焦炭钝化剂 【技术领域】
本发明涉及一种炼焦行业的材质，特别是涉及一种焦炭钝化剂。
背景技术
国内外高炉大喷煤的实践表明，维持高炉料柱良好透气性的主要方法是改善焦炭的热性质-降低焦炭的溶损反应性，相应提高反应后强度。于是近年来提高焦炭质量的主要工作集中在改善焦炭热性能方面。
影响焦炭溶损反应性的因素包括焦炭气孔与气孔结构、气孔壁的碳微晶结构以及无机杂质含量等，气孔壁薄、气孔率大、催化组分多的焦炭热性能差，粉化严重，影响高炉透气性。高炉透气性主要取决于焦炭热态强度，焦炭的反应后强度(CSR)的提高和反应性(CRI)的降低可有效减少炉内焦炭的粉末量。焦炭的CSR取决于焦炭耐磨性，抗磨损性较高或者表面较硬的焦炭，反应区宽度较小。由于焦炭的气化是从表面到内部开始的，气体往里面的渗透取决于表面硬度，表面硬度越高，气化反应越少。增加其硬度、优化碳的形态和减少催化组分含量，可防止气化反应渗进焦炭深处，减少焦炭碎裂，提高高炉料柱透气性，改善高炉渣铁排放，使高炉顺行。其中焦炭中存在的对碳溶反应具有催化作用的物种和形态被国内外学者广为重视，并进行了深入研究；但对焦炭溶损反应具有抑制作用的研究被人忽视，既然焦炭的气孔结构及气孔壁的碳质影响焦炭热性质，则可对焦炭气孔结构和气孔壁的碳结构进行修整，达到降低焦炭反应性，提高焦炭反应后强度的目的。
焦炭钝化剂是对焦炭表面进行改性的物质，这种改性剂吸附到焦炭表面，与焦炭气孔紧密结合，一方面堵塞气孔，阻止气化反应向焦炭内层扩散，抑制溶损反应，增加其抗磨损性和耐磨性；另一方面可以与碳紧密结合，形成碳化物，该碳化物反应后仍然存在，对焦炭起负催化作用，抑制焦炭与催化组分发生正催化反应，增加表面硬度，降低焦炭反应性。
焦炭钝化剂的研制和应用作为一种改善焦炭热性能的方法，对探讨焦炭钝化剂与焦炭的相互作用机理是具有重要理论意义和现实应用意义。应用焦炭钝化剂可用较差的焦炭进行炼铁，大幅度降低焦炭反应性，提高反应后强度，在经济、资源环境方面具有很现实的意义，符合可持续发展战略。
焦炭钝化剂主要用于钢铁行业的焦化厂、炼铁厂，达到节焦，增铁的目的。对于炼好的焦炭，喷洒焦炭钝化剂后可有效降低CRI，提高CSR。在炼铁过程中，使用喷洒焦炭钝化剂后的焦炭可有效提高高炉焦炭负荷，提高喷煤比，增铁、降焦，从而降低生产成本，提高经济效益。
随着高炉的大型化和冶炼强度的提高，高炉对焦炭的质量要求越来越高，而炼焦煤质量有逐年下降趋势，主焦煤的煤种、品质出现较大的波动，炼出的焦炭质量难以满足大型高炉强化冶炼、进一步提高喷煤比的要求，优质炼焦煤越来越少和焦炭质量要求越来越高的矛盾日益严重。使用焦炭钝化剂可使焦炭质量得到显著改善，使焦炭骨架支撑作用加强，保证了高炉顺行，休风及风口烧损减少，焦比降低，产量增加，高炉利用系数增加，炉体寿命提高，高炉的生产经济效益明显提高。现有的焦炭钝化剂成本高，配比复杂。
【发明内容】
针对于此，本发明的目的在于，提供一种焦炭钝化剂，配方简单，制作成本低。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种焦炭钝化剂，该焦炭钝化剂的原料包含下述重量份数的组分：
葡萄糖或氯化钙 1～16 硼酐 1～45
钛白粉 1～15 二氧化硅 1～10
无水硼砂 1～45 硼酸钙 1～46
偏硼酸钡 1～30。
优选的，该焦炭钝化剂的原料包含下述重量份数的组分：
葡萄糖和氯化钙 1～16 硼酐 1～45
钛白粉 1～15 二氧化硅 1～10
无水硼砂 1～45 硼酸钙 1～46
偏硼酸钡 1～30。
优选的，该焦炭钝化剂还包含重量份数为5～17的硼酸。
