专利名称：一种高炉炼铁新工艺和高炉炼铁用添加剂的制作方法
技术领域：
本发明属于高炉炼铁的技术领域。具体来说，本发明提供了一种在高炉炼铁过程中科学添加氧化镁的新工艺和供该新工艺炼铁用的添加剂。
背景技术：
在高炉炼铁生产中，确保高炉炉渣中含有一定数量的氧化镁(MgO)是必须的。MgO可以提高炉渣脱硫能力、改良炉渣的流动性，并可降低软熔带的压损和控制高炉软熔带区间的厚薄，这有利于提高高炉的冶炼强度，增加产量。由于高炉的原料——烧结铁矿本身、煤粉和助溶剂中通常不含MgO，故现有技术是在烧结矿生产过程中加入白云石(CaCO3·MgCO3)或菱镁石(MgCO3)。将含镁化合物加入到烧结矿中，初看起来还可有助于降低烧结矿的低温粉化率；然而由于MgO的加入量较大，它带来了如下新的问题(1)降低烧结矿生产的成品率，使生产成本增大；(2)使烧结矿的冷态强度变差；(3)使高炉中软熔带温度区间上升60～100℃，使高炉炉料柱整体压差上升，这不利于高炉的强化冶炼。尽管上述工艺得到广泛应用，但发明人认为这并不是在高炉炼铁过程中添加MgO的科学方法。
发明内容
本发明的目的就是要寻求一种在高炉炼铁过程中科学地添加氧化镁的炼铁新工艺。
本发明所提出的高炉炼铁新工艺，其特征在于将含氧化镁的添加剂和原煤一起制成含MgO的煤粉从风口中喷入高炉。
含氧化镁添加剂的煤粉吹入高炉风口中，不仅可提高终渣的流动性和脱硫能力及终渣中MgO含量，还可以改善块状带的透气性，减薄软熔带的厚度，提高煤粉的燃烧率和高炉冶炼强度。确实可取得令人意想不到积极效果。
本发明虽然完全改变了现有技术将含镁化合物加入烧结矿中的思路，取得极佳的效果，但考虑烧结矿因含MgO过少，会对其低温还原粉化率有不利的影响。为此，本发明在烧结矿不含或少含MgO的情况下，采用向其表面喷洒含CaCl2(氯化钙)的添加剂的方法，以降低烧结矿的低温还原粉化率。这样，发明人提出，在煤粉中加入MgO添加剂后，从风口喷入高炉中；而在烧结矿中喷洒CaCl2表面添加剂后仍从顶部加入高炉，两者组合起来形成了一个完整的技术方案，这就是本发明的全部技术特征，也是本发明所提出来的在高炉中科学地添加MgO的炼铁新工艺。
本发明所说的MgO添加剂的配方(以重量百分数计算)为成分 重量百分数(wt％)MgO 80～83CaO 12～14SiO21～2烧损 4～6煤粉中MgO添加剂的加入量可由高炉终渣中应含8～10wt％的MgO为标准来确定，通常MgO添加剂的喷吹当量为20～30公斤/吨铁。
上述含MgO添加剂是为本发明的新工艺专门设计的，然而它也可以作为一种独立的产品，单独出售供炼铁厂使用。
从降低生产成本的角度考虑，本发明还可用含镁化合物如白云石(CaCO3·MgCO3)、菱镁石(MgCO3)、水镁石[Mg(OH)2]和蛇纹石[Mg6(Si4O10)(OH)8]等矿石来代替MgO添加剂中的纯氧化镁，此时添加剂配方可以保持不变，但要按照添加剂中MgO的有效含量，增减其喷吹当量。这样也可以取得良好的效果。
本发明所提出来高炉炼铁新工艺，同现有的高炉冶炼工艺相比较，具有如下显著优点(1)MgO和煤粉一起从风口中喷入高炉，较好地满足了高炉终渣对MgO含量的要求，不仅有利于提高炉渣的流动性和炉渣的脱硫能力；降低软熔带的厚度和压损，还可提高煤粉的燃烧效率，有利于提高高炉的冶炼强度、增加产量。
(2)在烧结矿中以CaCl2表面添加剂替代MgO，不仅可以降低烧结矿的低温还原粉化率，改善块状带的透气性，又可提高烧结矿的成品率和冷态强度。
图1是本发明的工艺过程示意图；图1中1.高炉；2.块状带；3.软熔带；4.风口。
具体实施例方式
本发明人曾在事先配制好添加剂的情况下，作好技术保密后，先后在各种规模的高炉中实施本发明的新工艺。现略举数例，以作说明。
实施例1在某钢铁公司1800M3的高炉1上，控制烧结矿中的MgO的含量为0.9wt％，以4.0wt％的CaCl2添加剂按4.5公斤/吨的计量喷洒在烧结矿作为高炉炼铁原料。利用现有的制粉喷吹系统，将如下配方的含MgO添加剂成分 重量百分数(wt％)MgO 82.3CaO 12.5SiO21.4烧损 3.8与原煤一同加入磨煤机进行制粉，并从风口4将煤粉喷入高炉中。MgO添加剂的喷吹当量为20公斤/吨铁。采用此工艺有效地提高了烧结矿的产量，降低了烧结矿的低温还原粉化率；改善了高炉块状带2的透气性，降低料柱压差20kPa。这明显地利于高炉利用系数和生铁产量的提高。
