0.2%、K2O+Na2O≤0.25%。
2)、硫(S):硫對鋼材是最為有害的成份,它使鋼材產生“熱脆性”。鐵礦石中硫含量高,高爐脫硫成本增大,所以入爐鐵礦石含硫愈少愈好。
3)、磷(P):磷對鋼材來說也是常見有害元素之一,它使鋼材產生“冷脆性”。鐵礦石中的磷,在高爐冶煉時100%進入生鐵,燒結也不能脫磷,控制生鐵含磷量主要是靠控制鐵礦石含磷量。脫磷只能通過煉鋼來進行,增加了煉鋼的脫磷成本。因此,鐵礦石含磷越低越好。
3)、堿金屬:堿金屬主要有鉀和鈉。鉀、鈉對高爐的影響不是正比例性質,高爐本身有一定的排堿能力,堿金屬在控制范圍內對高爐影響不大。但是入爐鐵礦石堿金屬含量太多,超過高爐排堿能力,就會形成堿金屬富集,導致高爐中上部爐料堿金屬含量大大超過入爐料原始水平。鐵礦石含有較多的堿金屬極易造成軟化溫度降低,軟熔帶上移,不利于發展間接還原,造成焦比升高。球團含有堿金屬會造成球團異常膨脹引起嚴重粉化,惡化料柱透氣性。堿金屬對焦炭性能破壞也很嚴重。另外,高爐中上部堿金屬化合物黏附在爐墻上,促使爐墻結厚、結瘤并破壞磚襯。因此,鐵礦石含堿金屬越低越好。
4)、鉛(Pb):鉛在高爐中幾乎全部被還原,由于密度高達11.34t∕m³,故沉于死鐵層之下,易破壞爐底磚縫,有可能會造成爐底燒穿。
5)、鋅(Zn):鋅很容易氣化,鋅蒸汽容易進入磚縫,氧化成為ZnO后膨脹,破壞爐身上部耐火磚襯。
6)、砷(As):砷對鋼材來說也是有害元素之一,它使鋼材產生冷脆性,使得鋼材焊接性能變差。鐵礦石中砷基本還原進入生鐵,影響生鐵質量。此外砷在燒結過程中揮發,對環境影響較大。
7)、銅(Cu):銅會使鋼材“熱脆”,鋼材不易軋制和焊接。少量銅能改善鋼的耐蝕性。在高爐冶煉中,銅全部還原進入生鐵中。
8)、鈦(鈦):能改善鋼的耐磨性和耐腐蝕性。但在高爐冶煉時,會使爐渣性質變壞,約有90%的鈦進入爐渣。鈦含量低時對爐渣及冶煉過程影響不大,含量高時,會使爐渣變稠,流動性差,對冶煉過程影響很大,而且易結爐瘤。鈦有護爐作用,不少高爐專門買鈦礦加入高爐護爐。
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