CN100567522C - 一种烧结复合添加剂 - Google Patents
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Abstract
一种烧结复合添加剂，其组分重量百分比为：硝酸钠1.0～2.5；碳酸钠0.5～1.5；硝酸铈0.2～0.5；硼砂1.0～1.5；水95.3～96。所述的烧结复合添加剂在使用时需稀释10倍使用。这种液态混合物型添加剂有利于同焦粉混合均匀，并高度分散和吸附在焦粉的表面和孔隙之中，高效催化燃烧过程；克服了固态添加物需要矿槽、秤量机、皮带输送机等复杂设备的缺点，使用方便、不需要对现有生产流程作任何修改，可以直接喷洒到烧结配料大皮带的薄层焦粉上得以应用；此外，本发明不含氯元素，属于高效环保型添加剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种烧结复合添加剂，尤其涉及一种在冶金行业用于煤焦烧结的复合添加剂。
背景技术
对于钢铁冶金烧结的节能及强化生产而言，除了改进工艺设备和操作工艺外，煤焦的燃烧催化剂技术是实现这一目的的一种有效措施。
中国专利公告号CN 1523123的超低温烧结矿化节能添加剂是粉末剂型添加剂，其组分配比为：10-60％的超低温矿化剂，10-30％的增氧剂，10-40％的熔化剂，10-40％的催化剂、0-30％的成孔剂；按常规方法混合而成。
中国专利公告号CN 1212291所述的为为颗粒状无机混合物添加剂，颗粒直径≤3mm，也是以不溶于水的固态物质为主，其组分配比为：1～5％的KMnO4；30～50％的NaNO3；10～30％的Ba(NO3)2；2～4％的BaCl2；10～30％的工业盐(NaCl)；1～5％的稀土元素；1～3％的Al2O3；15～30％的B2O3；该混合物的用量为烧结燃料用量的1～5％。
中国专利公告号CN 1271780的JST系列添加剂(JST英文全称：WorldClass Quality Interconnection Products注：世界级质量互连产品，为提升档次而冠名)为粉末状无机化合物的固体混合物，其组分配比为：NaCl：15～30％；镧系元素：1～10％；Al2O3：1～5％；硼砂10～30％；KMnO4：1～5％；BaCl2：10～20％；Ba(NO3)2：10～30％；NaNO3：10～20％等，用量为烧结燃料的1～5％。
以上三种添加剂均存在以下不足：一是由于添加剂全部为固态混合，其添加量均超过焦粉量的1％以上，不仅添加量大，还需要矿槽、秤量机、皮带输送机等复杂设备进行添加；二是直接使用硼酸作为矿化剂，会使焦粉的燃烧速率降低，起到钝化作用(负催化作用)，须加大使用量才能有效果；三是现有的添加剂均含有有害的氯元素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水溶液型的复合添加剂，能够提高催化燃烧过程的速率及效率；采用的矿化剂避开其对催化的钝化作用，进而降低烧结固体燃耗以及提高烧结矿的产量及强度；同时复合添加剂不含氯元素，避免了给环境带来污染。
为达到上述目的，本发明提供了一种烧结复合添加剂，由催化助燃剂和烧结矿化剂组成，其组分重量百分比为：
其中，催化助燃剂：硝酸钠1.0～2.5；碳酸钠0.5～1.5；硝酸铈0.2～0.5；
烧结矿化剂：硼砂1.0～1.5；
水95.3～96。
硝酸钠的组分重量百分比优选为：2。
碳酸钠的组分重量百分比优选为：1。
硼砂的组分重量百分比优选为：1.20。
硝酸铈的组分重量百分比优选为：0.3。
所述的烧结复合添加剂在使用时需稀释10倍使用。
以下是本发明主要元素的作用及其限定说明：
硝酸钠1.0～2.5(wt％，以下各元素相同)
硝酸钠的作用在于400-700℃焦粉的催化反应，即焦粉着火点区间的催化，超出2.5％会导致催化过快，使焦粉挥发份过早消失，反而没有效果。低于1.0％则导致催化效果不明显；
碳酸钠0.5～1.5
碳酸钠的作用在于800℃以上焦粉的催化反应，即焦粉剧烈燃烧区间的催化，超出1.5％导致催化过快，使焦粉燃烧的温度无法集中起来加热烧结料。低于0.5％则同样导致催化效果不明显；
硝酸铈0.2～0.5
硝酸铈的作用在于维持本添加剂碱性体系的稳定性，其范围较窄，低于0.2％或超过0.5％将削弱添加剂的作用，导致添加剂与烧结料中其它物料反应：
硼砂1.0～1.5
特殊矿化剂硼砂的作用在于高温催化和矿化，对焦粉燃烧催化作用主要在700℃左右的高温区，硼砂分解成Na2O和B2O3，Na2O起了正催化作用，对焦粉的燃烧速率影响不大，不会导致明显的“负催化作用”，而B2O3正是烧结需要的良好矿化剂。超出1.5％导致明显的“负催化作用”，低于1.0％则矿化作用不够，影响烧结矿质量。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用水溶性烧结复合添加剂，具有添加量小、效果好及成本低的优势，这种液态混合物型添加剂有利于同焦粉混合均匀，并高度分散和吸附在焦粉的表面和孔隙之中，高效催化燃烧过程，同时克服了固态添加物需要矿槽、秤量机、皮带输送机等复杂设备的缺点，使用方便、不需要对现有生产流程作任何修改，可以直接喷洒到烧结配料大皮带的薄层焦粉上得以应用；此外，本发明不含氯元素，属于高效环保型添加剂。
具体实施方式
