CN115141000B - 一种铁水罐抑烟剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铁水罐抑烟剂及其制备方法和应用，属于高炉炼铁技术领域。本发明提供的铁水罐抑烟剂，按质量百分比计，包括以下原料：30～50％的高炉矿渣、15～25％的冶金废泥、10～20％的稠渣剂、10～30％的膨胀剂和1～8％的废包盖料。本发明以高炉矿渣、冶金废泥和废包盖料作为主原料，形成SiO2‑CaO‑Al2O3体系，可以使铁水罐抑烟剂具有较高的熔点，避免抑烟剂在铁水中熔化而失去阻隔效果；膨胀剂可以提高抑烟剂的延展性，促进抑烟剂在铁水中的快速铺展；稠渣剂可以使抑烟剂在铁水中容易稠化从而覆盖在其表面，阻止烟尘冒出，进而起到很好的阻隔效果。
Description
技术领域
本发明涉及高炉炼铁技术领域，尤其涉及一种铁水罐抑烟剂及其制备方法和应用。
背景技术
钢铁是重要的合金材料，需要量大且应用广泛，目前新建的炼钢流程一般采用了“一罐到底”的生产工艺，高炉到转炉冶炼采用铁水罐运输铁水。为了满足钢水包和转炉吹炼等工艺要求，往往铁水罐中的铁水会剩余部分，铁水罐在回高炉接铁水时，由于铁水温度高且与空气直接接触，表面的铁水会与氧气发生反应生成氧化铁，并在高温下逸散，导致铁水罐在移动过程中冒烟扬尘现象比较严重，给环保造成很大的危害。随着社会的发展，对于炼钢过程中的环保要求越来越严格，铁水罐的冒烟扬尘现象必须杜绝。
因此，如何防止铁水罐的冒烟扬尘，成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁水罐抑烟剂及其制备方法和应用，本发明提供的铁水罐抑烟剂具有良好的铺展性和稠化效果，可以快速覆盖在铁水表面，阻止烟尘冒出，同时可以直接与铁水混合，不需要除渣。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种铁水罐抑烟剂，按质量百分比计，包括以下原料：30～50％的高炉矿渣、15～25％的冶金废泥、10～20％的稠渣剂、10～30％的膨胀剂和1～8％的废包盖料。
优选地，按质量百分比计，所述铁水罐抑烟剂包括以下原料：35～45％的高炉矿渣、20～25％的冶金废泥、15～20％的稠渣剂、15～25％的膨胀剂和2～6％的废包盖料。
优选地，按质量百分比计，所述铁水罐抑烟剂包括以下原料：40％的高炉矿渣、20％的冶金废泥、15％的稠渣剂、20％的膨胀剂和5％的废包盖料。
优选地，所述膨胀剂为膨胀蛭石。
优选地，所述稠渣剂为石灰石。
优选地，所述铁水罐抑烟剂的碱度为0.9～1.1。
优选地，所述铁水罐抑烟剂的熔点为1300±50℃。
本发明提供了上述技术方案所述铁水罐抑烟剂的制备方法，包括以下步骤：将高炉矿渣、冶金废泥、稠渣剂、膨胀剂和废包盖料混合后搅拌，得到铁水罐抑烟剂。
本发明提供了上述技术方案所述铁水罐抑烟剂在高炉炼铁过程中的应用。
优选地，所述高炉炼铁过程中铁水罐往返一次过程中铁水罐抑烟剂的用量为20～30Kg。
本发明提供了一种铁水罐抑烟剂，按质量百分比计，包括以下原料：30～50％的高炉矿渣、15～25％的冶金废泥、10～20％的稠渣剂、10～30％的膨胀剂和1～8％的废包盖料。本发明以高炉矿渣、冶金废泥和废包盖料作为主原料，形成SiO2-CaO-Al2O3体系，可以使铁水罐抑烟剂具有较高的熔点，避免抑烟剂在铁水中熔化而失去阻隔效果；膨胀剂可以提高抑烟剂的延展性，促进抑烟剂在铁水中的快速铺展；稠渣剂可以使抑烟剂在铁水中容易稠化从而覆盖在其表面，阻止烟尘冒出，进而起到很好的阻隔效果；铁水罐抑烟剂在铁水罐中的用量少，在将铁水罐运送到高炉重新倒入铁水时，无需对铁水罐抑烟剂进行去除，可直接倒入铁水。实施例的结果显示，本发明提供的铁水罐抑烟剂可以快速铺展和稠化，覆盖在铁水表面，阻止烟尘冒出，且阻隔效果明显，几乎无烟尘冒出。
