專利名稱：：焦炭劣化抑制劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于煉鐵
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種焦炭劣化抑制劑，同時(shí)還涉及該抑制劑的制備方法。
背景技術(shù)：
：在鋼鐵工業(yè)中，90%以上的焦炭用于高爐冶煉，焦炭在高爐冶煉過(guò)程中不僅起著提供熱源、還原劑和滲碳劑的作用，還對(duì)高爐料柱起著支撐作用。在高爐冶煉不斷強(qiáng)化，焦比大幅度降低的情況下，焦炭作為支撐骨架作用越來(lái)越重要，為保證料柱的透氣性，不僅要求焦炭有高的冷強(qiáng)度，更要求有高的熱強(qiáng)度、抗溶蝕等良好的熱態(tài)性能，因此，焦炭的熱性能指標(biāo)是焦炭供應(yīng)的一個(gè)重要條件。焦炭的熱性能指標(biāo)主要表現(xiàn)在反應(yīng)性和反應(yīng)后強(qiáng)度兩個(gè)方面，焦炭的反應(yīng)性是指焦炭在高溫下同C02反應(yīng)生成C0的能力，焦炭反應(yīng)性高會(huì)降低焦炭強(qiáng)度，因?yàn)闅饣磻?yīng)的發(fā)展會(huì)使焦炭?jī)?nèi)部氣孔壁減薄，加速焦炭破損，產(chǎn)生大量粉末，顯著減弱了焦炭的骨架和支撐作用，會(huì)引起高爐煤氣化學(xué)能利用的降低，導(dǎo)致焦比升高。焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度是指反應(yīng)后的焦炭在機(jī)械力和熱應(yīng)力作用下抵抗碎裂和磨損的能力，能充分、準(zhǔn)確地反映焦炭在高爐內(nèi)溶損反應(yīng)的能力，更能反映出焦炭作為料柱骨架承擔(dān)負(fù)荷大小的能力，反應(yīng)后強(qiáng)度高的焦炭，其抗碎強(qiáng)度(M4Q)和抗磨強(qiáng)度(M1Q)也好，焦炭不容易磨損和破碎。因而降低焦炭反應(yīng)性，提高反應(yīng)后強(qiáng)度，對(duì)整個(gè)鋼鐵行業(yè)有較高的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。我國(guó)目前優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源短缺，大部分是氣煤，但氣煤在煉焦煤中的比例較大時(shí)則煉出焦炭的熱性能指標(biāo)較低，不能滿足現(xiàn)代冶煉的需要，因此許多提高焦炭熱性能的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。目前，公知的提高焦炭熱性能的方法有利用不同的煤質(zhì)進(jìn)行配煤、氣相熱解沉積/氣相熱解滲透熱解炭、在配煤中或焦炭表面上加入鈍化劑。利用配煤提高焦炭的熱性質(zhì)對(duì)煤質(zhì)的要求較高，需要優(yōu)質(zhì)煉焦煤，這就受制于優(yōu)質(zhì)煉焦煤短缺的的困境。中國(guó)專利03129507.X采用化學(xué)氣相沉積/化學(xué)氣相滲透技術(shù)，在焦炭表面以及焦炭氣孔內(nèi)氣相熱解沉積/氣相熱解滲透熱解炭，操作條件復(fù)雜，技術(shù)還不成熟。