CN102560092A - 一种烧结矿改性剂和制备方法及炼铁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种烧结矿改性剂和制备方法，由CaCl2、FeCl3和NaCl组成，所述烧结矿改性剂中加入的FeCl3与铁进行有效结合确保卤素元素附着在烧结矿表面的同时与烧结矿进行有效的结合，减少烧结矿的粉化；另外在烧结矿中加入了NaCl，提高了烧结矿的碱性，进一步减少烧结矿的粉化，从而达到改善烧结矿的冶金性能的目的；而且所述烧结矿改性剂的组成成分获取方便，制备简单，利于工业生产。在此基础之上，本发明公开了一种炼铁方法，将该烧结矿改性剂与水混合制成一定浓度的烧结矿改性剂溶液，并将其按照一定的比例喷洒在烧结矿表面，将所述烧结矿经还原剂高温还原得到铁。在炼铁过程中减少烧结矿的低温粉化率，提高了能量利用率，降低了能耗，从而提高了效率。
Description
技术领域
本发明涉及炼铁领域，具体涉及一种烧结矿改性剂和制备方法及一种炼铁方法。
背景技术
使用烧结矿炼铁时，在高炉上部450～550℃的温度区域内，在气体还原剂CO的作用下，烧结矿在由赤铁矿(α-Fe2O3)还原到磁赤铁矿(γ-Fe2O3)的相变过程中，体积会膨胀10％左右，导致烧结矿粉化，强度降低；另外烧结矿中的SiO2和溶剂中的CaO在烧结时形成晶变产物2CaO·SiO2，该晶变产物在冷却过程中由β型向γ型晶变时体积膨胀10％，导致烧结矿低温粉化，恶化料层透气性，增加高炉上部压差，影响高炉顺行。为了抑制这种现象的发生，通常采用在烧结矿表面喷洒溶度为3％左右的氯化钙溶液的方法，使烧结矿的低温粉化率得到一定的程度的降低，但烧结矿的低温粉化率仍然较大。
发明内容
鉴于以上内容，本发明提供了一种烧结矿改性剂，所述烧结矿改性剂能较大程度上降低烧结矿的低温粉化率。
此外，本发明还提供了上述烧结矿改性剂的制备方法，所述制备方法操作简单。
此外，本发明还提供一种使用上述烧结矿改性剂的炼铁方法，降低能耗，从而降低了成本。
为了解决以上的技术问题，本发明提供一种烧结矿改性剂，由CaCl2、FeCl3和NaCl组成，其中各组分的配方为：
CaCl2 75％～80％
FeCl3 15％～20％
NaCl 5％～8％
以上组成比例按重量计。
所述烧结矿改性剂，由CaCl2、FeCl3和NaCl组成，其中各组分的配方为：
CaCl2 76％～78％
FeCl3 16％～17％
NaCl 6％～7％
以上组成比例按重量计。
一种烧结矿改性剂的制备方法，按重量比将无水氯化钙占75％～80％、三氯化铁占15％～20％和氯化钠占5％～8％比例进行混合并搅拌即可。
一种烧结矿改性剂的制备方法，按重量比将无水氯化钙占76％～78％、三氯化铁占16％～17％和氯化钠占6％～7％比例进行混合并搅拌即可。
一种炼铁方法，在烧结矿的表面上喷洒含有按重量比将无水氯化钙占75％～80％、三氯化铁占15％～20％和氯化钠占5％～8％的烧结矿改性剂加水混合制成的烧结矿改性剂溶液，通过高温将烧结矿中的铁还原。
一种炼铁方法，在烧结矿的表面上喷洒含有按重量比将无水氯化钙占76％～78％、三氯化铁占16％～17％和氯化钠占6％～7％的烧结矿改性剂加水混合制成的烧结矿改性剂溶液，通过高温将烧结矿中的铁还原。
所述烧结矿改性剂溶液中烧结矿改性剂的浓度为0.8％～4％。
所述烧结矿改性剂溶液中烧结矿改性剂的浓度为1％～2％。
所述烧结矿改性剂溶液占烧结矿的重量比的1％～1.5％。
所述烧结矿改性剂溶液均匀喷洒于烧结矿的表面。
与现有技术相比，本发明提供的烧结矿改性剂中都使用卤化物，减缓烧结矿在450℃-550℃的还原速度，阻碍了Fe2O3转换为Fe3O4时低温相变导致的体积膨胀，从而达到减少烧结矿低温还原粉化的目的，致使还原气体对烧结矿所产生的碎裂粉化作用减弱；而且在烧结矿改性剂中配入了适量的FeCl3主要是FeCl3能与Fe有效结合，生成FeCl2具体反应如下：
2FeCl3+Fe＝3FeCl2
