本發(fā)明屬于煉鐵高爐洗爐溶劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑及其制備、使用方法。

背景技術(shù)：

高爐造渣，就是鐵礦石中的脈石和焦炭(燃料)中的灰分等與熔劑相互作用生成低熔點的化合物，形成非金屬的液相。造渣制度應(yīng)適合高爐冶煉要求，有利于穩(wěn)定順行，有利于冶煉優(yōu)質(zhì)生鐵。各廠資源和生產(chǎn)條件不同，應(yīng)根據(jù)原燃料條件選擇合理的造渣制度。高爐冶煉要求爐渣應(yīng)具備以下幾點表現(xiàn)：

1)具有良好的流動性，保證渣鐵順利穿過滴落帶并分離；

2)保證生鐵質(zhì)量，有充分參與所希望化學(xué)反應(yīng)的能力，如[Si]、[Mn]或其它有益元素的還原，吸收S與堿金屬等；

3)能滿足允許煤氣順利通過及渣-鐵、渣-氣良好分離的動力學(xué)條件；

4)穩(wěn)定性好，抵抗冶煉條件變化而不使?fàn)t渣性能急劇變化。

因此可以看出，若高爐冶煉的原燃料條件發(fā)生變化時，如焦炭質(zhì)量下降，礦石中Al₂O₃含量的增加等，造成了焦炭的“透液通道”減少，爐渣粘度增大，渣鐵穿過死焦堆的順暢程度明顯下降，即爐缸活性失常。那么，通過及時調(diào)整高爐冶煉的造渣制度，改善渣鐵的流動性和穩(wěn)定性，就可以有效恢復(fù)爐缸活性。從傳統(tǒng)經(jīng)驗來看，通過加入洗爐熔劑來調(diào)整造渣制度的方法是改善爐渣性能、快速恢復(fù)爐缸活性的重要方法之一。

傳統(tǒng)的洗爐熔劑有三種，分別是：酸性球團(tuán)洗爐、螢石、錳礦。其洗爐的原理和缺點如下：

(1)酸性球團(tuán)礦洗爐是利用其堿度低、含鐵高、含硫低、熟料的特點進(jìn)行的。集中加入一定量的酸性球團(tuán)礦，能產(chǎn)生游離態(tài)的SiO₂。這些SiO₂與爐缸中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高熔點物質(zhì)CaO-SiO₂化合物發(fā)生反應(yīng)，生成結(jié)構(gòu)簡單熔點低的爐渣，改善爐渣的流動性能，從而達(dá)到處理爐缸堆積的目的。但是，采用酸性球團(tuán)礦洗爐會對高爐軟熔帶的位置和厚度產(chǎn)生影響，不利于改善煤氣流的二次分布，有惡化透氣性的趨勢，壓差易升高，不利于高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定順行，因此現(xiàn)代高爐在處理爐缸堆積等爐缸活性異常事故時一般不再采用該種方法。

(2)螢石作為洗爐熔劑，主要是利用螢石中的CaF₂，能夠與爐缸堆積物形成低熔點化合物，改善爐渣的流動性能，從而清洗爐墻粘結(jié)物。但螢石對消除爐缸石墨碳形成的堆積，效果不理想。而且螢石還會對硅鋁質(zhì)材料的爐襯產(chǎn)生嚴(yán)重的侵蝕作用，長期使用會破壞爐襯及冷卻壁，嚴(yán)重威脅高爐長壽，是不經(jīng)濟(jì)的洗爐方式，已經(jīng)逐漸被淘汰。

(3)錳礦洗爐是由于MnO及其形成的硅酸鹽組成的高爐爐渣可以有效降低爐渣的熔點。因此提高爐渣中MnO的含量，可以在一定濃度的范圍內(nèi)降低爐渣粘度，改善爐渣的流動性。但錳礦洗爐，鐵水中錳的回收是通過MnO爐渣通過死焦堆時與焦炭發(fā)生直接還原反應(yīng)，該反應(yīng)不僅需要吸收大量的熱量，而且大量消耗碳素，使焦比顯著升高。實踐證明，生鐵中錳含量每增加0.1％，焦比將增加2kg/t左右，導(dǎo)致影響產(chǎn)量約0.3％；而且錳礦價格較高，從而從兩方面大幅度增加冶煉成本，可見利用錳礦洗爐的代價也是十分巨大的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑及其制備、使用方法，不僅可以滿足高爐洗爐的要求，而且具有成本低、加入量少、對高爐冶煉進(jìn)程影響較小等優(yōu)勢，能夠快速恢復(fù)爐缸狀態(tài)，從而避免長時間洗爐對高爐爐襯的侵蝕。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，提供一種冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑，由如下組分制備而成：硼鐵精礦、煤和粘接劑。

