一种高炉喷吹煤粉的助燃剂及使用方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102936526 A (43)申请公布日 2013.02.20 CN 102936526 A *CN102936526A* (21)申请号 201210405891.X (22)申请日 2012.10.23 C10L 9/12(2006.01) (71)申请人 鞍钢股份有限公司 地址 114021 辽宁省鞍山市铁西区鞍钢厂区 内 (72)发明人 张立国 张伟 王再义 任伟 江治飞 王相力 邓伟 郭天永 (54) 发明名称 一种高炉喷吹煤粉的助燃剂及使用方法 (57) 摘要 本发明公开一种高炉喷吹煤粉的助燃剂及 使用方法， 助燃剂为粉末状混合物， 质量百分 比 为 ：。

2、 50% 80% 的 铁 红， 0% 20% 的 稀 土 氧 化 物、 0% 20% 的 CaO、 0% 20% 的 MgO、 0% 30% 的锰系氧化物， 其它为杂质组成。按下述 公式比例， 通过煤枪将煤粉喷入高炉回旋区内 ； AP=Vad/16.99- （FCad-62.17%） /18.16+ （T-817.15） *100%/609.45+（CSR-55.52%） /24.14+OEB/5.27 ； 本发明在保证喷煤效果的基础上， 实现铁红更有 效地回收和利用， 可以循环利用企业自身副产物， 减少外购成本， 最终实现降低企业运行成本， 为高 炉节能减排开辟新的蹊径。 (51)Int.C。

3、l. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 1/1 页 2 1. 一种高炉喷吹煤粉的助燃剂 ： 为粉末状混合物， 其特征在于 ： 混合物中质量百分比 ： 50% 80% 的铁红， 0% 20% 的稀土氧化物、 0% 20% 的 CaO、 0% 20% 的 MgO、 0% 30% 的 锰系氧化物， 其它为杂质组成。 2. 根据权利要求 1 所述的一种高炉喷吹煤粉的助燃剂， 其特征在于 ： 所述铁红中的 Fe2O3质量百分比含量大于 90%， 脉石含量范围质量百分比 0.2 10%， 铁红粒径 0.071。

4、mm 所占全部铁红的质量百分比 50% 以上。 3. 一种如权利要求 1 或 2 所述的一种高炉喷吹煤粉的助燃剂的使用方法， 其特征在 于 ： 将助燃剂投放到运煤主皮带煤粉上部， 通过中速磨研磨煤粉时将二者混匀， 后通过喷 吹罐流化， 并通过煤枪将煤粉与助燃剂喷入高炉回旋区内 ； 其加入量按下述公式进行 ： AP=Vad/16.99-（FCad-62.17%） /18.16+（T-817.15） *100%/609.45+（CSR-55.52%） /24.14+OEB/5.27 ； AP ： 喷吹煤粉中的助燃剂配入比例， % ； FCad： 煤粉工业分析固定碳质量含量， % ； Vad: 煤粉。

5、工业分析挥发分质量含量， % ； T ： 鼓风温度， ； CSR ： 焦炭热态反应后强度， % ； OEB ： 富氧率， %。 4. 根据权利要求 3 所述的一种高炉喷吹煤粉的助燃剂的使用方法， 其特征在于 ： 助燃 剂的添加质量百分比比例小于 30%。 5. 根据权利要求 3 所述的一种高炉喷吹煤粉的助燃剂的使用方法， 其特征在于 ： 所述 煤粉中按质量百分比， 固定碳含量为40%85%， 挥发分含量为5%40%， 灰分5%30%， 其 鼓风温度为 1000 1300， 富氧水平为 0% 5%， 入炉焦炭的热态反应后强度为 50% 75%。 权 利 要 求 书 CN 102936526 A 。

