專利名稱：高爐用的高反應(yīng)活性焦炭配煤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 發(fā)明涉及高爐用焦炭領(lǐng)域，尤其涉及一種高反應(yīng)活性焦炭配煤方法。
背景技術(shù)：
配煤煉焦是將幾種不同類別的煉焦煤按一定比例配合后作為煉焦的原料加入焦?fàn)t，通過一定時間一定溫度的隔絕空氣干餾過程形成焦炭，作為高爐煉鐵的原料。常用的煉焦煤種類有氣煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤，大多數(shù)煉焦煤單獨(dú)煉焦都不能煉出符合高爐對焦炭質(zhì)量要求的焦炭，而粘結(jié)性與結(jié)焦性都較好的焦煤與肥煤單獨(dú)煉焦可以得到強(qiáng)度合格的焦炭，但是一是浪費(fèi)了優(yōu)質(zhì)的煉焦煤資源，二是焦煤單獨(dú)煉焦會產(chǎn)生較強(qiáng)的膨脹壓力而影響焦?fàn)t的使用壽命或造成推焦困難，肥煤單獨(dú)煉焦的焦炭易形成蜂窩焦而影響焦炭質(zhì)量。氣煤與1/3焦煤的結(jié)焦性比焦煤、肥煤差，但其膨脹壓力小，收縮大，揮發(fā)份高，可以起到減小膨脹壓力，增加收縮，使推焦順利及增加化學(xué)產(chǎn)品和煤氣的作用，瘦煤粘結(jié)性差，單獨(dú)煉焦時焦炭的耐磨性差，但是其收縮裂紋少，配煤中配入瘦煤可以提高焦炭的塊度。所以生產(chǎn)上將以上幾種類別的煉焦煤配合使用，肥煤、焦煤為主，氣煤、1/3焦煤、瘦煤為輔，發(fā)揮各類煤在煉焦過程中的特點，以經(jīng)濟(jì)合理的配煤方案煉出質(zhì)量符合要求的焦炭。表I為中國煉焦煤分類簡表。
^揮發(fā)份沿(％) 粘結(jié)指數(shù)G值膠質(zhì)層最大厚度
指標(biāo)____Y/mm
瘦煤_ >10-20 — >20-65無
焦煤>10-28>65<25
!Cl>10-37^85
1/3 焦煤"^28-37">65— <25
氣煤>28-37 或 >37 >50-65g25
表I(注瘦煤熱解不會產(chǎn)生膠質(zhì)體，所以無膠質(zhì)層最大厚度Y/mm指標(biāo))
焦炭在高爐內(nèi)主要起供熱、還原劑、骨架和供碳的作用，在高爐內(nèi)一定溫度下與CO2發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生CO還原鐵礦石，焦炭的反應(yīng)活性對于高爐生產(chǎn)至關(guān)重要，提高焦炭的反應(yīng)活性可以降低燃料比和CO2的排放量，達(dá)到節(jié)能減排的效果。目前現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種提高焦炭反應(yīng)活性的方法，日本花網(wǎng)浩二的發(fā)明專利“高爐用高反應(yīng)性高強(qiáng)度焦炭及其制造方法”，專利號“CN1341143A”，將幾種低流動性中等炭化度的少數(shù)幾種牌號煤配合煉焦而廉價制得的一種焦炭，在該方法中主要是將低流動度的中等粘結(jié)性煤占60%的配合煤進(jìn)行干餾而獲得所需要焦炭。該制造高反應(yīng)性高強(qiáng)度焦炭的方法要求配煤中存在大量特殊幾種牌號或產(chǎn)地的煤，或外配入具有催化性質(zhì)的礦物于配煤中生產(chǎn)，前者對配煤有很強(qiáng)的局限性，而后者目前還沒有具體的可以用于生產(chǎn)的制造方法出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高爐用的高反應(yīng)活性焦炭配煤方法，該配煤方法中以高品位鐵礦粉替代部分瘦煤，明顯提高了焦炭與CO2的反應(yīng)活性。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種高爐用的高反應(yīng)活性焦炭配煤方法，包括將參與配煤的煉焦煤混配，按重量百分比計，參與配煤的煉焦煤包括氣煤l(T40%、l/3焦煤1(T30%、月巴煤20 50%、焦煤20 50%、瘦煤與鐵礦粉的混合物5 15%，所述瘦煤與鐵礦粉的混合物中按重量百分比計瘦煤50% 70%、鐵礦粉30% 50%。所述鐵礦粉為Fe含量6(T72%的高品位鐵礦粉，粒度100目以上。完成后的焦炭的冷強(qiáng)度指標(biāo)為，JIS轉(zhuǎn)鼓DI 15tl15 (%)彡78、米庫姆轉(zhuǎn)鼓M4tl (%)彡78、米庫姆轉(zhuǎn)鼓Mltl (%) ( 10。