本發(fā)明屬于煉鐵高爐洗爐溶劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑及其制備、使用方法。

背景技術(shù)：

高爐造渣，就是鐵礦石中的脈石和焦炭(燃料)中的灰分等與熔劑相互作用生成低熔點(diǎn)的化合物，形成非金屬的液相。造渣制度應(yīng)適合高爐冶煉要求，有利于穩(wěn)定順行，有利于冶煉優(yōu)質(zhì)生鐵。各廠資源和生產(chǎn)條件不同，應(yīng)根據(jù)原燃料條件選擇合理的造渣制度。高爐冶煉要求爐渣應(yīng)具備以下幾點(diǎn)表現(xiàn)：

1)具有良好的流動(dòng)性，保證渣鐵順利穿過滴落帶并分離；

2)保證生鐵質(zhì)量，有充分參與所希望化學(xué)反應(yīng)的能力，如[Si]、[Mn]或其它有益元素的還原，吸收S與堿金屬等；

3)能滿足允許煤氣順利通過及渣-鐵、渣-氣良好分離的動(dòng)力學(xué)條件；

4)穩(wěn)定性好，抵抗冶煉條件變化而不使?fàn)t渣性能急劇變化。

因此可以看出，若高爐冶煉的原燃料條件發(fā)生變化時(shí)，如焦炭質(zhì)量下降，礦石中Al₂O₃含量的增加等，造成了焦炭的“透液通道”減少，爐渣粘度增大，渣鐵穿過死焦堆的順暢程度明顯下降，即爐缸活性失常。那么，通過及時(shí)調(diào)整高爐冶煉的造渣制度，改善渣鐵的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，就可以有效恢復(fù)爐缸活性。從傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)來看，通過加入洗爐熔劑來調(diào)整造渣制度的方法是改善爐渣性能、快速恢復(fù)爐缸活性的重要方法之一。

傳統(tǒng)的洗爐熔劑有三種，分別是：酸性球團(tuán)洗爐、螢石、錳礦。其洗爐的原理和缺點(diǎn)如下：

(1)酸性球團(tuán)礦洗爐是利用其堿度低、含鐵高、含硫低、熟料的特點(diǎn)進(jìn)行的。集中加入一定量的酸性球團(tuán)礦，能產(chǎn)生游離態(tài)的SiO₂。這些SiO₂與爐缸中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高熔點(diǎn)物質(zhì)CaO-SiO₂化合物發(fā)生反應(yīng)，生成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單熔點(diǎn)低的爐渣，改善爐渣的流動(dòng)性能，從而達(dá)到處理爐缸堆積的目的。但是，采用酸性球團(tuán)礦洗爐會(huì)對(duì)高爐軟熔帶的位置和厚度產(chǎn)生影響，不利于改善煤氣流的二次分布，有惡化透氣性的趨勢(shì)，壓差易升高，不利于高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定順行，因此現(xiàn)代高爐在處理爐缸堆積等爐缸活性異常事故時(shí)一般不再采用該種方法。

(2)螢石作為洗爐熔劑，主要是利用螢石中的CaF₂，能夠與爐缸堆積物形成低熔點(diǎn)化合物，改善爐渣的流動(dòng)性能，從而清洗爐墻粘結(jié)物。但螢石對(duì)消除爐缸石墨碳形成的堆積，效果不理想。而且螢石還會(huì)對(duì)硅鋁質(zhì)材料的爐襯產(chǎn)生嚴(yán)重的侵蝕作用，長(zhǎng)期使用會(huì)破壞爐襯及冷卻壁，嚴(yán)重威脅高爐長(zhǎng)壽，是不經(jīng)濟(jì)的洗爐方式，已經(jīng)逐漸被淘汰。

(3)錳礦洗爐是由于MnO及其形成的硅酸鹽組成的高爐爐渣可以有效降低爐渣的熔點(diǎn)。因此提高爐渣中MnO的含量，可以在一定濃度的范圍內(nèi)降低爐渣粘度，改善爐渣的流動(dòng)性。但錳礦洗爐，鐵水中錳的回收是通過MnO爐渣通過死焦堆時(shí)與焦炭發(fā)生直接還原反應(yīng)，該反應(yīng)不僅需要吸收大量的熱量，而且大量消耗碳素，使焦比顯著升高。實(shí)踐證明，生鐵中錳含量每增加0.1％，焦比將增加2kg/t左右，導(dǎo)致影響產(chǎn)量約0.3％；而且錳礦價(jià)格較高，從而從兩方面大幅度增加冶煉成本，可見利用錳礦洗爐的代價(jià)也是十分巨大的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑及其制備、使用方法，不僅可以滿足高爐洗爐的要求，而且具有成本低、加入量少、對(duì)高爐冶煉進(jìn)程影響較小等優(yōu)勢(shì)，能夠快速恢復(fù)爐缸狀態(tài)，從而避免長(zhǎng)時(shí)間洗爐對(duì)高爐爐襯的侵蝕。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，提供一種冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑，由如下組分制備而成：硼鐵精礦、煤和粘接劑。

