高反應(yīng)性焦炭及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高反應(yīng)性焦炭的生產(chǎn)方法，以配合煤為原料進(jìn)行煉焦，其中，在所述原料中添加鋼渣。本發(fā)明的方法提高了所得焦炭的反應(yīng)性，降低了焦炭與二氧化碳?xì)饣磻?yīng)的開始溫度，焦炭具有較低的氣化反應(yīng)開始溫度可以降低高爐熱儲備區(qū)溫度，配合還原性高的礦石使用可以降低高爐燃料消耗，同時還能保證焦炭的反應(yīng)后強(qiáng)度滿足高爐煉鐵要求，且作為添加劑的鋼渣價格低廉、來源廣泛。
【專利說明】高反應(yīng)性焦炭及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種焦炭的生產(chǎn)方法，具體為一種高反應(yīng)性焦炭的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]焦炭由多種煤經(jīng)高溫?zé)捊怪频茫饕糜诟郀t煉鐵和銅、鉛、鋅等有色金屬的鼓風(fēng)爐冶煉，起還原劑、發(fā)熱劑和料柱骨架的作用。焦炭反應(yīng)性是指焦炭與二氧化碳、氧和水蒸氣等進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的能力。單位質(zhì)量的試樣在單位時間內(nèi)與CO2反應(yīng)后碳的質(zhì)量損失，是焦炭反應(yīng)性的定量概念。
[0003]CO2減排是鋼鐵企業(yè)的一個重大問題，為使工藝流程中的節(jié)能效果達(dá)到更高水平，應(yīng)進(jìn)一步降低高爐CO2的排放量。日本的內(nèi)藤誠章提出使用高反應(yīng)性焦炭降低高爐熱儲備區(qū)溫度來提高浮氏體還原驅(qū)動力，進(jìn)而提升高爐爐反應(yīng)效率的技術(shù)。野村誠治在日本北海制鐵所的工業(yè)焦?fàn)t上采用添加富鈣煤的方法生產(chǎn)出高反應(yīng)性焦炭，將這些高反應(yīng)性焦炭裝入室蘭2號聞爐進(jìn)行冶煉試驗，聞爐噸鐵燃料消耗減少了 10kg。
[0004]加入催化劑是生產(chǎn)高反應(yīng)性焦炭的主要方法，各種催化劑對焦炭氣化反應(yīng)催化能力的影響按強(qiáng)弱排列依次為堿金屬、堿土金屬和過渡元素。由于堿金屬容易在高爐中循環(huán)富集，對高爐操作不利，因此對其應(yīng)用研究較少。目前研究較多的是鈣基、鎂基和鐵基催化劑，包括氧化物、氫氧化物和碳酸鹽等形式。鈣基催化劑具有提高爐料堿度的優(yōu)點，但是高鈣煤的儲量較少，須采用添加鈣基礦物或其他非煤成分的方法。
[0005]總而言之，為了合理利用資源和保證焦炭性能，亟需一種能提高焦炭反應(yīng)能力而又保證一定強(qiáng)度的生產(chǎn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種高反應(yīng)性焦炭及其生產(chǎn)方法。
[0007]—種高反應(yīng)性焦炭的生產(chǎn)方法，以配合煤為原料進(jìn)行煉焦，其中，在所述原料中添加鋼渣。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，所述鋼渣的質(zhì)量不超過所述配合煤質(zhì)量的1%。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，所述鋼渣的粒度不超過0.2mm。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，所述鋼渣的粒度不超過0.1mm。
[0011]本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述方法制得的高反應(yīng)性焦炭。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步提供了鋼渣在生產(chǎn)高反應(yīng)性焦炭中的應(yīng)用。
[0013]本發(fā)明的高反應(yīng)性焦炭的生產(chǎn)方法，以鋼渣作為添加劑加入配合煤中煉焦。本發(fā)明的方法提高了所得焦炭的反應(yīng)性，降低了焦炭與二氧化碳?xì)饣磻?yīng)的開始溫度，焦炭具有較低的氣化反應(yīng)開始溫度可以降低高爐熱儲備區(qū)溫度，配合還原性高的礦石使用可以降低高爐燃料消耗，同時還能保證焦炭的反應(yīng)后強(qiáng)度滿足高爐煉鐵要求，且作為添加劑的鋼渣價格低廉、來源廣泛?！揪唧w實施方式】
