專利名稱：一種適于高爐噴吹貧煤、貧瘦煤的添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高爐冶煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適于高爐噴吹貧煤、貧瘦煤的添加劑，是提高 高爐噴吹貧煤、貧瘦煤燃燒性能的促進(jìn)劑。
背景技術(shù)：
高爐噴吹用煤應(yīng)能滿足高爐冶煉工藝要求和對提高噴吹量和置換比有利，以便替代更多 的焦炭。無煙煤具有固定碳高、熱值高、置換比高、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，但是其儲(chǔ)量少，隨著 煤炭資源缺乏，其價(jià)格不斷升高，而且存在著火溫度高、燃燒性差、爐內(nèi)未燃煤粉難消化等 難題。煙煤具有著火溫度低、燃燒性好等優(yōu)點(diǎn)，但高揮發(fā)性煙煤爆炸危險(xiǎn)性大，安全設(shè)施投 放大，而且在噴槍頭及風(fēng)口管壁上易粘附結(jié)渣，吸熱量比無煙煤大，要求的熱補(bǔ)償量比無煙 煤多。貧煤、貧瘦煤的性質(zhì)介于高揮發(fā)性煙煤與無煙煤之間，具有基本無結(jié)焦性、揮發(fā)分比 無煙煤略高、燃燒性和反應(yīng)性比無煙煤好等特點(diǎn)，近年來，隨著貧煤、貧瘦煤爆炸性行為的 研究和突破，其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用己成現(xiàn)實(shí)，在各大鋼鐵企業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，為了更 好地發(fā)揮貧煤、貧瘦煤在高爐冶煉中的燃燒性能，開發(fā)含量少、低成本、高效率的燃煤促進(jìn) 劑的要求越來越迫切。
目前，本領(lǐng)域使用的各種燃煤添加劑均存在較嚴(yán)重不足，例如"Ce02和La203對高爐噴 吹煤粉燃燒過程的影響"(稀土， 2005， 26(2): 56-58)—文指出，Ce02和La203分別作為煤粉在 高爐噴吹條件下燃燒的助燃添加劑，其添加比例分別控制在2%左右。稀土價(jià)格貴，加入量大 時(shí)成本增加。CN111263A加入助燃劑為原煤質(zhì)量的P/。 20。/。，添力[]2% ~ 8%時(shí)最好，小于1% 效果不明顯。該專利加入量大，不僅增加生產(chǎn)成本，也使煤燃燒后灰分增加，增加焦炭的置 換比。CN02133147.2采和KMnO4作為添加劑，其分解溫度為248'C，在磨制過程中易產(chǎn)生氧 氣，存在安全隱患。"硝酸鐵對貧瘦煤燃燒反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)影響"(2007， 32 (10): 1084-1087) 一文提到采用硝酸鐵作為燃燒促進(jìn)劑，其在磨制過程中易粘結(jié)，降低了煤粉的流動(dòng)性，而且 其分解溫度在383'C，磨制過程中也存在安全隱患。"助燃劑在高爐噴煤中的應(yīng)用效果"(現(xiàn)代 冶金，2001， (2): 27-29)—文以及CN02133147.2， CN90106347.9， CN01138848.x等均含有K、 Na、 Cl等，導(dǎo)致高爐堿負(fù)荷增加，對冶煉帶來不利影響。"攀鋼高爐煤粉混加添加劑的實(shí)驗(yàn)研 究"(2000， 21 (1): 7-11) 一文提出采用Mn02、 MgC03、 MgCl2、 MnC03、 CaF2作為添加劑，添加至無煙煤和煙煤中，效果以CaF2最好，并且添加量達(dá)到5%，長期使用導(dǎo)致爐體腐蝕嚴(yán)重， 冶煉過程灰分增加，降低焦炭置換比。
總結(jié)目前本領(lǐng)域燃煤添加劑性能與效果，主要缺點(diǎn)如下
(1) 用量大。 一般占噴吹用煤總量的2%~20%，增加了煤粉的灰分，降低了焦炭的 置換比；
P) 價(jià)格貴。添加劑中一般含有較多的貴重物質(zhì)，如2。/。的Ce02、 La203等稀土；
(3) 對高爐爐體長期運(yùn)行有損害。如加入大量的堿金屬(K、 Na)或鹵族元素(F、 Cl)， 一方面腐蝕爐體，另一方面會(huì)加重高爐堿負(fù)荷。
