CN101613798A - 炼铁添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种炼铁添加剂，它是由下述重量配比的原料制成的：硼泥∶氧化钙＝60－120∶5－40。在烧结和球团配料中添加本发明的炼铁添加剂可以使高炉稳定顺行、产量提高，最高达到6％；焦比降低，最多达35kg/t铁；生铁质量提高，含硫量降低，一级品率升高；渣铁热量充沛、流动性好；使铁水在渣铁沟和铁水罐凝铁数量减少，金属铁消耗量降低；出铁放渣操作变易，炉前工人劳动强度减轻；石灰石等辅助材料消耗量减少；瓦斯灰吹出量减少。

Description

炼铁添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种钢铁冶炼过程中在烧结和球团配料中添加的炼铁添加剂及其制备方法。

背景技术

目前钢铁企业在烧结过程中基本上是使用硼酸、磷肥、助燃剂、烧结剂，这些添加剂或是单一单效，或是复合粗制低效，直接影响着炼铁的综合收益。而且目前国内硼工业生产中的环境污染比较严重，仅碳碱法加工硼铁矿生产硼砂产生的硼泥量一年就达100-120万吨，硼泥的堆存处置不仅占用大量土地，而且会使堆场附近的土壤碱化并引起硼的迁移转化，造成环境污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以硼泥和氧化钙为原料的炼铁添加剂，利用该添加剂能够提高产量、焦比降低、提高炼铁质量。

本发明要解决的另一个技术问题是提供炼铁添加剂的制备方法。

为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案是：

炼铁添加剂，是由下述重量配比的原料制成的：硼泥∶氧化钙＝60-120∶5-40。

所述的炼铁添加剂，是由下述重量配比的原料制成的∶硼泥∶氧化钙＝100∶20。

制备炼铁添加剂的方法是：按上述比例取上述原料混合均匀后进行粉碎，粉碎后的粒度为-200网目粒级量大于70％。

本发明所具有的优点与效果是：

1、在烧结和球团配料中添加本发明的炼铁添加剂可以使高炉稳定顺行、产量提高，最高达到6％；焦比降低，最多达35kg/t铁；生铁质量提高，含硫量降低，一级品率升高；渣铁热量充沛、流动性好；使铁水在渣铁沟和铁水罐凝铁数量减少，金属铁消耗量降低；出铁放渣操作变易，炉前工人劳动强度减轻；石灰石等辅助材料消耗量减少；瓦斯灰吹出量减少。

2、本发明炼铁添加剂是以化工厂用硼镁石和硼镁铁矿石为原料制取硼砂或硼酸的残余物硼泥为原料，解决了硼泥污染环境的问题。硼泥中含有2-4.5％的B₂O₃，20-45％的MgO，含TFa、MgO、CaO、B₂O₃等对炼铁有用矿物之和超过50％，含SiO₂和Al₂O₃之和为20-25％，只有膨润土的1/3左右。硼镁石和硼镁铁矿石经过高温焙烧矿物结构发生变化、脱去结晶水，形成疏松多孔的物质，使用硼泥具有较高的化学活性。硼泥的PH值为9.8，呈碱性。硼泥粉的干堆比重为1210-1260kg/m³；湿堆比重为1580-1780kg/m³；比重2.85-2.93。硼泥的比表面积为3500-3900cm/g，具有良好的可塑性和粘结性，成球性良好，成球性指数K＝0.51-0.61。本发明添加剂粒度细，使用时既不会粘结料仓和堵下料嘴，也不会发生粉尘飞扬和穿箭现象，可以做到均匀、稳定、顺畅的进行配料操作，且不污染环境。

3、硼泥中含有2-4.5％的B₂O₃和20-45％的MgO，是球团矿B₂O₃的来源，也是MgO的来源，在球团配料中加入本发明炼铁添加剂后可以显著提高球团矿冷强度，同时转鼓指和抗压强度也有所提高；还可以改善球团矿的化学成分，二元、三元或四元碱度均可提高，MgO含量增加更为显著；改善球团矿的冶金性能，开始软化温度升高，软化温度区间缩短，软熔性改善；低温还原粉化率降低；还原性改善；还原膨胀减轻；球团矿固结改善，抗风化性和贮存性能显著变好，有利于长途运输和过冬贮存；改善球团生产工艺过程：①降低焙烧温度，降低值均大于50℃，最高为70-100℃，故可使熔剂性球团矿和MgO质酸性球团矿的生产易于实现；减少焙烧球团矿的热量消耗，既可节省燃料消耗，又可提高焙烧设备的生产能力，并可减轻高温气流和料流对设备的烧损，保护设备，延长使用寿命。②扩大球团的焙烧温度区间，使焙烧操作变易，可减少欠烧球和过熔块产生，球团矿质量均匀性改善。③炉况顺行、产量提高，返矿量减少。④粉末产生和吹出量减少，既可减少铁精矿损失，又可改善工人操作环境，并可减轻废气流对除尘系统设备的磨损。

本发明炼铁添加剂在球团矿中的作用机理是：

①B₂O₃熔性很低，且可与多数氧化物生成低熔点的化合物或固熔体，使粘结相的熔点和粘度降低，促使在相同的温度下液相较早的生成和生成量增加，增强了粘结作用，提高了球团矿的强度。

