專利名稱：具有優(yōu)良強度的煤餅及其制餅方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種用于冶金中的煤餅。更具體地說，本發(fā)明涉及一種煤餅，它可通過采用生石灰和糖滓(molasses)從粉煤制得，從而能夠省卻經(jīng)由存在于粉煤中的水份與生石灰的放熱反應(yīng)而干燥粉煤的步驟，同時由于生石灰和糖滓間的化學反應(yīng)形成的糖酸鈣健而表現(xiàn)出優(yōu)良的強度。本發(fā)明還涉及一種制備這類煤餅的方法。由于按照本發(fā)明制備的煤餅具有優(yōu)良的物理強度，所以，它可適合于熔煉還原鐵制備方法，該方法是新近提出的鐵制備方法。
相關(guān)技術(shù)的說明已經(jīng)知道，F(xiàn)INEX和COREX方法，或熔煉還原鐵制備方法在燃料的可利用性方面是有利的，因為采用煤替代焦炭作為熔煉爐的燃料。不過，對于燃料來說，如果煤是具有顆粒尺寸為8mm或更小的粉煤，則其難以在熔煉爐中完全燃燒，并且經(jīng)常地被截留在收集器中。而且，如果大量粉煤截留在收集器中，則該方法將失去熱平衡，從而使該方法引起多種問題。因此，這類粉煤在鐵制備方法之中的應(yīng)用應(yīng)該受到限制。不過，目前用于鐵制備方法的煤主要包括不大于8mm的粉煤。
粉煤在鐵制備方法中的應(yīng)用受到限制，所以，其主要用于粉煤噴射(PCI)或作為制備焦炭的煤。但是，由于可用于COREX方法的煤的特性是特定的，所以，這類煤在非COREX目的的應(yīng)用中存在限制。因此，人們希望獲得一種通過適當方法聚結(jié)粉煤以制備煤餅的方法。但是，就目前的技術(shù)現(xiàn)狀來說，還沒有發(fā)現(xiàn)可將粉煤制成適合用于FINEX和COREX的新型鐵制備方法的煤餅的成功方法。
例如，英國專利No.GB2227024A和美國專利US4,738,685，公開了采用粉煤、糖滓和一種無機硬化劑的混合物制備煤餅的方法。在這些方法中，煤餅應(yīng)該在室溫下硬化1-3天，或者是在200-300℃的溫度下于爐子中硬化1小時，以提高煤餅的強度，由于該硬化步驟的處理效率很差，它直接導(dǎo)致煤餅低的初始強度。
當在一種方法如熔煉還原方法中采用大量的煤餅時，所述煤餅經(jīng)由輸送帶進行輸送并貯存。如果煤餅不具有足夠的初始強度，則在采用輸送帶進行輸送過程中，它們將會破碎。為了避免這類破損，必須在煤餅成型之后將其加熱到200℃以上。但是，這個額外的加熱步驟需要大型的加熱干燥設(shè)備，從而在煤餅的生產(chǎn)中產(chǎn)生高費用和低生產(chǎn)能力的經(jīng)濟負擔。
同時，一種采用生產(chǎn)焦炭的粉煤制備煤餅的方法公開在日本特許公開No.Heisei 7-97576之中(
公開日期1995年4月11日)。
按照該方法，將一種粘結(jié)劑如煤焦油或瀝青加熱到軟化溫度(約150℃)或更高，以便熔化。然后，將適量的所述熔體加入到粉煤中。將混合物進行徹底混合，并通過冷卻該熔化粘結(jié)劑到低于軟化溫度使混合物進行壓縮成型。這樣，就制備得到一種需要的煤餅。這類粘結(jié)劑的加熱熔化和冷卻，可使煤顆粒相互強烈地粘結(jié)在一起，使之具有高的強度，在機械運輸過程中能夠經(jīng)受破損。但是，這類加熱粘結(jié)劑到軟化溫度的方法，要求大型的加熱系統(tǒng)，在操作過程中它會放出有害的氣體，使得工作環(huán)境變得不安全。為了預(yù)防和處理有害氣體，可能需要附加的費用。
而且，一種熔煉還原鐵制備方法，每天需要多達數(shù)百噸的煤餅。因此，在使用前，需要將煤餅在露天環(huán)境下堆積一段時間。在夏天，室外溫度由于陽光照射可升高到40-60℃。因此，軟化溫度在此溫度附近的瀝青粘結(jié)劑可能會重新被軟化，并使煤餅相互粘著在一起，使得難以通過機械設(shè)備進行處理。