(4) 有安全隱患。如KMn04、 Fe(N03)3等，在煤粉磨制、混勻和輸送過程中易產(chǎn)生氧 氣，存在安全危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于尋求一種經(jīng)濟(jì)、安全、可以提高高爐噴吹用貧煤、貧瘦煤燃燒率的添 加劑，降低煤粉的灰分，不含K、 Na、 Cl、 F等對高爐有害的堿金屬和鹵族元素，增加煤粉的 流動(dòng)性，產(chǎn)生活性氧，提高煤粉燃燒率，從而提高高爐噴煤比，降低焦炭用量。
一種適于高爐噴吹貧煤、貧痩煤的添加劑，添加劑成分質(zhì)量百分比為CaO或CaC03或 Ca(OH)2: 25%~35%， Mn02: 25%~35%， Fe203: 25% 35%， Ce02或La203: 4%~10%。
如上所述CaO或CaC03或Ca(OH)2可以用MgO或MgC03代替，MgO或MgC03在添加劑中 占質(zhì)量百分比含量為25% ~ 38%。
從各添加劑組合優(yōu)化角度考慮，CaC03、 Ce02、 Mn02、 Fe203組合最優(yōu)，其次為CaC03、 La203、 Mn02、 Fe20，CaO、 Ce02、 Mn02、 Fe203。
添加劑可以通過兩種方式加工， 一種為分別將各添加物磨成74^im(200目)以下，再通過 機(jī)械方式混合；另一種為將各添加物同時(shí)磨成74pm(200目)以下。兩種混合效果相當(dāng)，可根 據(jù)實(shí)際情況決定。
本發(fā)明中添加劑的加入方式為，將添加劑破碎后通過磨煤機(jī)皮帶與煤粉添加在一起，添 加劑加入量為煤粉總重量的0.9-4%，與煤粉一起磨制、烘干，經(jīng)輸煤管道進(jìn)入高爐噴槍，實(shí) 施噴煤操作。本發(fā)明中磨制環(huán)節(jié)較重要，必須保證混料平均粒度小于0.074mm(200目)。本發(fā) 明中需將至少兩種過渡族金屬氧化物和一種稀土族氧化物混合，單獨(dú)過渡族金屬氧化物或稀 土族氧化物效果較差。本發(fā)明中稀土氧化物以Ce02、 La203優(yōu)先，兩者中Ce02優(yōu)先，可同時(shí) 加兩種，也可加某一種，但總量不能超過添加劑總量的10%。
在熱風(fēng)溫度為110(TC，燃燒爐溫度1400°。，富氧率為1%的條件下，不同成分配比添加劑 促燃效果如下La203 5%、 CaC03 35%、 Mn02 30%、 Fe203 30%，添加劑總量為3%時(shí)，煤粉燃燒率提高5.13%; Ce025%、 CaC03 35%、 MnO2 30%、 Fe2O3 30%，添加劑總量為2.5%，煤粉燃燒率提高7.54%; CeO210%、 CaO30%、 Mn02 30%、 Fe203 30%，添加劑總量為1%，煤粉燃燒率提高5.12%，
本發(fā)明添加劑可以與原料煤粉一起混勻后通過煤粉噴槍噴入高爐風(fēng)口回旋區(qū)處，具有安 全可靠、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，較其它添加劑可以降低煤粉的灰分，不含K、 Na、 Cl、 F等對高爐 有害的堿金屬和鹵族元素，增加煤粉的流動(dòng)性，產(chǎn)生活性氧，提高煤粉燃燒率，從而提高高 爐噴煤比，降低焦炭用量。


圖l是本發(fā)明的工藝過程示意圖l中1.高爐；2.噴槍；3.風(fēng)口回旋區(qū)
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施實(shí)例通過河北理工大學(xué)煤粉燃燒爐實(shí)現(xiàn)，該試驗(yàn)裝置模擬高爐風(fēng)口燃燒條件， 以兩段臥式電爐模擬熱風(fēng)爐加熱空氣，用燃燒爐模擬高爐風(fēng)口的煤粉燃燒狀況，將經(jīng)過干燥 的煤粉噴進(jìn)燃燒爐中，進(jìn)行煤粉燃燒率的測定。煤粉燃燒試驗(yàn)的條件根據(jù)高爐生產(chǎn)的實(shí)際狀