[0014]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明的高反應(yīng)性焦炭的生產(chǎn)方法做詳細(xì)說明。本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于以下實施方式，列舉這些方式僅出于示例性目的而不以任何方式限制本發(fā)明。
[0015]本發(fā)明的高反應(yīng)性焦炭的生產(chǎn)方法，以配合煤為原料進(jìn)行煉焦，其中，在所述原料中添加有鋼渣。
[0016]本發(fā)明中，對煉焦步驟的具體方法沒有限定。
[0017]鋼渣是煉鋼過程排出的渣，依爐型分為轉(zhuǎn)爐渣、平爐渣、電爐渣。排出量約為粗鋼產(chǎn)量的15~20%。鋼渣主要由鈣、鐵、硅、鎂和少量鋁、錳、磷等氧化物組成。鋼渣中含有大量的Ca、Fe、Mg等化合物，對于焦炭的碳溶反應(yīng)具有催化作用。本發(fā)明中，對所使用的鋼渣沒有特別的限定。
[0018]煉鋼過程排出的渣必定含有一定的Ca、Fe元素，因此，各類鋼渣均可以作為配煤添加劑。但鋼渣中Ca、Fe元素含量過低會降低催化效果，增加焦炭灰分含量，為了保證催化效果，鋼渣的主要催化成分Ca、Fe元素的含量越高越好。此外，高爐煉鐵要求焦炭中P元素和S元素不宜過高，因此鋼洛中的P元素和S元素的含量不宜過高。
[0019]本發(fā)明的實施例中使用鋼渣的CaO含量為45.58%，即Ca元素含量為32.56%。全鐵含量為18%。Ca、Fe元素含量之和為50.56%。S元素含量不高于0.01%, P元素含量低于
1.1%。
[0020]加入鋼渣進(jìn)行配煤煉焦，開發(fā)新型工藝技術(shù)制備高反應(yīng)性焦炭，不僅能夠降低焦比和減少CO2放量，也可開拓鋼渣利用的新途徑。
[0021]本發(fā)明中，可通過控制鋼渣的粒度和添加量，進(jìn)一步優(yōu)化焦炭的反應(yīng)性能。
[0022]本發(fā)明中，鋼渣的粒度優(yōu)選為< 0.2_，鋼渣的添加量優(yōu)選為不超過配合煤質(zhì)量的1%。
[0023]以下通過實施例對本發(fā)明的高反應(yīng)性焦炭的生產(chǎn)方法作進(jìn)一步地說明，其中，下述實施例中所使用的各種煤及鋼渣均可通過市售獲得。所得焦炭按照40kg試驗焦?fàn)t操作規(guī)程測定焦炭的M4Q、M10 ;按國標(biāo)GB/T4000-2008測試焦炭的CR1、CSR ;采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2001-91、GB/T214-2007對焦樣進(jìn)行灰分、硫分的測定；采用焦炭反應(yīng)性和反應(yīng)后熱處理的檢測方法及其裝置(具體見專利CN101825548B)檢測焦炭的溶損反應(yīng)開始溫度和固定溶損失重率的反應(yīng)后強(qiáng)度。
[0024]比較例
[0025]將單種煤利用小型錘式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，使其粒度< 3mm的煤樣達(dá)到80%以上。如表一所示，按基準(zhǔn)配煤方案進(jìn)行配煤，裝爐煤水分控制在10%左右，將配合的煤樣均勻混合、縮分并按四分法散裝入紙箱內(nèi)，然后在40kg試驗焦?fàn)t爐溫800°C時裝入爐中，結(jié)焦時間為17小時，結(jié)焦終溫1050°C，熄焦方式采用濕法熄焦。
[0026]實施例1-4中各方案均與同一基準(zhǔn)配煤方案進(jìn)行效果比較?；鶞?zhǔn)配煤方案及煤質(zhì)分析結(jié)果見下表。
[0027]表一
【權(quán)利要求】
1.一種高反應(yīng)性焦炭的生產(chǎn)方法，以配合煤為原料進(jìn)行煉焦，其特征在于:在所述原料中添加鋼渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于:所述鋼渣的質(zhì)量不超過所述配合煤質(zhì)量的1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于:所述鋼渣的粒度不超過0.2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于:所述鋼渣的粒度不超過0.1mm。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項的方法制得的高反應(yīng)性焦炭。
6.鋼渣在生產(chǎn)高反應(yīng)性焦炭中的應(yīng)用。
【文檔編號】C10B57/06GK103756701SQ201410027145
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】梁英華, 孫章, 李鵬, 郭瑞 申請人:河北聯(lián)合大學(xué)