CN101787295A - 改善焦炭质量的添加剂和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善焦炭质量的添加剂和方法，改善焦炭质量的添加剂为粒度在200目以下、纯度在95％以上的TiO2粉末，改善焦炭质量的方法是向煤炭中加入占煤炭重量0.5％～5％的该添加剂，与煤炭混合并粉碎进行炼焦。本发明提供的添加剂和方法，不仅可以有效地降低焦炭的反应性，而且在高炉冶炼中，TiO2可以生成Ti(CN)高熔点物质，粘附到炉缸上，起到保护炉缸的作用。
Description
技术领域
本发明涉及焦炭的加工领域，具体地讲，本发明涉及一种能够降低焦炭反应性的添加剂以及利用该添加剂的方法。
背景技术
在高炉冶炼中，焦炭是重要的燃料，其具有热源、还原剂、渗碳剂、料柱骨架等作用。由于高炉采用喷吹燃料技术，焦炭已不是炉内唯一的燃料。随着风温水平的提高，高炉热量收入中，焦炭燃烧所占份额明显减小，作为还原剂与渗碳剂的功能亦部分地被喷吹燃料所替代而相对降低，但随着喷吹燃料的增加，焦比的降低，焦炭作为料柱骨架的作用越来越重要。因此，在高炉冶炼中，需降低焦炭的反应性来防止焦炭质量的劣化，来增强焦炭作为料柱骨架的作用。
基于以上原因，一些提高焦炭质量的方法应运而生，例如，向炼焦用的煤炭中添加粘结性物质、提高优质炼焦煤配比、提高配煤质量、捣固炼焦、型煤压块、煤调湿、干熄焦等方法。此外，科研工作者研发了焦炭改性(或钝化)技术，以其它成本较低的资源来代替优质炼焦煤，实现改善焦炭质量的目的，如公开号为1428406的中国发明专利公开了一种通过添加硼和硼系化合物来改善焦炭热性质的方法、公开号为101338206的中国发明专利公开了利用SiO2粉末作为添加剂来改善焦炭质量的方法。
以上方法在一定程度上都能起到改善焦炭质量的作用，但存在只能降低焦炭热性质的应用单一问题。
发明内容
本发明提供了一种全新的改善焦炭质量的添加剂，并公开了利用该焦炭添加剂改善焦炭质量的方法，与此同时，克服了上述应用单一性的问题。
根据本发明改善焦炭质量的添加剂为粒度在200目以下、纯度在95％以上的TiO2粉末。
根据本发明改善焦炭质量的方法包括以下步骤：向煤炭中加入占煤炭重量0.5％～5％的TiO2粉末，与煤炭混合并粉碎；将粉碎物进行干馏焦化；取出熄焦。其中，在干馏焦化过程中，升温速度可以为17℃/min～19℃/min，可以升温至1050℃～1150℃，恒温时间可以为100min。TiO2粉末的粒度可以在200目以下，纯度可以在95％以上。
根据本发明的改善焦炭质量的方法能够有效地降低焦炭的反应性且工艺简单，另外，在高炉冶炼中，焦炭中的TiO2在高炉中被还原成Ti(CN)高熔点物质，粘附到炉缸的耐火砖上，起到保护高炉炉缸的作用，延长高炉的使用寿命。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明进行详细地说明。
本发明的改善焦炭质量的方法是通过向炼焦用的煤炭中添加TiO2粉末，混合并粉碎后进行炼焦而实现。其中，TiO2粉末的粒度在200目以下，纯度在95％以上；TiO2粉末的加入量占煤炭总重量的0.5％～5％。
本发明采用的TiO2粉末的粒度在200目以下，这有利于TiO2粉末在焦炭中的分散，使TiO2粉末与炼焦用的煤炭在炼焦过程中充分作用。本发明所使用的TiO2粉末的纯度在95％以上，在该纯度范围内的TiO2粉末能够有效地抑制焦炭的反应性，并且可以有效地控制焦炭的灰分，避免了高炉冶炼渣量的增加，当在炼焦过程中，添加的TiO2粉末的纯度在95％以下时，会使焦炭的灰分增加，使高炉环境恶化。另外，本发明使TiO2粉末的加入量占煤炭总重量的0.5％～5％，一方面可以使TiO2粉末在降低焦炭的反应性方面起到充分的作用，另一方面也可以避免焦炭灰分的增加。