按重量百分比計，參與配煤的煉焦煤包括河南肥煤25%、加拿大焦煤25%、山東1/3焦煤15%、江蘇氣煤25%、山西瘦煤59^7%、鐵礦粉39^5%，煉焦完成后的焦炭的冷強(qiáng)度指標(biāo)為，JIS轉(zhuǎn)鼓DI15015 (%) 85 87. 5、米庫姆轉(zhuǎn)鼓M4tl (%) 80 85、米庫姆轉(zhuǎn)鼓M10 (%) 5 8。本發(fā)明高爐用的高反應(yīng)活性焦炭配煤方法中以高品位鐵礦粉替代部分瘦煤，明顯提高了焦炭與CO2的反應(yīng)活性，從而降低高爐燃料比與CO2的排放量，提高了高爐內(nèi)反應(yīng)效率，使高爐生產(chǎn)更加節(jié)能環(huán)保。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明表述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。一種高爐用的高反應(yīng)活性焦炭配煤方法，包括將參與配煤的煉焦煤混配，按重量百分比計，參與配煤的煉焦煤包括氣煤10 40%、1/3焦煤10 30%、肥煤20 50%、焦煤2(T50%、瘦煤與鐵礦粉的混合物5 15%，所述瘦煤與鐵礦粉的混合物中按重量百分比計瘦煤50% 70%、鐵礦粉Fe20330% 50%，所述鐵礦粉為Fe含量60 72%的高品位鐵礦粉，粒度100目以上 0. 154mm)。為了保證提高活性后焦炭的質(zhì)量，本發(fā)明中要求使用本配煤方法煉焦完成后的焦炭的冷強(qiáng)度指標(biāo)為，JIS轉(zhuǎn)鼓DI15tl15 (%)彡78、米庫姆轉(zhuǎn)鼓M25 (%)彡85、米庫姆轉(zhuǎn)鼓Mltl (%)(10。JIS轉(zhuǎn)鼓DI15tl15、米庫姆轉(zhuǎn)鼓M25、米庫姆轉(zhuǎn)鼓Mltl三種指標(biāo)為焦炭的機(jī)械強(qiáng)度指標(biāo)以定量焦炭在一定規(guī)格和試驗條件的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)旋轉(zhuǎn)一定轉(zhuǎn)數(shù)，鼓內(nèi)焦炭之間及焦炭與鼓壁之間相互撞擊、摩檫，造成焦炭開裂和磨損，用轉(zhuǎn)后某一粒級的焦炭量占入鼓焦炭的百分率評定焦炭強(qiáng)度。JIS轉(zhuǎn)鼓DI15tl15為粒級50mm以上焦炭IOkg在JIS轉(zhuǎn)鼓內(nèi)轉(zhuǎn)150轉(zhuǎn)后15mm粒級以上的百分率；M4(i為粒級50mm以上焦炭50kg在米庫姆轉(zhuǎn)鼓內(nèi)轉(zhuǎn)100轉(zhuǎn)后40mm粒級以上的百分率；M1(I為粒級50mm以上焦炭50kg在米庫姆轉(zhuǎn)鼓內(nèi)轉(zhuǎn)100轉(zhuǎn)后IOmm粒級以下的百分率。對于焦炭反應(yīng)活性的測定方法本專利采用熱重分析法，設(shè)備采用NETZSCH STA系列(耐持STA系列)熱分析儀器，熱重分析分析支架及Al2O3坩堝。制樣隨機(jī)取爐身焦一塊，切Icm厚度的塊，然后用臺轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)取直徑0. 9cm的圓柱體，該焦炭圓柱體尺寸為高lcm、直徑0. 9cm，質(zhì)量為 650±40mg。反應(yīng)氣氛為 C02、N2，比例為 CO2:N2=1: 1，CO2流量為 20ml/min，N2流量為20ml/min，反應(yīng)氣體由室溫下開始通入直到反應(yīng)結(jié)束為止。升溫程序為室溫 1100°C升溫速率為5 10K/min，1100°C恒溫40min，結(jié)束并停止通入反應(yīng)氣體。試驗開始前爐體抽真空，實驗條件按以上升溫程序及反應(yīng)氣氛操作，實驗結(jié)束后導(dǎo)出焦炭的失重曲線進(jìn)行對t匕。在本實施例中采用焦炭在1100°C恒溫下的失重曲線，該曲線為一直線，計算焦炭每分鐘的失重百分率，用WL%/min表示，計算方法為統(tǒng)計焦炭在1100°C恒溫下的總失重率，然后除以恒溫時間，見方程式I。WL0Vmin=(I)
