专利名称：一种高炉喷煤用复合添加剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复合添加剂，本添加剂是用于改善高炉喷煤燃烧性能，并且可提 高冶金灰、渣等二次资源的利用率，属于冶金技术领域。
背景技术：
高炉喷煤是降低焦炭消耗量、增加高炉操作性的重要措施。由于煤粉在高炉风口 燃烧区域停留时间很短，随着喷煤量的增加，未燃煤粉会在炉内积累，从而降低高炉的透气 性，破坏炉内气流/温度分布，影响高炉顺行。催化燃烧是在不改变燃煤设备的情况下，依 据煤燃烧的化学反应原理，添加少量添加剂的方法，改善煤粉的燃烧特性，降低着火温度， 提高燃尽率和发热量，从而达到节约能源和减少污染排放的目的。目前高炉喷煤添加剂主要配料大多是多种化工产品，如专利CN02133147. 2高炉 喷煤助燃剂中含有5 10%的LiCO3和3 12%的B2O3等成分，增加了工艺的复杂性和成本，为 推广造成了障碍。另一些添加剂中还含有碱金属和卤族化合物，如CN0610000721. 8高炉喷 吹催化增效剂中含有NaCl、KCl等，这些化合物的富集对高炉设备和产品质量会带来不利影响。另外，随着我国钢铁工业的发展，冶金生产中的二次资源的利用显得更加重要。据 统计，我国每吨钢可产生各种含铁除尘灰达190公斤以上。将钢铁生产过程中产生的灰、渣 合理利用，是降低生产成本和环境压力的有效手段。如何通过冶金工艺消化这些副产品，是 目前资源综合利用研究的重点。
发明内容
针对现有高炉喷煤催化剂存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种原料易 得、可有效消化冶金工艺副产品的高炉喷煤用复合添加剂。本发明的技术方案是这样实现的一种高炉喷煤用复合添加剂，它由如下重量百 分含量的各组分混合而成铁矿石粉5 15% ；高炉除尘灰15 35 % ；冶金生产过程中产生的 氧化铁屑1(Γ30 %;炼钢散料间除尘灰5 15 %;适量的氧化钙使复合添加剂中氧化钙总含 量控制为5 20 % ；过氧化钙15 35 % ；氧化锰3 8 % ；稀土金属氧化物广5 %。所述高炉除尘灰、氧化铁屑和炼钢散料间除尘灰这三种组分重量百分含量之和大 于 50 %。本复合添加剂粒径达到-200目的占80%以上。所述稀土金属氧化物为氧化镧或氧化铈。相比现有添加剂，本发明具有如下优点
1.能够有效改善高炉喷吹煤粉的燃烧性能，提高煤粉在风口的燃烧率，降低未燃煤粉
含量；
2.不含对高炉设备和产品质量有负面影响的化合物，并且生产工艺和添加方式简便， 基本不需要改变现有设备，易于推广使用；3.组分中超过50%含量的成分是冶金生产中的副产品，原料易得，成本低廉，并且使其 中有益成分得到回收利用，变废为宝；
4.各组分的加入量可根据炉渣酸碱性进行灵活调整，并且可作为调节炉渣性质的手
段。
具体实施例方式本发明高炉喷煤用复合添加剂，它由如下重量百分含量的各组分混合而成铁矿 石粉5 15% ；高炉除尘灰15 35 % ；冶金生产过程中产生的氧化铁屑(主要指轧钢厂产生的) 10^30 % ；炼钢散料间除尘灰5 15% ；适量的氧化钙使复合添加剂中氧化钙总含量控制为 5^20 %;过氧化钙15 35 %;氧化锰3、％ ；稀土金属氧化物(氧化镧La2O3或氧化铈CeO2) Γ5 %。其中高炉除尘灰、氧化铁屑和炼钢散料间除尘灰这三种组分(均为冶金生产中的 副产品)重量百分含量之和大于50 %，因此能够变废为宝，可回收其中的有益成分，从而降 低生产成本。本复合添加剂各组分选择机理的说明
铁矿石粉在一些风化的铁矿中含有颗粒较小的铁矿石粉，不易被开采，直接用于造球 工艺会影响球团矿的强度。由于铁矿石粉中铁氧化物可以作为煤燃烧催化剂，本发明将铁 矿石粉作为催化剂的配料，使其中铁被高炉利用。高炉除尘灰由于高炉除尘灰颗粒较小，比重小，作为废料排放会造成严重的环境 污染。目前，高炉除尘灰的利用方式主要是作为烧结生产配料，但是配料前需先造球，增加 了生产成本。高炉除尘灰中含有大量铁的氧化物和碳，其中铁的氧化物可以作为煤燃烧催 化剂，并且可在高炉中被回收，同时利用除尘灰中碳的燃烧为添加剂的升温提供热量。轧钢厂氧化铁屑轧钢厂铁屑中主要由铁的氧化物组成，除了可以催化碳的燃烧 外，还含大约50%的FeO，这些FeO被氧化为Fe2O3过程中会大量放热，可以降低固体燃料消
