CN110527823A - 一种强化烧结过程的复合添加剂及烧结矿及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁冶金烧结技术领域，具体涉及一种强化烧结过程的复合添加剂及烧结矿及其制备方法，按重量百分比计，本发明的强化烧结过程的复合添加剂由0.05％～10％的含硼化合物、0.03％～6％的氧化剂及0.01％～2％聚乙二醇，其余为水，按所述各组分配比配制后，均匀混合而成。将此添加剂以一定比例配入烧结混合料中，配入量为0.5～2kg/t，充分混合制粒，在烧结机中进行布料、点火、烧结，能够有效提高烧结效率，改善烧结矿质量，强化高炉冶炼。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金烧结技术领域，主要涉及一种强化烧结过程的复合添加剂及烧结矿及其制备方法。
背景技术
铁矿烧结是目前国内外钢铁企业最广泛采用的含铁原料造块方法，为高炉提供具有一定粒度、强度且化学成分稳定的炉料。目前我国高炉炼铁的含铁炉料中75％以上为烧结矿，其需求量十分巨大，且烧结矿的技术指标将直接影响高炉冶炼的效果、生产成本和产品质量。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，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。
CN103215442A公开了一种厚料层烧结料面喷洒的覆盖剂及喷洒方法，该覆盖剂由碳精矿、膨珠和烧结返矿加水6.5wt％～7.5wt％搅拌混合而成；其中碳精矿的质量百分数为55％～70％，膨珠的质量百分数为8％～15％；烧结返矿的质量百分数为22％～30％。该覆盖剂在喷射压力的作用下射入烧结料表面以下20～30mm处。使用该发明后，烧结料上层温度提高，表层烧结矿强度明显的改善，烧结矿成品率提高，但是该发明所述覆盖剂只针对烧结料表层，对整体料层影响较小，对于提高烧结矿质量，改善冶金性能等方面能力有限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强化烧结过程的复合添加剂及烧结矿及其制备方法，以提高烧结矿的质量，改善烧结矿的冶金性能。
本发明采用如下技术方案：
一种强化烧结过程的复合添加剂，按重量百分比计，其组成成分为：
0.05％～10％含硼化合物，0.03％～6％氧化剂，0.01％～2％聚乙二醇，其余为水。
所述含硼化合物为四硼酸钾和四硼酸钠中的一种或两种的混合物。
所述氧化剂为过硼酸钠和次氯酸钠中的一种或两种的混合物。
一种制备所述强化烧结过程的复合添加剂的方法，包括如下过程：
将含硼化合物、氧化、聚乙二醇和水混合均匀，得到所述复合添加剂。
一种烧结矿，所述烧结矿的原料中添加有所述复合添加剂。
每吨烧结矿的原料中添加有0.5～2kg所述复合添加剂。
烧结矿的原料包括铁矿石、熔剂、焦粉和烧结返矿配料。
一种制备所述烧结矿的方法，包括如下过程：
向烧结矿的原料中添加所述复合添加剂，然后进行烧结得到所述烧结矿。
向烧结矿的原料中添加所述复合添加剂时，分两次添加，第一次的添加量大于第二次的添加量。
第一次添加量质量为总添加量质量的65％，第二次添加量质量为总添加量质量的35％。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明强化烧结过程的复合添加剂，组成成分为含硼化合物、氧化剂及聚乙二醇与水，其中，聚乙二醇作为分散剂，能够使烧结料具有良好的制粒效果，改善料层透气性；含硼化合物中的硼能够在铁矿粉烧结过程中，改善液相流动性能，增强了铁矿粉的胶结效果，由于流动性较好的液相量的增加，促进了铁酸钙的生成和赤铁矿晶粒的长大聚合，使硅酸二钙生成量减少，可有效改善烧结矿还原性；另外，硼离子进入团粒玻璃相中，能够改善玻璃相的力学和动力学性能，增加团粒的强度；氧化剂可促进烧结矿中燃料(煤或焦粉)的裂解或催化其异相氧化反应，缩短燃料着火的延迟时间，降低碳的着火温度，从而有利于实现碳的均相着火；减弱烧结过程还原性气氛，增强氧化性气氛，从而改善铁酸钙的生成条件。本发明的复合添加剂，能够明显提高烧结效率，改善烧结技术指标及冶金性能，且使用方法简单，成本低廉。