本发明所使用的TiO2粉末可以应用到任何能够炼焦的煤炭中。例如，可以应用到巴焦煤、格焦煤、贵州煤、富源煤、华坪煤、郊区煤、隆昌煤、广荣煤和瘦煤中的一种或多种组成的煤炭中。
在以下实施例中，对比实施例与本发明在实验过程中都取煤炭400g。制备焦炭所采用的步骤为：取煤炭400g，加入一定质量的粒度在200目以下、纯度在95％以上的TiO2粉末，混合并粉碎，在以下实施例中，根据本领域技术人员通常做法，粉碎至使粒度小于3mm的煤炭占其总量的78％～85％，装入刚玉坩埚(Φ80mm×110mm)内，再用3kg重物将坩埚内配合煤压实5min，取下配重物密封，放入马弗炉(400mm×150mm×200mm)内干馏，升温速度17～19℃/min，升温至1050～1150℃，恒温100min，取出用水熄焦，冷却后破碎成粒度为5～10mm做热反应性。
在以下实施例中，热反应性测定方法均参照国标GB/T4000-1996。热反应的测定的步骤为：在反应器中装入20g焦样，当料层中心温度达到400℃时，通0.8L/min的流量N2保护焦炭，当料层温度达1100℃时，切断N2，改通CO2，流量为5L/min，反应40min后停止加热，切断CO2气流，改通N2，流量控制在2L/min，冷却至100℃以下，停止通N2，取出焦炭样称量。其中，焦炭失去的重量占入炉重量的百分比即为反应性。
表1为各个实施例之间加入的TiO2对比及测得的反应性的结果。
表1
| 煤炭量(g) | TiO2粉末量(g) | TiO2粉末纯度(％) | 升温速度(℃/min) | 恒温温度(℃) | 反应性(％) | |
| 对比实施例 | 400 | 0 | - | 18 | 1100 | 43.1 |
| 实施例1 | 400 | 2 | 98 | 18 | 1100 | 42.6 |
| 实施例2 | 400 | 8 | 98 | 18 | 1100 | 41.5 |
| 实施例3 | 400 | 20 | 98 | 18 | 1150 | 38.7 |
| 实施例4 | 400 | 8 | 95 | 17 | 1150 | 42.1 |
| 煤炭量(g) | TiO2粉末量(g) | TiO2粉末纯度(％) | 升温速度(℃/min) | 恒温温度(℃) | 反应性(％) | |
| 实施例5 | 400 | 6 | 99.8 | 19 | 1100 | 41.8 |
| 实施例6 | 400 | 12 | 97 | 18.5 | 1050 | 40.2 |
通过表1中的各实施例可以看出，根据本发明的在煤炭中添加TiO2粉末进行炼焦来改善焦炭质量的方法可以将焦炭的反应性降低大约0.5～4.5个百分点，有效地降低了焦炭的反应性，增加了焦炭的强度，从而增加了焦炭作为料柱骨架的作用。另外，采用根据本发明的焦炭进行高炉冶炼时，焦炭中的TiO2被还原成Ti(CN)的高熔点物质，在出渣时，沉积于炉底，且部分Ti(CN)粘附到炉缸的耐火砖上，对炉缸起到保护作用，延长了炉缸的寿命。因此，本方法适合于工业化生产。
Claims (4)
1.一种改善焦炭质量的添加剂，其特征在于，该添加剂为粒度在200目以下、纯度在95％以上的TiO2粉末。
2.一种改善焦炭质量的方法，其特征在于包括以下步骤：
a、向煤炭中加入占煤炭重量0.5％～5％的TiO2粉末，与煤炭混合并粉碎；
b、将粉碎物进行干馏焦化；
c、取出熄焦。
3.如权利要求2所述的改善焦炭质量的方法，其特征在于，在干馏焦化过程中，升温速度为17℃/min～19℃/min，升温至1050℃～1150℃，恒温时间为100min。
4.如权利要求2所述的改善焦炭质量的方法，其特征在于，TiO2粉末的粒度在200目以下，纯度在95％以上。
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