CN105907951B - 一种烧结添加剂及其制备和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烧结添加剂及其制备和使用方法，各组分按重量份配比为：菱镁矿30‑80份、轻烧镁0‑30份、利蛇纹石6‑12份、白云石4‑8份、硫酸镁1‑2份、硼1‑2.5份、有机粘结剂0.5‑1.5份。将菱镁矿、轻烧镁、利蛇纹石、白云石、硫酸镁、硼、有机粘结剂放入混合机内混合，然后在粉碎机上粉碎研磨，直至粒度‑200目以下，烘干处理装袋。优点是：使混合料的熔融温度降低，点火条件改善，降低返矿量，提高成品率。改善烧结过程气—固—液相间的传热条件，使烧结速度加快，烧结时间变短，提高生产效率。可对固体燃料气化燃烧起催化作用，增强燃料的反应性，使烧结过程燃烧带温度提高，有利于矿化反应的进行，能够产生较多的液相。
Description
技术领域
本发明涉及一种烧结添加剂，具体涉及一种能够降低烧结能耗的铁矿烧结用高效节能烧结添加剂。
背景技术
烧结矿是我国高炉的主要原料，占入炉含铁原料的70％～80％，其质量的好坏对高炉生产起着非常重要的作用。钢铁生产过程中，烧结工序能耗占钢铁生产总能耗的10％左右，仅次于炼铁，是钢铁生产的第二耗能大户。烧结工序能耗主要包括固体燃料消耗、电力消耗、点火煤气消耗等，其中固体燃料消耗是烧结能耗的主要部分，约占75％～80％。在烧结矿的生产中，一般要经过混料、干燥、预热、燃料燃烧、熔化和冷凝等多个阶段，最后产生由铁矿物和黏结相组成的多孔矿物的集合体。影响烧结矿质量和产量的因素，除了与烧结矿的化学成分如烧结矿碱度、烧结矿品位、二氧化硅含量、氧化亚铁含量、氧化镁、三氧化二铝含量等有关之外，还与生产操作工艺以各阶段工艺操作技术水平和工艺参数有关，如混料的均匀性、水分的控制、预热、燃烧的速度与升温速度、熔融反应的温度及反应的介质、气氛以及冷凝过程中析出矿物的晶形控制等，都会影响烧结矿的产量和质量。如何有效地提高烧结矿的产量和质量，改善烧结矿的冶金性能，降低生产成本，节能减排，一直是广大烧结和炼铁工程技术人员及专家关注和研究的课题。
国内烧结生产目前采用焦粉或煤粉，由于焦粉和无烟煤粉的燃烧产生的热量有差别，增加了控制燃料配比的难度，对降低固体燃耗带来不利影响；燃料粒度不合理对固耗的影响也很大，如：燃料粒度过粗，混合料局部燃烧，烧结料烧不到底，烧结机利用系数降低，烧结矿产量下降，燃料粒度过细，使得料层透气性变差，在烧结过程中混合料中的部分焦粉将被抽走，导致烧结料不能完全烧结，烧结矿产量下降。在此状态下，为了提高烧结矿质量，使烧结料完全燃烧，众多烧结工作者通过增加固体燃耗的方式来完成，造成了烧结固体燃耗的升高，这也是目前国内烧结系统燃耗一直居高不下的重要原因。为了加强烧结质量，降低能耗，为了满足烧结矿碱度和冶金性能的要求，烧结生产过程中需要添加烧结添加剂，烧结添加剂具有强化烧结、节能、降污作用，对提高烧结速度和烧成率，降低返矿率也具有一定的作用。
添加剂作为一种化学产品，已经广泛应用于各个行业，成为工业生产中不可缺少的辅助原料。近年来，由于国家对环保和节能方面的要求及标准不断提高，用于助燃方面的化学添加剂也不断地被开发出来。据资料记载：助燃剂最早是用于燃煤工业锅炉，主要用来节煤和改善环境；后来，该技术被引入烧结行业，开发出了催化助燃剂；几经改良，又开发出了当今的烧结强化剂。该强化剂是由多种非能源性无机化工原料按比例组合而成的化学添加剂，其中包括了燃煤气化剂、增氧剂、助燃剂、增强剂、阻凝剂和超细粉末稳定剂等众多成分。烧结生产中加人少量该产品后，会对固体燃料的气化燃烧起催化助燃作用，从而提高燃烧效率，降低固体燃料消耗和烧结矿的Fe0含量；另一方面，可增强燃烧带的氧化性气氛，使烧结速度加快，烧结时间缩短，生产效率提高；此外，还能降低烧结废气中的SO2生成量，减少环境污染。目前，国内有不下二十家中小型钢铁企业正在实验或尝试性使用烧结强化剂，但使用效果参差不齐。