CN101509067A - 一种铁矿粉烧结用复合添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁矿粉烧结用复合添加剂及其制备方法。其技术方案是：以30～50wt％的助燃剂、15～25wt％的增氧剂、3～10wt％的强化剂、10～20wt％的催化剂、5～10wt％的粗稻壳、5～10wt％的氟化钙、2～5wt％的SHN球团粘结剂和5～10wt％的硼酐为原料，将上述原料搅拌均匀即可。本发明具有制备工艺简单、成本低的特点，制备的复合添加剂用于铁矿粉烧结使垂直烧结速度提高12％以上，成品率提高4％以上，转鼓指数提高5％以上，烧结矿铁品位提高1～1.5个品位，降低燃料消耗10％以上，还可减少SO₂的排放，且不含K、Na等对高炉生产有害的物质。故本发明能提高烧结料层透气性、加快成矿过程的燃烧速度和反应速度，提高烧结矿产量和质量。

Description

一种铁矿粉烧结用复合添加剂及其制备方法

技术领域

本发明属于冶金铁矿粉烧结技术领域。具体涉及一种铁矿粉烧结用复合添加剂及其制备方法。

背景技术

铁矿粉烧结是一个包含复杂的物理化学反应的成矿过程，既有在低温下的固相反应和新相生成，又有在高温下的粘结相和液相生成的过程，还有在冷却过程中形成的冷凝、再结晶和相变过程。因此，影响烧结成矿和固结的因素很多，如矿种、配料组合、原燃料粒度、混合料水分、碱度、燃料添加量、点火温度、烧结负压、料层高度和冷却方式等。

随着钢铁行业的迅猛发展，资源与能源日趋紧张，已成为目前冶金行业面临的首要问题。为降低生产成本，适应日趋激烈的国内外市场竞争，再加上近年来，国家对环保和节能方面的要求及标准不断提高，各钢铁企业都已将节能、降耗、环保作为生产发展的重大战略措施。而烧结生产是钢铁工业的重要环节，近年来，我国高炉大型化，高炉对烧结矿质量、性能的要求不断提高，提高烧结质量、性能指标的压力也在不断增大。因此，改善烧结矿质量、降低烧结能耗以及减少有害气体排放也应当受到高度重视。

为此，近年来，为了提高烧结生产的技术经济指标，国内一些高校、研究院所和企业开发了多种烧结添加剂。根据国内部分烧结厂进行的工业试验情况，这些烧结添加剂在提高烧结矿的强度和产量以及降低能耗方面有一定效果，但还存在一些未解决的问题，如：有些添加剂的化学成分为：氧化剂有硝酸钠(NaNO₃)、高锰酸钾(KMnO₄)、硝酸钾(KNO₃)等；催化剂有氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、碳酸钠(NaCO₃)等；氧化锌(ZnO)、硼酸钠(NaB₄O₇ 10H₂O)等；粘结剂有膨润土等，这些化学组成中大部分含有对高炉冶炼有害的K、Na、Zn、Si、Al等元素，甚至含有对环境会产生不良影响的物质，这些物质随烧结矿带入高炉，在炉内循环富集，对高炉炉衬寿命和技术经济指标有很大的不利影响。

发明内容

本发明旨在克服上述技术缺陷，目的是提供一种工艺简单、成本低的铁矿粉烧结用复合添加剂的制备方法；用该方法制备的复合添加剂不仅能提高烧结料层的透气性、加快成矿过程的燃烧速度和反应速度、提高烧结矿产量和质量、节约燃耗，且可减少SO₂的排放、对高炉生产和环境无不利影响。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：以30～50wt％的助燃剂、15～25wt％的增氧剂、3～10wt％的强化剂、10～20wt％的催化剂、5～10wt％的粗稻壳、5～10wt％的氟化钙、2～5wt％的SHN球团粘结剂和5～10wt％的硼酐为原料，然后将上述原料进行混合，搅拌均匀即可。

在本发明的技术方案中：助燃剂或为细稻糠、或为橡胶粉、或为细稻糠与橡胶粉的混合物，粒度为0～1mm；增氧剂或为硝酸铵、或为硝酸胍、或为硝酸铵与硝酸胍的混合物，粒度≤60目；强化剂为石墨与氧化铈的混合物，粒度<100目，其中：石墨为50～70wt％，氧化铈为30～50wt％；催化剂为二氧化锰与二茂铁的混合物，粒度<100目，其中：二氧化锰为60～80wt％，二茂铁为20～40wt％；粗稻壳粒度为1～3mm；氟化钙粒度≤60目；硼酐粒度≤60目；粘结剂SHN球团粘结剂为江西萍乡科华新材料有限公司按照“一种球团矿添加剂”(CN03114339.3)专利技术生产的销售产品。