而且，粉煤通常含有一些水份。通過在室溫下壓縮成型粉煤制得的煤餅存在一個問題，就是過量水份含量會降低其冷抗壓強度。為此，所述制備煤餅的方法具有低的回收率，所以，額外的干燥步驟是必需的，從而增加了費用并降低生產(chǎn)能力。
發(fā)明概述因此，針對上述問題做出了本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的是提供具有優(yōu)良強度和優(yōu)良的低溫穩(wěn)定性且易于大量處理的煤餅及其制備方法以及煤餅是由一種糖滓粘結(jié)劑和一種用來調(diào)節(jié)粉煤中的水份含量的添加劑從粉煤制備得到的，該煤餅的制備不需要采用任何用來除去粉煤中水份的額外的干燥和加熱步驟。
所以，按照本發(fā)明，上述目的和其它目的可通過提供一種具有高強度且含有100重量份粉煤、1-5重量份生石灰和7-15重量份糖滓的煤餅而得以實現(xiàn)。
而且，按照本發(fā)明，上述目的和其它目的可通過提供一種制備具有優(yōu)良強度的煤餅的方法而得以實現(xiàn)，該方法包括以下步驟(a)混合100重量份粉煤和1-5重量份生石灰，并熟化該混合物；(b)混合7-15重量份糖滓和步驟(a)的熟化混合物，并進行攪拌；和(c)壓縮成型步驟(b)的攪拌混合物，形成煤餅。
附圖簡要說明通過結(jié)合附圖的下述詳細描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和其它優(yōu)點將會變得更加清楚明了，其中

圖1為按照本發(fā)明制備煤餅的方法的示意圖。
優(yōu)選實施方案的說明本發(fā)明是關(guān)于一種具有高強度且含有100重量份粉煤、1-5重量份生石灰和7-15重量份糖滓的煤餅。
本發(fā)明人通過研究尋找一種不需要除去粉煤中的水份而聚結(jié)粉煤以制備煤餅的方法，同時可保證煤餅具有適用于熔煉還原鐵制備方法的高強度。他們終于發(fā)現(xiàn)，存在于粉煤中的水份可經(jīng)由水份與生石灰(CaO)轉(zhuǎn)化為熟石灰(Ca(OH)2)的放熱反應(yīng)而被除去，如下所述[反應(yīng)1]
而且，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當糖滓作為粘結(jié)劑加入到粉煤和生石灰的混合物中時，它會與生石灰發(fā)生化學反應(yīng)，形成糖酸鈣鍵，由此，它可避免溶解在混合物的水份之中。這樣，在制備煤餅的壓縮成型步驟之后，不經(jīng)任何附加的加熱-干燥步驟制備一種具有高強度的煤餅就成為可能。基于上述的發(fā)現(xiàn)和事實，形成了本發(fā)明。
下面將對本發(fā)明作詳細的描述。
用于本發(fā)明的粉煤包括煤的顆粒尺寸規(guī)格不適合用于COREX方法的煤。通常認為顆粒尺寸不小于8mm的煤用于典型的COREX方法中，所以，在本發(fā)明中，使用顆粒尺寸小于8mm的粉煤。優(yōu)選地，用于本發(fā)明的粉煤是研磨成顆粒尺寸最高約4mm的粉煤。當粉煤的顆粒尺寸過大時，則施加到壓縮-成型煤餅的壓力就會提高，這將會引起煤餅破碎，從而損害其強度。更優(yōu)選地，具有約4mm的顆粒尺寸的粉煤的分布約占總粉煤的80％或更多。
按照本發(fā)明，含有水份的粉煤不需要經(jīng)過單獨的干燥步驟。該粉煤中的水份含量與生石灰的加入量相關(guān)。最優(yōu)選地，考慮到生石灰的加入量，粉煤中含有約6-12％水份。當粉煤含有較少數(shù)量的水份時，與生石灰的反應(yīng)將可能進行得不夠充分，從而導(dǎo)致煤餅強度降低。另一方面，當粉煤含有過多水份時，煤餅不能有效地成型，從而難以保證煤餅的質(zhì)量。
