CN111892961A

CN111892961A - 一种烧结工艺用燃料添加剂

Info

Publication number: CN111892961A
Application number: CN202010761019.3A
Authority: CN
Inventors: 郑和璆; 魏国柱; 陈长敏; 隽国才; 潘向东; 于广富; 锡永强; 孙七顺; 李纯青
Original assignee: Rizhao Steel Holding Group Co Ltd
Current assignee: Rizhao Steel Holding Group Co Ltd
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2020-11-06

Abstract

本发明公开了一种烧结工艺用燃料添加剂，涉及铁矿粉烧结，包括重量比为1:0.001‑1:0.01的CaCl₂和K₂MnO₄。与现有技术相比较，可提高烧结固体燃料的燃烧速度，且提高烧结矿产质量。

Description

一种烧结工艺用燃料添加剂

技术领域

本发明涉及铁矿粉烧结，特别是一种适用于铁矿粉烧结的固体燃料添加剂。

背景技术

我国炼铁所用原料以烧结矿为主，烧结所用的固体燃料主要是焦粉和无烟煤。在烧结过程中，固体碳的燃烧反应为液相生成和其他反应的进行提供了必要的热量和气氛条件，对烧结矿产质量有很大影响。焦粉和无烟煤作为烧结生产用的主要固体燃料，为烧结工艺过程提供了绝大部分的热量，其在烧结过程中的燃烧行为和燃烧效果对烧结矿的质量和烧结矿的各项冶金性能起到了决定性的作用。

目前，国家环保要求越来越严格，而且企业降本压力越来越大，降低烧结固体燃耗就成为各钢铁企业烧结矿生产的一大课题。目前各钢铁企业主要从采用厚料层烧结、控制燃料粒度分布、强化混合制粒、预热混合料、燃料分加等方面来降低烧结固体燃耗。

近年来，多种能促使煤炭充分燃烧的燃煤助燃剂相继研发面世。现有燃煤助燃剂的组成包括：膨松剂、氧化剂、催化剂、脱硫剂或固硫剂、消烟剂、水以及其他有机助剂。如中国发明专利申请《一种燃煤助燃剂及其制备方法与应用》(CN201810637672.1)公开的一种燃煤助燃剂，由10-30份膨松剂、20-40份氧化剂、18-38份催化剂、5-20份稳定剂、5-25份脱硫剂和3-15份消烟剂组成。所述膨松剂由碳酸氢钠、碳酸氢铵、轻质碳酸钙组成；所述氧化剂由高锰酸钾、氯酸钾组成；所述催化剂由二氧化锰、氯化铁、氧化铝组成；所述稳定剂由二环戊二烯合铁、2-甲基环戊二烯三羰基锰组成；所述脱硫剂由氢氧化钙、碳酸钙、氯化钙、硝酸亚铁、硫酸亚铁组成；所述消烟剂由烷基醇醚、磷酸酯、氯代烃组成。该种燃煤助燃剂使用时将助燃剂均匀喷洒在燃煤上，每吨喷洒量为15kg。结果显示，上述燃煤助燃剂可以提高锅炉热效率。

但是，在铁矿粉烧结工艺中，烧结原料包括含铁原料、熔剂、燃料。经高温点火后，烧结料中燃料燃烧放出大量热量，使料层中矿物产生熔融，随着燃烧层下移和冷空气的通过，生成的熔融液相被冷却而再结晶，凝固成具有一定结构强度的烧结矿。上述燃煤助燃剂中的成分虽然能提高燃料的燃烧效率，但是烧结过程中除了燃料燃烧，还存在固体物料的熔化、还原、氧化以及石灰石和硫化物的分解等反应。添加上述燃煤助燃剂，虽然可以提高烧结固体燃料的燃烧速度，但是残留的Na、N、S、P、Al等元素会对后续工艺及质量有负面影响，而且会导致烧结矿成本升高，因此目前市面上的燃煤助燃剂多用于提高锅炉热效率，并不适合用于铁矿粉烧结工艺。

但是单纯去除上述元素成分，又会影响助燃效果。因此，通过调整配方，寻找不负向干扰烧结效果的助燃剂，降低烧结固体燃耗、提高烧结矿的产质量、降低企业成本成为企业的重要研究方向。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种烧结工艺用燃料添加剂。使用碱土金属盐CaCl₂为主配方，根据其对烧结料层中燃料燃烧行为的影响，有针对性的选择添加剂成分及配比，保证烧结料层中碳的燃烧速度与烧结过程的传热速度保持同步，实现燃料燃烧释放的热量最大限度的利用，降低烧结燃料消耗，同时利用氯离子与碱金属易于结合的特性，使碱金属离子与氯离子结合生成较低熔点的氯化物，进入抽风烟气排出，达到提高烧结碱金属祛除率、改善烧结矿质量，提高烧结矿产量的效果。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种烧结工艺用燃料添加剂，其特征在于：包括重量比为1:0.001-1:0.01的CaCl₂和K₂MnO₄。

