專利名稱：一種含鑭系稀土元素的焦炭鈍化劑及其使用方法
技術領域：
本發明屬于焦炭鈍化劑技術領域。具體涉及一種含鑭系稀土元素的焦炭鈍化劑及其使用方法。
背景技術：
現代高爐采用高風溫、大風量、富氧和高煤比等技術措施，使高爐強化冶煉的目標得到實現。不少的高爐的噴煤量達到180kg/t以上，焦比降低到300kg/t以下，焦炭負荷達到5.0甚至更高。焦炭在爐內滯留時間明顯延長，焦炭在爐內的熔損顯著增加，使高爐生產的進一步強化受到限制。為了滿足高爐的進一步強化冶煉的要求，對焦炭的高溫冶金性能提出了更高的要求。高爐強化冶煉，必須在高爐爐況順行的前提下進行，此時焦炭在爐內作為料柱骨架的作用顯得越來越重要，而與之相關的焦炭指標也越來越受到煉鐵工作者的重視。其中焦炭在爐內的熱強度和反應性是衡量焦炭冶金性能的重要指標。
不同的生產廠家、不同的焦爐、不同的配煤等因素，焦炭的質量有很大的差異。在焦炭固定碳和灰分基本相同的條件下，如何提高入爐焦炭在爐內的強度，降低焦炭的反應性成為煉鐵工作者共同關心的問題。當然，從焦炭的生產入手，即提高煉焦的配煤要求，改善相應的焦炭生產工藝和設備，可以有效的改善焦炭本身的質量，提高焦炭在高爐內的熱性能。然而，這樣的技術措施都會大幅度的增加煉焦工序生產成本和增長投資周期，而影響整個企業的經濟效益。
近年來，相關的技術工作者針對現有的焦炭質量狀況，在焦炭表面噴灑鈍化劑(或叫添加劑)，有效地改善了焦炭在高爐生產過程中的熱性能，焦炭的熱強度得到提高，其反應性受到遏制。在現有焦炭質量條件的前提下，在熄焦或在焦炭入庫中噴灑改善焦炭質量的溶液。即在焦炭表面噴灑一定量的溶液，使溶解物質經過脫水結晶后吸附在焦炭表面形成一層保護膜，部分顆粒并填充焦炭氣孔，從而阻止二氧化碳與焦炭的反應和向焦炭內部擴散，以達到降低焦炭反應性，并提高焦炭反應后強度的目的。
“焦炭改性工藝”(ZL 02113708.0)、“一種焦炭鈍化劑及其使用方法”(ZL 00510017909.9)專利技術分別給出了一種使用鈦白粉、硼砂和硼酸的混合物作溶質或使用硼酸、硼砂和高純SiO2的混合物作溶質的溶液噴灑在焦炭表面，以達到相應的目的。但其缺陷不是采用鈦白粉為原料成本高，就是因原料細磨到500目以下而加工困難且成本上升。使用過程中，因溶液中的溶質沉淀不可避免，使實際使用的溶液配方與設計的配方有較大差距，從而影響了鈍化劑或添加劑的實際使用效果。
另外，在鈍化劑的使用過程中，由于溶液噴灑的部位不合理，將鈍化劑溶液噴灑到皮帶機的金屬上而造成了腐蝕，影響皮帶機的使用壽命。
發明內容
本發明的目的是提高一種原料成本低廉、加工方便、使用效果好、性能穩定、能改善焦炭熱性能的含鑭系稀土元素的焦炭鈍化劑及其使用方法。
為實現本發明的目的，本發明采用的技術方案是先將1～30wt％的硼砂、1～20wt％的硅灰石與0.01～5wt％的鑭系稀土共磨，再將共磨料與60～90wt％的硼酸混合；然后將上述混合料按照固液質量比為1～8∶100倒入50～95℃的水中，最后外加上述混合料的0.01～2wt％的羧甲基纖維素為懸浮劑進行攪拌，攪拌至完全溶解。
所述的硼砂、硅灰石和鑭系稀土共磨后的粒徑為325目以下。
本發明所制備的焦炭鈍化劑的使用方法是按焦炭鈍化劑溶液與焦炭的質量比為2～10∶100將焦炭鈍化劑溶液噴灑在焦炭表面；焦炭鈍化劑溶液噴灑的噴灑裝置位于焦炭皮帶機頭下部，噴灑裝置包括壓力為0.2～0.8MPa的增壓泵和專用噴嘴，專用噴嘴按距離300～500mm分兩層布置，焦炭下降的過程中將焦炭鈍化劑溶液兩次交叉均勻噴灑在焦炭表面。