進(jìn)一步地，上述冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑中，按質(zhì)量百分比計，硼鐵精礦占55～63％、煤占30～40％、粘接劑占5～7％。

進(jìn)一步地，上述冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑中，所述煤為煤粉，所述粘接劑為膨潤土、有機(jī)復(fù)合粘結(jié)劑、水玻璃中的一種或多種。

本發(fā)明還提供了一種制備上述冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑的方法，包括如下步驟：

1)將硼鐵精礦、煤和粘接劑按照比例放入混料機(jī)中進(jìn)行混料；

2)將步驟1)中的混料放入對輥壓球機(jī)進(jìn)行壓球，溫度為15℃，壓力為35Mpa；

3)將步驟2)中壓好的含硼球團(tuán)放入烘干機(jī)烘干，溫度為105℃，烘干時間為10小時，制成成品冷壓含硼球團(tuán)。

上述冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑的使用方法為將所述冷壓含硼球團(tuán)與爐料按照一定比例同時放入爐缸堆積的高爐，進(jìn)行洗爐操作，恢復(fù)爐缸活性狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于，不僅可以滿足高爐洗爐的要求，而且具有成本低、加入量少、對高爐冶煉進(jìn)程影響較小等優(yōu)勢，能夠快速恢復(fù)爐缸狀態(tài)，從而避免長時間洗爐對高爐爐襯的侵蝕；硼鐵精礦的價格僅為錳礦價格的50％～60％，可以明顯降低洗爐成本，而且硼元素對于后續(xù)煉鋼是有益元素，可以降低后續(xù)煉鋼的成本。

附圖說明

圖1為不同B₂O₃含量爐渣粘度與溫度關(guān)系；

圖2為B₂O₃含量對爐渣熔化性溫度的影響。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

利用冷壓含硼球團(tuán)進(jìn)行高爐洗爐的機(jī)理是：含硼球團(tuán)之所以可以有效降低爐渣粘度及熔化性溫度，是由于爐渣中生成了低熔點物質(zhì)CaO·B₂O₃，熔點是1150℃，從而增加了液態(tài)爐渣的過熱度。而且隨著爐渣中B₂O₃含量的增加，爐渣中氧離子濃度也在增加，氧離子促使?fàn)t渣硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)開始解聚，氧離子越多，解聚的完全，爐渣由復(fù)雜結(jié)構(gòu)向簡單結(jié)構(gòu)發(fā)展，隨著能夠自由流動的單獨的硅氧四面體的增多，此時的爐渣粘度將顯著降低，流動性顯著提高。

不同的高爐所適用的冷壓含硼球團(tuán)中各組分的比例不同，以高爐實際爐況和爐渣結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，考慮不同B₂O₃含量對高爐爐渣流動性能的影響，既保證洗爐效果又避免資源浪費，進(jìn)而確定爐渣中最佳的B₂O₃的含量，根據(jù)物料平衡計算出冷壓含硼球團(tuán)中的B₂O₃的含量，根據(jù)含硼鐵精礦、煤粉、粘結(jié)劑的成分，確定硼鐵精礦、煤粉和粘結(jié)劑的配比，進(jìn)而生產(chǎn)出目標(biāo)含量的冷壓含硼球團(tuán)。

實施例1、

一種冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑，包括如下組分：按質(zhì)量百分比計，硼鐵精礦55％、煤40％、粘接劑5％。

制備上述冷壓含硼球團(tuán)的方法，包括如下步驟：

1)將硼鐵精礦、煤和粘接劑按照比例放入混料機(jī)中進(jìn)行混料；

2)將步驟1)中的混料放入對輥壓球機(jī)進(jìn)行壓球，溫度為15℃，壓力為35Mpa；

3)將步驟2)中壓好的含硼球團(tuán)放入烘干機(jī)烘干，溫度為105℃，烘干時間為10小時，制成成品冷壓含硼球團(tuán)。

將制備的冷壓含硼球團(tuán)與爐料按照一定比例同時放入爐缸堆積的高爐，進(jìn)行洗爐操作，恢復(fù)爐缸活性狀態(tài)。

實施例2、

一種冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑，包括如下組分：按質(zhì)量百分比計，硼鐵精礦59％、煤粉35％、粘結(jié)劑6％。

