[发明专利]一种高炉护炉料及其制备使用方法

说明书

技术领域

本发明属于高炉炉缸养护技术领域，尤其涉及一种用于高炉的护炉料及其制备、使用方法。

背景技术

现代大型高炉要求一代炉役不经过中修大于15年，虽然高炉耐火材料、冷却设备和冷却介质等技术取得大幅度进步，但在实际生产过程中高炉炉缸和炉底局部内衬经常发生侵蚀或损坏，严重影响高炉一代寿命，只有少数高炉一代炉役寿命达到设计目标。高炉能否长寿，除了取决于高炉炉缸的设计、施工质量外，还与高炉的日常操作特别是对炉缸的养护息息相关。

高炉在生产状态下修补局部破损的内衬，一种方法是从炉顶加入钛矿或钛球，含钛物料在炉内高温条件下反应生成碳化钛和氮化钛等难熔物质，沉积到炉缸侧壁和炉底形成保护层。

钛矿制备方法有两种：一种是使用含TiO₂大于9%、粒度为10～5mm的天然块矿；另一种是使用冷压块矿，制备冷压块矿的方法是把粒度小于mm的钛矿粉与一定比例粘结剂混合压块成型，对合适粒度造块进行干燥并达到一定强度。钛矿从炉顶加入炉内用于护炉，如国内专利申请号200410067669.9 提供的“一种高炉护炉用钛矿冷压块及其生产方法”。制备钛球团的方法也有两种：一种是选择合适TiO₂和TFe含量的炉料进行配料、造球、焙烧和冷却，形成焙烧含钛球团；另一种是选择含TiO₂大于40%钛精粉与一定比例粘结剂混合压球，经过自然干燥后形成冷固结球团。钛球团从炉顶加入炉内用于护炉（国内专利“高钛护炉球团矿及其制备方法”申请号200810304188.3）。

上述两种方法解决了炉缸内衬的保护问题，但由于炉料从炉顶装入，在生产过程中有很大部分的钛进入铁水和炉渣中，钛的利用率较低，增加了含钛炉料的消耗，护炉成本较高。此外由于渣量增加以及在高温条件下生成碳化钛和氮化钛等化学反应消耗热量，焦炭消耗增加，对高炉正常生产产生一定负面作用。

另一种方法是从风口喂线，即把含钛炉料制成包芯线，从风口送入炉内，提高钛物质利用效率，如国内专利“高炉炉缸及炉底的局部在线修复方法”（申请号200410021541.9），但正如“莱钢1号高炉风口喂线护炉实践”（作者：王子金等 《炼铁》2008年）所述，该方法并没有解决高炉焦比升高和影响高炉顺行等问题。

CDQ粉又称焦化厂干熄焦除尘灰，它是炼焦行业副产品，如果废弃不用不仅浪费资源而且污染环境，CDQ粉与高炉喷吹煤粉大部分性能指标相近，但价格相对低廉，如果把CDQ粉和研磨后的含钛炉料混合后加入到高炉喷吹用煤中形成护炉原料，然后从喷煤管道把护炉原料直接送入炉缸，即可克服已有技术护炉原料利用率低和护炉成本高的不足。

一种通过喷吹系统将高炉护炉剂钛精粉入炉的方法（201210328387.4），首先对钛精矿粉进行烘干、筛分，然后将筛上物送给烧结料场供烧结使用，筛下物与煤粉混合后经管道送入喷煤系统。该方法虽然一定程度克服了混合粉偏析和煤枪易堵的不足，但该方法仍有很多问题没有解决：（1）由于方法中没有给出钛精矿粉使用的比例，因此如果使用比例过高，虽然可以起到护炉作用，但势必给喷煤系统特别是喷枪带来负担，甚至造成喷枪堵塞。（2）由于使用的钛精粉矿经过筛分后，部分筛上物未被直接使用，而是作为烧结原料，这势必造成护炉成本过高。（3）由于部分筛上物作为烧结原料又回到了从炉顶加入钛矿或钛球的方法的老路，同时也势必造成护炉效率低下。（4）该方法由于从炉顶加入含钛烧结矿，势必造成炉渣中TiO₂较高，进而影响高炉的顺利出渣。

发明内容

本发明提供一种高炉护炉料及其制备使用方法，其目的一是减少钛精矿的用量，在降低护炉成本的同时，减少钛含量过高对渣铁流动性的影响；二是消化冶金废弃物，降低高炉焦比；三是加快护炉料输送速度，提高护炉效率和效果，延长炉缸使用周期。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种高炉护炉料，其原料组分质量百分比为：

钛精矿粉30%～39%，干熄焦除尘灰即CDQ粉5%～8%，煤粉51%～65%；

所述钛精矿粉化学成分为：TiO₂ 35%-50%，TFe 10%-35%，Al₂O₃＜2%，SiO₂＜6.5%，S＜0.1%，FeO 20%-40%；

所述CDQ粉化学成分为：水分＜2%，灰分＜2.5%，挥发分4%-5%，S1%-1.05%，C＜75%；

所述煤粉化学成分为：水分＜8%，灰分＜12%，挥发分＜12%，S＜0.65%，C＜70%。