高反應性焦炭及其生產方法
【專利摘要】本發明提供一種高反應性焦炭的生產方法，以配合煤為原料進行煉焦，其中，在所述原料中添加鋼渣。本發明的方法提高了所得焦炭的反應性，降低了焦炭與二氧化碳氣化反應的開始溫度，焦炭具有較低的氣化反應開始溫度可以降低高爐熱儲備區溫度，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后強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】高反應性焦炭及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種焦炭的生產方法，具體為一種高反應性焦炭的生產方法。
【背景技術】
[0002]焦炭由多種煤經高溫煉焦制得，主要用于高爐煉鐵和銅、鉛、鋅等有色金屬的鼓風爐冶煉，起還原劑、發熱劑和料柱骨架的作用。焦炭反應性是指焦炭與二氧化碳、氧和水蒸氣等進行化學反應的能力。單位質量的試樣在單位時間內與CO2反應后碳的質量損失，是焦炭反應性的定量概念。
[0003]CO2減排是鋼鐵企業的一個重大問題，為使工藝流程中的節能效果達到更高水平，應進一步降低高爐CO2的排放量。日本的內藤誠章提出使用高反應性焦炭降低高爐熱儲備區溫度來提高浮氏體還原驅動力，進而提升高爐爐反應效率的技術。野村誠治在日本北海制鐵所的工業焦爐上采用添加富鈣煤的方法生產出高反應性焦炭，將這些高反應性焦炭裝入室蘭2號聞爐進行冶煉試驗，聞爐噸鐵燃料消耗減少了 10kg。
[0004]加入催化劑是生產高反應性焦炭的主要方法，各種催化劑對焦炭氣化反應催化能力的影響按強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富集，對高爐操作不利，因此對其應用研究較少。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能力而又保證一定強度的生產方法。
【發明內容】
[0006]為解決上述問題，本發明提供了一種高反應性焦炭及其生產方法。
[0007]—種高反應性焦炭的生產方法，以配合煤為原料進行煉焦，其中，在所述原料中添加鋼渣。
[0008]根據本發明的一實施方式，所述鋼渣的質量不超過所述配合煤質量的1%。
[0009]根據本發明的另一實施方式，所述鋼渣的粒度不超過0.2mm。
[0010]根據本發明的另一實施方式，所述鋼渣的粒度不超過0.1mm。
[0011]本發明還提供了一種根據上述方法制得的高反應性焦炭。
[0012]本發明進一步提供了鋼渣在生產高反應性焦炭中的應用。
[0013]本發明的高反應性焦炭的生產方法，以鋼渣作為添加劑加入配合煤中煉焦。本發明的方法提高了所得焦炭的反應性，降低了焦炭與二氧化碳氣化反應的開始溫度，焦炭具有較低的氣化反應開始溫度可以降低高爐熱儲備區溫度，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后強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。【具體實施方式】
[0014]下面結合【具體實施方式】對本發明的高反應性焦炭的生產方法做詳細說明。本發明的保護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明。
[0015]本發明的高反應性焦炭的生產方法，以配合煤為原料進行煉焦，其中，在所述原料中添加有鋼渣。
[0016]本發明中，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，依爐型分為轉爐渣、平爐渣、電爐渣。排出量約為粗鋼產量的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具有催化作用。本發明中，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]加入鋼渣進行配煤煉焦，開發新型工藝技術制備高反應性焦炭，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]本發明中，可通過控制鋼渣的粒度和添加量，進一步優化焦炭的反應性能。
[0022]本發明中，鋼渣的粒度優選為< 0.2_，鋼渣的添加量優選為不超過配合煤質量的1%。
[0023]以下通過實施例對本發明的高反應性焦炭的生產方法作進一步地說明，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試驗焦爐操作規程測定焦炭的M4Q、M10 ;按國標GB/T4000-2008測試焦炭的CR1、CSR ;采用國家標準GB/T2001-91、GB/T214-2007對焦樣進行灰分、硫分的測定；采用焦炭反應性和反應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開始溫度和固定溶損失重率的反應后強度。
[0024]比較例
[0025]將單種煤利用小型錘式破碎機進行破碎，使其粒度< 3mm的煤樣達到80%以上。如表一所示，按基準配煤方案進行配煤，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，然后在40kg試驗焦爐爐溫800°C時裝入爐中，結焦時間為17小時，結焦終溫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配煤方案進行效果比較。基準配煤方案及煤質分析結果見下表。
[0027]表一
【權利要求】
1.一種高反應性焦炭的生產方法，以配合煤為原料進行煉焦，其特征在于:在所述原料中添加鋼渣。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于:所述鋼渣的質量不超過所述配合煤質量的1%。
3.根據權利要求1或2的方法，其特征在于:所述鋼渣的粒度不超過0.2mm。
4.根據權利要求3的方法，其特征在于:所述鋼渣的粒度不超過0.1mm。
5.一種根據權利要求1至4任一項的方法制得的高反應性焦炭。
6.鋼渣在生產高反應性焦炭中的應用。
【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 優先權日:2014年1月21日
【發明者】梁英華, 孫章, 李鵬, 郭瑞 申請人:河北聯合大學