[发明专利]一种烧结矿表面添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及高炉炼铁技术领域，具体涉及一种烧结矿表面添加剂。

背景技术

目前在炼铁过程中，普遍采用烧结矿块矿或球团矿为原料，这有利于资源的高效合理利用和提高高炉炼铁的质量。然而烧结矿块矿或球团矿在生产过程中，石灰（或石灰石）与矿石中二氧化硅反应形成硅酸二钙（2CaO.SiO₂）。2CaO.SiO₂有四种同质异晶体（由高温到低温）分别为α、α’、β和γ，它们的密度为：3.07g/cm³、3.31g/cm³、3.28 g/cm³和2.97 g/cm³。因而烧结矿块矿或球团矿在冷却过程中由于相变，分子体积膨胀产生内应力，将使得烧结矿强度降低，往往会出现低温（500℃以下）粉化现象。烧结矿低温粉化率高，将影响到炼铁时高炉的透气性，不利于冶炼过程的正常进行。为克服这一缺点，现有技术是在烧结矿表面添加含氯的表面添加剂。添加含氯的表面添加剂后，可明显地降低烧结矿的低温粉化率；但含氯的表面添加剂的加入却增加了高炉气中氯的含量，这不但加速了对气体回收、冷却装置中金属材料的腐蚀，同时还会对环境产生不良影响。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种烧结矿表面添加剂，有效地降低烧结矿的低温粉化率，同时又能避免传统添加剂中氯的不良影响。

本发明的烧结矿表面添加剂，各组分按重量百分比为：0.01～10%的四水八硼酸钠，0.01～10%的硼酸，0.01～10%的硼砂，余量为水，按所述的各组分配比配制后，均匀混合而成；

四水八硼酸钠，化学式 Na₂B₈O₁₃·4H₂O，相对分子质量412；

硼砂为硼酸的钠盐，化学式Na₂B₄O₇·10H₂O；

与现用技术相比，本发明的特点及其有益效果是：

（1）硼离子的半径小，易于扩散到硅酸二钙中。进入硅酸二钙的晶格后它可抑制硅酸二钙由β向γ的相变，即抑制了分子体积膨胀；

（2）硼在铁矿粉烧结过程中，能改善液相的流动性能，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，也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小；

（3）在烧结矿团加热过程中，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；

（4）在烧结矿团加热过程中，含硼化合物增加了烧结团矿中的流动相，使团矿表明气孔率减少，降低了低温粉化反应的速度，从而改善了烧结团矿的低温粉化性能；

（5）将本发明的添加剂喷洒到烧结矿块矿或球团矿的表面上，有效地改善烧结矿块矿或球团矿的表面性质，降低烧结矿的低温粉化率，添加剂在高炉炼铁的过程中，使烧结矿在温度<500℃条件下有足够的强度和透气性；而在温度>1000℃条件下不会对高炉的运行和铁的质量产生不良影响。由于添加剂中完全不含氯化物，对高炉炉衬、炉壁耐火材料和高炉气体冷却、回收装置的腐蚀现象将得到有效抑制，有利于环境保护。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不仅限于下述的实施例：

下述实施例中采用的四水八硼酸钠、硼砂和硼酸均为工业纯产品或化学试剂，将添加剂的原料按比例配制，溶于水中均匀混合，制成本发明的表面添加剂；

按国家标准GB/T133242-91进行铁矿石低温粉化试验，未加添加剂时低温粉化率（RDI+3.15）>35%；使用单一氯化钙添加剂低温粉化率（RDI+3.15）为22.5%；

实施例1：

本实施例的表面添加剂，其各组分按重量百分比为：四水八硼酸钠0.01%，硼砂0.01%，硼酸0.01%，余量为水。将其喷洒在烧结矿块矿或球团矿表面上，按国家标准GB/T133242-91进行铁矿石低温粉化试验，测得低温粉化率（RDI+3.15）为22.8%；

实施例2：

本实施例的表面添加剂，其各组分按重量百分比为：四水八硼酸钠0.1%，硼砂0.1%，硼酸0.1%，余量为水。将其喷洒在烧结矿块矿或球团矿表面上，按国家标准GB/T133242-91进行铁矿石低温粉化试验，测得低温粉化率（RDI+3.15）为22%；

实施例3：