按照本發(fā)明，生石灰在提供高強度煤餅方面起兩種作用一個是它從該粉煤中除去水份，另一個是它通過形成糖酸鈣鍵改善了煤餅的強度。如上述反應(yīng)1所示，生石灰(CaO)經(jīng)由與該粉煤中存在的水份進行的放熱反應(yīng)生成熟石灰，從而除去粉煤中的水份。而且，該生石灰可與糖滓進行化學反應(yīng)形成糖酸鈣鍵，它可改善煤餅的強度。此外，由于這類糖酸鈣鍵的形成，可避免糖滓溶解在粉煤所含的水份之中。
按照本發(fā)明，相對于100重量份粉煤，生石灰的加入數(shù)量為1-5重量份。如果生石灰的加入數(shù)量小于1重量份，則它不能有效地實現(xiàn)經(jīng)由與水份反應(yīng)從粉煤中除去水份的作用，而且，它也不能通過與糖滓反應(yīng)形成糖酸鈣鍵，從而會引起煤餅強度降低。如果生石灰加入數(shù)量大于5重量份，則所得到的煤餅的物理性能會受到損害。
優(yōu)選可用于本發(fā)明的生石灰具有最高約1mm的顆粒尺寸。該生石灰具有最高約1mm的顆粒尺寸，且顆粒尺寸最高約0.3mm的生石灰的分布高于或等于50重量％是最重要的。當生石灰尺寸越小時，其比表面積越大。所以，具有較小顆粒尺寸的生石灰可有利地通過與粉煤中水份的反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為熟石灰。當生石灰的顆粒尺寸大于1mm和顆粒尺寸最高0.3mm的生石灰的分布低于50％時，則生石灰和粉煤中水份的反應(yīng)不能充分地進行，在最終得到的煤餅中可能會留有未反應(yīng)的生石灰。這些未反應(yīng)的生石灰傾向于與空氣中的水份進行反應(yīng)，從而損害煤餅的強度。
按照本發(fā)明，使用糖滓作為粘結(jié)劑，它在室溫時可保持其粘性，所以易于進行大量處理，沒有使用難以大量處理的煤焦油或瀝青等固體材料。
按照本發(fā)明，相對于100重量份粉煤，糖滓的加入數(shù)量被控制在7-15重量份。當糖滓的加入數(shù)量低于7重量份時，煤餅的強度很差。當糖滓的加入數(shù)量大于15重量份時，在與粉煤混合時可能存在膠粘的問題。
優(yōu)選地，以糖滓總重量為基準，糖滓具有70-85重量％的固體含量。如果糖滓的固體含量低于70重量％，則制得的煤餅會具有低的強度，這是因為在糖滓中缺少糖類含量，它表現(xiàn)為實際的粘結(jié)性能。而且，糖滓中水份含量很高，將得到強度受到損害的煤餅。如果糖滓的固體含量大于85重量％，則糖滓的粘性將增大，使得與其它成分的均勻混合變得困難。
當糖滓過于粘稠時，可使用基于所用糖滓重量不超過10重量％的水對其進行稀釋。
而且，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，煤餅的強度受混合次序的影響，他們已經(jīng)開發(fā)了一種操作規(guī)程，按照該規(guī)程，將本發(fā)明的含有粉煤、生石灰和糖滓的原料進行混合和/或熟化以制備煤餅。
所以，按照本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明是關(guān)于一種制備具有優(yōu)良強度的煤餅的方法，包括以下步驟(a)將100重量份粉煤和1-5重量份生石灰混合，并熟化該混合物；(b)混合7-15重量份糖滓和步驟(a)的熟化混合物，并進行攪拌；和(c)壓縮成型步驟(b)的攪拌混合物，形成煤餅。
圖1給出了該方法的一系列步驟。
首先，將粉煤與生石灰混合。相對于100重量份粉煤，生石灰的用量為1-5重量份。優(yōu)選地，采用一種混合器(4雙螺旋方式)進行該混合，以獲得一種均勻的混合物。所述混合進行約1-3分鐘。