使卤素元素不仅仅是附着在烧结矿表面，还能更有效的与烧结矿结合，从而进一步减少烧结矿的粉化，从而达到改善烧结矿的冶金性能的目的；另外加入适量的NaCl，提高了烧结矿本身的碱度，烧结矿的低温粉化率随着烧结矿碱度提高而降低，进一步减少烧结矿低温还原粉化率。
此外本发明提供了烧结矿改性剂的制备方法，将烧结矿改性剂中的组成成分按照适当的重量比例混合搅拌即可，操作简单。
此外本发明还提供了一种炼铁方法，将烧结矿改性剂和水混合制成的烧结矿改性剂溶液喷洒在烧结矿表面，使烧结矿表面和孔隙被卤化物所覆盖，减缓烧结矿在450℃-550℃的还原速度，阻碍了Fe2O3转换为Fe3O4时低温相变导致的体积膨胀，从而达到减少烧结矿低温还原粉化的目的，致使还原气体对烧结矿所产生的碎裂粉化作用减弱，从而减少了反应炉中料层透气层变坏的几率，提高了能量利用率，从而降低了能耗。
附图说明
图1为本发明中烧结矿改性剂制备方法的工艺流程图；
具体实施方式
本发明提供的烧结矿改性剂配方，由CaCl2、FeCl3和NaCl组成，将以上各原材料按配方计量之后，混合并搅拌得到烧结矿改性剂，所述烧结矿改性剂与水混合后制成烧结矿改性剂溶液，将所述烧结矿改性剂溶液喷洒在烧结矿表面，用于降低烧结矿低温还原粉化率。
为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。
表1烧结矿改性剂配方
| 组分 | CaCl2％ | FeCl3％ | NaCl％ |
| 配方1 | 75 | 20 | 5 |
| 配方2 | 76 | 16 | 8 |
| 配方3 | 77 | 17 | 6 |
| 配方4 | 78 | 15 | 7 |
| 配方5 | 80 | 15 | 5 |
表2烧结矿改性剂溶液配方及其在烧结矿的喷洒量
| 方案 | 烧结矿改性剂浓度％ | 喷洒量％ |
| a | 0.8 | 1.4 |
| b | 0.8 | 1.5 |
| c | 1 | 1.0 |
| d | 1 | 1.2 |
| e | 1.5 | 1.1 |
| f | 1.5 | 1.3 |
| g | 2 | 1.0 |
| h | 2 | 1.2 |
| i | 4 | 1.1 |
| j | 4 | 1.5 |
使用本发明实施例1～2配方的烧结矿改性剂喷洒在烧结矿进行冶炼时烧结矿的筛分指数、转鼓指数和低温粉化性能如下：
表3喷洒烧结矿改性剂溶液的烧结矿的各方面性能
烧结矿的试样粒度为10～12.5mm、质量为500g。在还原煤气成分为CO20％，CO220％，H22％及N258％，允许杂质含量O2＜0.1％、H2O＜0.2％，流量为20IL/min，温度为500℃±10℃的条件下还原60min，在N2气中冷却。把还原后的试样全部装入小转鼓
内进行检验，该转鼓内有两个高20mm的挡板，以30r/min的速度旋转10min，将转后的试样进行筛分，以+6.3mm，+3.15mm，-0.5mm级的质量与还原后入转鼓的试样总质量之百分比作为评价标准。分别以RDI+6.3，RDI+3.15以及RDI-0.5表示还原粉化指数。另外上述无(基准)是指按原有的烧结矿改性剂溶液均匀喷洒在烧结矿上，烧结矿在反应炉中的性能指标。
参见图1，烧结矿改性剂的制备方法，将无水氯化钙、三氯化铁和氯化钠按照表1所述的烧结矿改性剂的比例混合，然后搅拌得到，并且将所述混合物制成一定的粒度以便该烧结矿改性剂更加快速的溶于水中，确保烧结矿改性剂溶液更加均匀。所述烧结矿改性剂的组成成分获取简单，制造方便，利于工业生产。
另外如表2所述，将按表1所述的烧结矿改性剂与水混合，制成浓度含量0.8％～4％的烧结矿改性剂溶液，将所述烧结矿改性剂溶液均与喷洒在烧结矿的表面，并且所述烧结矿改性剂占烧结矿重量比的1.0％～1.5％。由于烧结矿改性剂的粒度方便使其更加容易溶于水中，并且将所述烧结矿改性剂混合均匀，使其均匀喷洒在烧结矿的表面，使烧结矿表面和孔隙被卤化物所覆盖。另外所述烧结矿改性剂中配入适量的FeCl3主要是FeCl3能与Fe有效结合，生成FeCl2具体反应如下：
2FeCl3+Fe＝3FeCl2