^^ ο炼钢散料间除尘灰由于上述含铁物质大部分是由酸性氧化物组成，作为催化剂 喷入高炉后会使炉渣碱度提高，从而为加入碱性氧化物提供了条件。炼钢散料间除尘灰主 要由氧化钙CaO组成，CaO是高效的煤粉燃烧固硫催化剂，并且可以调节炉渣的碱度。过氧化钙通常情况下，煤的挥发份裂解温度大约为200-500°C，本发明中加入的 过氧化钙CaO2会分散在煤中，从366°C开始分解放出活性的氧气，一方面气体的增加能改善 半焦的透气性，从而改善半焦的燃烧性；另一方面，增加的活性氧和挥发份中的H2、CH4, CO 等可燃气体反应，降低均相和多相着火温度，从而提高挥发份和碳的燃烧率，起到增氧助燃 的作用。CaO2的分解温度与传统增氧剂，如K2MnO4(270°C)相比，更加接近煤的挥发份析出 温度，有利于促进挥发份的热量利用。氧化锰配方中的MnO2可在更高温度分解，为碳燃烧提供氧气。氧化钙加入的CaO可作为炉渣酸碱性的调节剂，灵活加入，使复合添加剂中氧化 钙总含量控制为5 20 %即可。稀土金属氧化物加入的少量的稀土金属氧化物是催化燃烧的增效剂，具有较强的储氧能力，在加热过程释放的活性氧粒子，加速催化燃烧过程中的氧传递，促进碳和可燃 气体的燃烧，强化催化效果。本复合添加剂的生产步骤和使用方法为
一、将上述原料按比例取料，再进行干燥、混合、细磨、筛分，使其粒径达到-200目占 80%以上；
二、将本添加剂按煤粉用量的0.2^1. 2%(重量百分比)从原粉进料处的磨煤机加入，与 煤粉一起输送到喷煤罐，最后从风口喷入高炉参与燃烧。本发明的复合添加剂利用钢铁生产中产生的灰渣作为主要添加物，再配备其它能 促进煤粉燃烧效率的成分作为辅助增效剂和成分调节剂，可有效改善高炉喷吹煤粉的燃烧 性能，提高煤粉在风口区域的燃烧率的目的，同时可作为调节高炉酸碱度的一种手段。本发 明可有效回收利用冶金生产过程中产生的部分灰、渣，成本低廉，易于操作及推广使用。
权利要求
一种高炉喷煤用复合添加剂，其特征在于它由如下重量百分含量的各组分混合而成铁矿石粉5~15%；高炉除尘灰15~35%；冶金生产过程中产生的氧化铁屑10~30%；炼钢散料间除尘灰5~15%；适量的氧化钙使复合添加剂中氧化钙总含量控制为5~20%；过氧化钙15~35%；氧化锰3~8 %；稀土金属氧化物1~5 %。
2.根据权利要求1所述的高炉喷煤用复合添加剂，其特征在于所述高炉除尘灰、氧化 铁屑和炼钢散料间除尘灰这三种组分重量百分含量之和大于50 %。
3.根据权利要求1所述的高炉喷煤用复合添加剂，其特征在于本复合添加剂粒径达 到-200目的占80%以上。
4.根据权利要求1所述的高炉喷煤用复合添加剂，其特征在于所述稀土金属氧化物 为氧化镧或氧化铈。
全文摘要
本发明公开了一种高炉喷煤用复合添加剂，各组分重量百分含量为铁矿石粉5~15%；高炉除尘灰15~35%；氧化铁屑10~30%；炼钢散料间除尘灰5~15%；适量的氧化钙使复合添加剂中氧化钙总含量控制为5~20%；过氧化钙15~35%；氧化锰3~8%；稀土金属氧化物1~5%。本发明能够有效改善高炉喷吹煤粉的燃烧性能，提高煤粉在风口的燃烧率，降低未燃煤粉含量；生产工艺和添加方式简便，基本不需要改变现有设备；组分中超过50%含量的成分是冶金生产中的副产品，原料易得，成本低廉，并且使其中有益成分得到回收利用，变废为宝。
文档编号C10L9/10GK101935572SQ20101029051
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者张生富, 温良英, 白晨光, 邱贵宝, 邹冲 申请人:重庆大学