附图说明
图1为应用例1中加入铁水罐抑烟剂后铁水罐的实物图；
图2为对比应用例1中未加入铁水罐抑烟剂时铁水罐的实物图；
图3为本发明提供的高炉炼铁的流程图；
图3中，1为转炉；2为铁水罐；3为铁水罐抑烟剂；4为铁水罐车；5为高炉。
具体实施方式
本发明提供了一种铁水罐抑烟剂，按质量百分比计，包括以下原料：30～50％的高炉矿渣、15～25％的冶金废泥、10～20％的稠渣剂、10～30％的膨胀剂和1～8％的废包盖料。
按质量百分比计，制备本发明所述铁水罐抑烟剂的原料包括30～50％的高炉矿渣，优选为35～45％，更优选为40％。本发明对所述高炉矿渣的具体成分和来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的高炉矿渣即可。本发明以高炉矿渣作为主原料，可以提供SiO2、CaO和Al2O3，从而形成SiO2-CaO-Al2O3体系，进而提高抑烟剂的阻隔效果；通过控制高炉矿渣的用量，可以对SiO2-CaO-Al2O3体系进行调整，进一步提高其阻隔效果。
按质量百分比计，本发明提供的铁水罐抑烟剂的原料还包括15～25％的冶金废泥，优选为15～20％，更优选为20％。本发明对所述冶金废泥的具体成分和来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的冶金废泥即可。本发明通过加入冶金废泥能够与高炉矿渣起到协同作用，形成SiO2-CaO-Al2O3体系，进而提高抑烟剂的阻隔效果。
按质量百分比计，本发明提供的铁水罐抑烟剂的原料还包括1～8％的废包盖料，优选为3～6％，更优选为5％。本发明对所述废包盖料的具体成分和来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的废包盖料即可。本发明以高炉矿渣、冶金废泥和废包盖料作为主原料，形成SiO2-CaO-Al2O3体系，可以使铁水罐抑烟剂具有较高的熔点，避免抑烟剂在铁水中熔化而失去阻隔效果。
按质量百分比计，本发明提供的铁水罐抑烟剂的原料还包括10～20％的稠渣剂，优选为15％。在本发明中，所述稠渣剂优选为石灰石。本发明对所述石灰石的具体来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。本发明采用石灰石作为稠渣剂并控制其用量，可以进一步提高其稠化效果，从而使抑烟剂在铁水中容易稠化从而覆盖在其表面，阻止烟尘冒出，进而起到很好的阻隔效果。
按质量百分比计，本发明提供的铁水罐抑烟剂的原料还包括10～30％的膨胀剂，优选为15～25％，更优选为20％。在本发明中，所述膨胀剂优选为膨胀蛭石。本发明对所述膨胀蛭石的具体成分和来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。本发明通过加入膨胀蛭石作为膨胀剂，并控制其用量，可以进一步提高抑烟剂的延展性，从而促进抑烟剂在铁水中的快速铺展。
按质量百分比计，本发明提供的铁水罐抑烟剂的化学成分优选包括：CaO：30～35％、SiO2：25～35％、Al2O3：5～12％、MgO：5～10％和余量的杂质，更优选为CaO：31～34％、SiO2：28～32％、Al2O3：8～10％、MgO：7～9％和余量的杂质。在本发明中，所述杂质优选包括氧化铁、二氧化碳和碳。本发明将铁水罐抑烟剂的组分控制在上述范围内，能够保证铁水罐抑烟剂具有较高的熔点和良好的铺展性，从而进一步提高其对烟尘的阻隔作用；同时杂质不会对铁水的性能造成负面影响。