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种烧结添加剂及其制备和使用方法，降低烧结成本，提高烧结矿质量、性能，满足高炉生产需要，节能减排创造条件；在原有生产条件下，通过改变燃料的燃烧特性，改变烧结过程中的烧结气氛，产生较多液相，达到降低固体燃耗、提高烧结矿质量的目的；同时，减少烧结过程中粉尘和CO2、CO、SO2等废气的排放，达到节能降耗、减排增产的目的。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种烧结添加剂，各组分按重量份配比为：菱镁矿30-80份、轻烧镁0-30份、利蛇纹石6-12份、白云石4-8份、硫酸镁1-2份、硼1-2.5份、有机粘结剂0.5-1.5份。
一种烧结添加剂的制备方法，将菱镁矿、轻烧镁、利蛇纹石、白云石、硫酸镁、硼、有机粘结剂放入混合机内混合，然后在粉碎机上粉碎研磨，直至粒度-200目以下，烘干处理装袋。
一种烧结添加剂的使用方法，烧结添加剂加入到烧结混合料中，添加剂用量为占烧结混合料重量的0.1‰～0.1％，通过加料设备加入燃料中，降低固体燃耗5％～8％，烧结机利用系数提高0.8％～1.2％，转鼓强度提高1～2％。
一种烧结添加剂的使用方法，烧结添加剂加入到焦粉中，添加剂用量为占焦粉重量的0.1‰～0.1％，通过加料设备加入燃料中。
烧结料中配加微量硼、MgO可提高烧结矿强度、改善冶金性能，其原因是：含硼铁精矿中的B2O3熔点低，可与原料中许多氧化物形成低熔点化合物，促进烧结过程中液相的生成。烧结矿生产中加硼后，烧结矿中配加含硼添加剂可改善烧结矿液相的生成和固结，提高烧结矿的冷强度，抑制自然粉化，同时还可改善烧结矿冶金性能；硼主要富集在初期液相中，当B2O3进入初期液相时，使初期液相的粘度降低，流动性增强，从而有利于烧结反应和粘结相的形成，使烧结矿强度增加，质量提高。菱镁矿、利蛇纹石、白云石中的MgO是一种稳定剂，能够降低烧结矿粉化程度，提高烧结矿的强度和质量。有机粘结剂可有效地降低烧结矿的液相形成温度，实现低温烧结，增加铁酸钙的含量，减少硅酸钙的生成，有利于提高烧结矿的强度，改善冶金性能。
有机粘结剂可有效地提高烧结矿的粘结强度，丰富烧结矿的微孔结构，减少烧结过程的用水量，提高料材的透气性，从而可以实现厚料层操作，降低干燥、预热过程中的能耗，达到增产节能的目的。在烧结生产条件不变的情况下，加入烧结添加剂，可以提高烧结燃料燃烧效率、提高烧结原料的氧化速度和烧结矿强度，抑制热烧结矿在降温过程中因为正硅酸钙(2CaO·SiO2)相变所引起的粉化现象，改善烧结气氛，达到增产、降耗，同时可降低烧结尾气中二氧化硫的含量的目的，在节能、环保等各方面的经济效益和社会效益十分显著。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)使混合料的熔融温度降低，点火条件改善，降低返矿量，提高成品率。
2)改善烧结过程气—固—液相间的传热条件，使烧结速度加快，烧结时间变短，提高生产效率。
3)可使烧结矿的自然粉化现象得以抑制，利于烧结强度的提高。
4)可对固体燃料气化燃烧起催化作用，增强燃料的反应性，使烧结过程燃烧带温度提高，有利于矿化反应的进行，能够产生较多的液相。
5)由于烧结剂的催化作用，大部分液相反应可以在低于1300℃以下完成，使烧结终点提前，利用系数提高，亚铁含量相应地降低，烧结工序能耗降低，生产过程的其他固定费用亦同步下降。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
烧结添加剂，各组分按重量份配比为：菱镁矿30-80份、轻烧镁0-30份、利蛇纹石6-12份、白云石4-8份、硫酸镁1-2份、硼1-2.5份、有机粘结剂0.5-1.5份。有机粘结剂采用纸浆废液，为各造纸厂排出的废弃物，成分为各种糖类、有机酸、游离亚硫酸盐、硫化钠、木质素衍生物、有机酸盐、游离氢氧化钠及硫化钠。或采购得到，如：保定市胜辉聚合物科技有限公司生产的矿粉球团粘结剂。
烧结添加剂的制备方法，将菱镁矿、轻烧镁、利蛇纹石、白云石、硫酸镁、硼、有机粘结剂放入混合机内混合，然后在粉碎机上粉碎研磨，直至粒度-200目以下，烘干处理装袋。烘干处理是采用喷雾干燥法烘干处理。该烧结添加剂的物理性能：水分含量小于6％；粒度-200目以下，含量在80％以上。