进一步的，过硼酸钠由于自身具有助燃性，在烧结过程中可使混合料燃烧速度加快，放热量增大，改善了烧结料的透气性，使烧结矿固结强度大大改善，成品率提高，还原性变好。
本发明制备所述强化烧结过程的复合添加剂时，将含硼化合物、氧化、聚乙二醇和水混合均匀，得到所述复合添加剂，因此其制备过程简单、便捷，无需复杂设备即可实现。
本发明烧结矿的原料中添加有所述复合添加剂，由上述复合添加剂的有益效果可知，本发明烧结矿还原性和轻度均有所提高。
本发明制备所述烧结矿时，向烧结矿的原料中添加所述复合添加剂，然后进行烧结得到所述烧结矿。因此该制备方法过程简单，无需对现有设备进行改造。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明作进一步说明：
本发明的强化烧结过程的复合添加剂中，按重量百分比计，由0.05％～10％的含硼化合物、0.03％～6％的氧化剂及0.01％～2％的聚乙二醇与水混合制成。含硼化合物为四硼酸钾和四硼酸钠中的一种或两种的混合物。氧化剂为过硼酸钠和次氯酸钠中的一种或两种的混合物。
所述的强化烧结过程的复合添加剂应用于铁矿烧结时，在烧结原料中配加所述复合添加剂进行制粒。具体是将铁矿石、熔剂、焦粉和烧结返矿配料后加入复合添加剂，每吨烧结矿的原料中添加有0.5～2kg复合添加剂。向烧结矿的原料中添加所述复合添加剂时，分两次添加，其中一混时配入复合添加剂的量为总添加剂质量的65％，二混时配入复合添加剂的量为复合添加剂总质量的35％，混匀后进行制粒，然后在烧结机上进行布料、点火、烧结，能够有效提高烧结效率，改善烧结矿质量，强化高炉冶炼，制得所述复合添加剂。
以钢铁厂烧结混合料为实验原料，配入本发明所涉及的复合添加剂，然后充分混合制粒，进行烧结实验。对制粒水分，烧结过程垂直烧结速度以及烧结矿成品率、转鼓指数和烧结机利用系数进行检测计算。其中，所述钢铁厂烧结混合料配比如表1所示。以下实施例均按表1配比进行实验。
表1
实施例1
本实施例的过程如下：
制备强化烧结过程的复合添加剂，以质量百分数计，将0.05％的四硼酸钾、0.03％的次氯酸钠、0.01％的聚乙二醇以及其余重量的水混合均匀，得到强化烧结过程的复合添加剂。
然后将配制好的复合添加剂配入实验原料中，充分混合制粒，配入复合添加剂的总量为0.5kg/t，其中一混加入量为0.325kg/t，二混加入量为0.175kg/t；对制粒完成的烧结料取样检测其制粒水分，然后进行布料、点火、烧结，得到烧结矿，对烧结实验数据进行记录。烧结实验完成后计算烧结矿垂直烧结速度、成品率以及烧结机利用系数并检测烧结矿转鼓指数，统计结果如表1所示。
实施例2
本实施例的过程如下：
制备强化烧结过程的复合添加剂，以质量百分数计，将2％的四硼酸钾、1.2％的次氯酸钠、0.4％的聚乙二醇以及其余重量的水混合均匀，得到强化烧结过程的复合添加剂。
然后将配制好的复合添加剂配入实验原料中，充分混合制粒，配入复合添加剂的总量为1.0kg/t，其中一混加入量为0.65kg/t，二混加入量为0.35kg/t；对制粒完成的烧结料取样检测其制粒水分，然后进行布料、点火、烧结，得到烧结矿，对烧结实验数据进行记录。烧结实验完成后计算烧结矿垂直烧结速度、成品率以及烧结机利用系数并检测烧结矿转鼓指数，统计结果如表1所示。
实施例3
本实施例的过程如下：
制备强化烧结过程的复合添加剂，以质量百分数计，将5％的四硼酸钾、3％的次氯酸钠、1％的聚乙二醇以及其余重量的水混合均匀，得到强化烧结过程的复合添加剂。
然后将配制好的复合添加剂配入实验原料中，充分混合制粒；配入复合添加剂的总量为1.5kg/t，其中一混加入量为0.975kg/t，二混加入量为0.525kg/t；对制粒完成的烧结料取样检测其制粒水分，然后进行布料、点火、烧结，得到烧结矿，对烧结实验数据进行记录。烧结实验完成后计算烧结矿垂直烧结速度、成品率以及烧结机利用系数并检测烧结矿转鼓指数，统计结果如表1所示。
实施例4
本实施例的过程如下：
制备强化烧结过程的复合添加剂，以质量百分数计，将10％的四硼酸钾、6％的次氯酸钠、2％的聚乙二醇以及其余重量的水混合均匀，得到强化烧结过程的复合添加剂。