在本发明中，所述铁水罐抑烟剂的碱度优选为0.9～1.1，更优选为1.0～1.05。本发明将铁水罐抑烟剂的碱度控制在上述范围内，可以避免铁水罐抑烟剂在后续对转炉钢水的性能造成影响。
在本发明中，所述铁水罐抑烟剂的熔点优选为1300±50℃，更优选为1300±40℃。本发明将铁水罐抑烟剂的熔点控制在上述范围内，既能够防止铁水罐抑烟剂由于熔点过低，在铁水中熔化造成阻隔失效，又能具有良好的保温性能，进一步提高其隔离铁水冒烟的作用。
在本发明中，所述铁水罐抑烟剂的粒径优选≤8mm。本发明将铁水罐抑烟剂的粒径控制在上述范围内，有利于其更好的铺展。
本发明以高炉矿渣、冶金废泥和废包盖料作为主原料，形成SiO2-CaO-Al2O3体系，可以使铁水罐抑烟剂具有较高的熔点，避免抑烟剂在铁水中熔化而失去阻隔效果；膨胀剂可以提高抑烟剂的延展性，促进抑烟剂在铁水中的快速铺展；稠渣剂可以使抑烟剂在铁水中容易稠化从而覆盖在其表面，阻止烟尘冒出，进而起到很好的阻隔效果。
本发明提供的铁水罐抑烟剂在铁水罐中的用量少，在将铁水罐运送到高炉重新倒入铁水时，无需对铁水罐抑烟剂进行去除，可直接倒入铁水。
本发明还提供了上述技术方案所述铁水罐抑烟剂的制备方法，包括以下步骤：将高炉矿渣、冶金废泥、稠渣剂、膨胀剂和废包盖料混合后搅拌，得到铁水罐抑烟剂。
在本发明中，所述高炉矿渣、冶金废泥、稠渣剂、膨胀剂和废包盖料的粒径独立地优选为≤8mm。在本发明中，当所述高炉矿渣、冶金废泥、稠渣剂、膨胀剂和废包盖料的粒径不满足上述条件时，本发明优选对所述高炉矿渣、冶金废泥、稠渣剂、膨胀剂和废包盖料进行研磨。本发明对所述研磨的具体操作没有特殊的限定，能够使各组分的粒径满足要求即可。本发明将原料的粒径控制在上述范围内，可以保证铁水罐抑烟剂的粒径符合要求。
在本发明中，所述混合的方式优选为先将高炉矿渣、冶金废泥和废包盖料混合，然后加入稠渣剂和膨胀剂混合。本发明采用上述方式混合，有利于各组分混合的更加均匀。
在本发明中，所述搅拌的方式优选为机械搅拌。本发明对所述搅拌的速率和时间没有特殊的限定，能够使各组分混合均匀即可。
本发明的制备方法简单，采用现有的装置即可制备，有利于工业的大规模推广。
本发明提供了上述技术方案所述铁水罐抑烟剂在高炉炼铁过程中的应用。
在本发明中，所述高炉炼铁的流程图如图3所示，图3中，1为转炉；2为铁水罐；3为铁水罐抑烟剂；4为铁水罐车；5为高炉。由图3可以看出，铁水罐安装在铁水罐车上，铁水罐先在高炉中接取铁水，然后通过铁水罐车移动到转炉处，将铁水倒入到转炉中，然后向铁水罐中加入铁水罐抑烟剂，在将铁水罐通过铁水罐车移动到高炉处重新接取铁水，以此往复进行，直至高炉炼铁结束。
在本发明中，所述高炉炼铁过程中铁水罐往返一次过程中铁水罐抑烟剂的用量优选为20～30Kg。本发明将铁水罐抑烟剂的用量限定在上述范围内，既可以保证其能够均匀的铺展在铁水罐内部剩余铁水的表面，起到很好的阻隔效果，同时能够避免对铁水的成分造成较大的变动，同时节省了用量，节约的生产成本。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种铁水罐抑烟剂，按质量百分比计，由以下的原料组成：40％的高炉矿渣、20％的冶金废泥、15％的稠渣剂、20％的膨胀剂和5％的废包盖料；所述稠渣剂为石灰石；所述膨胀剂为膨胀蛭石；
按质量百分比计，所述铁水罐抑烟剂的化学成分为：CaO：32.01％、SiO2：29.99％、Al2O3：7.74％、MgO：8.16％和余量的杂质；
所述铁水罐抑烟剂的碱度为1.07；所述铁水罐抑烟剂的熔点为1300±50℃；
所述铁水罐抑烟剂的制备方法，具体步骤为：先将高炉矿渣、冶金废泥和废包盖料混合，然后加入稠渣剂和膨胀剂混合进行机械搅拌，得到铁水罐抑烟剂。
