專利名稱：一種高爐煉鐵燒結(jié)礦表面添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，在煉鐵過程中，普遍用燒結(jié)礦煉鐵，它有利于提高高爐煉鐵的質(zhì)量，但高爐煉鐵燒結(jié)礦存在著低溫粉化率高，影響高爐透氣性等不足，為克服這個(gè)問題，通常采用在燒結(jié)礦表面添加氯化鈣的方法，添加氯化鈣可以明顯地提高燒結(jié)礦的低溫粉化率，同時(shí)氯化鈣的使用，增加了高爐氣中氯的含量，加速了氣體回收、冷卻裝置金屬材料的腐蝕，同時(shí)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，又因在生產(chǎn)熔劑性燒結(jié)礦時(shí)，石灰或石灰石與礦石中的SiO2發(fā)生作用生成硅酸鈣體系粘結(jié)相，它是相變物質(zhì)，有四種同質(zhì)異晶，具有多晶轉(zhuǎn)變的特性，四種同質(zhì)異晶為α、α′、β、γ，它們的密度依次為3.07g/cm3、3.31g/cm3、3.28g/cm3、2.97g/cm3，當(dāng)這一礦物冷卻至725℃時(shí)，α′-2CaO·SiO2轉(zhuǎn)變?yōu)棣?2CaO·SiO2，其體積增大約12％；冷卻至525℃時(shí)，發(fā)生由β-2CaO·SiO2向γ-2CaO·SiO2的晶型轉(zhuǎn)變，晶體在轉(zhuǎn)變過程中，發(fā)生了晶格的重排，密度發(fā)生了變化，使得晶型轉(zhuǎn)變過程中體積增大約10％。由于體積膨脹，燒結(jié)礦在冷卻過程中產(chǎn)生的反應(yīng)力更大，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐蔁Y(jié)礦粉化。硅酸鈣的存在及β-2CaO·SiO2到γ-2CaO·SiO2的晶形轉(zhuǎn)變是導(dǎo)致燒結(jié)礦粉化的主要原因，使得燒結(jié)礦強(qiáng)度下降。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上煉鐵燒結(jié)礦添加劑之不足，本發(fā)明的目的提供一種高爐煉鐵燒結(jié)礦表面添加劑，為工業(yè)純硼酸鈣水溶液，可以有效地降低高爐煉鐵燒結(jié)礦低溫粉化率，同時(shí)避免氯的存在。
本發(fā)明技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明煉鐵高爐燒結(jié)礦表面添加劑為硼酸鈣水溶液，其重量百分比硼酸鈣為1.0％～6.0％硼酸鈣為工業(yè)純或者經(jīng)硼酸與含鈣鹽反應(yīng)制成其余為水，
采用普通方法均勻混合而成。
使用本發(fā)明的添加劑在燒結(jié)礦入高爐前噴灑于燒結(jié)礦表面，環(huán)境溫度要求-5℃～50℃。
本發(fā)明的特點(diǎn)是利用添加劑改善燒結(jié)礦表面的性質(zhì)，使燒結(jié)礦能夠在低溫下(＜500℃)對(duì)高爐氣體保持惰性和強(qiáng)度，從而降低燒結(jié)礦的低溫粉化率，表面添加劑在高溫(＞1000℃)下未對(duì)燒結(jié)礦產(chǎn)生影響，保持燒結(jié)礦高溫還原率與未使用添加劑時(shí)相同，添加劑不含對(duì)鐵冶煉有害元素，不會(huì)對(duì)鐵的質(zhì)量、高爐爐礦和耐火材料產(chǎn)生不利作用，由于不使用氯元素會(huì)對(duì)高爐和高爐氣體冷卻回收裝置和環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生有利影響；加入硼酸鈣改善燒結(jié)礦質(zhì)量、抑制粉化、降低返礦率的原因可歸納如下(1)硼離子的半徑小，易擴(kuò)散到正硅酸鈣的晶體中，進(jìn)入硅酸二鈣的晶格，抑制了硅酸二鈣由β向γ晶型轉(zhuǎn)變；(2)硼進(jìn)入玻璃相，改善了玻璃相的力學(xué)性能；(3)硼進(jìn)入燒結(jié)礦的渣相后，改善了液相的性質(zhì)，能促使液相較早形成和增加其生成量，加強(qiáng)了膠結(jié)作用。同時(shí)，由于流動(dòng)性較好的液相量增加，也促進(jìn)了鐵酸鈣的生成和赤鐵礦晶粒的長(zhǎng)大聚合，使硅酸二鈣生成量降低。