在混合之后，優(yōu)選進行熟化處理，從而使生石灰轉(zhuǎn)化為熟石灰，如上述反應(yīng)式1所示。盡管生石灰變?yōu)槭焓业霓D(zhuǎn)化可在所述混合器中進行，但是，由于在混合器中的停留時間較短，所以，熟化處理受到限制。因此，采用一個容器如進料斗用于長期貯存，使反應(yīng)1的反應(yīng)能夠進行。此時，優(yōu)選熟化時間約為2分鐘至2小時。如果該時間少于2分鐘，則未反應(yīng)的生石灰將殘留在制得的煤餅中，所以煤餅的強度將會受損害。如果該時間長于2小時，則生產(chǎn)能力將會降低。
在粉煤和生石灰的第一混合物熟化之后，向該混合物中加入糖滓，相對于100重量份粉煤，其加入量為7-15重量份。在這一階段，也可以使用混和機(5)。優(yōu)選采用一種噴射噴嘴噴射糖滓以提高混合效率。
同時，當在該混合器中進行混合時，生石灰可與糖滓進行化學反應(yīng)，形成糖酸鈣鍵，未反應(yīng)的生石灰可與糖滓中的水份進行反應(yīng)轉(zhuǎn)化為熟石灰。但是，由于在該混合器中的停留時間短，生石灰與糖滓之間的化學反應(yīng)受到限制。
但是，如果混合物在混合器中的停留時間變長，則可能產(chǎn)生更多的糖酸鈣以促進提高煤餅的硬化，為煤餅提供增大的強度。所以，按照本發(fā)明，攪拌第二混合物一段時間，使得生成糖酸鈣的反應(yīng)能夠繼續(xù)進行。優(yōu)選地，該攪拌步驟是采用一種捏合機(在圖1中由標記6表示，它不同于用于上述混合步驟的混合器)進行一段時間。
捏合機(6)具有圓筒形狀，它是垂直放置的，包括一個其上附帶有葉片的中心軸并攪拌裝入筒中的材料。在該捏合機中攪拌第二混合物，由于糖酸鈣鍵的形成，提高了硬化效率。設(shè)計安裝的葉片是用來攪拌混合物。捏合機根據(jù)其中裝有混合物的量調(diào)節(jié)對混合物的攪拌時間。
按照本發(fā)明，當攪拌時間低于2分鐘時，煤餅的強度將會降低，當攪拌時間大于50分鐘時，混合物變得干燥，這樣，煤餅的強度也會降低。所以，優(yōu)選攪拌時間在2-50分鐘之間。
將如此獲得的具有提高的硬化效率的第二混合物涂敷到一個輥式壓制機(7)上，該壓制機向混合物施加均勻的壓力從而制得具有優(yōu)良強度的煤餅。
在本發(fā)明中，采用輸送帶(8)將所制得的煤餅輸送到煤餅倉(9)，以便在室溫下貯存它們，而不需要一個單獨的加熱干燥步驟。質(zhì)量差的煤餅從所述輸送帶(8)中移走，經(jīng)由一個回收倉(10)輸送到容納剩余混合物的混合器(5)中，并通過重復(fù)一連串的步驟進行再利用。
經(jīng)由從粉煤倉(1)到輥式壓制機(7)的這些步驟需要約3分鐘-3小時的時間以形成煤餅。同時，圖1中的標記1、2和3分別表示粉煤倉、生石灰倉和糖滓倉。
如上所述，本發(fā)明提供了經(jīng)過混合粉煤與生石灰并熟化該混合物、混合糖滓與所述熟化混合物并進行攪拌的步驟所形成的煤餅，其中，液體糖滓可充分滲入混合物中，以便形成糖酸鈣鍵，從而形成具有優(yōu)良強度的煤餅。因此，按照本發(fā)明方法制得的煤餅具有優(yōu)良的初始強度，因而可以直接使用，不需要進行單獨的硬化步驟。
另一方面，所述生石灰與水份和糖滓非?？焖俚剡M行反應(yīng)。因此，無論是粉煤先與糖滓混合再接著與生石灰混合，還是將上述三種原料同時混合，由于所述生石灰與水份和糖滓非?？焖俚剡M行反應(yīng)并硬化這些組分，所以，不可能使所述生石灰均勻分散在該混合物之中。因此，不可能獲得具有優(yōu)良強度的煤餅。
在下文中，將結(jié)合不同的實例對本發(fā)明作更詳細的描述。這些實施例僅是用于例證的目的，本發(fā)明不能被解釋為僅局限于這些實施例。
實施例1按照下述表1所示的組成比，制備本發(fā)明的2種樣品和作為對比例的4種樣品。將不大于3.4mm的粉煤與生石灰均勻地混合，以控制所述粉煤中存在的水含量，接著，與作為粘結(jié)劑的糖滓進行混合。采用煤餅輥式壓制機在室溫下壓縮所得到的混合物，以形成一種枕狀的煤餅，其直徑為63.5mm，寬為25.4mm，厚度為19.1mm。