由于采用上述技術方案，本發明使用的原料成本低，故所制備的焦炭鈍化劑成本低；所使用的稀土元素能有效地提高焦炭鈍化劑溶液的活性，增強溶液在焦炭表面的覆蓋能力和均勻性；使用懸浮劑避免了溶液在使用中溶質的沉淀，提高了焦炭鈍化劑溶液使用的穩定性。另外，本發明在焦炭鈍化劑的使用方法中，將噴頭的位置設計在皮帶機的下方，使焦炭鈍化劑溶液交叉均勻的噴灑在焦炭表面，能明顯地提高焦炭鈍化劑溶液在焦碳表面的覆蓋率，同時可有效地避免焦炭鈍化劑溶液噴灑到皮帶機金屬上造成腐蝕的缺陷。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步描述。
實施例1一種含鑭系稀土元素的焦炭鈍化劑及其使用方法先將10wt％的硼砂、19.5wt％的硅灰石與0.5wt％的氯化鈰混合后共磨，共磨后的粒徑為325目以下，再將共磨料與70wt％的硼酸混合；然后將上述混合料按固液質量比為3∶100倒入50～80℃的水中，攪拌5分鐘；最后外加上述混合料的0.03wt％的羧甲基纖維素為懸浮劑攪拌5分鐘，攪拌至完全溶解，制得含稀土元素的焦炭鈍化劑溶液。
該焦炭鈍化劑溶液的使用方法是按焦炭鈍化劑溶液與焦炭以2∶100的質量比將焦炭鈍化劑溶液噴灑在焦炭表面，焦炭鈍化劑溶液的噴灑裝置位于焦炭皮帶機頭下部，噴灑裝置包括壓力為0.2～0.5MPa的增壓泵和專用噴嘴，專用噴嘴按距離300～400mm分兩層布置，在焦炭下降的過程中將焦炭鈍化劑溶液兩次交叉均勻噴灑在焦炭表面。
實施例2一種含鑭系稀土元素的焦炭鈍化劑及其使用方法先將8wt％的硼砂、16wt％的硅灰石與1wt％的氯化鈰混合后共磨，共磨后的粒徑為325目以下，再將共磨料與75wt％的硼酸混合；然后將上述混合料按固液質量比為3∶100倒入60～90℃的水中，攪拌5分鐘；最后外加上述混合料的0.05wt％的羧甲基纖維素為懸浮劑攪拌5分鐘，攪拌至完全溶解，制得含稀土元素的焦炭鈍化劑溶液。
該鈍化焦炭劑溶液的使用方法是按焦炭鈍化劑溶液與焦炭以2∶100的質量比將焦炭鈍化劑溶液噴灑在焦炭表面，焦炭鈍化劑溶液的噴灑裝置位于焦炭皮帶機頭下部，噴灑裝置包括壓力為0.3～0.6MPa的增壓泵和專用噴嘴，專用噴嘴按距離300～400mm分兩層布置，在焦炭下降的過程中將焦炭鈍化劑溶液兩次交叉均勻噴灑在焦炭表面。
實施例3一種含鑭系稀土元素的焦炭鈍化劑及其使用方法先將20wt％的硼砂、19.5wt％的硅灰石與0.5wt％的氯化鑭混合后共磨，共磨后的粒徑為325目以下，再將共磨料與60wt％的硼酸混合；然后將上述混合料按固液質量比為3∶100倒入65～95℃的水中，攪拌5分鐘；最后外加上述混合料的0.08wt％的羧甲基纖維素為懸浮劑攪拌5分鐘，攪拌至完全溶解，制得含稀土元素的焦炭鈍化劑溶液。
該焦炭鈍化劑溶液的使用方法是按焦炭鈍化劑溶液與焦炭以2∶100的質量比將焦炭鈍化劑溶液噴灑在焦炭表面，焦炭鈍化劑溶液的噴灑裝置位于焦炭皮帶機頭下部，噴灑裝置包括壓力為0.4～0.7MPa的增壓泵和專用噴嘴，專用噴嘴按距離400～500mm分兩層布置，在焦炭下降的過程中將焦炭鈍化劑溶液兩次交叉均勻噴灑在焦炭表面。
實施例4一種含鑭系稀土元素的焦炭鈍化劑及其使用方法先8wt％的硼砂、10.5wt％的硅灰石與1.5wt％的混合氯化稀土混合后共磨，共磨后的粒徑為325目以下，再將共磨料與將80wt％的硼酸混合；然后將上述混合料按固液質量比為2.5∶100倒入50～70℃的水中，攪拌5分鐘；最后外加上述混合料的0.05wt％的羧甲基纖維素為懸浮劑攪拌5分鐘，攪拌至完全溶解，制得含稀土元素的焦炭鈍化劑溶液。
該焦炭鈍化劑溶液的使用方法是按焦炭鈍化劑溶液與焦炭以3∶100的質量比將焦炭鈍化劑溶液噴灑在焦炭表面，焦炭鈍化劑溶液的噴灑裝置位于焦炭皮帶機頭下部，噴灑裝置包括壓力為0.5～0.8MPa的增壓泵和專用噴嘴，專用噴嘴按距離300～500mm分兩層布置，在焦炭下降的過程中將焦炭鈍化劑溶液兩次交叉均勻噴灑在焦炭表面。