中國(guó)專利02113708.0提出用鈦白粉、氧化硼和硼酸的混合物或單獨(dú)用硼酸配成溶液，作為熄焦水熄焦，或在進(jìn)入焦倉(cāng)前的運(yùn)輸帶上噴灑1-5分鐘，改善焦炭熱性質(zhì)；中國(guó)專利200510017909.9提出另一種焦炭鈍化劑，用硼酸、硼砂和細(xì)度在500目以下、純度在98%以上二氧化硅，配制成溶液噴灑在焦炭表面，提高焦炭熱性質(zhì)，這兩個(gè)專利都是以硼酸為主，導(dǎo)致鈍化劑成本較高，且其它成分的成本也較高，原料供應(yīng)難以保證大規(guī)模的工業(yè)利用，未能達(dá)到以優(yōu)勢(shì)資源彌補(bǔ)短缺資源的目的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種成本低且能顯著改善焦炭熱性能的焦炭劣化抑制劑。本發(fā)明的另一目的在于提供一種該焦炭劣化抑制劑的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案焦炭劣化抑制劑，由以下重量百分比的原料制成硼酸5%50%、陽(yáng)離子表面活性劑10%80%、硅鋁粉5%50%和鹽酸10%80%。所述陽(yáng)離子表面活性劑為季鱗鹽陽(yáng)離子表面活性劑。所述鹽酸的重量百分比濃度至少為30%。所述硅鋁粉的細(xì)度為100500目。焦炭劣化抑制劑的制備方法，包括以下步驟(1)按比例取各原料，將鹽酸加熱至沸騰；(2)向鹽酸中加入硅鋁粉并攪拌，沸騰攪拌2060分鐘后降至室溫，過(guò)濾；(3)向?yàn)V液中加入陽(yáng)離子表面活性劑和硼酸，溶解即得。所述陽(yáng)離子表面活性劑為季轔鹽陽(yáng)離子表面活性劑。所述鹽酸的重量百分比濃度至少為30%。所述硅鋁粉的細(xì)度為100500目。本發(fā)明焦炭劣化抑制劑的使用方法為用103(TC的蒸餾水將焦炭劣化抑制劑調(diào)成0.130%的溶液，將焦炭浸泡于溶液中，或?qū)⑷芤簢娡坑诮固可虾蟊憧墒褂?，焦炭劣化抑制劑的使用重量為焦炭重量?.050.5%。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于焦炭本身為多孔性物質(zhì)，其中存在大量中孔和微孔，本發(fā)明的劣化抑制劑使用后，由于抑制劑中添加有陽(yáng)離子表面活性劑，利于有效成分向焦炭的微孔和中孔擴(kuò)散，隨著水分的失去，使焦炭的孔隙變小、變少，并且孔隙形狀不規(guī)則且呈封閉狀，劣化抑制劑以粒狀和片狀存在于焦炭的孔隙中，堵塞焦炭的氣孔，形成雪花狀、網(wǎng)絡(luò)狀的碳化物，既對(duì)反應(yīng)氣體形成了屏蔽又加強(qiáng)了自身強(qiáng)度，從而抑制焦炭溶損反應(yīng)，顯著改善焦炭熱性能，可使焦炭反應(yīng)性(CRI)降低6%以上，反應(yīng)后強(qiáng)度(CSR)提高8%以上，可顯著降低高爐冶煉的焦比，每噸鐵可節(jié)省焦炭20Kg以上，同時(shí)可使高爐產(chǎn)量提高3%以上，達(dá)到節(jié)能減排的目的，符合國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2、本發(fā)明焦炭劣化抑制劑的制備方法簡(jiǎn)單，所使用的原料價(jià)格低廉，該抑制劑的成本為其它硼化物系列產(chǎn)品成本的2/3以下，能夠大大提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:本發(fā)明所述的焦炭劣化抑制劑，由以下原料制成硼酸5%、季轔鹽陽(yáng)離子表面活性劑80%、硅鋁粉5%和鹽酸10%，其中硅鋁粉的細(xì)度為100目，鹽酸的重量百分比濃度為30%。其制備方法為(l)按上述比例取各原料，將重量百分比濃度為30%的鹽酸加熱至沸騰；(2)向鹽酸中加入細(xì)度為100目的硅鋁粉并攪拌，沸騰攪拌2060分鐘后降至室溫，過(guò)濾；(3)向?yàn)V液中加入季鱗鹽陽(yáng)離子表面活性劑和硼酸，溶解即得焦炭劣化抑制劑。使用方法用10"的蒸餾水將焦炭劣化抑制劑調(diào)成0.1%的溶液，將溶液噴涂于焦炭上，焦炭劣化抑制劑的使用重量為焦炭重量的0.05%。