進(jìn)一步地，上述冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑中，按質(zhì)量百分比計(jì)，硼鐵精礦占55～63％、煤占30～40％、粘接劑占5～7％。

進(jìn)一步地，上述冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑中，所述煤為煤粉，所述粘接劑為膨潤(rùn)土、有機(jī)復(fù)合粘結(jié)劑、水玻璃中的一種或多種。

本發(fā)明還提供了一種制備上述冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑的方法，包括如下步驟：

1)將硼鐵精礦、煤和粘接劑按照比例放入混料機(jī)中進(jìn)行混料；

2)將步驟1)中的混料放入對(duì)輥壓球機(jī)進(jìn)行壓球，溫度為15℃，壓力為35Mpa；

3)將步驟2)中壓好的含硼球團(tuán)放入烘干機(jī)烘干，溫度為105℃，烘干時(shí)間為10小時(shí)，制成成品冷壓含硼球團(tuán)。

上述冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑的使用方法為將所述冷壓含硼球團(tuán)與爐料按照一定比例同時(shí)放入爐缸堆積的高爐，進(jìn)行洗爐操作，恢復(fù)爐缸活性狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，不僅可以滿足高爐洗爐的要求，而且具有成本低、加入量少、對(duì)高爐冶煉進(jìn)程影響較小等優(yōu)勢(shì)，能夠快速恢復(fù)爐缸狀態(tài)，從而避免長(zhǎng)時(shí)間洗爐對(duì)高爐爐襯的侵蝕；硼鐵精礦的價(jià)格僅為錳礦價(jià)格的50％～60％，可以明顯降低洗爐成本，而且硼元素對(duì)于后續(xù)煉鋼是有益元素，可以降低后續(xù)煉鋼的成本。

附圖說明

圖1為不同B₂O₃含量爐渣粘度與溫度關(guān)系；

圖2為B₂O₃含量對(duì)爐渣熔化性溫度的影響。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

利用冷壓含硼球團(tuán)進(jìn)行高爐洗爐的機(jī)理是：含硼球團(tuán)之所以可以有效降低爐渣粘度及熔化性溫度，是由于爐渣中生成了低熔點(diǎn)物質(zhì)CaO·B₂O₃，熔點(diǎn)是1150℃，從而增加了液態(tài)爐渣的過熱度。而且隨著爐渣中B₂O₃含量的增加，爐渣中氧離子濃度也在增加，氧離子促使?fàn)t渣硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)開始解聚，氧離子越多，解聚的完全，爐渣由復(fù)雜結(jié)構(gòu)向簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)發(fā)展，隨著能夠自由流動(dòng)的單獨(dú)的硅氧四面體的增多，此時(shí)的爐渣粘度將顯著降低，流動(dòng)性顯著提高。

不同的高爐所適用的冷壓含硼球團(tuán)中各組分的比例不同，以高爐實(shí)際爐況和爐渣結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，考慮不同B₂O₃含量對(duì)高爐爐渣流動(dòng)性能的影響，既保證洗爐效果又避免資源浪費(fèi)，進(jìn)而確定爐渣中最佳的B₂O₃的含量，根據(jù)物料平衡計(jì)算出冷壓含硼球團(tuán)中的B₂O₃的含量，根據(jù)含硼鐵精礦、煤粉、粘結(jié)劑的成分，確定硼鐵精礦、煤粉和粘結(jié)劑的配比，進(jìn)而生產(chǎn)出目標(biāo)含量的冷壓含硼球團(tuán)。

實(shí)施例1、

一種冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑，包括如下組分：按質(zhì)量百分比計(jì)，硼鐵精礦55％、煤40％、粘接劑5％。