表1
在表1中，本發(fā)明的實例1和2是通過將粉煤與2-3重量份的生石灰均勻混合，接著與8-10重量份糖滓混合并在室溫下壓縮成型所得到的混合物而制備得到的煤餅。
另一方面，對比例1的煤餅是通過相對100重量份粉煤使用10重量份糖滓粘結(jié)劑制備得到的。對比例2的煤餅是通過將100重量份粉煤與3重量份碳酸鈣(CaCO3)均勻混合，接著與10重量份糖滓混合并在室溫下壓縮成型所得到的混合物而制備得到的。對比例3的煤餅是通過將100重量份粉煤與3重量份熟石灰(Ca(OH)2)均勻混合，接著與10重量份糖滓混合并在室溫下壓縮成型所得到的混合物而制備得到的。對比例4的煤餅，是通過將100重量份粉煤與1重量份生石灰均勻混合，接著與6重量份糖滓混合并在室溫下壓縮成型所得到的混合物而制備得到的。
在成型之后，立即對煤餅進行測試，以測定它們的抗碎性和粉末比?？顾樾栽囼炇峭ㄟ^使一個約2kg的煤餅從5m高度自由降落到一個鐵板上4次進行的。接著，對降落后大于或等于10mm的煤餅小塊進行稱重，并按下述等式1計算其抗碎性。對降落后小于6.3mm的煤餅小塊進行稱重并按下述等式2計算粉末比。[等式1]抗碎性(％)＝(降落后大于或等于10mm的煤餅小塊的總重量/降落前煤餅的總重量)×100[等式2]粉末比(％)＝(降落后小于或等于6.3mm的煤餅小塊的總重量/降落前煤餅的總重量)×100按照表1的組成制備得到的每種煤餅的抗碎性和粉末比如下表2所示。
表2
如表2所示，其組成位于本發(fā)明范圍之內(nèi)的實例1和2提供了具有優(yōu)良強度的煤餅，其特征是抗碎性大于80％，且粉末比小于16％。另一方面，其組成不在本發(fā)明范圍之內(nèi)的對比例1-4提供了具有低抗碎性和高粉末比的煤餅，與本發(fā)明的實例相比，表明它們具有低的強度。
實施例2將顆粒尺寸大于或等于3.4mm的粉煤在Muller混合器中與添加劑均勻混合1分鐘，并熟化一段時間。在向所述熟化混合物中加入作為粘結(jié)劑的糖滓并在所述Muller混合器中混合3分鐘之后，將所述混合物輸送到一個捏合機中并攪拌一段時間以提高硬化效率。采用一種煤餅輥式壓制機在室溫下對得到的混合物進行壓縮成型。形成枕狀煤餅，其直徑為63.5mm，寬為25.4mm，厚度為19.1mm。
表3
在表3中，實例1-7的煤餅是按照本發(fā)明方法，通過均勻混合粉煤與生石灰、熟化該混合物、混合該熟化混合物與糖滓、在一個捏合機中攪拌該混合物、并在室溫下壓縮成型而制備得到的。
另一方面，對比例1的煤餅是通過均勻混合粉煤與生石灰、接著未對粉煤與生石灰的混合物進行熟化就與糖滓進行混合、在一個捏合機中攪拌得到的混合物、之后在室溫下壓縮成型而制備得到的。
對比例2的煤餅是通過均勻混合粉煤與生石灰、熟化該混合物1分鐘、使該混合物與糖滓進行混合、在一個捏合機中攪拌該混合物60分鐘、并在室溫下壓縮成型所述混合物而制備得到的。
對比例3的煤餅是按照與實例1相似方法制備的，但是，該對比例使用含有15重量％的顆粒尺寸不大于0.3mm的組分的生石灰。
對比例4的煤餅是按照與實例1相似方法制備的，但是，它采用了水份含量為4.9重量％的粉煤。
對比例5的煤餅是通過將粉煤僅與糖滓均勻混合、在一個捏合機中攪拌該混合物10分鐘、并在室溫下壓縮成型而制備得到的。
對比例6的煤餅是通過與實例1相似方法制備的，但是，它僅使用粉煤和熟石灰。
對比例7的煤餅是通過將粉煤與碳酸鈣均勻混合、熟化該混合物1分鐘、將該混合物與糖滓進行混合、在一個捏合機中攪拌該混合物10分鐘、并在室溫下壓縮成型該混合物而制備得到的。
對比例8的煤餅是通過將粉煤與生石灰均勻混合、熟化該混合物1分鐘、使該混合物與糖滓進行混合、在一個捏合機中攪拌該混合物、并在室溫下壓縮成型該混合物而制備得到的。