實(shí)施例2:本發(fā)明所述的焦炭劣化抑制劑，由以下原料制成硼酸11%、季鱗鹽陽(yáng)離子表面活性劑63%、硅鋁粉12%和鹽酸14%,其中硅鋁粉的細(xì)度為300目，鹽酸的重量百分比濃度為30%。其制備方法為(1)按上述比例取各原料，將重量百分比濃度為30%的鹽酸加熱至沸騰；(2)向鹽酸中加入細(xì)度為300目的硅鋁粉并攪拌，沸騰攪拌2060分鐘后降至室溫，過(guò)濾；(3)向?yàn)V液中加入季轔鹽陽(yáng)離子表面活性劑和硼酸，溶解即得焦炭劣化抑制劑。使用方法用3(TC的蒸餾水將焦炭劣化抑制劑調(diào)成10%的溶液，將溶液噴涂于焦炭上，焦炭劣化抑制劑的使用重量為焦炭重量的0.2%。實(shí)施例3:本發(fā)明所述的焦炭劣化抑制劑，由以下原料制成硼酸50%、季鱗鹽陽(yáng)離子表面活性劑17%、硅鋁粉18%和鹽酸15%，其中硅鋁粉的細(xì)度為350目，鹽酸的重量百分比濃度為36%。其制備方法為(1)按上述比例取各原料，將重量百分比濃度為36%的鹽酸加熱至沸騰；(2)向鹽酸中加入細(xì)度為350目的硅鋁粉并攪拌，沸騰攪拌2060分鐘后降至室溫，過(guò)濾；(3)向?yàn)V液中加入季鱗鹽陽(yáng)離子表面活性劑和硼酸，溶解即得焦炭劣化抑制劑。使用方法用5(TC的蒸餾水將焦炭劣化抑制劑調(diào)成30%的溶液，將溶液噴涂于焦炭上，焦炭劣化抑制劑的使用重量為焦炭重量的1%。實(shí)施例4:本發(fā)明所述的焦炭劣化抑制劑，由以下原料制成硼酸13%、季鱗鹽陽(yáng)離子表面活性劑12%、硅鋁粉10%和鹽酸65%,其中硅鋁粉的細(xì)度為120目，鹽酸的重量百分比濃度為30%。其制備方法為(1)按上述比例取各原料，將重量百分比濃度為30%的鹽酸加熱至沸騰；(2)向鹽酸中加入細(xì)度為120目的硅鋁粉并攪拌，沸騰攪拌2060分鐘后降至室溫，過(guò)濾；(3)向?yàn)V液中加入季轔鹽陽(yáng)離子表面活性劑和硼酸，溶解即得焦炭劣化抑制劑。使用方法用1(TC的蒸餾水將焦炭劣化抑制劑調(diào)成0.5y。的溶液，將焦炭浸泡于溶液中，焦炭劣化抑制劑的使用重量為焦炭重量的0.05%。實(shí)施例5:本發(fā)明所述的焦炭劣化抑制劑，由以下原料制成硼酸17%、季轔鹽陽(yáng)離子表面活性劑12%、硅鋁粉50%和鹽酸21%，其中硅鋁粉的細(xì)度為500目，鹽酸的重量百分比濃度為36%。其制備方法為(1)按上述比例取各原料，將重量百分比濃度為36%的鹽酸加熱至沸騰；(2)向鹽酸中加入細(xì)度為500目的硅鋁粉并攪拌，沸騰攪拌2060分鐘后降至室溫，過(guò)濾；(3)向?yàn)V液中加入季轔鹽陽(yáng)離子表面活性劑和硼酸，溶解即得焦炭劣化抑制劑。使用方法用3(TC的蒸餾水將焦炭劣化抑制劑調(diào)成20%的溶液，將焦炭浸泡于溶液中，焦炭劣化抑制劑的使用重量為焦炭重量的0.2%。實(shí)施例6:本發(fā)明所述的焦炭劣化抑制劑，由以下原料制成硼酸11%、季轔鹽陽(yáng)離子表面活性劑63%、硅鋁粉12%和鹽酸14%，其中硅鋁粉的細(xì)度為200目，鹽酸的重量百分比濃度為30%。其制備方法為(1)按上述比例取各原料，將重量百分比濃度為30%的鹽酸加熱至沸騰；(2)向鹽酸中加入細(xì)度為200目的硅鋁粉并攪拌，沸騰攪拌2060分鐘后降至室溫，過(guò)濾；(3)向?yàn)V液中加入季鱗鹽陽(yáng)離子表面活性劑和硼酸，溶解即得焦炭劣化抑制劑。使用方法用5(TC的蒸餾水將焦炭劣化抑制劑調(diào)成30%的溶液，將焦炭浸泡于溶液中，焦炭劣化抑制劑的使用重量為焦炭重量的1%。