实施例2在1250M3的高炉1上实施本发明的工艺。由于其烧结矿中氧化镁的含量为0.8wt％，故用4.0wt％的CaCl2水溶液按烧结矿重量以5公斤/吨的使用量均匀喷洒到200℃的烧结矿表面上，并加入高炉1中。又将如下配方的含MgO添加剂成分 重量百分数(wt％)MgO 80CaO 14SiO22烧损 4同原煤一道投入磨煤机磨碎成粉，从风口4喷入高炉中。添加剂的喷吹当量为25公斤/吨铁。它提高风口前煤粉燃烧率约5％左右，同时也明显提高高炉的冶炼强度和生铁质量。
实施例3在750M3的高炉1上实施本工艺。用4.0wt％的CaCl2水溶液按烧结矿重量4.2公斤/吨的配比均匀喷洒到200℃以下的(含MgO 0.8wt％)烧结矿表面上，加入高炉。又将如下配方的含MgO添加剂成分 重量百分数(wt％)MgCO380CaO 14SiO22烧损 4同原煤一起加入磨煤机制粉，并从风口4将煤粉吹进高炉中。MgO添加剂的喷吹当量为20公斤/吨铁。该高炉的生产效益很好。
实施例4在1800M3的高炉1上用水镁石[Mg(OH)2]代替纯氧化镁(MgO)作添加剂实施本工艺。按如下配方配制MgO添加剂成分重量百分数(wt％)Mg(OH)285CaO 10SiO21烧损4将它同原煤一道加入磨煤机制粉，并从风口4将煤粉喷入高炉1中。MgO添加剂的喷吹当量为25公斤/吨铁，其脱硫效果和对高炉冶炼过程的优化作用也不次于纯氧化镁添加剂。
实施例5在1250M3的高炉1炼铁生产中用白云石(CaCO3·MgCO3)代替纯氧化镁作添加剂实施本工艺。按如下配方配制MgO添加剂成分重量百分数(wt％)CaCO3·MgCO395SiO21烧损4将它同原煤一起加入磨煤机制粉，并从风口将煤粉喷入高炉1中。由于白云石中含有CaO、MgO，在调整添加剂的配方时，必须相应地考虑到烧结矿中的含量，以保证炉渣对其成分的要求。
实施例6以下述配方调制MgO添加剂，其中MgO由蛇纹石[Mg6(Si4O10)(OH)8]取代成分重量百分数(wt％)Mg6(Si4O10)(OH)883CaO 12SiO21烧损4该添加剂可单独出售供高炉炼铁时应用。只要是掌握炼铁学的基本知识或者具有高炉炼铁的实际工作经验，根据本说明书所公开的内容，均不难实施本发明的新工艺。
本发明的技术特征是将已有技术由烧结矿向高炉中添加MgO的工艺改变为由煤粉通过风口4向高炉1添加MgO的新工艺，这是本专利权利要求所申请的保护范围。本发明的新工艺确保了高炉炉渣的流动性和炉渣的脱硫能力，改善块状带2的透气性，减薄软熔带3的厚度，并且还提高了煤粉的燃烧效率，这有利于提高高炉的冶炼强度，也有利于提高生铁的产量和质量。
权利要求
1.一种在高炉中科学添加氧化镁的炼铁新工艺，其特征在于(1)将含氧化镁的添加剂和原煤一起制成含MgO的煤粉从风口中喷入高炉；(2)在烧结矿上喷洒含CaCl2的表面添加剂以替代MgO降低烧结矿的低温还原粉化率。
2.按权利要求1所述的高炉炼铁新工艺，其特征在于所说的含氧化镁的添加剂其配方以重量百分数计算为成分 重量百分数(wt％)MgO80～83CaO12～14SiO21～2烧损 4～6。
3.按权利要求1、2所述的高炉炼铁新工艺，其特征在于所说的含氧化镁的添加剂中的主要成分氧化镁可以是含镁化合物。
4.按权利要求3所述的高炉炼铁新工艺，其特征在于所说的含镁化合物可以是白云石(CaCO3·MgCO3)或者菱镁石(MgCO3)；也可以是水镁石(Mg(OH)2)或者蛇纹石[Mg6(Si4O10)(OH)8]等矿物。
5.一种供高炉炼铁用的含氧化镁添加剂，其特征在于其配方以重量百分数计算为成分 重量百分数(wt％)MgO80～83CaO12～14SiO21～2烧损 4～6。
6.按权利要求5所述的炼铁添加剂，其特征在于所说的配方中的氧化镁可以是含镁化合物。
7.按权利要求6所述的炼铁添加剂，其特征在于所说的含镁化合物可以是白云石(CaCO3·MgCO3)或者菱镁石(MgCO3)；也可以是水镁石(Mg(OH)2)或者蛇纹石[Mg6(Si4O10)(OH)8]等矿物。
全文摘要
本发明提出了一种高炉中科学地添加MgO的炼铁新工艺，其特征在于将MgO制成添加剂，将它和原煤一起制成含MgO的煤粉从风口4中喷入高炉1。本发明还提出了一种供新工艺炼铁使用的MgO添加剂。添加剂的配方以重量百分数计算为MgO 80～83；CaO 12～14SiO
文档编号C21B5/02GK1664116SQ200510045828
公开日2005年9月7日 申请日期2005年2月2日 优先权日2005年2月2日
发明者沈峰满, 吴钢生, 姜鑫, 李小钢, 魏国, 沈岩柏 申请人:东北大学