WL%為1100 °C恒溫下的總失重率。T 為 IlOCTC恒溫時間，min。焦炭的原料為混合煤，難免會有焦炭組織結(jié)構(gòu)的取樣不均勻現(xiàn)象，根據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)同一焦炭的WL%/min的平行性(樣品不均造成的誤差)在0. 02%/min以內(nèi)，既認(rèn)為相對于基 礎(chǔ)配煤方案(原配煤方案)制得的焦炭，本發(fā)明方法生產(chǎn)的焦炭其WL%/min比基礎(chǔ)配煤方案焦炭提高0. 02%/min以上，就可以認(rèn)為本發(fā)明方法生產(chǎn)的焦炭的反應(yīng)活性提高了。本實施例中高爐生產(chǎn)采用的配煤方案中煉焦煤類別及指標(biāo)如表2所示，表3為基礎(chǔ)配煤方案的配比及本發(fā)明中實施例廣3配煤方案的配比，實施例廣3中所用的鐵礦粉的粒度為 100 目(0. 154mm)。
類別揮發(fā)份沿(％) I粘結(jié)指數(shù)G值I膠質(zhì)層最大厚
____度 Y/mm_
河南肥煤 28.2. 9027
加拿大焦煤 25.4__88__14_
山東 1/3 焦煤—33.2—9519.5
.........￠1 ' 3186312
山西痩煤 18.5丨51丨無_
表2
類別基礎(chǔ)方案實施例I 實施例2 實施例3
質(zhì)量配比_____
I可南肥煤 25%25%25%25%
加拿大焦煤 25%25%25%25%
山東、6 B%15%15%15%
江蘇氣煤 25%25%25%25%
山西痩煤1%~S%5%—
Fe2Q3C高品位0%3%(占混合物30%) 4%(占混合物《%) 5%(占混合物50%)
鐵礦粉) ____
表3
按以上基礎(chǔ)方案與實施例f 3中的4種配煤方案配好后，濕度調(diào)整為5%，分別采用傳統(tǒng)頂裝煤方式煉焦，結(jié)焦時間為18h，煉焦終溫為1000°C，干熄焦。制得的焦炭的冷強(qiáng)度指標(biāo)見表4。
權(quán)利要求
1.一種高爐用的高反應(yīng)活性焦炭配煤方法，包括將參與配煤的煉焦煤混配，其特征是按重量百分比計，參與配煤的煉焦煤包括氣煤10 40%、1/3焦煤10 30%、肥煤20 50%、焦煤2(Γ50%、瘦煤與鐵礦粉的混合物5 15%，所述瘦煤與鐵礦粉的混合物中按重量百分比計為瘦煤50% 70%和鐵礦粉30% 50%。
2.如權(quán)利要求I所述的高爐用的高反應(yīng)活性焦炭配煤方法，其特征是所述鐵礦粉為Fe含量60 72%的高品位鐵礦粉，粒度100目以上。
3.如權(quán)利要求I或2所述的高爐用的高反應(yīng)活性焦炭配煤方法，其特征是完成后的焦炭的冷強(qiáng)度指標(biāo)為，Jis轉(zhuǎn)鼓DI15tl15 (%) ^ 78、米庫姆轉(zhuǎn)鼓M4tl (%) ^ 78、米庫姆轉(zhuǎn)鼓Mki(%)彡 10。
4.如權(quán)利要求3所述的高爐用的高反應(yīng)活性焦炭配煤方法，其特征是按重量百分比計，參與配煤的煉焦煤包括河南肥煤25%、加拿大焦煤25%、山東1/3焦煤15%、江蘇氣煤25%、山西瘦煤5°/Γ7%、鐵礦粉3°/Γ5%，煉焦完成后的焦炭的冷強(qiáng)度指標(biāo)為，JIS轉(zhuǎn)鼓DI15°15(%) 85 87. 5、米庫姆轉(zhuǎn)鼓M40 (%) 80 85、米庫姆轉(zhuǎn)鼓M10 (%) 5 8。
全文摘要
本發(fā)明涉及高爐用焦炭領(lǐng)域，尤其涉及一種高反應(yīng)活性焦炭配煤方法。一種高爐用的高反應(yīng)活性焦炭配煤方法，包括將參與配煤的煉焦煤混配，按重量百分比計，參與配煤的煉焦煤包括氣煤10~40%、1/3焦煤10~30%、肥煤20~50%、焦煤20~50%、瘦煤與鐵礦粉的混合物5~15%，所述瘦煤與鐵礦粉的混合物中按重量百分比計為瘦煤50%~70%和鐵礦粉30%~50%。本發(fā)明高爐用的高反應(yīng)活性焦炭配煤方法中以高品位鐵礦粉替代部分瘦煤，明顯提高了焦炭與CO2的反應(yīng)活性，從而降低高爐燃料比與CO2的排放量，提高了高爐內(nèi)反應(yīng)效率，使高爐生產(chǎn)更加節(jié)能環(huán)保。
文檔編號C10B57/04GK102851049SQ20111017492
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者胡德生, 孫維周, 彭新 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司