上述的添加剂为CaCl₂和K₂MnO₄的混合固体颗粒。

上述的CaCl₂和K₂MnO₄的独立固体颗粒分装。

上述的CaCl₂为CaCl₂＞90％的工业用CaCl₂。

与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：

1、保证燃烧反应保持强氧化性气氛，提高烧结固体燃料的燃烧速度，促使在烧结条件下燃料的燃烧速度与传热速度同步，实现烧结燃料燃烧释放的热量最大限度的利用，降低烧结燃料消耗约4％；

2、提高烧结矿产质量。烧结矿RDI_+3.15指标提高约5％，烧结矿转鼓指数提高约2％，烧结矿成品率提高约1％，烧结脱碱金属率提高17％以上；

3、吨成本低，残留低，便于推广。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明提供一种烧结工艺用燃料添加剂，包括重量比为1:0.001-1:0.01的CaCl₂和K₂MnO₄。

在具体应用中，CaCl₂可以使用为CaCl₂＞90％的工业用CaCl₂，K₂MnO₄可以使用K₂MnO₄＞99％的PP粉。

实施例1，包括重量比CaCl₂：K₂MnO₄的＝100:1混合固体颗粒。制备和使用方法为：称取混合颗粒1515g，加入常温水1500ml(水质无要求)，搅拌让步骤(1)所得混合物充分溶解。

实施例1所得添加剂适合50kg固体燃料(干基)使用。

实施例2，包括CaCl₂和K₂MnO₄的独立固体颗粒分装。

使用方法为：

1.称取CaCl₂150g，加入常温水150ml(水质无要求)，搅拌让CaCl₂全部溶解，得CaCl₂溶液。

2.称取K₂MnO₄ 0.15g并置于步骤(1)所得CaCl₂溶液中，搅拌。

实施例2所得添加剂适合4.5kg固体燃料(干基)使用。

实施例3，包括CaCl₂和K₂MnO₄的独立固体颗粒分装。

使用方法为：

2.称取K₂MnO₄ 0.3g并置于步骤(1)所得CaCl₂溶液中，搅拌。

实施例3所得添加剂适合4.6kg固体燃料(干基)使用。

本发明使用碱土金属钙盐CaCl₂作为主配方，根据其对烧结料层中燃料燃烧行为的影响，有针对性的选择0.001～0.01重量比例的K₂MnO₄，保证烧结料层中碳的燃烧速度与烧结过程的传热速度保持同步，实现燃料燃烧释放的热量最大限度的利用，降低烧结燃料消耗，同时利用氯离子与碱金属易于结合的特性，使碱金属离子与氯离子结合生成较低熔点的氯化物，进入抽风烟气排出，达到提高烧结碱金属祛除率、改善烧结矿质量，提高烧结矿产量的效果。

为了更好地比较本申请配方和现有技术，利用烧结杯试验，分析铁矿粉烧结固体燃料添加不同配比的添加剂对烧结产质量的影响。

对照组和实施例1～3的区别在于不加入上述助燃剂，其他烧结原料成分、比例、工艺均相同。

其中：

1.氧化镁控制2.2％；

2.晋煤：俄罗斯煤；煤粉筛分后按下述表格比例配入(各实验方案配加燃料粒级百分比和重量误差＜0.01kg)。

试验方案：

1.添加剂方案

设定对照组无添加剂，实施例1～3组按上述比例添加实施例1～3中的添加剂。

2.配矿结构(％)

品名	澳洲SMF粉	加精	氧化铁皮	罗伊山粉	混合矿
						配比	14	6	3.5	15	3.2
品名	西皮粉	罗泊河粉	高炉返矿	红土镍矿	合计
						配比	24	15.5	16.8	2	100

3.辅料结构

对比结果见下表：

由上述结果可以看出，使用本发明添加剂的实施例1～3组，可以提高烧结固体燃料的燃烧速度，促使在烧结条件下燃料的燃烧速度与传热速度同步，实现燃料燃烧释放的热量最大限度的利用，降低烧结燃料消耗，并且可以改善烧结矿质量，提高烧结矿产量：烧结燃料消耗降低约4％，烧结矿RDI_+3.15指标提高约5％，烧结矿转鼓指数提高约2％，烧结矿成品率提高约1％，烧结脱碱金属率提高17％以上。

需要说明的是，本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种烧结工艺用燃料添加剂，其特征在于：包括重量比为1:0.001-1:0.01的CaCl₂和K₂MnO₄。

2.根据权利要求1所述的一种烧结工艺用燃料添加剂，其特征在于：所述的添加剂为CaCl₂和K₂MnO₄的混合固体颗粒。

3.根据权利要求1所述的一种烧结工艺用燃料添加剂，其特征在于：所述的CaCl₂和K₂MnO₄的独立固体颗粒分装。

4.根据权利要求1所述的一种烧结工艺用燃料添加剂，其特征在于：所述的CaCl₂为CaCl₂＞90％的工业用CaCl₂。