6、2 1/5 页 3 一种高炉喷吹煤粉的助燃剂及使用方法 技术领域 0001 本发明属于钢铁工业中的炼铁技术领域。 具体涉及一种高炉喷吹煤粉的助燃剂及 使用方法。 背景技术 0002 作为改善高炉冶炼条件和降低成本的手段之一， 喷吹煤粉越来越引起冶金工作者 的重视， 而喷吹煤粉效果体现的关键是强化煤粉在风口回旋区的燃烧， 特别是提升煤粉燃 烧速率已经成为高炉生产迫切的需要。目前国内外， 针对于改变煤粉燃烧率开展了一定的 研究， 如采用助燃剂、 富氧、 高风温、 添加高燃烧性能的煤粉， 或者采用细粒度煤粉进行喷吹 等方法手段， 此举虽然一定程度上改善了煤粉燃烧率， 取得较好的效果， 但都存在一个统。

7、一 的问题， 就是都需要增加外购成本作为代价， 而未能尽到充分利用自身的资源的优势。 0003 在现有的喷吹煤粉添加助燃剂技术中， 改善煤粉燃烧率的方法有 ： 高炉喷煤添加 布袋灰， 利用布袋灰中含有的铁氧化物可以提高煤粉的燃烧率。 （见中国专利 “一种高炉 喷煤添加布袋灰的方法” 专利申请号 CN1289035） ， 此方法虽然一定程度上能够改善煤粉 燃烧率， 但由于布袋灰含有过多的钾、 钠、 锌等有害元素， 对高炉生产有较大影响， 应用量 上受到很大制约。高炉喷煤用助燃剂， 能够有效改善高炉喷吹煤粉的燃烧性能， 提高煤粉 在风口前的燃烧率， 降低未燃煤粉含量 （见中国专利 “一种高炉用复合。

8、添加剂” 专利申请号 CN201010290511.3，“高炉喷吹煤粉用助燃剂及添加方法” 专利申请号 CN95102247.4 等） 。 文献记载， 添加锰系氧化物可以改善煤粉的燃烧性能， 添加 2% 5% 的锰系氧化物可使试 验用煤粉燃烧率分别提高 3% 18%。 （见期刊 钢铁 “MnO2 对煤粉燃烧的助燃作用及机 理” 1998 年， 33 卷， 9 期， 16-18） 。添加 3% 助燃剂， 煤粉着火点降低 24， 燃尽温度降低了 51.5， 相对燃尽时间减少了 15.4%（见期刊 钢铁研究 “高炉喷吹煤粉添加助燃剂的研 究” 2003 年， 36 卷， 3 期， 37-39） ， 。

9、此类方法虽然能够改善煤粉燃烧率， 但是不利之处也是显 而易见的， 就是都需要外购高价的煤粉助燃剂， 增加企业经济上负担， 而又不能充分利用企 业自身资源的优势。 0004 与此同时， 钢铁企业自身生产过程中， 不可避免的也产生了众多种类副产物， 如冷 轧酸洗工艺产生的铁红， 由于铁红化学成分及粒度等特性， 已被广泛的开发和应用。 0005 现有铁红应用方法之一 ： 以氧化铁红为主要原料， 生产磁性材料、 防锈颜料、 防腐 漆料等， 此类方法虽然成功的应用于实际产品， 但对于作为基础的原料之一铁红的要求是 非常严格的， 尤其是作为磁性材料等领域的生产加工， 对于铁红有着近乎苛刻的标准， 仅使 用。

10、氧化铁含量大于 99.5% 的优等铁红。实际上由于受到工艺及设备等诸多制约因素， 大部 分冶金企业生产的铁红远远达不到优等铁红的标准， 品质更达不到二次利用来加工高附加 值产品的要求。 0006 鉴于这种情况， 目前也有将部分低品质铁红进行二次提纯及精炼的工艺， 以期待 能够用于高端产品的生产， 但事实上提纯需要而外花费大量的成本， 致使获得高品质的铁 红生产成本大量的增加， 若单纯采用冶金企业生产的铁红提纯工艺去生产此类产品， 成本 说 明 书 CN 102936526 A 3 2/5 页 4 上将大大增加， 经济上不划算。 0007 还有一种应用是将铁红与其它类别冶金除尘灰混合， 按一定比。

