CN103468841A - 一种高炉喷吹用兰炭及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高炉喷吹用兰炭及其制造方法，其组分wt%含量为：铁精矿2％～30%，煤粉70％～98%。所述铁精矿为含TFe50%～70%精矿粉的一种或多种，所述煤粉为泥煤、褐煤、烟煤中的一种、两种或三种。煤粉挥发分含量大于30%，灰分大于8%，固定碳含量小于65%，硫含量小于3%。将铁精矿和煤粉按比例配料后，放入强力混合机内混合5～30min，再将混料放入干馏炉内焦化，当干馏炉内中心加热温度到达710～900℃后，保持1～3小时，得到含有金属铁成分的兰炭。本发明原料价格低廉，来源广泛易得，所生产兰炭用于高炉喷吹中，可抑制直接还原反应发生，减少炉内热量消耗，达到降低焦比和增加高炉产量的双重效果。

Description

一种高炉喷吹用兰炭及其制造方法

技术领域

本发明属于炼铁原燃料技术领域，尤其涉及一种高炉喷吹所用兰炭及其制造方法。

背景技术

高炉喷吹物质主要由煤粉构成，有时也辅助一些精矿粉、助燃剂和熔剂等其它类物质，高炉对喷吹燃料有着严格的要求，近些年随着产能需求的扩大，喷吹用煤粉价格呈现出上扬的趋势，实现低成本喷吹成为业界最关心的问题。特别是在保证煤粉质量前提下，如何降低喷吹煤粉成本就成为关键。对于辅助原料喷吹，特别是含有氧元素的铁精矿粉喷吹，当铁精矿到达风口回旋区内，除了自身用于升温会吸收小部分物理热外，还要发生一系列的化学反应，需要吸收大量的热量，进而降低理论燃烧温度和喷煤量。此外，含有氧元素的物质进入高炉后，会加剧直接还原反应，提升高炉焦比，因此铁精矿粉的直接喷吹无论是高炉炼铁工艺上，还是经济上都存在着局限性。

兰炭是泥煤、褐煤和高挥发分的低变质烟煤等廉价煤粉经中低温干馏得到的固体产物，属于一种半焦炭，基础性能与喷吹用无烟煤粉较为接近，价格则远低于无烟煤粉，可以用来替代部分无烟煤用于高炉喷吹，满足企业降低成本的需要。在配煤过程中将煤粉与铁精矿粉混匀，利用其中还原性气氛和碳还原出金属铁，喷入高炉后，可以达到减少直接还原反应发生，避免热量的吸收，降低焦比和增加高炉的产量效果。

在现有技术下，兰炭制造工艺有：利用高挥发分等煤粉，在不同工艺制度下，得到成品兰炭或型焦。如：中国专利“从褐煤干馏提取含锗物质并制半焦的方法”（专利公开号CN1814701），“低温煤干馏生产工艺”（专利公开号CN1966612），“一种高挥发分煤的干馏工艺”（专利公开号CN101113340），“一种高挥发分弱粘煤的低温干馏方法及装置”（专利公开号CN1865398），“一种用低质褐煤生产优质半焦的方法”（专利公开号CN1869158）等，此类方法都是采用一种普通的兰炭生产工艺，没有提及含铁物料的配入，仅仅是可以作为喷吹燃料使用，用于降低生产成本，但达不到增加高炉产量的效果。

高炉喷吹煤粉配入含铁物料，利用煤粉作为载体，将含有铁及铁氧化物的物料喷入高炉中去。见期刊《武钢技术》“通过风口向高炉喷吹粉矿”（2008年，46卷，1期，60-62），“一种高炉喷煤添加布袋灰的方法”（专利公开号CN1289035），“一种高炉炼铁粉尘回收利用的方法”（专利公开号CN1632136），“一种含铁、碳粉尘的循环再利用工艺及设备”（专利公开号CN102409118A）等，虽然一定程度上可将含铁物料带入高炉中去，但由于进入炉内的含铁物料的还原及热量消耗，对高炉生产有较大影响，喷吹量上受到很大制约，同时还伴随着焦比升高，煤比降低，经济成本上也不划算。

利用兰炭作为喷吹煤粉进行高炉喷吹技术，见中国专利“一种高炉喷吹用混合燃料”（专利公开号CN102408931A），“炼铁厂利用兰炭的高炉喷吹煤工艺”专利公开号（CN102827972A），“高炉喷吹材料”（专利公开号CN101899343A）等，专利中提及了兰炭可以用于高炉的喷吹，没有提及含铁物料的配入，仅仅是可以作为喷吹燃料使用，用于降低生产成本，但达不到增加高炉产量的效果。

因此，本发明提出一种利用煤粉与精矿粉相结合制造含有金属铁的兰炭方法，用以降低高炉喷煤成本，减少焦炭消耗量，增加高炉产量。

发明内容

本发明提供一种煤粉与铁精矿相结合，生产可用于高炉喷吹的含有金属铁兰炭的方法，旨在降低直接还原反应发生，减少炉内热量消耗，达到降低焦比和增加高炉产量的目的。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种高炉喷吹用兰炭，其组分wt%含量为：

铁精矿2％～30%，煤粉70％～98%；

所述铁精矿为含TFe50%～70%精矿粉的一种或多种，粒度小于200目以上占全部精矿粉50%以上；

所述煤粉为泥煤、褐煤、烟煤中的一种、两种或三种，粒度＜5mm占全部煤粉50%以上。

所述煤粉挥发分含量大于30%，灰分大于8%，固定碳含量小于65%，硫含量小于3%。

一种高炉喷吹用兰炭的制造方法，其具体方法为：

将铁精矿和煤粉按铁精矿2％～30%，煤粉70％～98%的比例配料后，放入强力混合机内混合5～30min，再将混料放入干馏炉内焦化，当干馏炉内中心加热温度到达710～900℃后，保持1～3小时，得到含有金属铁成分的兰炭。