制備上述冷壓含硼球團(tuán)的方法與實施例1相同。

將制備的冷壓含硼球團(tuán)與爐料按照一定比例同時放入爐缸堆積的高爐，進(jìn)行洗爐操作，恢復(fù)爐缸活性狀態(tài)。

實施例3、

一種冷壓含硼球團(tuán)高爐洗爐溶劑，包括如下組分：按質(zhì)量百分比計，硼鐵精礦63％、煤粉30％、粘結(jié)劑7％。

制備上述冷壓含硼球團(tuán)的方法與實施例1相同。

將制備的冷壓含硼球團(tuán)與爐料按照一定比例同時放入爐缸堆積的高爐，進(jìn)行洗爐操作，恢復(fù)爐缸活性狀態(tài)。

通過使用本發(fā)明，可以有效改善爐渣的流動性能，從而達(dá)到洗爐的目的。圖1和圖2是由熔體物性綜合測定儀分別測出，不同B₂O₃含量爐渣粘度隨溫度曲線和熔化性溫度的變化曲線，從圖1可以看出，隨著B₂O₃含量的增加，爐渣粘度是明顯降低的。尤其當(dāng)B₂O₃含量達(dá)到3.0％時，爐渣的粘度相比B₂O₃含量為0～2.0％的爐渣有明顯降低，而且爐渣的粘度隨溫度的變化曲線要平穩(wěn)許多，在1400℃以上的高溫區(qū)粘度值甚至幾乎保持不變，說明該成分的爐渣已經(jīng)達(dá)到了很好的流動性和穩(wěn)定性。

從圖2中看出，渣樣的熔化性溫度隨著渣中B₂O₃含量的增加是逐漸降低的，說明B₂O₃的加入使?fàn)t渣的高溫性質(zhì)趨于穩(wěn)定。從含硼渣熔化性溫度的走勢來看，在渣中B₂O₃含量從0增加到0.8％的過程中，爐渣熔化性溫度降低速率基本相同，在渣中B₂O₃含量從0.8％增加到1.0％的過程中，爐渣熔化性溫度降低速率加快，而當(dāng)渣中B₂O₃含量由1.0％再增加到2.0％時，爐渣熔化性溫度降低速率又變緩。當(dāng)渣樣中B₂O₃含量達(dá)到3.0％時，爐渣已經(jīng)沒有明顯的粘度拐點，渣的流動性已經(jīng)不同于一般高爐堿性爐渣的性質(zhì)，故沒有熔化性溫度。該成分爐渣雖然具有很好的流動性和穩(wěn)定性，但在實際高爐冶煉中，該成分的渣由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度過低，會使高爐軟熔帶升高，爐渣帶入爐缸熱量不足而造成爐涼，因此也不是爐渣的最佳成分。當(dāng)只考慮對爐渣熔化性溫度影響的話，B₂O₃在渣中的含量保持在1.0～2.0％時，爐渣的熔化性溫度在1300～1310℃是比較合適的。

綜上可知，B₂O₃在高爐渣中可以起到助熔和稀釋作用，B₂O₃在洗爐爐渣中的最佳含量應(yīng)為1.0～2.0％，此時爐渣在1500℃時的粘度在0.3Pa.s左右，熔化性溫度在1300～1310℃之間，爐渣過熱度增大，爐渣的流動性和穩(wěn)定性向好，符合洗爐熔劑的要求。

應(yīng)用例、

利用本發(fā)明提供的洗爐溶劑對國內(nèi)某高爐進(jìn)行洗爐操作，恢復(fù)爐況的指標(biāo)如表1所示，可以看出，隨著洗爐操作的進(jìn)行，高爐各項指標(biāo)都得到了良好的恢復(fù)。

表1國內(nèi)某4747m³高爐洗爐恢復(fù)爐況月平均經(jīng)濟(jì)技術(shù)主要指標(biāo)