11、例添加到其它含铁 原料中去， 一起混配到烧结及球团生产中去。但由于铁红本身是由冷轧酸洗工艺中回收废 酸的副产物， 化学成分上与精矿或粉矿存在一定的差异， 特别是 SiO2和 CaO 的含量较低， 其 同化性能、 液相流动性能、 粘结相强度等性能指标都不如铁精矿及粉矿， 导致实际生产中烧 结矿和球团矿在焙烧过程中产生的液相量不足， 强度差， 致使成品矿质量劣化， 起不到提高 烧结和球团质量作用， 况且由于铁红也属于极细的粉尘的这一类， 鞍钢技术中心曾进行过 “鞍钢含铁粉尘利用状况调研” ， 期间从统计数据了解到， 极细的冶金粉尘在回到烧结、 球团 重新进行造块后， 约有60%70%的粉尘在会在整。

12、个冶金生产系统中循环， 得不到充分的利 用。所以， 采用 “回到烧结、 球团重新进行造块” 的方法进行再利用不尽科学。 0008 鞍钢作为特大型冶金企业， 年产铁红量超过 8 万吨， 铁红质量也远逊于优等铁红 的标准， 作为企业内的一种二次资源， 采用怎样的工艺进行处理， 以期达到最大限度的利 用， 是鞍钢需要面临的问题之一。 发明内容 0009 针对现有技术高炉喷吹煤粉助燃剂燃烧率不高及冶金企业生产的铁红得不到充 分利用的问题， 本发明提出一种以铁红作为主要原料的煤粉助燃剂及使用方法， 能够强化 煤粉在风口回旋区的燃烧， 提升煤粉燃烧速率， 改善煤焦置换比， 减少高炉内未燃煤粉水 平， 达到。

13、煤粉助燃的效果， 又能够利用其中的有益成分铁元素， 循环利用企业自身副产物， 减少外购成本， 最终实现高炉强化冶炼， 降焦节能。 0010 本发明是利用冷轧酸洗工艺的副产物 “铁红” ， 作为煤粉助燃剂的主要成分， 依据 高炉操作指标， 按不同比例配加到喷吹煤粉中。通过其中的铁氧化物在燃烧分解过程中释 放出氧分子， 提升喷吹煤粉燃烧率， 减少高炉内未燃煤粉水平， 改善煤焦置换比， 在达到煤 粉助燃的效果同时， 又能够利用其中的有益成分铁元素， 增加高炉产能。 0011 本发明目的是通过下面的技术方案实现的 ： 0012 一种高炉喷吹煤粉的助燃剂 ： 为粉末状混合物 ： 混合物中按质量百分比 ：。

14、 50% 80% 的铁红， 0% 20% 的稀土氧化物、 0% 20% 的 CaO、 0% 20% 的 MgO、 0% 30% 的锰系氧 化物组成， 其它为杂质组成。 0013 本发明铁红中 Fe2O3含量大于 90%（质量百分比） ， 脉石含量范围 0.2 10%， 粒径 0.071mm 所占全部铁红的 50%（质量百分比） 以上。 0014 本发明高炉喷吹煤粉的助燃剂的使用方法为 ： 0015 将助燃剂投放到运煤主皮带煤粉上部， 通过中速磨研磨煤粉将二者混匀， 后通过 喷吹罐流化， 并通过煤枪将煤粉喷入高炉回旋区内 ； 0016 其加入量按下述公式进行 ： 助燃剂的添加比例小于 30%（质。

15、量百分比） ； 0017 AP=Vad/16.99-（FCad-62.17%） /18.16+（T-817.15） *100%/609.45+（CSR-55.52%） /24.14+OEB/5.27 ； 0018 AP ： 喷吹煤粉中的助燃剂配入比例， % 0019 FCad： 煤粉工业分析固定碳质量含量， % ； 0020 Vad: 煤粉工业分析挥发分质量含量， % 说 明 书 CN 102936526 A 4 3/5 页 5 0021 T ： 鼓风温度， ； 0022 CSR ： 焦炭热态反应后强度， % ； 0023 OEB ： 富氧率， %。 0024 本发明方法要求煤粉中的固定碳含量。