實施例5一種含鑭系稀土元素的焦炭鈍化劑及其使用方法先將5wt％的硼砂、4wt％的硅灰石與1wt％的混合氯化稀土混合后共磨，共磨后的粒徑為325目以下，再將共磨料與90wt％的硼酸混合；再將上述混合料按固液質量比為2.5∶100倒入50～90℃的水中，攪拌5分鐘；最后外加上述混合料的0.04wt％的羧甲基纖維素為懸浮劑攪拌5分鐘，攪拌至完全溶解，制得含稀土元素的焦炭鈍化劑溶液。
該焦炭鈍化劑溶液的使用方法是按焦炭鈍化劑溶液與焦炭以3∶100的質量比將焦炭鈍化劑溶液噴灑在焦炭表面，焦炭鈍化劑溶液的噴灑裝置位于焦炭皮帶機頭下部，噴灑裝置包括壓力為0.6～0.8MPa的增壓泵和專用噴嘴，專用噴嘴按距離400～500mm分兩層布置，在焦炭下降的過程中將焦炭鈍化劑溶液兩次交叉均勻噴灑在焦炭表面。
實施例6一種含鑭系稀土元素的焦炭鈍化劑及其使用方法先將9.5wt％的硼砂、4wt％的硅灰石與1.5wt％的氯化鑭混合后共磨，共磨后的粒徑為325目以下，再將共磨料與85wt％的硼酸混合；然后將上述混合料按固液質量比為2.5∶100倒入60～90℃的水中，攪拌5分鐘；最后外加上述混合料的2wt％的羧甲基纖維素為懸浮劑攪拌5分鐘，攪拌至完全溶解，制得含稀土元素的焦炭鈍化劑溶液。
該焦炭鈍化劑溶液的使用方法是按焦炭鈍化劑溶液與焦炭以3∶100的質量比將焦炭鈍化劑溶液噴灑在焦炭表面，焦炭鈍化劑溶液的噴灑裝置位于焦炭皮帶機頭下部，噴灑裝置包括壓力為0.7～0.8MPa的增壓泵和專用噴嘴，專用噴嘴按距離300～400mm分兩層布置，在焦炭下降的過程中將焦炭鈍化劑溶液兩次交叉均勻噴灑在焦炭表面。
本
具體實施例方式
中的實施例1～6，根據“GB/T4000-1996-焦炭反應性及反應后強度試驗方法”的標準測量焦炭的熱反應性和反應后的強度。其對比測試結果如表1所示。
本
具體實施例方式
加工方便、成本低、活性好，能使焦炭表面的覆蓋能力和均勻性增強，并避免了在使用中溶質的沉淀，溶液穩定性高。
表1 對比測試的結果
權利要求
1.一種含鑭系稀土元素的焦炭鈍化劑，其特征在于先將1～30wt％的硼砂、1～20wt％的硅灰石與0.01～5wt％的鑭系稀土共磨，再將共磨料與60～90wt％的硼酸混合；然后將上述混合料按照固液質量比為1～8∶100倒入50～95℃的水中，最后外加上述混合料的0.01～2wt％的羧甲基纖維素為懸浮劑進行攪拌，攪拌至完全溶解。
2.根據權利要求1所述的含鑭系稀土元素的焦炭鈍化劑，其特征在于所述的硼砂、硅灰石和鑭系稀土共磨后的粒徑為325目以下。
3.一種含鑭系稀土元素的焦炭鈍化劑的使用方法，其特征在于按焦炭鈍化劑溶液與焦炭的質量比為2～10∶100將焦炭鈍化劑溶液噴灑在焦炭表面。
4.根據權利要求3所述的含鑭系稀土元素的焦炭鈍化劑的使用方法，其特征在于所述的焦炭鈍化劑溶液噴灑的噴灑裝置位于焦炭皮帶機頭下部，噴灑裝置包括壓力為0.2～0.8MPa的增壓泵和專用噴嘴，專用噴嘴按距離300～500mm分兩層布置，焦炭下降的過程中將焦炭鈍化劑溶液兩次交叉均勻噴灑在焦炭表面。
全文摘要
本發明涉及一種含鑭系稀土元素的焦炭鈍化劑及其使用方法。先將1～30wt％的硼砂、1～20wt％的硅灰石、0.01～5wt％的鑭系稀土共磨至325目以下，共磨料與60～90wt％的硼酸混合。再將上述混合料按照固液質量比為1～8∶100倒入50～95℃的水中，然后外加上述混合料的0.01～2wt％的羧甲基纖維素進行攪拌，攪拌至完全溶解，制得含鑭系稀土元素的焦炭鈍化劑溶液。其使用方法是焦炭鈍化劑溶液的噴灑裝置位于焦炭皮帶機頭下部，按焦炭鈍化劑溶液與焦炭的質量比為2～10∶100將焦炭鈍化劑溶液兩次交叉均勻噴灑在焦炭表面。本發明加工方便、成本低、活性好，能使焦炭表面的覆蓋能力和均勻性增強，并避免了在使用中溶質的沉淀，溶液穩定性高。
文檔編號C21B5/00GK101082008SQ20071005264
公開日2007年12月5日 申請日期2007年7月5日 優先權日2007年7月5日
發明者向在良, 周明石, 張安成, 李鋼林, 方敏夫 申請人:武漢科技大學