專利名稱：煉鐵用燒結礦表面添加劑的制作方法
技術領域：
本發明廣義上屬于冶金技術領域，狹義上屬于高爐煉鐵技術領域。具體地說，本發明提供了一種供高爐煉鐵原料抓燒結礦團粒使用的表面處理劑。
背景技術：
目前在煉鐵過程中，普遍采用燒結礦團粒為原料，這有利于提高高爐煉鐵的質量。然而燒結礦團粒在生產過程中，石灰(或石灰石)與礦石中二氧化硅反應形成硅酸二鈣(2CaO.SiO2)。2CaO.SiO2有四種同質異晶體(由高溫到低溫)分別為α、α’、β和γ，它們的密度為3.07g/cm3、3.31g/cm3、3.28g/cm3和2.97g/cm3。因而燒結礦團粒在冷卻過程中由于相變，分子體積膨脹產生內應力，將使得燒結礦強度降低，往往會出現低溫粉化現象。燒結礦低溫粉化率高，將影響到高爐煉鐵時的透氣性，不利于冶煉過程的正常進行。為克服這一缺點，現有技術是在燒結礦表面添加氯化鈣。添加氯化鈣后，可明顯地降低燒結礦的低溫粉化率；但氯化鈣的加入卻增加了高爐氣中氯的含量，這加速了對氣體回收、冷卻裝置金屬材料的腐蝕，同時還會對環境產生不良影響。
發明內容
本發明的目的是尋求一種高爐煉鐵燒結礦表面添加劑，它可以有效地降低燒結礦的低溫粉化率，同時又能減小和杜絕添加劑中氯的不良影響。
針對煉鐵燒結礦團粒低溫粉化率高和現有的由單一氯化物組成的表面添加劑存在的問題，發明人進行了多年的實驗和理論研究，發現在現有的添加劑中加入硼化物可以取得很好的效果。
本發明提供了一種煉鐵燒結礦表面添加劑，它由氯化物組成，其特征在于另加有硼酸或者硼酸鹽，且成分配比(以重量百分數計算)為硼酸或者硼酸鹽0.04～2.0氯化物0.5～4.0水99.46～94含硼化合物的加入，之所以能夠明顯改善添加劑的性能，經本發明人的分析，其作用機理有如下幾個方面(1)硼離子的半徑小，易于擴散到硅酸二鈣中。進入硅酸二鈣的晶格后它可抑制硅酸二鈣由β向γ的相變，即抑制了分子體積膨脹；
(2)硼在鐵礦粉燒結過程中，能改善液相的流動性能，增強了鐵礦粉的膠結效果。由于流動性較好的液相量的增加，也促進了鐵酸鈣的生成和赤鐵礦晶粒的長大聚合，使硅酸二鈣生成量減小；(3)在燒結礦團粒冷卻過程中，硼離子進入團粒玻璃相中，改善了玻璃相的力學和動力學性能，可增加團粒的強度。
發明人還發現進一步增加添加劑中硼化物的含量，可以相應減少氯化物的含量，仍能有效地使燒結礦團粒的低溫粉化率進一步降低。在此研究工作的基礎上，本發明還提供了一種煉鐵用燒結礦表面添加劑，其特征在于主要成分為硼酸或硼酸鹽，成分配比(以重量百分比計算)為硼酸或者硼酸鹽0.50～4.0水99.5～96燒結礦中加入硼酸和硼酸鹽后，還會有新的物質CaB6生成，分析其反應過程可能是800℃1000℃由于CaB6的熔點較低，故在燒結過程中會較早地出現液相，這有利于節省能源消耗和增大燒結礦的強度，能更為有效地降低燒結礦的低溫粉化率。
本發明在實施的過程中所采用的硼酸或者硼酸鹽可以是工業純的產品，硼酸鹽還可以是硼鎂鐵礦礦粉。這可以進一步降低生產成本，同時并不會明顯地影響到添加劑的效果。
將本發明的添加劑噴灑到燒結礦團粒的表面上，能有效地改善燒結礦團粒的表面性質，降低燒結礦的低溫粉化率。添加劑在高爐煉鐵的過程中，使燒結礦低溫(＜500℃)下有足夠的強度和透氣性；而在高溫(＞1000℃)下不會對高爐的運行和鐵的質量產生不良影響。由于添加劑中減少和完全不含氯化物，對高爐爐襯、爐壁耐火材料和高爐氣體冷卻、回收裝置的腐蝕現象將得到有效抑制，對環境保護也會產生有利的影響。