(4)從X-衍射結(jié)果中可以得到燒結(jié)礦中加入硼酸鈣后，有了新物質(zhì)CaB6生成，反應(yīng)過程中產(chǎn)生CaB6的反應(yīng)是1000℃低熔點(diǎn)的硼酸鈣，由于高爐中的強(qiáng)還原氛圍，反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，碳或低價(jià)碳化合物奪取其他化合物(如硼酸鈣)中的氧，進(jìn)而生成了CaB6。同時(shí)由于B2O3的熔點(diǎn)較低，使得燒結(jié)過程中較早的出現(xiàn)液相，有利于燒結(jié)進(jìn)行以及粘結(jié)相的形成，所以燒結(jié)礦強(qiáng)度增加，小粒度的物料降低。
(5)從巖相照片可得出結(jié)論，加入硼酸后，促進(jìn)了鐵酸鈣的生成，抑制了硅酸鈣的生成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以明顯降低高爐燒結(jié)礦低溫粉化率，不使用氯元素，減少環(huán)境污染，添加劑不引入有害元素，在高溫狀態(tài)下不影響燒結(jié)礦的還原性，可以保證高爐的正常生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施例
將含Ca3(BO3)2濃度為1.0％-6.0％表面添加劑溶液在燒結(jié)礦入高爐前在傳送帶上噴灑在燒結(jié)礦表面，測(cè)定低溫粉化率。對(duì)于不加入添加劑、加入氯化鈣添加劑、加入添加劑的燒結(jié)礦按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13242-91分別進(jìn)行鐵礦石低溫粉化試驗(yàn)，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄見表1。
表1加入添加劑前后燒結(jié)礦低溫粉化率(RDI+3.15)未加添加劑加入氯化鈣 加入添加劑低溫粉化率 ＞35.0 22.5 22.8*20.4**17.7****添加劑含Ca3(BO3)2濃度為1.0％；**添加劑含Ca3(BO3)2濃度為3％；***添加劑含Ca3(BO3)2濃度為6％。
權(quán)利要求
1.一種高爐煉鐵燒結(jié)礦表面添加劑，其特征在于該添加劑為硼酸鈣水溶液，其重量百分比硼酸鈣為1.0％～6.0％ 硼酸鈣為工業(yè)純或者經(jīng)硼酸與含鈣鹽反應(yīng)制成余量為水，采用普通方法均勻混合而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高爐煉鐵燒結(jié)礦表面添加劑，屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域；添加劑為硼酸鈣，硼酸鈣為工業(yè)純或經(jīng)硼酸與含鈣鹽反應(yīng)制成；添加劑含量硼酸鈣1.0％－6.0％(重量百分比)，余量為水，采用一般方法均勻混合而成，當(dāng)煉鐵作業(yè)時(shí)將表面添加劑溶液噴灑在燒結(jié)礦表面上，可以有效地降低燒結(jié)團(tuán)礦在高爐中的低溫粉化率，可以替代目前普遍使用的氯化鈣，并可以避免添加劑中氯的存在，從而可以降低添加劑對(duì)高爐系統(tǒng)的腐蝕和減少環(huán)境污染。
文檔編號(hào)C22B1/14GK1598009SQ20041002158
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者孫挺, 邢敏華, 郝德勝, 于桂蘭 申請(qǐng)人:孫挺, 邢敏華