由于采用上述技术方案，本发明的制备方法具有工艺简单、成本低的优点。所制备的复合添加剂具有如下技术特点：

1.改善混合料制粒，提高烧结料层透气性

本添加剂采用了SHN球团粘结剂和粗稻壳，这两种物质对混合料均有很好的成球效果。SHN球团粘结剂在混合料中水分的作用下开始溶解成胶体状，产生粘性，能使细粒物料粘结在大颗粒物料上或使细粒物料之间粘结成团，改善了混合料粒度；粗稻壳可作为细粒物料的成球核心骨架，也改善混合料的制粒，同时可使烧结料层保持疏松，提高了烧结料层的透气性。

2.降低固体燃料消耗同时也降低FeO含量

本添加剂中含有助燃剂、增氧剂、催化剂、强化剂等物质，这些物质共同作用，能降低烧结过程中的固体燃料消耗，同时也使烧结矿中FeO含量同步降低。其中所含助燃剂是属于高热值的易燃物质，较容易燃烧，能帮助快速引燃混合料中的固体燃料，而且也能为烧结过程补充部分热量；增氧剂在高温下分解放出氧气，为烧结过程提供充足的氧量，有助于固体燃料的充分燃烧，同时使部分Fe₃O₄和FeO氧化成Fe₂O₃放热，这不但能降低燃料消耗，还使烧结矿中FeO也同步降低；所含助熔剂可降低烧结混合料中金属氧化物的熔点，使烧结总热量需求降低；催化剂对固体燃料的气化燃烧有催化裂解作用，能加速固体燃料的充分快速燃烧，使得能源得到充分利用；强化剂能强化烧结化学反应的放热，也能为烧结过程提供一定的化学能。在固体燃耗降低同时，可相应多配加铁矿，使铁品位也得到提高。

3.提高烧结矿强度，抑制低温还原粉化率

添加剂中所含的增氧剂和以硼酐为晶核剂能使部分Fe₃O₄和FeO氧化成Fe₂O₃，提高了Fe₂O₃和CaO接触反应几率，抑制了烧结过程中2CaO·SiO₂不良晶型转变，促进烧结矿主要粘结项SFCA形成，提高了烧结矿的强度和抑制低温还原粉化。

4.提高垂直烧结速度，增加产量

添加剂中所含的粘结剂和核心剂改善了混合料制粒，提高了烧结料层的透气性，而助燃剂、增氧剂、催化剂、强化剂和以氟化钙为助熔剂等物质的作用提高了燃料的燃烧速度和燃烧效率，在两者的同时作用下，烧结废气的热传递速度和烧结速度加快，提高了垂直烧结速度，烧结机利用系数也同步提高，增加了产量。

5.改善环境质量

固体燃料的燃烧是生成含有SO₂、CO₂、NO_x等有害气体的根源，由于该添加剂能明显降低烧结生产的固体燃耗，而固体燃耗的降低能使SO₂、CO₂、NO_x等的排放量同步降低，所以烧结过程中使用这种添加剂能显著降低废气中有害气体的排放量，能减轻对环境造成的污染，具有很大的社会效益。

6.不含K、Na等对高炉生产有害的物质

本发明制备的复合添加剂所用原料中不含K、Na等对高炉生产有害的物质，有利于其在生产中推广使用。

因此，本发明具有工艺简单、成本低的优点；制备的复合添加剂用于铁矿粉烧结使垂直烧结速度提高12％以上，成品率提高4％以上，转鼓指数提高5％以上，烧结矿铁品位提高1～1.5个品位，降低燃料消耗10％以上，还可减少SO₂的排放，且不含K、Na等对高炉生产有害的物质。故能提高烧结料层透气性、加快成矿过程的燃烧速度和反应速度，提高烧结矿产量和质量、节约燃耗，且可减少SO₂的排放、对高炉生产和环境无不利影响。。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步描述，并非对保护范围的限制。

实施例1

一种铁矿粉烧结用复合添加剂及其制备方法。以30～40wt％的助燃剂、17～25wt％的增氧剂、7～10wt％的强化剂、14～20wt％的催化剂、5～7wt％的粗稻壳、8～10wt％的氟化钙、2～3wt％的SHN球团粘结剂和6～10wt％的硼酐为原料，将上述原料混合，搅拌均匀。

本实施例中：助燃剂或为细稻糠、或为橡胶粉、或为细稻糠与橡胶粉的混合物，粒度为0～1mm；增氧剂或为硝酸铵、或为硝酸胍、或为硝酸铵与硝酸胍的混合物，粒度≤60目；强化剂为石墨与氧化铈的混合物，粒度<100目，其中：石墨为50～70wt％，氧化铈为30～50wt％；催化剂为二氧化锰与二茂铁的混合物，粒度<100目，其中：二氧化锰为60～80wt％，二茂铁为20～40wt％；粗稻壳粒度为1～3mm；氟化钙粒度≤60目；硼酐粒度≤60目；粘结剂SHN球团粘结剂为江西萍乡科华新材料有限公司按照“一种球团矿添加剂”(CN03114339.3)专利技术生产的销售产品。

