CN102534064A - 一种复合型高炉炉渣粘度调节剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合型高炉炉渣粘度调节剂，其特征在于由含锰量超过40%、粒度小于100目(0.150mm)的锰精矿粉，按锰精矿粉与煤粉的重量百分比为2%-15%的比例混合组成。本发明还提供了一种复合型高炉炉渣粘度调节剂的应用，利用煤粉的喷吹系统，对高炉喷吹含锰量超过40%、粒度小于100目（0.150mm）的锰精矿粉，对高炉进行洗炉。本发明的有益效果：锰精矿粉与煤粉的混合物喷吹入炉后，接触面积大，反应速度快，有助于燃烧，并且在炉渣在可增加流动性，促进炉状顺行。利用煤粉的喷吹系统喷吹锰精矿粉进行洗炉，相比常规加入锰块矿洗炉，可大幅解决成本及洗炉时间。

Description

一种复合型高炉炉渣粘度调节剂及其应用

技术领域

本发明涉及一种高炉炉渣粘度调节剂及其应用。

背景技术

高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的无烟煤粉或烟煤粉或这两者的混合煤粉，以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用，以价格低廉的煤粉部分替代价格昂贵而日趋匮乏的冶金焦炭，使高炉炼铁焦比降低，可改善高炉炉缸工作状态，使高炉稳定顺行，为高炉使用高风温和富氧鼓风创造了条件。喷吹煤粉气化过程中放出比焦炭多的氢气，提高了煤气的还原能力和穿透扩散能力，有利于矿石还原和高炉操作指标的改善。喷煤粉代替焦炭，减少焦炉座数和生产的焦炭量，从而可降低炼焦生产对环境的污染，从而降低焦比，降低生铁成本，它是现代高炉冶炼的一项重大技术革命。

为了提高煤粉的燃烧效率，使煤粉在较短时间内能够完全燃烧，增加喷吹量之目的，国内近年申请了不少相关煤粉助燃剂专利如：申请号02133147.2“高炉喷吹煤粉自由化助燃剂及其生产工艺”； 申请号为95102247.4“高炉喷吹煤粉用助燃剂及添加方法”；申请号200810073448.0“高炉喷煤催化燃烧助燃剂”。这些助燃剂的配方均由多种化合物组成，生产工艺复杂，如申请号02133147.2组成为“FeCl₃ 、CaCl₂ 、 MnO、 CaO 、MgO 、B₂O 、KMnO₄ 、 Li₂CO₃ 、CeO₂  、La₂O₃ 、H₃BO₃ 、Al₂O₃及粉煤灰按一定比例混合组成”，其配方超过十种，且其中使用了稀土类物质，成本较高，且使用有碱金属如钾、锂类化合物，进入高炉后，对耐火材料有严重的侵蚀作用，不利于炉况顺利。申请号为95102247.4其组成是“钙、镁的氧化物或碳酸盐如生石灰、白云石和石灰石中的一至三种组成”，该专利到目前为止，尚未有使用样板。申请号200810073448.0“其组成为“软锰矿、萤石粉、碳酸镁、稀土金属氧化物”，由于使用了稀土氧化物，成本也较高。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中的助燃剂含有不利于高炉成分以及成本高的缺点，提出的一种复合型高炉炉渣粘度调节剂及其应用。

本发明采用的技术方案如下：

一种复合型高炉炉渣粘度调节剂，其特征在于由含锰量超过40%、粒度小于100目 (0.150mm)的锰精矿粉，按锰精矿粉与煤粉的重量百分比为2%-15%的比例混合组成。

本发明还提供了一种复合型高炉炉渣粘度调节剂的应用，利用煤粉的喷吹系统，对高炉喷吹单纯性含锰量超过40%、粒度小于100目（0.150mm）的锰精矿粉，对高炉进行洗炉。

本发明中，锰精矿粉经过现有的磨碎、选矿等工艺生产的，锰在精矿中的存在形式（矿物相组成）可为MnO、 MnO₂、 Mn₂O₃、 Mn₃O₄中的一种或数种不同组分的混合物。锰精矿粉的生产工艺并无特殊化要求，可按常规粉体材料的生产工艺组织生产，使用的设备可以是球磨机、雷蒙磨机、辊磨、立磨等，只要求粒度至少要小于100目 (0.150mm)即可，细小的颗粒有利于粉体输送，也有利于其高温反应，在实际使用中，小于200目 (0.075 mm)是比较理想的，过细的粒度，虽对使用有利，但会使粉磨成本增加。