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4000-1996對(duì)使用實(shí)施例1至6的焦炭劣化抑制劑后的焦炭進(jìn)行焦炭反應(yīng)性(CRI)及反應(yīng)后強(qiáng)度(CSR)測(cè)試，反應(yīng)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1和表2:表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>67.21表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表1和表2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯看出，使用本發(fā)明的焦炭劣化抑制劑后焦炭的反應(yīng)性降低，反應(yīng)后強(qiáng)度提高，顯著改善了焦炭的熱性能。權(quán)利要求1、焦炭劣化抑制劑，其特征在于由以下重量百分比的原料制成硼酸5％～50％、陽(yáng)離子表面活性劑10％～80％、硅鋁粉5％～50％和鹽酸10％～80％。2、如權(quán)利要求1所述的焦炭劣化抑制劑，其特征在于所述陽(yáng)離子表面活性劑為季鱗鹽陽(yáng)離子表面活性劑。3、如權(quán)利要求1或2所述的焦炭劣化抑制劑，其特征在于所述鹽酸的重量百分比濃度至少為30%。4、如權(quán)利要求3所述的焦炭劣化抑制劑，其特征在于所述硅鋁粉的細(xì)度為100500目。5、如權(quán)利要求1所述的焦炭劣化抑制劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)按比例取各原料，將鹽酸加熱至沸騰；(2)向鹽酸中加入硅鋁粉并攪拌，沸騰攪拌2060分鐘后降至室溫，過(guò)濾；(3)向?yàn)V液中加入陽(yáng)離子表面活性劑和硼酸，溶解即得。6、如權(quán)利要求5所述的焦炭劣化抑制劑的制備方法，其特征在于所述陽(yáng)離子表面活性劑為季鱗鹽陽(yáng)離子表面活性劑。7、如權(quán)利要求5或6所述的焦炭劣化抑制劑的制備方法，其特征在于所述鹽酸的重量百分比濃度至少為30%。8、如權(quán)利要求7所述的焦炭劣化抑制劑的制備方法，其特征在于所述硅鋁粉的細(xì)度為100500目。全文摘要本發(fā)明旨在通過(guò)添加劣化抑制劑改善煉鐵焦炭熱性質(zhì)。該抑制劑組成為硼酸5％～50％，季鏻鹽陽(yáng)離子表面活性劑10％～80％，硅鋁粉5％～50％，磷酸10％～80％。制備方法為將磷酸加熱至沸騰，加入硅鋁粉攪拌一定時(shí)間后降至室溫，濾掉固體雜質(zhì)，加入季鏻鹽陽(yáng)離子表面活性劑和硼酸，攪拌至完全溶解，得到產(chǎn)品。將其用10～50℃蒸餾水調(diào)成濃度為0.1％～30％的溶液，用該溶液浸泡焦炭或均勻噴灑在焦炭表面，用量為焦炭質(zhì)量的0.05％～5％。本發(fā)明的焦炭劣化抑制劑價(jià)格低廉，成本為其它硼化物系列產(chǎn)品的2/3以下，同時(shí)添加同量的添加劑，該抑制劑對(duì)焦炭熱性能的改善優(yōu)于硼化物系列的產(chǎn)品，不但可用于普通焦炭，還可用于搗固焦炭，是具有節(jié)能、減耗、增產(chǎn)等效果的高爐煉鐵理想產(chǎn)品。文檔編號(hào)C10L9/00GK101531939SQ20081014063公開(kāi)日2009年9月16日申請(qǐng)日期2008年7月16日優(yōu)先權(quán)日2008年7月16日發(fā)明者廣劉,宋成盈,王建設(shè),王留成,趙建宏,鄭士朋申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)