其中，菱镁矿：MgO含量≤50％，SiO2含量≤3％；
利蛇纹石：MgO含量≥43％，SiO2含量≥43％；分子式为：Mg6[Si4O10](OH)8；
白云石：MgO含量≥18％，CaO含量≥27％，SiO2含量≤5％；
烧结添加剂的使用方法，烧结添加剂加入到烧结混合料中，添加剂用量为占烧结混合料重量的0.1‰～0.1％，通过加料设备加入燃料中，降低固体燃耗5％～8％，烧结机利用系数提高0.8％～1.2％，转鼓强度提高1～2％。
烧结添加剂的使用方法，烧结添加剂加入到焦粉中，添加剂用量为占焦粉重量的0.1‰～0.1％，通过加料设备加入燃料中。
烧结添加剂：
其中，实施例10按重量百分比计算。
上述实施例制备方法为：放入混合机内混合，然后在粉碎机上依次经过粗破碎、细破碎、研磨，直至粒度-200目以下含量在90％以上，再经过筛分、配料、搅拌、混合均匀；再经过取样，化验分析，合格后采用喷雾干燥法烘干处理，使含水量小于6％，然后真空包装。
上述实施例还可采用的制备方法：将以上各种原料经过粗破碎、细破碎，使粒度200目-1000目之间，含量在80％以上；再经过筛分、配料、搅拌、混合均匀；再经过取样，化验分析，合格后采用喷雾干燥工艺，进行干燥脱水，真空包装。再经过筛分、配料、搅拌、混合均匀；再经过取样，化验分析，合格后采用喷雾干燥工艺，进行干燥脱水，真空包装。
烧结添加剂在烧结生产中加入，可以改善燃料燃烧特性，改变燃料中各种有机结构单元在燃烧过程中的裂解，使燃料的燃烧过程提前、充分的完成；能够改变烧结过程中的气氛，提供适量的氧离子，扩大氧化区及平衡氧化区，降低燃料燃点，降低返矿率，提高烧结机利用系数；在烧结混合料中添加少量的该产品后，对原、燃料气化反应，燃烧反应起到一定的催化作用，使烧结料层中燃烧速度加快，反应完全，形成钙质固熔体，使二者的熔点很快下降，最后由单一铁酸盐形态的几何体变成其它成份的共溶液相，经过冷却，铁酸盐的再结晶，形成网状晶体，使烧结矿的固结强度大大的改善。配加烧结添加剂后，烧结机机尾断面比未加入之前红层带平整，燃料燃烧速度均匀，虽焦粉配比下降，但红层亮度增强。烧结机机尾断面比基准期红层更加均匀整齐，使燃料得到充分燃烧，从而燃料配比下降，烧结饼整体强度较好。虽然燃料降低，但红层温度适宜，液相充沛，说明烧结剂在催化方面有明显效果，使焦粉的反应活性提高，相间反应过程气—固—液的传热条件得到改善，焦粉热量得到充分释放。
烧结添加剂分解温度较低，需要的分解热少，烧结过程高温带持续时间长，有利于液相的形成，烧结矿固结性能好，提高了烧结矿生产过程中固体燃料燃烧效率，降低了固体燃料的消耗，提高了烧结矿的产量和质量，改善了其冶金性能，达到节能降耗、减排增产的目的。
Claims (1)
1.一种烧结添加剂，其特征在于，各组分按重量份配比为：菱镁矿30-80份、轻烧镁0-30份、利蛇纹石6-12份、白云石4-8份、硫酸镁1-2份、硼1-2.5份、有机粘结剂0.5-1.5份；所述烧结添加剂的使用方法，烧结添加剂加入到烧结混合料中，添加剂用量为占烧结混合料重量的0.1‰～0.1％，通过加料设备加入燃料中，降低固体燃耗5％～8％，烧结机利用系数提高0.8％～1.2％，转鼓强度提高1～2％；或者烧结添加剂加入到焦粉中，添加剂用量为占焦粉重量的0.1‰～0.1％，通过加料设备加入燃料中，大部分液相反应在1300℃以下完成，使烧结终点提前；
配加烧结添加剂后，烧结机机尾断面比未加入之前红层带平整，燃料燃烧速度均匀，虽焦粉配比下降，但红层亮度增强；烧结机机尾断面比基准期红层更加均匀整齐，使燃料得到充分燃烧，从而燃料配比下降，烧结饼整体强度较好；虽然燃料降低，但红层温度适宜，液相充沛；
烧结添加剂的制备方法，将菱镁矿、轻烧镁、利蛇纹石、白云石、硫酸镁、硼、有机粘结剂放入混合机内混合，然后在粉碎机上粉碎研磨，直至粒度-200目以下，烘干处理装袋。
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