[發(fā)明專利]降低塊礦低溫還原粉化指數(shù)的助劑及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010154807.2
• 申請(qǐng)日: 2010-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN102234718A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建;李肇毅;吳勝利;彭新;田廣亞;何佩逸;林金嘉;況志華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): C22B1/16
• 分類號(hào): C22B1/16
• 代理公司: 上海開祺知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金鐵礦石，特別涉及一種降低塊礦低溫還原粉化指數(shù)的助劑及其使用方法。

背景技術(shù)

豎爐壓差是豎爐一個(gè)重要而敏感的指標(biāo)，它表示了豎爐的順行狀態(tài)。當(dāng)豎爐壓差維持在60kPa左右時(shí)，表明豎爐內(nèi)爐料的透氣性較好，還原煤氣可順利加入豎爐并與爐料反應(yīng)，確保爐料達(dá)到一定金屬化率。如果壓差過高，將導(dǎo)致還原煤氣難以足量地加入豎爐，如果強(qiáng)行加入，豎爐內(nèi)部將發(fā)生懸料，DRI螺旋無(wú)法正常排料，甚至有可能造成豎爐粘結(jié)(如豎爐第一次、第二次清空前塊礦使用比例均較高)。

檢測(cè)研究結(jié)果表明，塊礦比例增加，豎爐透氣性惡化、壓差升高的主要原因是塊礦的低溫還原粉化指標(biāo)差，其低溫還原產(chǎn)生粉末(-6.3mm)為22.1％，比球團(tuán)低溫還原產(chǎn)生粉末量高55％。鐵礦石還原粉化主要發(fā)生在低溫段(400～600℃)。在低溫還原過程中發(fā)生碎裂粉化的特性，以低溫還原粉化指數(shù)(RDI)來表示。低溫還原粉化的根本原因是礦石中的Fe₂O₃在低溫(400～600℃)還原時(shí)，由赤鐵礦變成磁鐵礦發(fā)生了晶格的變化，前者為三方晶系六方晶格，而后者為等軸晶系立方晶格，還原造成晶格扭曲，體積膨脹約11％，產(chǎn)生極大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致鐵礦石在應(yīng)力作用下碎裂粉化。

目前，降低鐵礦石低溫還原粉化的相關(guān)專利情況如下：

中國(guó)專利CN1793390介紹了一種由鹵化物、有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸組成的燒結(jié)礦抑制粉化劑，可降低燒結(jié)礦低溫還原粉化率8％。

中國(guó)專利CN1584071介紹了一種主要由氯化鈣(80～90％)組成的燒結(jié)礦改進(jìn)劑及其使用方法，將此改性劑加水配制成濃度1～4％的溶液，按燒結(jié)礦重量的1～3％均勻噴灑在燒結(jié)礦的表面，可降低燒結(jié)礦低溫還原粉化率。

中國(guó)專利CN101144119介紹了一種主要由硝酸鈣、氯化鈣、硫酸鎂等組成的降低燒結(jié)礦低溫還原指數(shù)的助劑，使用該助劑，可降低燒結(jié)礦低溫還原粉化指數(shù)10％左右。

中國(guó)專利CN1366085介紹了一種由硼酸和氯化鈣水溶液組成的高爐燒結(jié)礦復(fù)合表面添加劑，該添加劑也可降低燒結(jié)礦低溫粉化率，且該添加劑比純氯化鈣添加劑降低氯含量1/2～2/3。

中國(guó)專利CN1226603介紹了一種噴灑氯化鎂水溶液、降低人造富礦低溫還原粉化率的方法，可使人造富礦低溫還原粉化率降低到25％以下。

韓國(guó)專利KR2006069618和KR628467介紹了一種改善燒結(jié)礦低溫還原粉化指數(shù)的方法，通過向燒結(jié)礦表面噴灑或?qū)⑵浣n在水溶液中，該溶液有效成分為氯化鈣0.004～0.006％，硼1×10^-6～5×10^-6％，采用此方法可改善燒結(jié)礦的還原粉化。

韓國(guó)專利KR200205377介紹了一種在燒結(jié)礦表面噴涂聚合碳溶液，降低其低溫還原粉化并改善高溫還原速率的技術(shù)，該技術(shù)的基本原理為將聚合碳溶解形成溶液，將此溶液噴涂在燒結(jié)礦的表面，低溫還原時(shí)(400～600℃)，聚合碳溶液結(jié)焦碳化，形成含碳顆粒堵塞燒結(jié)礦的孔隙，阻止氣體進(jìn)入燒結(jié)礦內(nèi)部還原；但溫度更高后，堵塞孔隙的含碳顆粒被氣化，促進(jìn)和加速燒結(jié)礦的還原。

上述已有專利主要是解決燒結(jié)礦的低溫還原粉化問題，還原氣氛為模擬高爐中上部的氣氛，即CO/CO₂/N₂為20/20/60。

通過研究發(fā)現(xiàn)，上述現(xiàn)有技術(shù)主要針對(duì)高爐氣氛下燒結(jié)礦的低溫還原粉化。這主要是由于高爐在煉鐵領(lǐng)域占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，燒結(jié)礦作為高爐的主要鐵原料自然備受研究者重視。因此，塊礦在豎爐含氫獨(dú)特氣氛下的低溫粉化極少有人研究。燒結(jié)礦作為高爐使用的最主要的人造富礦，存在孔隙率大、孔洞多等特點(diǎn)(孔隙率可達(dá)40～50％)，明顯不同于致密的天然塊礦(孔隙率僅為10～20％)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種降低塊礦低溫還原粉化指數(shù)的助劑及其使用方法，可顯著地降低塊礦的低溫還原粉化指數(shù)，抑制塊礦在含氫(15％)混合煤氣下的低溫還原粉化。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，

降低塊礦低溫還原粉化指數(shù)的助劑，其化學(xué)成分重量百分比為：氯化鈣35～50％，氯化鐵20～36％，硼酸3～5％，硫酸錳25～30％。

其中，氯化鈣主要起保護(hù)劑作用，該物質(zhì)溶于水后，噴灑在塊礦表面，干燥后，形成鹵化物薄膜，可阻止低溫下(＜600℃)還原氣體與鐵礦石的接觸，降低由此產(chǎn)生的還原應(yīng)力導(dǎo)致的礦石粉化。當(dāng)溫度高于782℃后，氯化鈣熔化并發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：