CN100594241C - 一种降低高钛型高炉渣粘度的添加剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高钛型高炉渣的添加剂及其制备方法，属于炼铁冶金技术领域。本发明所要解决的技术问题是提供一种降低高钛型高炉渣粘度的添加剂，该添加剂以硅石粉、萤石粉和玻璃粉为原料混匀，加入水溶性粘结剂混匀，压制成形并烘干制得；所述原料按重量比计为硅石粉10份，萤石粉1～5份，玻璃粉1～7份。高炉出铁过程中，将本发明的添加剂添加至高炉主沟中，利用高炉渣和铁水的热量熔化添加剂，使其与高炉渣充分反应，改变高炉渣的化学成分，降低高炉渣熔点和流动性，以达到降低主沟内炉渣含铁量的目的。

Description

一种降低高钛型高炉渣粘度的添加剂及其制备方法
技术领域
本发明属于炼铁冶金技术领域，涉及降低高炉渣粘度的添加剂，特别涉及用于降低高钛型高炉冶炼炉渣粘度的添加剂及其制备方法。
背景技术
由于高钛型钒钛矿高炉冶炼具有冶炼控制温度窄，产生的炉渣TiO2含量高，炉渣熔化温度高，熔化区间窄，粘度大，温度对炉渣的性能影响大等特点，导致在高炉出铁过程中，铁水与炉渣分离差，渣中金属铁含量在炉温高或炉况异常时达5％以上。
目前对于改善高钛型高炉渣流动性及渣铁分离主要采用在高炉内添加MnO、MgO、CaF2等，但这些添加剂对于高炉的冶炼过程影响较大，同时对所使用资源的质量要求较高，成本高，连续加入时影响高炉技术经济指标，通常在炉况异常时才向高炉炉内添加。
研究表明高炉渣中所含铁量的60％是由主沟中的炉渣带出的，因此开发一种低成本添加剂以改善高炉主沟中的渣铁分离效果是解决问题的方法之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种降低高钛型高炉渣粘度的添加剂。
本发明通过以下技术方案来解决上述技术问题：降低高钛型高炉渣粘度的添加剂，以硅石粉、萤石粉和玻璃粉为原料混匀，加入水溶性粘结剂混匀，压制成形并烘干制得；所述原料按重量比计为硅石粉10份、萤石粉1～5份和玻璃粉1～7份。
原料按重量比计优选为硅石粉10份，萤石粉4份，玻璃粉6份，化学成分按重量百分比计含有75％＞SiO2＞70％、15％＞CaF2＞14％、5％＞Na2O＞4％。
进一步的，降低高钛型高炉渣粘度的添加剂中还可加入高镁灰，以高镁灰、硅石粉、萤石粉和玻璃粉配为原料混匀，加入水溶性粘结剂混匀，压制成型并烘干；原料按重量比计为：硅石粉10份、萤石粉1～5份、玻璃粉1～7份和高镁灰4～8份。
原料按重量比计优选为硅石粉10份、萤石粉2份、高镁灰6份和玻璃粉2份，化学成分按重量百分比计含有17％＞CaO＞15％、60％＞SiO2＞55％、12％＞MgO＞10％、7％＞CaF2＞6％、2％＞Na2O＞1％。
为了使添加剂与高炉渣反应均匀，原料中粒度-150目的颗粒含量大于50％时较佳。
所述水溶性粘结剂为水玻璃或高分子树脂。
本发明的降低高钛型高炉渣粘度的添加剂的理化性能参数为：本发明添加剂成品水分≤0.5％，含粉率(粒度＜1mm所占比例)＜1％，抗压强度＞0.3Mpa，半球点熔化性温度＜1240℃，1400℃时粘度＜0.8pa.s。
其中，玻璃粉末为无定型硬质颗粒，生产中使用原料为PbO、SiO2、TiO2等电子级原料混匀后，在高温进行固相反应，形成无序结构的玻璃均质体，化学性质稳定，表达其化学组成时通常折合成氧化物形式，如：PbO、SiO2等。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供制备所述降低高钛型高炉渣粘度的添加剂的方法。
降低高钛型高炉渣粘度的添加剂的制备方法如下：
a、检测原料的化学成分；
b、将原料破碎至过-150目筛；
c、根据添加剂化学成分所需的条件，计算各个原料的重量；
d、按比例称取上述原料混匀，用水溶性粘结剂粘结，压制成型。
其中步骤d具体为：
①配制浓度20％～30％的粘结剂水溶液；
②向原料加入原料重量8％～10％步骤①所述的粘结剂水溶液，混匀并倒入模具中压制成型；
③脱模后于200～400℃用烟气(如隧道窑烟气)烘干。
步骤d中模具形状为长条形、圆形、方形、菱形等形状；优选为长条形，压制出的添加剂为长条状。添加剂这样处理后不会造成粉尘污染，还可以避免添加剂被冲走使其利用不完全。