在其形成之后立即和24小時后，測定由實例和對比例形成的每種煤餅的抗碎性和粉末比。所得結(jié)果如表4所示。
表4
如表4所示，實例1-7的煤餅具有優(yōu)良的強度，其特征是其抗碎性大于88％，且其粉末比小于10％。而且，如在24小時后所測定的，所述煤餅仍表現(xiàn)出高的強度，具有大于77％的抗碎性和小于19％的粉末比。
相反地，對比例1-8提供的煤餅具有低的抗碎性和高的粉末比，從而被認定為是有缺陷的煤餅，不能用于熔煉還原爐。
表5給出了煤和煤餅樣品的抗碎性和粉末比的范圍。所述煤的抗碎性在實際熔煉還原鐵制備方法的可接受范圍之內(nèi)。如果煤的抗碎性低于該可接受范圍，則熔鐵的溫度會降低，從而導(dǎo)致下降的生產(chǎn)能力并在制造方法中引起問題。而且，就粉末比來說，當將具有高于可接受范圍數(shù)值的煤或煤餅裝料到熔爐中時，會發(fā)生不完全燃燒。這樣，大量未燃燒的煤由收集器進行收集，從而提高了操作費用，對于操作產(chǎn)生不利影響。為此，需要采用更嚴格的最佳和可接受范圍數(shù)值的煤餅，這是因為由這些煤餅形成的粉末具有降低的顆粒尺寸。
表5
實施例3為了評價制得的煤餅的性能改變與混合次序變化的關(guān)系，在改變生石灰和糖滓與粉煤進行混合的混合次序的情形下，進行下述實驗。
首先，如表6所示，將尺寸為3.4mm或更小的粉煤(來自AustraliaMt.Thorley)，在一個Muller混合器中均勻地與相對100重量份該粉煤用量為3重量份的生石灰進行混合，并熟化10分鐘。接著，向該混合物中加入8重量份的糖滓，并在一個捏合機攪拌5分鐘，以獲得提高的硬化效率。在室溫下采用煤餅輥式壓制機壓縮得到的混合物，形成一種枕形煤餅，其直徑為63.5mm，寬為25.4mm，厚度為19.1mm。
為了制備另外的煤餅，將具有上述顆粒尺寸的粉煤在一個Muller混合器中與相對100重量份該粉煤用量為8重量份作為粘結(jié)劑的糖滓均勻地混合5分鐘。接著，向該混合物中加入3重量份作為硬化劑的生石灰，并在所述Muller混合器中混合3分鐘，接著在一個捏合機中攪拌5分鐘，以獲得提高的硬化效率。將得到的混合物在室溫下進行壓縮，形成一種煤餅。
為了制備另外的煤餅，將具有如上所述相同顆粒尺寸的粉煤在一個Muller混合器中與3重量份生石灰和8重量份糖滓均勻地同時混合5分鐘。接著在一個捏合機中對該混合物攪拌5分鐘，以提高硬化效率。在室溫下采用煤餅壓制機壓縮得到的混合物，形成一種枕形煤餅，其直徑為63.5mm，寬為25.4mm，厚度為19.1mm。
表6
對于制得的煤餅，在這些煤餅制備后立即和24小時后進行降落試驗以評價其抗碎性和粉末比。試驗結(jié)果如表7所示。評價方法是按與實例1相同方法進行的。
表7
參見表7，可以看出，按照粉煤先與生石灰混合、熟化、接著與糖滓混合的方法的實例1，提供了一種具有抗碎性為95％或更大和粉末比為5％或更小的煤餅。
另一方面，對比例1和2(它們是在本發(fā)明范圍之外)，提供了具有降低的抗碎性和增高的粉末比的煤餅，從而與實例1相比表現(xiàn)出降低的強度?，F(xiàn)在將對其作更為詳細的描述。
對比例1是采用其中粉煤先與糖滓混合接著與生石灰混合以形成煤餅的方法。
對于在添加生石灰之前使糖滓與粉煤進行混合的情形，粉煤與糖滓的混合物具有提高的總水份含量，這是因為一般來說糖滓含有15-30重量％的水份。這樣，生石灰轉(zhuǎn)化為熟石灰的羥基化作用進行得非?？?，從而當將生石灰與所述混合物進行混合時，在與該混合物接觸的生石灰表面發(fā)生形成糖酸鈣鍵的化學反應(yīng)。其結(jié)果是，在生石灰均勻分布于所述混合物之前，所述混合物就已經(jīng)發(fā)生硬化。其結(jié)果是，按這種方法形成的煤餅具有64.3％的低初始強度。另一方面，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在24小時后，所述煤餅表現(xiàn)出提高的抗碎性。這是由于沒有進行完全的產(chǎn)生糖酸鈣鍵的化學反應(yīng)隨著時間的流逝繼續(xù)進行。