態(tài)確定，熱風(fēng)溫度控制為1100'C，燃燒爐溫度控制在140(TC,熱風(fēng)流量為12Nm"h，富氧率控 制為1%，冷風(fēng)壓力為02MPa。輸送煤粉的氣體為冷空氣，輸送煤粉的氣體壓力與冷風(fēng)壓力 相同，為0.2MPa。煤粉燃燒后的殘余物用集灰器進(jìn)行收集和抽濾，然后對未燃煤粉進(jìn)行稱重、 化驗(yàn)分析并計(jì)算出煤粉的燃燒率。 通過六種組分驗(yàn)證
(1) La2035%， CaC0335%， MnO230%， Fe2O330%，添加劑占總量的1%，設(shè)為1弁添加劑；
(2) Ce025%， CaC0335%， MnO230°/。， Fe2O330%，添加劑占總量的1%,設(shè)為2#添加劑；
(3) Ce025%， CaO30%, MnO230%， Fe2O330%，添加劑占總量的1%，設(shè)為3弁添加劑；
(4) 不添加任何添加劑，為原煤，設(shè)為4#添加劑。
(5) La2035%， Mg035%, MnO230%， Fe2O330%，添加劑占總量的1%，設(shè)為5弁添加劑；
(6) Ce025%， MgC0335%， MnO230%， Fe2O330%，添加劑占總量的1%,設(shè)為6弁添加劑； 試驗(yàn)結(jié)果原煤燃燒率為47.43%， 2弁為54.97%， 1#為52.56%， 3沐為52.15%, 5#為
52.42%， 6#為52.86%。平均提高5%。
權(quán)利要求
1. 一種適于高爐噴吹貧煤、貧瘦煤的添加劑，其特征是添加劑成分質(zhì)量百分比為CaO或CaCO3或Ca(OH)225％～35％，MnO225％～35％，F(xiàn)e2O325％～35％，CeO2或La2O34％～10％。
2. 如權(quán)利要求l所述一種適于高爐噴吹貧煤、貧瘦煤的添加劑，其特征是用MgO或MgC03 代替CaO或CaC03或Ca(OH)2， MgO或MgC03在添加劑中占質(zhì)量百分比含量為25% 38%。
3. 如權(quán)利要求1或2所述一種適于高爐噴吹貧煤、貧瘦煤的添加劑，其特征是添加劑通過 兩種方式加工， 一種為分別將各添加物磨成74pm以下，再通過機(jī)械方式混合；另一種為將各 添加物同時(shí)磨成74pm以下。
4. 如權(quán)利要求3所述一種適于高爐噴吹貧煤、貧瘦煤的添加劑，其特征是添加劑的加入 方式為，將添加劑破碎后通過磨煤機(jī)皮帶與煤粉添加在一起，添加劑加入量為煤粉總重量的 0.9-4%，與煤粉一起磨制、烘干，經(jīng)輸煤管道進(jìn)入高爐噴槍，實(shí)施噴煤操作；本發(fā)明中磨制 環(huán)節(jié)，必須保證混料平均粒度小于0.074mm。
全文摘要
本發(fā)明屬于高爐冶煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適于高爐噴吹貧煤、貧瘦煤的添加劑。添加劑成分質(zhì)量百分比為CaO或CaCO₃或Ca(OH)₂25％～35％，MnO₂25％～35％，F(xiàn)e₂O₃25％～35％，CeO₂或La₂O₃4％～10％。加入方式為，將添加劑破碎后通過磨煤機(jī)皮帶與煤粉添加在一起磨制、烘干，添加劑加入量為煤粉總重量的0.9-4％，與煤粉一起經(jīng)輸煤管道進(jìn)入高爐噴槍，磨制中必須保證混料平均粒度小于0.074mm。本發(fā)明添加劑可以與原料煤粉一起混勻后通過煤粉噴槍噴入高爐風(fēng)口回旋區(qū)處，具有安全可靠、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，較其它添加劑可以降低煤粉的灰分，不含K、Na、Cl、F等對高爐有害的堿金屬和鹵族元素，增加煤粉的流動(dòng)性，產(chǎn)生活性氧，提高煤粉燃燒率，從而提高高爐噴煤比，降低焦炭用量。
文檔編號(hào)C10L9/10GK101531943SQ200910076070
公開日2009年9月16日 申請日期2009年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日
發(fā)明者劉仁生, 劉應(yīng)書, 吳小軍, 孫曉東, 輝 張, 房連增, 李文軍, 樓黎虹 申請人:山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司;北京科技大學(xué)