[发明专利]一种煤粉与粉状硅石混合压块及其制备和护炉方法

说明书

技术领域

本发明属于高炉长寿技术领域，特别涉及一种煤粉与粉状硅石混合压块及其制备和护炉方法。

背景技术

到目前为止，决定高炉寿命的重要因素依然是炉底炉缸寿命，因此，延长该部位的寿命十分重要。现代大型高炉要求一代炉役不经过中修大于15年，虽然高炉耐火材料、冷却设备和冷却介质等技术取得大幅度进步，但在实际生产过程中高炉炉缸和炉底局部内衬经常发生侵蚀或损坏，严重影响高炉一代寿命，只有少数高炉一代炉役寿命达到设计目标。高炉长寿必要条件除设计合理、优良的工程质量外，还与日常生产过程中在必要时间内采用有效护炉方法有关。

高炉在生产状态下修补局部破损的内衬，一种方法是从炉顶加入钛矿或钛球，含钛物料在炉内高温条件下发生反应生成碳化钛和氮化钛等难熔物质，沉积到炉缸侧壁和炉底形成保护层。钛矿制备方法有两种，一种是使用含TiO₂大于9%、粒度为10～50mm天然块矿；另一种是使用冷压块矿，制备冷压块矿的方法是把粒度小于5mm钛矿粉与一定比例粘结剂混合压块成型，对合适粒度造块进行干燥并达到一定强度。钛矿从炉顶加入炉内用于护炉（国内专利“一种高炉护炉用钛矿冷压块及其生产方法”申请号200410067669.9）。制备钛球团的方法也有两种，一种是选择合适TiO₂和TFe含量的炉料进行配料、造球、焙烧和冷却，形成焙烧含钛球团；另一种是选择含TiO₂大于40%钛精粉与一定比例粘结剂混合压球，经过自然干燥后形成冷固结球团。钛球团从炉顶加入炉内用于护炉（国内专利“高钛护炉球团矿及其制备方法”申请号200810304188.3）。上述两种方法解决了炉缸内衬的保护问题，但由于含钛炉料从炉顶加入，大部分钛进入炉渣和铁水，只有小部分生成难熔碳化钛和氮化钛，因此，钛利用率低，同时由于炉料中加入钛物质，即TiO₂，而TiO₂在液态下粘度极大，影响液态渣铁的流动性，使高炉冶炼过程发生变化，高炉必须采取提高炉温和降低炉渣碱度才能保证高炉顺行不受影响（文献“首钢4号高炉炉缸水温差升高的处理”作者：金永明《炼铁》2008年），此外由于渣量增加以及在高温条件下生成碳化钛和氮化钛等化学反应消耗热量，焦炭消耗增加，对高炉正常生产产生一定负面作用。

另一种方法是从风口喂线，即把含钛炉料制成包芯线，从风口送入炉内，提高钛物质利用效率（国内专利“高炉炉缸及炉底的局部在线修复方法”申请号200410021541.9），但这种没有解决炉渣粘度增大、高炉焦比升高和影响高炉顺行等问题（见文献“莱钢1号高炉风口喂线护炉实践”作者：王子金等《炼铁》2008年）。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤粉与粉状硅石混合压块及其制备和护炉方法，克服采用从炉顶加入钛矿或钛球护炉方法所产生的钛利用率低、高炉缸内渣铁粘度增大、影响液态渣铁的流动性、高炉顺行变差等缺点，同时克服采用从风口喂线护炉方法所产生高炉焦比升高和影响高炉顺行等问题。

本发明的技术方案：包括煤粉与粉状硅石混合压块制备过程和护炉过程使用方法。

煤粉和粉状硅石混合压块组成：包括煤粉、粉状硅石。煤种为烟煤，煤粉粒度小于0.3mm；粉状硅石粒度小于1mm；质量百分比为：硅石58～62%、煤粉38～42%。

制备过程，分为以下步骤。

步骤一:对煤粉和硅石进行破碎制粉，煤粉粒度小于0.3mm、硅石粒度小于1mm，对没有达到粒度要求物料重新破碎。对达到粒度要求的煤粉和硅石按硅石58～62%、煤粉38～42%的质量百分比使用混料机混料，额外添加粘结剂，粘结剂选择石油沥青和煤沥青二种之一或二种混合，粘结剂占煤粉与粉状硅石总和的质量百分比为10～15%，然后重新混料。

步骤二：使用压球机对混料进行压块，压块粒度在9～25mm，然后在100～110℃条件下干燥3～4h。

步骤三：对干燥压块以3～5℃/分钟快速升温到400～500℃，恒温60～90分钟，当煤粉析出煤焦油后，进行自然冷却。

步骤四：检测压块强度，压块强度达到或超过900N/块后，即可作为护炉用的炉料。

使用过程：

在高炉日常生产过程中，如果发现炉底与炉缸内衬检测电偶温度上升时，或炉缸冷却水温差上升时，就可以开始使用煤粉与粉状硅石混合压块炉料进行护炉，用量为100～200kg/吨铁。