优选的，该焦炭钝化剂还包含重量份数为1～15的三氧化二锑。
优选的，该焦炭钝化剂的原料由下述重量份数地组分制成：
氯化钙 1 二氧化硅 1 钛白粉 3
硼酐 25 无水硼砂 20 硼酸钙 30
偏硼酸钡 3 硼酸 17。
优选的，该焦炭钝化剂的原料由下述重量份数的组分制成：
葡萄糖 2 二氧化硅 3 钛白粉 9
硼酐 12 无水硼砂 25 硼酸钙 35
三氧化二锑 1 偏硼酸钡 8 硼酸 5。
优选的，该焦炭钝化剂的原料由下述重量份数的组分制成：
氯化钙 1 二氧化硅 2 钛白粉 2
硼酐 18 无水硼砂 15 硼酸钙 46
三氧化二锑 1 偏硼酸钡 1 硼酸 14。
优选的，该焦炭钝化剂的原料由下述重量份数的组分制成：
葡萄糖 1 氯化钙 1.5 二氧化硅 1
钛白粉 14 硼酐 36 无水硼砂 39
硼酸钙 5 三氧化二锑 1 偏硼酸钡 1.5。
与现有技术相比，本发明焦炭钝化剂可以很好的改善焦炭热性能，抑制焦炭的溶损反应、降低其反应性，增加其热强度、优化碳的形态，减少入炉后的焦炭碎裂。使用焦炭钝化剂的焦炭用于高炉炼铁，可以增产1％～4％，节约焦炭8～20kg/t.铁。实施本产品产业化，有利于推动我国能源工业结构的调整，有利于提高焦炭质量，增强钢铁企业的市场竞争力，在经济、资源环境方面具有很现实的意义，符合可持续发展战略。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
实施例1
一种焦炭钝化剂的制作过程如下：
(1)配制钝化剂：称取葡萄糖1％，氯化钙1.5％，二氧化硅1％，钛白粉14％，硼酐36％，无水硼砂39％，硼酸钙5％，三氧化二锑1％，偏硼酸钡1.5％。
(2)配制钝化剂溶液：取常温下的生活用水，加入钝化剂，迅速搅拌1～10分钟，配制钝化剂溶液的浓度为3～15％。
(3)把配制好钝化剂溶液均匀地喷洒在焦炭的表面，喷洒量为焦炭质量的2～12％。然后将焦炭存放0.5～5小时。
(4)将处理好的焦炭进行焦炭的反应性和反应后强度测定(参照GB/T4000-1996标准执行)。
实施例2
一种焦炭钝化剂的制作过程如下：
(1)配制钝化剂：称取氯化钙1％，二氧化硅1％，钛白粉3％，硼酐25％，无水硼砂20％，硼酸钙30％，偏硼酸钡3％，硼酸17％。
以下同实施例1的步骤(2)、(3)和(4)。
实施例3
一种焦炭钝化剂的制作过程如下：
(1)配制钝化剂：称取葡萄糖2％，硼酸5％，二氧化硅3％，钛白粉9％，硼酐12％，无水硼砂25％，硼酸钙35％，三氧化二锑1％，偏硼酸钡8％。
(2)配制钝化剂溶液：取常温下的生活用水，加热至30～78度，然后加入纯化剂，迅速搅拌1～10分钟，配制钝化剂溶液的浓度为3～15％。
以下同实施例1的步骤(3)(4)。
实施例4
一种焦炭钝化剂的制作过程如下：
(1)配制钝化剂：称取氯化钙1％，二氧化硅2％，钛白粉2％，硼酐18％，无水硼砂15％，硼酸钙46％，硼酸14％，三氧化二锑1％，偏硼酸钡1％。
以下同实施例3的步骤(2)、(3)和(4)。
应用试验
将上述实施例按焦炭钝化剂配方要求配制钝化剂，研磨混匀，在水温为20℃～85℃的熄焦水中加入上述改性剂，并以50～60转/分的搅拌速度进行搅拌，使溶液浓度为1％～11.0％；通过喷洒设备在熄焦时或焦炭入炉前喷洒钝化剂溶液1～5分钟。
采用上述实施例制得的焦炭钝化剂喷洒焦炭，检查结果分别如下表；(以下结果是以四川达洲钢铁公司焦炭为例，溶液喷洒量均为8％)
实施例1的实验效果：