煤粉在高炉喷吹过程中，煤粉高速燃烧，产物主要为一氧化碳、二氧化碳、灰分及残碳，灰分的主要组成为二氧化硅及三氧化二铝，均为高熔点类物质，在熔融态时，粘度大，与高炉渣混合熔融过程，易形成高熔点的渣系，不利于炉状顺利。从微观颗粒的角度来分析，当煤粉颗粒燃烧时，颗粒最外层的燃烧所形成的矿物质主要为二氧化硅与三氧化二铝，对颗粒内层的炭质燃烧起覆盖阻碍作用。此时所加入的锰精矿粉，可与高炉渣或煤粉燃烧颗粒中的矿物质形成低熔点的组分，均有化渣及助燃作用，即有利于高炉喷粉燃烧与高炉冶炼产生低熔点的炉渣，可保证高炉的正常生产，也促进了喷入高炉煤粉的燃烧，进而可提高喷煤量，使高炉尽量少消耗焦炭，达到以煤代焦，降低焦比、降低生产成本目的。

锰精矿粉中的锰氧化物的在高温下分解：当大于550℃  2MnO_2→ Mn₂O₃+ 1/2 O₂，当大于630℃  3Mn₂O_3→Mn₃O₄+ 1/2 O₂。即这两种锰氧化物高温下分解形成氧气，能对煤粉起到直接的助燃作用。当Mn₃O₄在高温还原气体中，会生成MnO，与二氧化硅、氧化钙（高炉炉料带入）生成低熔点的渣系，即加入锰氧化物在高温下形成较低熔点的炉渣，有助于改善炉状。

本发明的有益效果：

锰精矿粉与煤粉的混合物喷吹入炉后，接触面积大，反应速度快，有助于燃烧，并且在炉渣在可增加流动性，促进炉状顺行。而喷吹的锰精矿粉，在生产过程中，己完成干燥，含水量低，符合入炉要求。

利用煤粉的喷吹系统喷吹锰精矿粉进行洗炉，相比常规加入锰块矿洗炉，可大幅解决成本及洗炉时间。因锰块矿含不同程度的结晶水，在高炉中易发生高温粉化，致使锰粉在高炉上部随高炉煤气逸出高炉，造成利用率低下（锰块矿含锰量较低，使用的洗炉锰矿锰含量低于30%）。

具体实施方式

本发明中，锰精矿粉的生产工艺并无特殊化要求，将原矿按常规粉体材料的生产工艺组织生产，使锰含量大于40%。使用的设备可以是球磨机、雷蒙磨机、辊磨、立磨等，只要求粒度至少要小于0.150mm(-100目)，细小的颗粒有利于粉体输送，也有利于其高温反应，在实际使用中，小于0.075 mm(-20目)是比较理想的，过细的粒度，虽对使用有利，但会使粉磨成本增加。

实施例一

某1200立方米高炉吨铁喷煤比为137KG，采用含锰量43%的锰精矿粉，按锰精矿粉与煤粉重量比例为5%组成混合物，将混合物喷吹入炉后替代焦炭，在高炉其它操作条件均不改变的情况下，吨铁喷煤比提高到162KG，炉状正常，吨铁成本下降约10元。

实施例二

某高炉发生异常，炉渣较粘，己影响高炉正常生产，常规情况下，每次约用500吨块锰矿洗炉，经两天操作，可恢复正常。现改喷吹含锰量43%的锰精矿粉120吨，约20个小时后，炉状恢复正常。每次可节约成本近百万元。

Claims (2)

1.一种复合型高炉炉渣粘度调节剂，其特征在于由含锰量大于40%、粒度小于100目的锰精矿粉，按锰精矿粉与煤粉的重量百分比为2%-15%的比例混合组成。

2.一种复合型高炉炉渣粘度调节剂的应用，其特征在于利用煤粉的喷吹系统，对高炉喷吹含锰量大于40%、粒度小于100目的锰精矿粉，对高炉进行洗炉。