本实施例所制备的复合添加剂用于混匀矿烧结，其试验结果如表1。

表1

 

添加量	混合料中-2mm粒级百分数(％)	V垂(mm/min)	成品率(％)	转鼓指数(％)	配煤量(％)	烧结矿铁品位(％)
							0	26.28	22.43	68.25	69.05	5.8	55.73
0.3	25.53	24.13	69.46	71.87	5.4	56.39
							0.4	24.58	25.15	70.99	72.65	5.1	56.85
0.5	19.83	28.04	71.11	73.22	4.9	56.94
							0.6	16.06	28.26	71.48	73.91	4.8	57.18

实施例2

一种铁矿粉烧结用复合添加剂及其制备方法。以40～50wt％的助燃剂、15～20wt％的增氧剂、3～7wt％的强化剂、10～16wt％的催化剂、7～10wt％的粗稻壳、5～8wt％的氟化钙、3～5wt％的SHN球团粘结剂和5～8wt％的硼酐为原料，将上述原料混合，搅拌均匀。

其余同实施例1。

本实施例所制备的复合添加剂用于铁精矿烧结，其试验结果如表2。

表2

 

添加量(％)	混合料中-2mm粒级百分数(％)	V垂mm/min	成品率(％)	转鼓指数(％)	配煤量(％)	烧结矿铁品位(％)
							0	56.6	14.43	47.79	68.62	6.2	56.10
0.3	51.32	16.14	58.62	69.99	5.8	56.72
							0.4	42.39	18.95	64.62	73.11	5.5	57.21
0.5	36.14	19.98	68.91	73.18	5.3	57.43
							0.6	25.2	21.83	69.33	73.36	5.2	57.55

以添加量为0.5％为例，由表1、表2可看出，用于铁矿粉烧结能提高垂直烧结速度25％以上，提高成品率4％以上、提高转鼓指数6％以上，而且还能提高烧结矿铁品位1～1.5个品位，同时还可降低燃耗15％以上。

通过本具体实施方式可以看出，该添加剂在实际生产中具有很好的应用效果，添加剂的使用能改善混合料制粒，提高烧结料层的透气性；能加快成矿过程的燃烧速度和反应速度，使垂直烧结速度得到提高；能提高烧结矿的产量、提高烧结矿强度，抑制低温还原粉化率，降低FeO含量；可降低固体燃料消耗，节约能源，同时减少SO₂的排放，保护环境；不含K、Na等对高炉生产有害的物质。

Claims (8)

1、一种铁矿粉烧结用复合添加剂的制备方法，其特征在于以30～50wt％的助燃剂、15～25wt％的增氧剂、3～10wt％的强化剂、10～20wt％的催化剂、5～10wt％的粗稻壳、5～10wt％的氟化钙、2～5wt％的SHN球团粘结剂和5～10wt％的硼酐为原料，将上述原料混合，搅拌均匀。

2、根据权利要求1所述的铁矿粉烧结用复合添加剂的制备方法，其特征在于所述的助燃剂或为细稻糠、或为橡胶粉、或为细稻糠与橡胶粉的混合物，粒度为0～1mm。

3、根据权利要求1所述的铁矿粉烧结用复合添加剂的制备方法，其特征在于所述的增氧剂或为硝酸铵、或为硝酸胍、或为硝酸铵与硝酸胍的混合物，粒度≤60目。

4、根据权利要求1所述的铁矿粉烧结用复合添加剂的制备方法，其特征在于所述的强化剂为石墨与氧化铈的混合物，粒度<100目，其中：石墨为50～70wt％，氧化铈为30～50wt％。

5、根据权利要求1所述的铁矿粉烧结用复合添加剂的制备方法，其特征在于所述的催化剂为二氧化锰与二茂铁的混合物，粒度<100目，其中：二氧化锰为60～80wt％，二茂铁为20～40wt％。

6、根据权利要求1所述的铁矿粉烧结用复合添加剂的制备方法，其特征在于所述的粗稻壳粒度为1～3mm；氟化钙粒度≤60目；硼酐粒度≤60目。

7、根据权利要求1所述的铁矿粉烧结用复合添加剂的制备方法，其特征在于所述的SHN球团粘结剂为江西萍乡科华新材料有限公司按照“一种球团矿添加剂”(CN03114339.3)专利技术生产的产品。

8、根据权利要求1～7项中任一项所述的铁矿粉烧结用复合添加剂的制备方法所制备的铁矿粉烧结用复合添加剂。