制備上述冷壓含硼球團(tuán)的方法，包括如下步驟：

1)將硼鐵精礦、煤和粘接劑按照比例放入混料機(jī)中進(jìn)行混料；

2)將步驟1)中的混料放入對(duì)輥壓球機(jī)進(jìn)行壓球，溫度為15℃，壓力為35Mpa；

3)將步驟2)中壓好的含硼球團(tuán)放入烘干機(jī)烘干，溫度為105℃，烘干時(shí)間為10小時(shí)，制成成品冷壓含硼球團(tuán)。

將制備的冷壓含硼球團(tuán)與爐料按照一定比例同時(shí)放入爐缸堆積的高爐，進(jìn)行洗爐操作，恢復(fù)爐缸活性狀態(tài)。

實(shí)施例2、

一種冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑，包括如下組分：按質(zhì)量百分比計(jì)，硼鐵精礦59％、煤粉35％、粘結(jié)劑6％。

制備上述冷壓含硼球團(tuán)的方法與實(shí)施例1相同。

將制備的冷壓含硼球團(tuán)與爐料按照一定比例同時(shí)放入爐缸堆積的高爐，進(jìn)行洗爐操作，恢復(fù)爐缸活性狀態(tài)。

實(shí)施例3、

一種冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑，包括如下組分：按質(zhì)量百分比計(jì)，硼鐵精礦63％、煤粉30％、粘結(jié)劑7％。

制備上述冷壓含硼球團(tuán)的方法與實(shí)施例1相同。

將制備的冷壓含硼球團(tuán)與爐料按照一定比例同時(shí)放入爐缸堆積的高爐，進(jìn)行洗爐操作，恢復(fù)爐缸活性狀態(tài)。

通過使用本發(fā)明，可以有效改善爐渣的流動(dòng)性能，從而達(dá)到洗爐的目的。圖1和圖2是由熔體物性綜合測(cè)定儀分別測(cè)出，不同B₂O₃含量爐渣粘度隨溫度曲線和熔化性溫度的變化曲線，從圖1可以看出，隨著B₂O₃含量的增加，爐渣粘度是明顯降低的。尤其當(dāng)B₂O₃含量達(dá)到3.0％時(shí)，爐渣的粘度相比B₂O₃含量為0～2.0％的爐渣有明顯降低，而且爐渣的粘度隨溫度的變化曲線要平穩(wěn)許多，在1400℃以上的高溫區(qū)粘度值甚至幾乎保持不變，說明該成分的爐渣已經(jīng)達(dá)到了很好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性。

從圖2中看出，渣樣的熔化性溫度隨著渣中B₂O₃含量的增加是逐漸降低的，說明B₂O₃的加入使?fàn)t渣的高溫性質(zhì)趨于穩(wěn)定。從含硼渣熔化性溫度的走勢(shì)來看，在渣中B₂O₃含量從0增加到0.8％的過程中，爐渣熔化性溫度降低速率基本相同，在渣中B₂O₃含量從0.8％增加到1.0％的過程中，爐渣熔化性溫度降低速率加快，而當(dāng)渣中B₂O₃含量由1.0％再增加到2.0％時(shí)，爐渣熔化性溫度降低速率又變緩。當(dāng)渣樣中B₂O₃含量達(dá)到3.0％時(shí)，爐渣已經(jīng)沒有明顯的粘度拐點(diǎn)，渣的流動(dòng)性已經(jīng)不同于一般高爐堿性爐渣的性質(zhì)，故沒有熔化性溫度。該成分爐渣雖然具有很好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，但在實(shí)際高爐冶煉中，該成分的渣由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度過低，會(huì)使高爐軟熔帶升高，爐渣帶入爐缸熱量不足而造成爐涼，因此也不是爐渣的最佳成分。當(dāng)只考慮對(duì)爐渣熔化性溫度影響的話，B₂O₃在渣中的含量保持在1.0～2.0％時(shí)，爐渣的熔化性溫度在1300～1310℃是比較合適的。

綜上可知，B₂O₃在高爐渣中可以起到助熔和稀釋作用，B₂O₃在洗爐爐渣中的最佳含量應(yīng)為1.0～2.0％，此時(shí)爐渣在1500℃時(shí)的粘度在0.3Pa.s左右，熔化性溫度在1300～1310℃之間，爐渣過熱度增大，爐渣的流動(dòng)性和穩(wěn)定性向好，符合洗爐熔劑的要求。

應(yīng)用例、

利用本發(fā)明提供的洗爐溶劑對(duì)國(guó)內(nèi)某高爐進(jìn)行洗爐操作，恢復(fù)爐況的指標(biāo)如表1所示，可以看出，隨著洗爐操作的進(jìn)行，高爐各項(xiàng)指標(biāo)都得到了良好的恢復(fù)。

表1國(guó)內(nèi)某4747m³高爐洗爐恢復(fù)爐況月平均經(jīng)濟(jì)技術(shù)主要指標(biāo)