实施例2
一种铁水罐抑烟剂，按质量百分比计，由以下的原料组成：40％的高炉矿渣、20％的冶金废泥、15％的稠渣剂、20％的膨胀剂和5％的废包盖料；所述稠渣剂为石灰石；所述膨胀剂为膨胀蛭石；
按质量百分比计，所述铁水罐抑烟剂的化学成分为：CaO：31.28％、SiO2：30.29％、Al2O3：9.01％、MgO：8.17％和余量的杂质；
所述铁水罐抑烟剂的碱度为1.03；所述铁水罐抑烟剂的熔点为1300±50℃；
所述铁水罐抑烟剂的制备方法，具体步骤为：先将高炉矿渣、冶金废泥和废包盖料混合，然后加入稠渣剂和膨胀剂混合进行机械搅拌，得到铁水罐抑烟剂。
应用例1
向兑完铁后的铁水罐中加入20Kg实施例1制备的铁水罐抑烟剂，其结果如图1所示。
对比应用例1
兑完铁后的铁水罐在未加入铁水罐抑烟剂时如图2所示。
由图1和图2可以看出，未加入铁水罐抑烟剂时，兑完铁后的铁水罐冒出大量的烟尘(如图2)，而在加入本发明提供的铁水罐抑烟剂后，可以看出，铁水罐中几乎没有烟尘冒出(如图1)，说明本发明提供的铁水罐抑烟剂具有很好的烟尘阻隔效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种铁水罐抑烟剂，按质量百分比计，由以下原料组成：30~50%的高炉矿渣、15~25%的冶金废泥、10~20%的稠渣剂、10~30%的膨胀剂和1~8%的废包盖料；
所述铁水罐抑烟剂的化学成分包括：CaO：30~35%、SiO2：25~35%、Al2O3：5~12%、MgO：5~10%和余量的杂质；
所述铁水罐抑烟剂的碱度为0.9~1.1；所述铁水罐抑烟剂的粒径≤8mm；
所述膨胀剂为膨胀蛭石；
所述铁水罐抑烟剂的熔点为1300±50℃。
2.根据权利要求1所述的铁水罐抑烟剂，其特征在于，按质量百分比计，所述铁水罐抑烟剂由以下原料组成：35~45%的高炉矿渣、20~25%的冶金废泥、15~20%的稠渣剂、15~25%的膨胀剂和2~6%的废包盖料。
3.根据权利要求1所述的铁水罐抑烟剂，其特征在于，按质量百分比计，所述铁水罐抑烟剂由以下原料组成：40%的高炉矿渣、20%的冶金废泥、15%的稠渣剂、20%的膨胀剂和5%的废包盖料。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的铁水罐抑烟剂，其特征在于，所述稠渣剂为石灰石。
5.权利要求1~4任意一项所述铁水罐抑烟剂的制备方法，包括以下步骤：将高炉矿渣、冶金废泥、稠渣剂、膨胀剂和废包盖料混合后搅拌，得到铁水罐抑烟剂。
6.权利要求1~4任意一项所述铁水罐抑烟剂或权利要求5所述制备方法制备得到的铁水罐抑烟剂在高炉炼铁过程中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述高炉炼铁过程中铁水罐往返一次过程中铁水罐抑烟剂的用量为20~30Kg。
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Denomination of invention: A smoke suppressant for molten iron cans and its preparation method and application Granted publication date: 20230421 Pledgee: Qishang Bank Co.,Ltd. Boshan sub branch Pledgor: SHANDONG GUOMAO METALLURGICAL MATERIALS Co.,Ltd. Registration number: Y2024980011668 |