然后将配制好的复合添加剂配入实验原料中，充分混合制粒，配入添复合加剂的总量为2kg/t，其中一混加入量为1.3kg/t，二混加入量为0.7kg/t；对制粒完成的烧结料取样检测其制粒水分，然后进行布料、点火、烧结，得到烧结矿，对烧结实验数据进行记录。烧结实验完成后计算烧结矿垂直烧结速度、成品率以及烧结机利用系数并检测烧结矿转鼓指数，统计结果如表1所示。
对照例
对实验原料充分混合制粒，对制粒完成的烧结料取样检测其制粒水分，然后进行布料、点火、烧结，得到烧结矿，对烧结实验数据进行记录。烧结实验完成后计算烧结矿垂直烧结速度、成品率以及烧结机利用系数并检测烧结矿转鼓指数，统计结果如表2所示。
表2
由表2可以看出，与对照组相比，本发明实施例1-4制得的烧结矿垂直烧结速度、成品率及转鼓指数和烧结机利用系数均得到提高。采用本发明可以即可有效提高烧结效率，改善烧结矿质量，有利于高炉冶炼。
综上所述，本发明从烧结原料出发，强化烧结过程的复合添加剂，由含硼化合物、氧化剂及聚乙二醇与水混合制成。在使用时，将本发明的强化烧结过程的复合添加剂配入烧结原料中，混匀后进行制粒、布料、点火，烧结得到烧结矿。加入的添加剂中聚乙二醇作为分散剂，使烧结料具有良好的制粒效果，改善料层透气性；含硼化合物中的硼在铁矿粉烧结过程中，能改善液相流动性能，增强了铁矿粉的胶结效果，由于流动性较好的液相量的增加，促进了铁酸钙的生成和赤铁矿晶粒的长大聚合，使硅酸二钙生成量减少，可有效改善烧结矿还原性；另外，硼离子进入团粒玻璃相中，改善了玻璃相的力学和动力学性能，可增加团粒的强度；氧化剂可促进燃料(煤或焦粉)的裂解或催化其异相氧化反应，缩短燃料着火的延迟时间，降低碳的着火温度，从而有利于实现碳的均相着火；减弱烧结过程还原性气氛，增强氧化性气氛，从而改善铁酸钙的生成条件。此外，过硼酸钠由于自身具有助燃性，在烧结过程中可使混合料燃烧速度加快，放热量增大，改善了烧结料的透气性，使烧结矿固结强度大大改善，成品率提高，还原性变好。本发明的添加剂，能够明显提高烧结效率，改善烧结技术指标及冶金性能，且使用方法简单，成本低廉。本发明的复合添加剂，其特点在于分散性好、氧化性强，可助燃，在工艺上简单可行且不引入杂质。本发明复合添加剂应用于铁矿烧结，改善混合料制粒效果，提高强度，提高料层透气性，降低燃耗，达到提高烧结速度和生产率，改善冶金性能的目的，为高炉强化冶炼奠定了基础。
Claims (10)
1.一种强化烧结过程的复合添加剂，其特征在于，按重量百分比计，其组成成分为：
0.05％～10％含硼化合物，0.03％～6％氧化剂，0.01％～2％聚乙二醇，其余为水。
2.根据权利要求1所述的一种强化烧结过程的复合添加剂，其特征在于，所述含硼化合物为四硼酸钾和四硼酸钠中的一种或两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种强化烧结过程的复合添加剂，其特征在于，所述氧化剂为过硼酸钠和次氯酸钠中的一种或两种的混合物。
4.一种制备权利要求1-3任意一项所述强化烧结过程的复合添加剂的方法，其特征在于，包括如下过程：将含硼化合物、氧化、聚乙二醇和水混合均匀，得到所述复合添加剂。
5.一种烧结矿，其特征在于，其原料中添加有权利要求1-3任意一项所述的复合添加剂。
6.根据权利要求5所述的一种烧结矿，其特征在于，每吨烧结矿的原料中添加有0.5～2kg所述复合添加剂。
7.根据权利要求5所述的一种烧结矿，其特征在于，烧结矿的原料包括铁矿石、熔剂、焦粉和烧结返矿配料。
8.一种制备权利要求5-7任意一项所述烧结矿的方法，其特征在于，包括如下过程：
向烧结矿的原料中添加所述复合添加剂，然后进行烧结得到所述烧结矿。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，向烧结矿的原料中添加所述复合添加剂时，分两次添加，第一次的添加量大于第二次的添加量。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，第一次添加量质量为总添加量质量的65％，第二次添加量质量为总添加量质量的35％。
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