本发明降低高钛型高炉渣粘度的添加剂应用于高炉出铁过程中用量为高炉铁口放渣重量的3％(铁口放1罐渣，约30t计)。
本发明降低高钛型高炉渣粘度的添加剂成品水分≤0.5％，含粉率(粒度小于1mm的粉末所占比例)＜1％，平均抗压强度＞0.3Mpa，半球点熔化温度＜1240℃，1400℃时粘度＜0.8pa.s。
高炉出铁过程中，将本发明的添加剂添加至高炉主沟中，利用高炉渣和铁水的热量熔化棒状添加剂，使其与高炉渣充分反应，改变高炉渣的化学成分，降低高炉渣熔点和流动性，以达到降低主沟内炉渣含铁量的目的。
相比现有技术，本发明的降低高钛型高炉渣粘度的添加剂具有以下特点：
1、采用在高炉主沟内加入添加剂的方式不影响高炉的原燃料质量和高炉冶炼制度(采用炉外添加是不影响炉内原燃料质量的)；
2、本发明添加剂所用的原料成本低，所使用的硅石仅100元/吨左右，萤石粉为高炉用块状萤石的筛下粉料，高镁灰价格稍高，本发明添加剂成本约700元/t，为市场上用苏打粉和粘土制成的添加剂成本的一半；
3、采用长条状等方式加入高炉主沟不会造成粉尘污染，同时克服了粉剂直接加入时反应还未完成便被冲走的缺点；
4、降低高炉渣的熔化性温度，研究表明采用本发明的添加剂可降低高钛型高炉渣熔化性温度8～10℃；
5、改善高炉渣粘度和渣铁分离，试验表明应用本发明添加剂的高炉渣与未添加添加剂的高炉渣在同等试验条件下放入高温碳管炉内(N2气体保护，1420℃温度下)恒温5分钟取出，应用本发明添加剂的高炉渣金属铁含量下降3.5～4.3个百分点，粘度测试表明：应用本发明添加剂的高炉渣＞1400℃时粘度0.5-0.8pa·s，未添加添加剂的高炉渣＞1400℃时粘度为＞1.0pa·s。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的阐述。实施例仅用于说明本发明，而不是以任何方式来限制本发明。
以下实施例采用的原料如下：
添加剂选用的硅石粉，其化学成分为：
硅石粉，其化学成分为：SiO2＞80％，粒度-150网目含量＞50％；
萤石粉，其化学成分为：CaF2＞60％，粒度-150网目含量＞50％；
玻璃粉，其化学成分为：Na2O＞15％，SiO2＞70％，粒度-150网目含量＞50％；
高镁灰，其化学成分为：CaO＞50％，MgO＞35％，粒度-150网目含量＞50％。
实施例1
称取原料硅石粉50公斤、萤石粉20公斤、玻璃粉30公斤用球磨机磨至-150目混匀，得到的添加剂的化学成分(重量百分比)为：(SiO2＝75.0％，Na2O＝4.5％，CaF2＝14.7％)，添加8公斤水玻璃(水玻璃浓度为20％-30％)混匀，用φ100×500mm模具浇注，用液压机在0.5MPa压力下压制成棒状，在隧道窑内用烟气在200℃温度下烘干，得到的成品理化性能为：水分0.4％，含粉率(＜1mm)0.6％，平均抗压强度＝0.32Mpa，半球点熔化性温度＝1233℃，1400℃时粘度＝0.5pa.s。
将上述添加剂按重量比3％的比例与高炉渣混匀作为试验样，高炉渣作为基准样，在同等试验条件下放入高温碳管炉内(N2气体保护，1420℃温度下)恒温，试验结束后试验样底部有大块金属铁沉积，而基准样则无。化学分析表明，基准样金属铁含量4.3％，试验样金属铁含量0.1％，试验样金属铁含量下降4.2个百分点。粘度测试表明：基准样粘度＞1.0pa·s(＞1400℃时)，试验样粘度为0.5～0.6pa·s(在＞1400℃时)。
实施例2
称取原料硅石粉50公斤、萤石粉18公斤、玻璃粉32公斤用球磨机磨至-150目混匀，得到的添加剂的化学成分(重量百分比)为：(SiO2＝75.3％，Na2O＝4.6％，CaF2＝14.4％)，添加10公斤水玻璃(水玻璃浓度为20％-30％)混匀，用φ100×500mm模具浇注，用液压机在0.5MPa压力下压制成棒状，在隧道窑内用烟气在300℃温度下烘干，得到的成品理化性能为：水分＝0.5％，含粉率(＜1mm)＝0.6％，平均抗压强度＝0.35Mpa，半球点熔化性温度＝1234℃，1400℃时粘度＝0.6pa.s。
将上述添加剂按重量比3％的比例与高炉渣混匀作为试验样，高炉渣作为基准样，在同等试验条件下放入高温碳管炉内(N2气体保护，1420℃温度下)恒温，试验结束后试验样底部有大块金属铁沉积，而基准样则无。化学分析表明，基准样金属铁含量4.3％，试验样金属铁含量无，试验样金属铁含量下降4.3个百分点。粘度测试表明：基准样粘度＞1.0pa·s(＞1400℃时)，试验样粘度为0.5～0.6pa·s(在＞1400℃时)。