使卤素元素不仅仅是附着在烧结矿表面，还能更有效的与烧结矿结合，减少了烧结矿的粉化，从而达到改善烧结矿的冶金性能的目的。此外所述烧结矿改性剂加入了适量的NaCl，钠元素为强碱性金属，而烧结矿改性剂溶液喷洒在烧结矿表面，也就提高了烧结矿本身的碱性，烧结矿的低温还原粉化率(RDI)是随着烧结矿碱度提高而降低，由于烧结矿碱度提高，导致烧结矿中Fe2O3含量下降，从而促使烧结矿的RDI也降低，进一步降低烧结矿的低温粉化率。
实施例1：
该实施例编号为5-a，按表1中配方5的比例计量称量，其中烧结矿改性剂溶液中烧结矿改性剂的浓度按照表2中a的配方制备，并且所述制备的烧结矿改性剂溶于按照表2中a配方的喷洒量均与喷洒在烧结矿的表面，然后放入反应炉中进行还原反应，由表3可见，所述烧结矿低温粉化性能比无(基准)的烧结矿低温粉化性能有显著的提高。
实施例2：
该实施例编号为5-b，按表1中配方5的比例计量称量，其中烧结矿改性剂溶液中烧结矿改性剂的浓度按照表2中b的配方制备，并且所述制备的烧结矿改性剂溶于按照表2中b配方的喷洒量均与喷洒在烧结矿的表面，然后放入反应炉中进行还原反应，由表3可见，所述烧结矿在RDI+3.15时低温粉化性能最佳，另外在RDI-0.5时的低温粉化性能也比较理想。
实施例3：
该实施例编号为4-c，按表1中配方4的比例计量称量，其中烧结矿改性剂溶液中烧结矿改性剂的浓度按照表2中c的配方制备，并且所述制备的烧结矿改性剂溶于按照表2中c配方的喷洒量均与喷洒在烧结矿的表面，然后放入反应炉中进行还原反应，由表3可见，所述烧结矿低温粉化性能比无(基准)的烧结矿低温粉化性能有显著的提高。
实施例4：
该实施例编号为4-d，按表1中配方4的比例计量称量，其中烧结矿改性剂溶液中烧结矿改性剂的浓度按照表2中d的配方制备，并且所述制备的烧结矿改性剂溶于按照表2中d配方的喷洒量均与喷洒在烧结矿的表面，然后放入反应炉中进行还原反应，由表3可见，该烧结矿的低温粉化性能在RDI+6.3和RDI+3.15时比较理想，另外在RDI-0.5时与实施例3相比有所降低。
实施例5：
该实施例编号为3-e，按表1中配方3的比例计量称量，其中烧结矿改性剂溶液中烧结矿改性剂的浓度按照表2中e的配方制备，并且所述制备的烧结矿改性剂溶于按照表2中e配方的喷洒量均与喷洒在烧结矿的表面，然后放入反应炉中进行还原反应，由表3可见，所述烧结矿低温粉化性能比无(基准)的烧结矿低温粉化性能有显著的提高，其中在RDI+3.15时低温粉化性能最佳。
实施例6：
该实施例编号为3-f，按表1中配方3的比例计量称量，其中烧结矿改性剂溶液中烧结矿改性剂的浓度按照表2中f的配方制备，并且所述制备的烧结矿改性剂溶于按照表2中f配方的喷洒量均与喷洒在烧结矿的表面，然后放入反应炉中进行还原反应，由表3可见，所述烧结矿低温粉化性能比无(基准)的烧结矿低温粉化性能有显著的提高，其中在RDI+3.15时低温粉化性能最佳。
实施例7：
该实施例编号为2-g，按表1中配方2的比例计量称量，其中烧结矿改性剂溶液中烧结矿改性剂的浓度按照表2中g的配方制备，并且所述制备的烧结矿改性剂溶于按照表2中g配方的喷洒量均与喷洒在烧结矿的表面，然后放入反应炉中进行还原反应，由表3可见，所述烧结矿低温粉化性能比无(基准)的烧结矿低温粉化性能有显著的提高，其中在RDI+3.15时低温粉化性能最佳。
实施例8：
该实施例编号为2-h，按表1中配方2的比例计量称量，其中烧结矿改性剂溶液中烧结矿改性剂的浓度按照表2中h的配方制备，并且所述制备的烧结矿改性剂溶于按照表2中h配方的喷洒量均与喷洒在烧结矿的表面，然后放入反应炉中进行还原反应，由表3可见，所述烧结矿低温粉化性能比无(基准)的烧结矿低温粉化性能有显著的提高，其中在RDI+3.15时低温粉化性能最佳。
实施例9：
该实施例编号为1-i，按表1中配方1的比例计量称量，其中烧结矿改性剂溶液中烧结矿改性剂的浓度按照表2中i的配方制备，并且所述制备的烧结矿改性剂溶于按照表2中i配方的喷洒量均与喷洒在烧结矿的表面，然后放入反应炉中进行还原反应，由表3可见，所述烧结矿低温粉化性能比无(基准)的烧结矿低温粉化性能有显著的提高，其中在RDI+3.15时低温粉化性能最佳。