對比例2是采用粉煤與生石灰和糖滓同時混合以形成煤餅的方法。
這樣，與對比例1相似，在生石灰和糖滓均勻地與粉煤進行混合之前，所述生石灰與所述糖滓反應(yīng)產(chǎn)生糖酸鈣鍵，從而使所述混合物硬化。如果所述混合物先硬化，則不可能制得由粉煤、生石灰和糖滓組成的均勻混合物。其結(jié)果是，按這種方法形成的煤餅具有71.5％的初始強度，它低于本發(fā)明實例煤餅的強度。另一方面，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在24小時后，所述煤餅表現(xiàn)出提高的抗碎性。這是由于沒有進行完全的產(chǎn)生糖酸鈣鍵的所述化學反應(yīng)隨著時間的流逝繼續(xù)進行。
由上述說明可以清楚地看出，本發(fā)明提供了一種具有新型鐵制備方法(FINEX和COREX方法)所需要的最佳強度的煤餅，從而可有用且有效地增強其競爭力。
盡管已經(jīng)為例證性目的描述了本發(fā)明優(yōu)選實施方案，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會明白，在不遠離如后附權(quán)利要求書中所述的本發(fā)明范圍和精神的情況下，可能對本發(fā)明做出多種不同的改進、添加和替代。
權(quán)利要求
1.一種具有優(yōu)良初始強度的煤餅，所述煤餅含有100重量份粉煤、1-5重量份生石灰和7-15重量份糖滓。
2.權(quán)利要求1所述煤餅，其中所述煤餅具有不低于70％的抗碎性和不大于20％的粉末比，并可應(yīng)用于熔煉還原鐵制備方法中。
3.權(quán)利要求1所述煤餅，其中所述粉煤含有6-15重量％的水份。
4.權(quán)利要求1所述煤餅，其中所述生石灰的顆粒尺寸不大于1mm并含有50重量％的顆粒尺寸不大于0.3mm的組分。
5.一種制備具有優(yōu)良初始強度煤餅的方法，所述方法包括下述步驟將1-5重量份生石灰與100重量份粉煤混合并熟化該混合物；將7-15重量份糖滓與所述熟化混合物混合并攪拌該混合物；和壓縮成型所述攪拌的混合物以形成一種煤餅。
6.權(quán)利要求5所述方法，其中所述粉煤含有6-15重量％水份。
7.權(quán)利要求5所述方法，其中所述生石灰的顆粒尺寸不大于1mm并含有50重量％的顆粒尺寸不大于0.3mm的組分。
8.權(quán)利要求5所述方法，其中所述熟化步驟進行2分鐘至2小時，從而使所述生石灰轉(zhuǎn)化為熟石灰。
9.權(quán)利要求5所述方法，其中所述攪拌步驟進行2-50分鐘，從而使所述混合物具有提高的硬化率。
10.權(quán)利要求5所述方法，其中在壓縮成型步驟之后不需要額外的加熱干燥步驟。
全文摘要
一種具有優(yōu)良強度的煤餅和制備所述煤餅的方法。所述煤餅含有100重量份粉煤、1－5重量份生石灰和7－15重量份糖滓。所述方法包括將1－5重量份生石灰與100重量份粉煤混合并熟化所述混合物、將7－15重量份糖滓與所述熟化混合物混合并攪拌所述混合物、和壓縮成型所述攪拌混合物以形成一種煤餅的步驟。
文檔編號C10L5/14GK1404524SQ01805221
公開日2003年3月19日 申請日期2001年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月19日
發(fā)明者姜昌五, 李厚根, 安浩植, 柳進浩, 趙在億, 鄭炳國, 樸相勛 申請人:Posco公司, 浦項產(chǎn)業(yè)科學研究院