实施例3
称取原料高镁灰30公斤、硅石粉50公斤、萤石粉10公斤、玻璃粉10公斤，将原料混匀，得到的添加剂的化学成分(重量百分比)为：(CaO＝15.6％，SiO2＝59.6％，MgO＝11.1％，CaF2＝7.1％，Na2O＝1.5％)，添加8公斤水玻璃(水玻璃浓度为20％-30％)混匀，用φ100×500mm模具浇注，用液压机在0.5MPa压力下压制成棒状，在隧道窑内用烟气在400℃温度下烘干，得到的成品理化性能为：水分＝0.4％，含粉率(＜1mm)＝0.8％，平均抗压强度＝0.32Mpa，半球点熔化性温度＝1236℃，1400℃时粘度＝0.8pa.s。
将上述添加剂按重量比3％的比例与高炉渣混匀作为试验样，高炉渣作为基准样，在同等试验条件下放入高温碳管炉内(N2气体保护，1420℃温度下)恒温，试验结束后试验样底部有大块金属铁沉积，而基准样则无。化学分析表明，基准样金属铁含量4.3％，试验样金属铁含量0.7％，试验样金属铁含量下降3.6个百分点。粘度测试表明：基准样粘度＞1.0pa·s(＞1400℃时)，试验样粘度为0.7～0.8pa·s(在＞1400℃时)。
实施例4
称取原料高镁灰30公斤、硅石粉50公斤、萤石粉9公斤、玻璃粉11公斤，将原料混匀，得到的添加剂的化学成分(重量百分比)为：(CaO＝15.9％，SiO2＝60.0％，MgO＝11.0％，CaF2＝7.0％，Na2O＝1.8％)，添加10公斤水玻璃(水玻璃浓度为20％-30％)混匀，用φ100×500mm模具浇注，用液压机在0.5MPa压力下压制成棒状，在隧道窑内用烟气在300℃温度下烘干，得到的成品理化性能为：水分＝0.4％，含粉率(＜1mm)＝0.6％，平均抗压强度＝0.35Mpa，半球点熔化性温度＝1236℃，1400℃时粘度＝0.7pa.s。
将上述添加剂按重量比3％的比例与高炉渣混匀作为试验样，高炉渣作为基准样，在同等试验条件下放入高温碳管炉内(N2气体保护，1420℃温度下)恒温，试验结束后试验样底部有大块金属铁沉积，而基准样则无。化学分析表明，基准样金属铁含量4.3％，试验样金属铁含量0.7％，试验样金属铁含量下降3.6个百分点。粘度测试表明：基准样粘度＞1.0pa·s(＞1400℃时)，试验样粘度为0.7～0.8pa·s(在＞1400℃时)。

Claims (8)

1.降低高钛型高炉渣粘度的添加剂，其特征在于：它是以硅石粉、萤石粉和玻璃粉为原料混匀，用水溶性粘结剂粘结原料压制成型并烘干制得；所述原料按重量比计为硅石粉10份、萤石粉1～5份和玻璃粉1～7份。
2.根据权利要求1所述的降低高钛型高炉渣粘度的添加剂，其特征在于：所述原料按重量比计为：硅石粉10份、萤石粉4份和玻璃粉6份。
3.根据权利要求1所述的降低高钛型高炉渣粘度的添加剂，其特征在于：所述水溶性粘结剂为水玻璃或高分子树脂。
4.根据权利要求1所述的降低高钛型高炉渣粘度的添加剂，其特征在于：原料中还加入高镁灰，原料配比按重量比计为：硅石粉10份、萤石粉1～5份、玻璃粉1～7份和高镁灰4～8份。
5.根据权利要求4所述的降低高钛型高炉渣粘度的添加剂，其特征在于：原料按重量比计为：硅石粉10份、萤石粉2份、玻璃粉2份和高镁灰6份。
6.权利要求1～5任一项所述的降低高钛型高炉渣粘度的添加剂的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：
a、检测原料的化学成分；
b、将原料破碎至过-150目筛；
c、根据添加剂化学成分所需的条件，计算各个原料的重量；
d、按比例称取上述原料混匀，用水溶性粘结剂粘结，压制成型。
7.根据权利要求6所述的降低高钛型高炉渣粘度的添加剂的制备方法，其特征在于：所述步骤d为：
①配制浓度20％～30％的粘结剂水溶液；
②向原料加入原料重量8％～10％步骤①所述的粘结剂水溶液，混匀并倒入模具中压制成型；
③脱模后于200～400℃烘干即得。
8、根据权利要求7所述的降低高钛型高炉渣粘度的添加剂的制备方法，其特征在于：步骤②模具形状为长条形、圆形、方形或菱形。
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