实施例10：
该实施例编号为1-j，按表1中配方1的比例计量称量，其中烧结矿改性剂溶液中烧结矿改性剂的浓度按照表2中j的配方制备，并且所述制备的烧结矿改性剂溶于按照表2中j配方的喷洒量均与喷洒在烧结矿的表面，然后放入反应炉中进行还原反应，由表3可见，所述烧结矿低温粉化性能比无(基准)的烧结矿低温粉化性能有显著的提高，其中在RDI+3.15时低温粉化性能最佳。
本发明提供的炼铁方法，在所述在烧结矿上均匀喷洒一定量的烧结矿改性剂溶液，然后将所述烧结矿放入反应炉中，通过还原剂进行高温还原，得到铁。烧结矿改性剂按照表1所述制备，所述烧结矿改性剂溶液按照表2中所述制成以上浓度，并按照表2所述的配方按照烧结矿的重量喷洒适量的烧结矿改性剂溶液。如表3所述的烧结矿在450℃-550℃时，烧结矿的低温粉化性能显著提高，确保了料层透气性良好，提高了能量利用率，从而降低了能耗，导致炼铁效率提高，降低成本。
与现有技术相比，本发明提供的烧结矿改性剂和制备方法，所述烧结改性剂由CaCl2、FeCl3和NaCl组成，加入的FeCl3与铁进行有效结合，促使卤素元素不仅仅是附着在烧结矿表面，并且能与烧结矿进行有效的结合，减少烧结矿的粉化，；另外在烧结矿中加入了NaCl，提高了烧结矿的碱性，进一步减少烧结矿的粉化，从而达到改善烧结矿的冶金性能的目的。而且所述烧结矿改性剂的组成成分获取方便，制备简单，利于工业生产。在此基础之上，本发明提供的炼铁方法，将该烧结矿改性剂与水混合制成一定浓度的烧结矿改性剂溶液，并将其按照一定的比例喷洒在烧结矿表面，然后将所述烧结矿放入反应炉中经还原剂高温还原得到铁，在炼铁过程中减少了烧结矿的低温粉化率，促使料层透气性保持良好，从而更好的保证能量利用率，降低了能耗，从而提高了效率。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种烧结矿改性剂，其特征在于，由CaCl2、FeCl3和NaCl组成，其中各组分的配方为：
CaCl2 75％～80％
FeCl3 15％～20％
NaCl 5％～8％
以上组成比例按重量计。
2.如权利要求1所述的烧结矿改性剂，其特征在于，由CaCl2、FeCl3和NaCl组成，其中各组分的配方为：
CaCl2 76％～78％
FeCl3 16％～17％
NaCl 6％～7％
以上组成比例按重量计。
3.一种烧结矿改性剂的制备方法，其特征在于，将无水氯化钙、三氯化铁和氯化钠按照权利要求1所述的重量比进行混合并搅拌即可。
4.一种烧结矿改性剂的制备方法，其特征在于，将无水氯化钙、三氯化铁和氯化钠按照权利要求2所述的重量比进行混合并搅拌即可。
5.一种炼铁方法，其特征在于，在烧结矿的表面上喷洒含有权利要求1或2所述的烧结矿改性剂加水混合制成的烧结矿改性剂溶液，通过高温将烧结矿中的铁还原。
6.如权利要求5所述的炼铁方法，其特征在于，所述烧结矿改性剂溶液中烧结矿改性剂的浓度为0.8％～4％。
7.如权利要求5所述的炼铁方法，其特征在于，所述烧结矿改性剂溶液中烧结矿改性剂的浓度为1％～2％。
8.如权利要求5所述的炼铁方法，其特征在于，所述烧结矿改性剂溶液占烧结矿的重量比的1％～1.5％。
9.如权利要求5-8任一所述的炼铁方法，其特征在于，所述烧结矿改性剂溶液均匀喷洒于烧结矿的表面。
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| CN104278143A (zh) * | 2013-07-01 | 2015-01-14 | 吕庆 | 一种抑制钒钛磁铁烧结矿低温还原粉化新型添加剂 |
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| CN1584071A (zh) * | 2004-05-28 | 2005-02-23 | 安阳钢铁集团有限责任公司 | 一种烧结矿改性剂及其使用方法 |
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