②由于B₂O₃加入生成了熔点低、流动性好的液相，促进了铁酸钙生成和赤铁矿晶粒长大聚合、发育良好，使球团矿强度提高。

③本发明添加剂中的MgO含量较高，可使球团矿MgO含量增加，从而改善了球团矿的软熔性。

④B₂O₃熔点很低，且可与多数氧化物生成低熔点的复杂化合物或固熔体，虽然球团矿中B₂O₃含量很低，但由于其分散性和熔解性很好，分散面积很大，可扩大30-60倍，高温下迅速分散铁矿晶粒周围和渣相中，在某些微区达到较高浓度产生液相核心，并起到以下作用：促使晶粒重新排列，以达到较高的紧密度；作为物质传递的通道，加速反应；离子半径很小(B0.1A)的硼离子熔入其它晶格，促使发生畸变，能量升高、晶格活化、反应的活化能降低。

4、在在烧结配料中加入本发明的炼铁添加剂后可以改善混合料制粒效果，提高料层透气性，强化烧结过程、增加烧结机产量；抑制烧结矿风化、自然粉化率降低；烧结矿机械强度提高，转鼓指数升高，筛分指数降低；烧结矿粒度组成改善，＜5mm粒级减少，10-25mm粒级增加，粒度组成趋向均匀；烧结矿冶金性能改善：①软化开始温度升高，软化温度区间缩短，软熔性改善；②低温还原粉化率降低；③还原性改善。烧结成矿率提高，返矿量减少；粉末产生和飞扬量减少，可减少铁精矿损失和改善工人操作环境；燃料消耗量降低；烧结矿的MgO含量增加。

本发明炼铁添加剂在烧结矿中的作用机理是：

①硼是结晶化学稳定剂中最典型的元素之一，它抑制β-2CaO·SiO₂晶型转变的作用最强，且用量最少。烧结矿中含硼量为0.006-0.01％可抑制烧结矿的风化，本发明炼铁添加剂在烧结过程中B离子(半径很小，为0.1A)很容易进入正硅酸钙的晶体中，使β-2CaO·SiO₂稳定，在冷却过程中不以γ-2CaO·SiO₂相析出，减少了或消除了正硅酸钙在发生晶型转变时产生体积膨胀形成的粉末，同时也使其它矿物得到了稳定。

②B₂O₃熔点很低，在烧结过程中它可同许多氧化物形成低熔点的复杂化合物或固熔体，促进液相生成和生成量增加，增强了在冷却过程中的粘结作用使烧结矿强度提高。

③硼泥粉中含量很高的MgO，在烧结过程中可形成钙镁橄榄石和黄长石等，它们可减少或代替2CaO·SiO₂，也抑制了次生赤铁矿的生成，同时MgO还能固熔于硅酸二钙中，抑制β-2CaO·SiO₂向γ-2CaO·SiO₂转变，因而减少了烧结矿内部产生应力的破碎，使烧结矿强度提高、自然粉化降低，烧结矿粒度组成趋于均匀、合理。

④本发明炼铁添加剂中的原料之一硼泥具有较高的化学活性，它可加快烧结过程物质反应，提高矿化程度，降低游离氧化钙含量，减轻烧结矿的自然粉化；

⑤本发明炼铁添加剂中的原料之一硼泥的粒度很细，分散性好，粘性强，起到强化制粒作用，增加了料层透气性，使烧结矿急冷，也有利于抑制正硅酸钙相变，降低风化。

5、本发明添加剂以硼泥和氧化钙为原料，氧化钙不但可以提供炼铁所需的有益元素，还能使硼泥自然脱水，节省能源。

6、本发明添加剂的颜色和状态：浅棕褐色固体粉末；含B₂O₃的量：2-4.5％；含MgO的量：20-45％；含游离水量：小于15％；粒度：-200网目粒级量大于70％。

具体实施方式

实施例1：

炼铁添加剂，是由下述重量配比的原料制成的：硼泥∶氧化钙＝120∶5。

其制备方法是：按上述比例取上述原料混合均匀后粉碎，粉碎后的粒度为-200网目粒级量大于70％。

实施例2：

炼铁添加剂，是由下述重量配比的原料制成的：硼泥∶氧化钙＝60∶40。

其制备方法同实施例1。

实施例3：

炼铁添加剂，是由下述重量配比的原料制成的：硼泥∶氧化钙＝100∶20。

其制备方法同实施例1。

实施例4：

炼铁添加剂，是由下述重量配比的原料制成的：硼泥∶氧化钙＝90∶15。

其制备方法同实施例1。

实施例5：

炼铁添加剂，是由下述重量配比的原料制成的：硼泥∶氧化钙＝110∶25。

其制备方法同实施例1。

实施例6：

炼铁添加剂，是由下述重量配比的原料制成的：硼泥∶氧化钙＝98∶35。

其制备方法同实施例1。

本发明炼铁添加剂必须均匀的加到配料机上，其适宜加入量为：2.0-3.0％。

Claims (3)

1、炼铁添加剂，其特征在于是由下述重量配比的原料制成的：硼泥∶氧化钙＝60-120∶5-40。

2、根据权利要求1所述的炼铁添加剂，其特征在于是由下述重量配比的原料制成的：硼泥∶氧化钙＝100∶20。

3、制备权利要求1所述的炼铁添加剂的方法是：按上述比例取上述原料混合均匀后进行粉碎，粉碎后的粒度为-200网目粒级量大于70％。