所述兰炭中金属铁含量为1%～20%。

本发明的使用方法及有益效果为：

将本发明兰炭作为一种独立的“煤种”，放入单独的一个原煤仓内，将兰炭与其它煤粉按照配比，放入运煤皮带上，经电子称称重后一起进入中速磨混匀及研磨，经过喷吹罐、分配器及煤枪等喷入到高炉风口回旋区内即可。

本发明原料价格低廉，来源广泛易得，所生产兰炭性能稳定，作为燃料用于高炉喷吹中，利用其中还原性气氛和碳还原出金属铁，可抑制直接还原反应发生，减少炉内热量消耗，达到降低焦比和增加高炉产量的双重效果。

具体实施方式

实施例1：实施例1兰炭原料组成及质量配比见表1：

表1 实施例1兰炭原料组成wt%

将精矿粉为2.0 wt%，煤粉为98.0 wt%的比例进行配比，将二者放入强力混合机内混合5min，将混合均匀的物料投放到干馏炉内，开始加热，当加热温度到达730℃后，恒定保持此温度3小时，最终获得高炉喷吹用兰炭。

实施例1兰炭性能见表2：

表2 实施例1兰炭性能

实施例2：实施例2兰炭原料组成及配比见表3：

表3 实施例2兰炭原料组成wt%

将精矿粉10.0 wt%，煤粉为90.0 wt%的比例进行配比，将二者放入强力混合机内混合10min，将混合均匀的物料投放到干馏炉内，开始加热，当加热温度到达760℃后，恒定保持此温度2小时，最终获得高炉喷吹用兰炭。

实施例2兰炭性能见表4：

表4 实施例2兰炭性能

实施例3：实施例3兰炭原料组成见表5：

表5实施例3兰炭原料组成wt%

将精矿粉为15.0 wt%，煤粉为75.0 wt%的比例进行配比，将二者放入强力混合机内混合15min，将混合均匀的物料投放到干馏炉内，开始加热，当加热温度到达780℃后，恒定保持此温度2小时，最终获得高炉喷吹用兰炭。

实施例3兰炭性能见表6：

表6 实施例3兰炭性能

实施例4：实施例4兰炭原料组成见表7：

表7 实施例4兰炭原料组成wt%

将精矿粉为15.0%，煤粉为85.0%的比例进行配比，将二者放入强力混合机内混合20min，将混合均匀的物料投放到干馏炉内，开始加热，当加热温度到达800℃后，恒定保持此温度2小时，最终获得高炉喷吹用兰炭。

实施例4兰炭性能见表8：

表8 实施例4兰炭性能

实施例5：实施例5兰炭原料组成见表9：

表9 实施例5兰炭原料组成wt%

将精矿粉为20.0%，煤粉为80.0%的比例进行配比，将二者放入强力混合机内混合25min，将混合均匀的物料投放到干馏炉内，开始加热，当加热温度到达820℃后，恒定保持此温度2小时，最终获得高炉喷吹用兰炭。

实施例5兰炭性能见表10：

表10 实施例5兰炭性能

实施例6：实施例6兰炭原料组成见表11：

表11 实施例6兰炭原料组成wt%

将精矿粉为20.0%，煤粉为80.0%的比例进行配比，将二者放入强力混合机内混合30min，将混合均匀的物料投放到干馏炉内，开始加热，当加热温度到达840℃后，恒定保持此温度2小时，最终获得高炉喷吹用兰炭。

实施例6兰炭性能见表12：

表12 实施例6兰炭性能

实施例7：实施例7兰炭原料组成见表13：

表13 实施例7兰炭原料组成wt%

将精矿粉为25.0%，煤粉为75.0%的比例进行配比，将二者放入强力混合机内混合40min，将混合均匀的物料投放到干馏炉内，开始加热，当加热温度到达870℃后，恒定保持此温度1小时，最终获得高炉喷吹用兰炭。

实施例7兰炭性能见表14：

表14 实施例7兰炭性能

实施例8：实施例8兰炭原料组成见表15：

表15 实施例8兰炭原料组成wt%

将精矿粉为30.0%，煤粉为70.0%的比例进行配比，将二者放入强力混合机内混合50min，将混合均匀的物料投放到干馏炉内，开始加热，当加热温度到达900℃后，恒定保持此温度1小时，最终获得高炉喷吹用兰炭。

实施例8兰炭性能见表16：

表16 实施例8兰炭性能

Claims (4)

1.一种高炉喷吹用兰炭，其特征在于，其组分wt%含量为：

铁精矿2％～30%，煤粉70％～98%；

所述铁精矿为含TFe50%～70%精矿粉的一种或多种，粒度小于200目以上占全部精矿粉50%以上；

所述煤粉为泥煤、褐煤、烟煤中的一种、两种或三种，粒度＜5mm占全部煤粉50%以上。

2.根据权利要求1所述的高炉喷吹用兰炭，其特征在于，所述煤粉挥发分含量大于30%，灰分大于8%，固定碳含量小于65%，硫含量小于3%。

3.一种权利要求1所述高炉喷吹用兰炭的制造方法，其特征在于，具体方法为：

将铁精矿和煤粉按铁精矿2％～30%，煤粉70％～98%的比例配料后，放入强力混合机内混合5～30min，再将混料放入干馏炉内焦化，当干馏炉内中心加热温度到达710～900℃后，保持1～3小时，得到含有金属铁成分的兰炭。

4.根据权利要求3所述的高炉喷吹用兰炭的制造方法，其特征在于，所述兰炭中金属铁含量为1%～20%。