流態化長效活性石灰粉劑及其製造方法
2023-05-31 08:40:06
專利名稱：流態化長效活性石灰粉劑及其製造方法
本項發明為一種鋼鐵生產去除雜質用石灰粉劑及其製造方法。
如眾所知，我國是世界鋼鐵製品的生產大國，鐵和鋼的產量均居世界前列，但特殊優質鋼材還得依賴進口，不僅花費大量外匯，而且限制了國內鋼鐵製品的加工與銷售，使得佔鋼鐵行業中多數國有鋼鐵聯合企業至今仍然未能走出困境。
根據國外成熟的經驗，鋼鐵企業要想提高鋼鐵質量、縮短冶煉周期、提高勞動效率進而獲得較為理想的經濟效益，在生產流程中，進行鐵水預處理脫硫和鋼水連鑄前實施爐外精煉去除鋼液中的各種雜質是其必不可少的工序。而石灰粉劑則是實施上述工序需經常使用的原料。
早在我國發展國民經濟第七個五年計劃期間，原國家計委就曾將「鋼水爐外精煉用石灰粉劑」列為國家科技攻關項目，批准東北大學與黑龍江省小嶺鐵合金廠共同負責研製與開發。工作結束後所獲得的產品基本達到了攻關立項時所確定的各項指標例如CaO的含量、粉劑的脫硫能力等，但仍然存在一些技術難題並未完全解決。主要包括兩個方面一是石灰粉劑的活性度保持時間問題，二是噴吹使用中石灰粉劑的流動性問題。
石灰的活性，主要用活性度來表示。活度的測量一般是向2000ml、40℃的水中加入酚酞指示劑，並將50g、1-5mm的石灰加入水中進行攪動；而後用4N的HCl連續滴定，使之始終保持等當量點，10分鐘內4N HCl的消耗量即為被測石灰的活性度。
一般活性石灰，4N HCl溶液的消耗量≥310ml，中燒石灰為310~110ml，硬燒石灰≤110ml。按著這一標準，目前國內一些廠家均能生產出活性石灰，但一般活性保持時間均不超過10天，如果是細小顆粒，更容易吸潮，只要幾小時活性度就會嚴重降低，不利於運輸與貯存，使用中一經吸潮，則發揮不了應有的作用。不僅不能很好的脫硫，而且由於吸潮還給鋼中增加了吸收氫與氧的可能。這是石灰粉劑進一步推廣使用的主要障礙。
固體粉劑噴入金屬液體中，一般是採用配以載流氣體來完成的。因此要想準確計量噴吹粉劑的數量，要求固體粉劑必須有良好的流動性，即石灰粉劑的自然堆角越小越好。由於目前國產粉劑的粒度不均且直徑較大，吸潮後表面發粘，給計量工作帶來了較大困難，進而在一定程度上也限制了石灰粉劑的應用。
本項發明的目的在於要適應鋼鐵生產急待解決質量問題的急需，發明並生產出一種CaO含量高、活性度大而且長效(長期貯存不吸潮)、流動性好的石灰粉劑。在相對保密的情況下，經過實驗室和工廠的多次試驗，終於獲得了成功，不僅生產出一種滿足發明目的的粉劑，同時也摸索出一套生產該種石灰粉劑且具有一定發明創造的製造工藝。
現將本項發明所實現的內容陳述如下1．石灰粉劑。本項發明創造所要申請保護的石灰粉劑的成分以重量百分比計如表1所示表1 石灰粉劑的化學成分
石灰粉劑粒度為≤1．000mm。具體粒度分布如下表2所示表2 石灰粉劑粒度組成
石灰粉劑自然堆角為≤5°；石灰粉劑活性度340ml-360ml；故命名為「流態化長效活性石灰粉劑」。
2．製造方法。「流態化長效活性石灰粉劑」基本滿足了鋼鐵生產的要求。而其各項技術指標是依靠研製生產中所發明的製造工藝加以保證的。工藝中的具體流程包括石灰石開採→選礦→活性化煅燒→出窯精選→一級破碎(粒度≤20mm)→二次精選→高效能粉碎(粒度≤1．000mm)→鈍化處理→篩分入罐(成品)等9項主要工序。
製造方法中，其石灰石開採、選礦、出窯精選、一級破碎、篩分入罐等和現在普遍實施的石灰粉劑製造方法相同，其不同也就是發明的實質內容就在於活性化煅燒、高效化粉碎(粒度≤1．000mm)、鈍化處理三項工序。其中「活性化煅燒」工序是將CaO含量為53．3％以上的石灰石(CaCO3)裝入豎窯煅燒，焙燒溫度為1000℃±50℃，時間為40-50小時，入爐石灰石的粒度為100mm-200mm，嚴格控制煅燒溫度與時間，杜絕生燒石灰。
「高效能粉碎」工序是將粒度已達20mm以下的燒成石灰裝入破碎機內製成粒度≤1．000mm石灰細粉。化劑，溫度控制在30±2℃進行充分混合鈍化。
本發明所使用的鈍化劑為有機矽聚合物。該聚合物由二官能與單官能有機矽單體，經水解塑聚而成的線性結構的油狀物。其物理性能如下無色、無味、無毒的液體，粘度25℃下1．0×10-3Pa·S，比重7．2-8．0g／cm3，不溶於水，不易揮發，耐熱(43℃)具有良好的絕緣性，小的表面張力，燃點為155℃。
綜上所述，本項發明創造的權利要求是1．一種鋼鐵生產去除雜質用的石灰粉劑。該種粉劑的成分包括CaO、SiO2、MnO及其他雜質。其特徵在於各成分的含量(按重量百分數)見表1。