16、， 按质量百分比为 ： 40% 85%， 挥发分含量 为 5% 40%， 灰分 5% 30%。 0025 本发明方法其鼓风温度为10001300， 富氧水平为0%5%， 入炉焦炭的热态 反应后强度为 50% 75%。 0026 本发明的优点及效果在于， 将铁红作为助燃剂的主要成分， 配加到高炉喷吹煤粉 中， 通过其中的铁氧化物在燃烧分解过程中释放出氧分子， 能够强化煤粉在风口回旋区的 燃烧， 提升煤粉燃烧速率， 减少高炉内未燃煤粉含量， 达到改善煤粉燃烧的效果， 同时在保 证喷煤效果的基础上， 实现铁红更有效地回收和利用， 可以循环利用企业自身副产物， 减少 外购成本， 最终实现降低企业运行成。

17、本， 也即直接消除了造块过程所造成的污染， 在国家提 倡循环经济的今天， 将二者结合， 为高炉节能减排开辟新的蹊径。 具体实施方式 0027 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明 ： 0028 一种高炉喷吹煤粉的助燃剂 ： 为粉末状混合物 ： 混合物由50%80%的铁红， 0% 20% 的稀土氧化物、 0% 20% 的 CaO、 0% 20% 的 MgO、 0% 30% 的锰系氧化物组成， 其它为 杂质组成。 0029 本发明铁红中的 Fe2O3含量大于 90%， 脉石含量范围 0.2 10%， 铁红粒径 0.071mm 所占全部铁红的质量百分比 50% 以上。 0030 本发明高炉喷吹煤粉。

18、的助燃剂的使用方法为 ： 0031 将助燃剂投放到运煤主皮带煤粉上部， 通过中速磨研磨煤粉将二者混匀， 后通过 喷吹罐流化， 并通过煤枪将煤粉与助燃剂喷入高炉回旋区内 ； 0032 其加入量按下述公式进行 ： 助燃剂的添加比例小于 30% ； 0033 助燃剂配加比例 ： 0034 AP=Vad/16.99-（FCad-62.17%） /18.16+（T-817.15） *100%/609.45+（CSR-55.52%） /24.14+OEB/5.27 0035 AP ： 喷吹煤粉中的铁红配入比例， % ； 0036 FCad： 煤粉工业分析固定碳质量含量， % ； 0037 Vad： 煤粉工。

19、业分析挥发分质量含量， % ； 0038 T ： 鼓风温度， ； 0039 CSR ： 焦炭热态反应后强度， % ； 0040 OEB ： 富氧率， %。 0041 1.1 助燃剂配方组成 0042 表 1 助燃剂配比， 质量 % 0043 说 明 书 CN 102936526 A 5 4/5 页 6 项目铁红稀土氧化物CaOMgO锰系氧化物 实施例 180.000.004.004.0012.00 实施例 274.005.000.0010.0011.00 实施例 368.0010.0010.000.0012.00 实施例 462.0018.0010.0010.000.00 实施例 556.00。

20、0.0020.000.0024.00 实施例 650.0015.0010.0010.0015.00 0044 1.2 高炉操作指标 0045 实施例中所给的高炉操作指标及部分数据取至于某炼铁厂不同容积的一个生产 阶段的平均操作指标。 0046 表 2 高炉操作指标 0047 0048 1.3 成本分析 0049 高炉喷吹煤粉中配加及未配加助燃剂的详细经济数据即吨铁成本分析见表 3。 0050 表 3 吨铁添加煤粉助燃剂成本分析 / 元 说 明 书 CN 102936526 A 6 5/5 页 7 0051 0052 备注 ： 高炉成本效益分析， 只考虑单一的焦比及焦丁比， 未计入其它的因素。 说 明 书 CN 102936526 A 7 。