试样 钝化剂 浓度/％ 焦样重 量/g 焦炭颗 数(粒) 反应后 重量/g 转鼓后 ＞10mm/g CRI/％ CSR/％ 空白样 0 200 49 122 59.2 39.00 48.52 钝化剂处理样1 5 200 50 130.9 68.97 34.55 52.69 钝化剂处理样2 7 200 51 142.31 87.12 28.85 61.22 钝化剂处理样3 9 200 50 139.3 84.96 30.35 60.99
实施例2实验效果：
试样 钝化剂浓 度/％ 焦样重 量/g 焦炭颗 数(粒) 反应后 重量/g 转鼓后 ＞10mm/g CRI /％ CSR /％ 空白样 0 200 51 125 58.3 37.50 46.64 钝化剂处理样1 5 200 49 128.8 67.5 35.60 52.41 钝化剂处理样2 7 200 50 140.9 88.5 29.55 62.81 钝化剂处理样3 9 200 49 137.26 87.95 31.37 64.08
实施例3实验效果：
试样 钝化剂 浓度/％ 焦样重 量/g 焦炭颗 数(粒) 反应后 重量/g 转鼓后 ＞10mm/g CRI /％ CSR /％ 空白样 0 200 50 124 59.3 38.00 47.82 钝化剂处理样1 5 200 52 129 68.1 35.50 52.79 钝化剂处理样2 7 200 50 142 89 29.00 62.68 钝化剂处理样3 9 200 51 141 88 29.50 62.41
实施例4实验效果：
试样 钝化剂 浓度/％ 焦样重 量/g 焦炭颗 数(粒) 反应后 重量/g 转鼓后 ＞10mm/g CRI /％ CSR /％ 空白样 0 200 48 121 58.65 39.50 48.47 钝化剂处理样1 5 200 51 126 67 37.00 53.17 钝化剂处理样2 7 200 50 141.55 90 29.23 63.58 钝化剂处理样3 9 200 49 142.5 91.2 28.75 64.00
由以上数据可以看出，焦炭喷洒焦炭钝化剂溶液后，CRI可以降低10左右，CSR可以提高8％左右。喷洒后的焦炭用于高炉炼铁，可以增产1％～4％，节约焦炭8～20kg/t.铁。从而降低了炼铁成本，改善了高炉炉况，增强了焦炭的质量，降低了炼铁焦炭的消耗，达到增产降耗节能的目的。
实施例5
一种焦炭钝化剂的制作过程如下：
(1)按下述重量份数配制钝化剂：称取氯化钙1，二氧化硅10，钛白粉1，硼酐45，无水硼砂1，硼酸钙46，硼酸5，三氧化二锑15，偏硼酸钡1。
以下同实施例3的步骤(2)、(3)和(4)。
实施例6
一种焦炭钝化剂的制作过程如下：
(1)按下述重量份数配制钝化剂：称取葡萄糖16，二氧化硅1，钛白粉15，硼酐1，无水硼砂45，硼酸钙1，硼酸17，三氧化二锑1，偏硼酸钡30。
以下同实施例3的步骤(2)、(3)和(4)。
实施例7
一种焦炭钝化剂的制作过程如下：
(1)配制钝化剂：称取葡萄糖0.8，氯化钙0.2，二氧化硅10，钛白粉1，硼酐45，无水硼砂1，硼酸钙46，偏硼酸钡1，三氧化二锑1。
以下同实施例1的步骤(2)、(3)和(4)。
实施例8
一种焦炭钝化剂的制作过程如下：
(1)配制钝化剂：称取葡萄糖8，氯化钙8，二氧化硅1，钛白粉15，硼酐1，无水硼砂45，硼酸钙1，偏硼酸钡30，三氧化二锑15。
以下同实施例1的步骤(2)、(3)和(4)。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。