取硝酸钠、碳酸钠、硝酸铈、硼砂加适量的水经搅拌配制成水溶液型烧结复合添加剂，称硼砂。将该原液稀释10倍作用于焦粉，添加量为每吨焦粉添加硝酸钠1～2.5kg，碳酸钠0.5～1.5kg，硝酸铈0.2～0.5kg，硼砂1.0～1.5kg。
实施例1
实施例1的组分重量百分比：2.5％硝酸钠，1.5％碳酸钠，1.5％硼砂和0.5％硝酸铈以及96％的水进行配比。将该原液稀释10倍作用于焦粉，在烧结锅上进行添加与不添加烧结复合添加剂的比较试验。烧结杯直径为
300mm，其冷却方式为机上冷却。为避免烧结速度过快，在布料过程中进行适当的加料，从而使点火炉内炉膛压力增加，本实施例压料30mm。
表1
| 排矿量(kg) | 成品量(kg) | 烧结率(％) | 返矿率(％) | 成品率(％) | 生产率(t/m2h) | 燃耗(kg/t) | 转鼓(％) | 平均粒度(mm) | |
| 对比例1 | 74.78 | 59.98 | 88.87 | 17.59 | 80.21 | 1.449 | 48.12 | 58.17 | 27.62 |
| 实施例1 | 78.20 | 63.05 | 89.09 | 17.26 | 80.63 | 1.572 | 47.75 | 60.00 | 27.82 |
| 比较 | -0.33 | +0.42 | +0.123 | -0.37 | +1.83 |
如表1所示，实施例1与对比例1相比，在添加烧结复合添加剂和压料30mm条件下，成品率上升0.42个百分点，生产率提高8.49％，烧结矿JIS转鼓指数提高1.83个百分点，固体燃料单耗下降0.37kg。这些数据说明，烧结复合添加剂确实起了催化助燃及矿化作用，提高了烧结矿产质量，是可以强化烧结生产的，但由于采用的各成分配比是本发明的上限，因此原料花费成本较高。
实施例2
取1％硝酸钠，0.5％碳酸钠，1％硼砂，0.2％硝酸铈和95.3％的水搅拌，将该原液稀释10倍作用于焦粉。试验条件同实施例1，其烧结试验结果见表2。压料20mm。
表2
| 排矿量(kg) | 成品量(kg) | 烧结率(％) | 返矿率(％) | 成品率(％) | 生产率(t/m2h) | 燃耗(kg/t) | 转鼓(％) | 平均粒度(mm) | |
| 对比例2 | 74.78 | 59.98 | 88.87 | 17.59 | 80.21 | 1.449 | 48.12 | 58.17 | 27.62 |
| 实施例2 | 76.40 | 61.58 | 87.97 | 17.07 | 80.60 | 1.527 | 48.39 | 58.17 | 27.68 |
| 比较 | +0.39 | +0.078 | +0.27 | 0.00 |
由表2可以看出，与基准期相比，在条件下，成品率和生产率略有提高，烧结矿JIS转鼓指数持平，固体燃料单耗上升0.27kg。这些数据说明，烧结复合添加剂2还可以起作用，提高了烧结的产质量，但由于催化剂用量处于下限，催化作用偏弱，固体燃料单耗上升。该实例证明烧结复合添加剂2已经是配方的下限，各组分再降低，则催化和矿化作用效果都不明显。
实施例3：
采用2％硝酸钠，1％碳酸钠，1.20％硼砂，0.3％硝酸铈与95.5％的水搅拌混合，并将该原液稀释10倍。将复合添加剂3在烧结机(烧结面积495m2)上进行工业性试验。压料30mm。其工业性试验主要指标数据见表3。
表3
| 排矿量(kg) | 成品量(kg) | 烧结率(％) | 返矿率(％) | 成品率(％) | 生产率(t/m2h) | 燃耗(kg/t) | 转鼓(％) | 平均粒度(mm) | |
| 对比例3 | 1000 | 671.10 | 84.44 | 26.32 | 73.81 | 1.378 | 50.85 | 75.59 | 23.98 |
| 实施例3 | 1000 | 680.37 | 84.00 | 24.83 | 75.17 | 1.408 | 50.92 | 75.52 | 24.75 |
| 比较 | +1.36 | +0.03 | +0.07 | -0.07 |
从表3可以看出，与基准期相比，成品率提高了1.36％，生产率提高幅度达到2.17％，烧结矿主要的质量和消耗指标均与基准期持平，烧结矿平均粒度明显增大，表明添加剂使用后，结块效果明显。
在烧结机上应用本发明的烧结复合添加剂所产生的年综合经济效益达到1420万元。该烧结复合添加剂是基于常规烧结方法状态下开发的添加剂，适用于任何采取常规烧结方法的烧结机。
Claims (6)
1.一种烧结复合添加剂，由催化助燃剂和烧结矿化剂和水组成，其特征在于，其组分重量百分比为：
催化助燃剂：
硝酸钠1.0～2.5；
碳酸钠0.5～1.5；
硝酸铈0.2～0.5；
烧结矿化剂：
硼砂1.0～1.5；
水95.3～96。
2.如权利要求1所述的烧结复合添加剂，其特征在于：硝酸钠的组分重量百分比为2。
3.如权利要求1所述的烧结复合添加剂，其特征在于：碳酸钠的组分重量百分比为1。
4.如权利要求1所述的烧结复合添加剂，其特征在于：硼砂的组分重量百分比为1.2。
5.如权利要求1所述的烧结复合添加剂，其特征在于：硝酸铈的组分重量百分比为0.3。
6.如权利要求1～5之一所述的烧结复合添加剂，其特征在于：该烧结复合添加剂在使用时需稀释10倍使用。
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