具體實施例方式
例1將氯化鎂、氯化鈣和硼酸按如下重量百分比混合并溶于適量的水中MgCl21.5％CaCl22.5％H3BO30.3％
便可制成本發明的表面添加劑。將其噴灑在燒結礦團粒表面上，按國家標準GB/T133242-91進行鐵礦石低溫粉化試驗，測得低溫粉化率(RDI+3.15)未加添加劑時為＞35；使用單一氯化鈣添加劑時為22.5；使用本添加劑時為18.9。
例2將氯化鎂、氯化鈣和硼砂(四硼酸鈉)按如下重量百分比混合并溶于適量的水中MgCl21.0CaCl21.5Na2B4O71.0便可制成本發明的表面添加劑，使用時只需將其噴灑在燒結礦團粒表面上即可。使用這種添加劑后，能將燒結礦的低溫粉化率(RDI+3.15)從35以上降低到20以下。
例3將氯化鎂、氯化鈣和硼酸鈣按如下重量百分比混合并溶于適量的水中MgCl21.0CaCl21.0Ca3(BO3)21.0便可制成本發明的表面添加劑。
例4將氯化鎂、氯化鈣和硼酸鎂按如下重量百分比混合并溶于適量的水中MgCl20.5CaCl21.0Mg3(BO3)20.5即制成本發明的表面添加劑。
例5按重量百分比將0.5％的硼酸(H3BO3)和99.5％的水混合，便可制成本發明的表面添加劑。
例6將重量百分比2.0％的硼酸鎂[Mg3(BO3)2]和98％的水混合，即制成本發明的表面添加劑。
例7將重量百分比4.0％的硼酸鈣[Ca3(BO3)2]和96％的水充分溶解后，即可制成本發明的表面添加劑以供使用。
例8將重量百分比4.0％的硼鎂鐵礦粉(3MgO·FeO·Fe2O3·B2O3)粉碎并使其溶于適量的水中，即制成本發明的表面添加劑可供使用。
發明人還可以列舉出更多的實施方案來，這些方案的技術特征均是在表面添加劑中引進了硼離子，即加入了硼酸或者硼酸鹽。上述技術特征正是本發明所請求的專利保護范圍。
權利要求
1.一種煉鐵用燒結礦表面添加劑，由氯化物組成，其特征在于另加有硼酸或者硼酸鹽，且成分配比以重量百分數計算為硼酸或者硼酸鹽 0.04～2.0氯化物 0.5～4.0水 99.46～94。
2.一種煉鐵用燒結礦表面添加劑，其特征在于主要成分為硼酸或者硼酸鹽，成分配比以重量百分數計算為硼酸或者硼酸鹽 0.50～4.0水 99.5～96。
3.按權利要求1、2所述的煉鐵用燒結礦表面添加劑，其特征在于所說的硼酸或者硼酸鹽可以是工業純產品，也可以是硼鎂鐵礦礦粉。
全文摘要
本發明提供了一種高爐煉鐵燒結礦表面添加劑，它由氯化物組成，其特征在于另加有0.04~2.0％(重量百分比)的硼酸或者硼酸鹽。含硼化合物的加入可減少氯化物的含量，使燒結礦低溫粉化率得到有效降低。本發明還提供了一種以硼酸或者硼酸鹽為有效成分的表面添加劑，它含有重量百分比為0.5~4.0％的硼酸或者硼酸鹽。在煉鐵作業時，將本發明所提供的添加劑噴灑到燒結礦團粒表面上，便能有效地降低團粒在高爐中的低溫粉化率。同目前普遍使用的單一氯化鈣添加劑對比，本添加劑不僅效果更佳，而且還可降低和杜絕氯離子對高爐系統的腐蝕，也有利于減小氯對環境的污染。
文檔編號C21B3/02GK1657636SQ20051020005
公開日2005年8月24日 申請日期2005年1月25日 優先權日2004年7月30日
發明者孫挺, 邢敏華, 郝德勝, 于桂蘭 申請人:孫挺, 邢敏華