2．根據權利要求1所述的石灰粉劑，其特徵在於該種石灰粉劑的粒度≤1．000mm。
3．根據權利要求1所述的石灰粉劑，其特徵在於該種石灰粉劑的自然堆角為≤5°。
4．根據權利要求1所述的石灰粉劑，其特徵在於粉劑其活度為340-360ml。
5．一種製造石灰粉劑的方法。該方法包括石灰石開採、選礦、出窯精選、一級破碎、篩分入罐等項工序，其特徵在於製造方法中還包括活性化煅燒、高效化粉碎、鈍化處理三項工序。
6．根據權利要求5所說的製造石灰粉劑的方法，其特徵是方法中的「活性化煅燒」工序是將CaO含量為53．3％以上的石灰石(CaCO3)裝入豎窯煅燒，煅燒溫度為1000℃±50℃，時間為40-50小時，入爐石灰的粒度為100mm-200mm。
7．根據權利要求5所說的製造石灰粉劑的方法，其特徵是方法中的「高效能粉碎」工序是將粒度已達20mm以下的燒成石灰裝入破碎機內製成粒度為1．000mm石灰細粉。
8．根據權利要求5所說的製造石灰粉劑的方法，其特徵是方法中的「鈍化處理」工序是將製得的粒度為1．000-0．044mm石灰細粉裝入到旋轉性的密封容器中，按0．8-0．9千克／噸石灰細粉的使用量加入鈍化劑，在30±2℃下進行充分混合。
作為本項發明的實施例所生產的石灰粉劑成分如表2所示。
表2 流態化長效活性石灰粉劑的成分(以重量百分比計)
石灰粉劑的粒度為≤1．000mm；石灰粉劑自然堆角為4．5°；石灰粉劑活性度345ml
上述石灰粉劑實施例的生產工藝流程與前述的各工序相同，其中活性化煅燒工序所用的石灰石(CaCO3)中CaO含量為55．60％，煅燒溫度為1040℃±50℃，時間為46小時，入爐石灰的粒度為100mm-200mm。
鈍化處理工序是將製得的粒度≤1．000mm石灰細粉裝入到密封的鈍化處理器中，鈍化劑的使用量為0．82千克／噸石灰細粉，在29℃下進行充分處理平均每次裝入量為500千克，混合時間約為10-15分鐘。
本項發明所獲得的實施產品在工廠中應用，取得了十分滿意的效果。以本溪鋼鐵公司工業生產應用為例脫硫率可達60-85％，氣體含量[H]≤1ppm，[N]≤40ppm，
≤10ppm。
本項發明創造的優點是1．活性度高，可達360ml，保持期可達一年。一般產品雖然亦能達到360ml的高活度，但保持期僅有10天左右，10天過後活性度將逐漸降低，這就妨礙了高效脫硫性能。
2．流動性良好，流態化頗佳。在噴吹壓力可調的情況下可適用於任意喉口直徑的噴槍噴吹。在不吸潮的情況下，粉劑的流動性與水一樣良好，與其它鈍化石灰粉劑相比，具有不可比擬的流態化性能。
3．粉劑防潮性極強，冷水浸60分鐘不水化。
4．粉劑氧化鈣含量可達97％，其它任何石灰粉劑難以達到此標準。而高氧化鈣含量必然在使用中獲得好的使用效果。
權利要求
1.一種鋼鐵生產去除雜質用的石灰粉劑。該種粉劑的成分包括CaO、SiO2、MgO及其他雜質。其特徵在於各成分的含量(按重量百分數)見表1。表1 石灰粉劑的化學成分
2．根據權利要求1所述的石灰粉劑，其特徵在於該種石灰粉劑的粒度≤1．000mm。
3．根據權利要求1所述的石灰粉劑，其特徵在於該種石灰粉劑的自然堆角為≤5°。
4．一種製造石灰粉劑的方法。該方法包括石灰石開採、選礦、出窯精選、一級破碎、篩分入罐等項工序，其特徵在於製造方法中還包括活性化煅燒、高效化粉碎、鈍化處理三項工序。
5．根據權利要求4所說的製造石灰粉劑的方法，其特徵是方法中的「活性化煅燒」工序是將CaO含量為53．3％以上的石灰石(CaCO3)裝入豎窯煅燒，煅燒溫度為1000℃±50℃，時間為40-50小時，入爐石灰的粒度為100mm-200mm。
6．根據權利要求4所說的製造石灰粉劑的方法，其特徵是方法中的「高效能粉碎」工序是將粒度已達20mm以下的燒成石灰裝入破碎機內製成粒度為≤1．000石灰細粉。
7．根據權利要求4所說的製造石灰粉劑的方法，其特徵是方法中的「鈍化處理」工序是將製得的粒度為≤1．000mm石灰細粉裝入到旋轉性的密封容器中，按0．8-0．9千克／噸石灰細粉的使用量加入鈍化劑，在30±2℃下進行充分混合。
全文摘要
石灰粉劑是鋼鐵生產中廣泛使用的一種輔助原料,但長期以來未被充分利用的主要原因是其活性度難於長期保持且流動性不好。本項發明創造所實現的石灰粉劑的活性度可達1年,且流動性好,易於計量。應用於鋼鐵生產收到了良好的脫硫效果。
文檔編號C21C7/064GK1293258SQ99113350
公開日2001年5月2日 申請日期1999年10月19日 優先權日1999年10月19日
發明者李新宏, 陶立群, 姜周華, 孫中強 申請人:瀋陽東北大學冶金技術研究所