CN108660270A - 一种高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭及其生产方法 - Google Patents

一种高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭及其生产方法。铁精矿质量百分含量为10％～40％，煤粉质量百分含量为60％～90％；铁精矿为一种或多种Fe质量百分含量30％～70％的精矿粉，粒度小于200目的精矿粉占全部精矿粉质量百分含量40％以上；煤粉由一种或多种泥煤、褐煤、烟煤煤粉组成，粒度<5mm的煤粉占全部煤粉质量百分含量30％以上，煤粉挥发分质量百分含量大于20％，灰分质量百分含量大于7％，固定碳质量百分含量小于75％，硫质量百分含量小于3.5％。利用劣质煤粉与精矿粉相结合生产含有高炉喷吹用金属铁的低温固结焦炭，应用于高炉喷吹，降低直接还原反应发生，减少炉内热量消耗，降低高炉喷煤成本，减少焦炭消耗量，增加高炉产量。

Description

一种高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭及其生产方法
技术领域
本发明涉及焦化及炼铁技术领域，尤其涉及一种高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭及其生产方法。
背景技术
喷吹物质主要由煤粉构成，有时也辅助一些精矿粉、助燃剂、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。低温固结焦炭是泥煤、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，其基础性能与喷吹用无烟煤粉较为接近，价格也远低于无烟煤粉，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。
现有低温固结焦炭制造工艺主要包括如下三类方法：一、利用高挥发分等煤粉，在不同工艺制度下，得到成品低温固结焦炭或型焦。见中国专利“从褐煤干馏提取含锗物质并制半焦的方法”专利申请号CN1814701；“低温煤干馏生产工艺”专利申请号CN1966612；“一种高挥发分煤的干馏工艺”专利申请号CN101113340；“一种高挥发分弱粘煤的低温干馏方法及装置”专利申请号CN1865398；“一种用低质褐煤生产优质半焦的方法”专利申请CN1869158等。此类方法都是作为一种普通的低温固结焦炭的生产工艺，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，达不到增加高炉产量的效果。
二、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等；“一种高炉喷煤添加布袋灰的方法”专利申请号CN1289035；“一种高炉炼铁粉尘回收利用的方法”专利申请号CN1632136；“一种含铁、碳粉尘的循环再利用工艺及设备”专利申请号CN102409118A等。此举虽然一定程度上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，此外生产成本较高，经济效益很低。
三、利用低温固结焦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”专利申请号CN102408931A；“炼铁厂利用低温固结焦炭的高炉喷吹煤工艺”专利申请号CN102827972A；“高炉喷吹材料”专利申请号CN101899343A等。专利中提及了低温固结焦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。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭及其生产方法，利用劣质煤粉与精矿粉相结合生产高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭，本发明降低了高炉喷煤成本，减少了焦炭消耗量，增加了高炉产量。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭，铁精矿质量百分含量为10％～40％，煤粉质量百分含量为60％～90％；铁精矿为一种或多种Fe质量百分含量30％～70％的精矿粉，粒度小于200目的精矿粉占全部精矿粉质量百分含量40％以上；煤粉由一种或多种泥煤、褐煤、烟煤煤粉组成，粒度<5mm的煤粉占全部煤粉质量百分含量30％以上，煤粉挥发分质量百分含量大于20％，灰分质量百分含量大于7％，固定碳质量百分含量小于75％，硫质量百分含量小于3.5％。
一种高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭的生产方法，以铁精矿与煤粉为原料，将铁精矿与煤粉按质量百分比例进行配比，将两者放入混合机混合，将混合物放入干馏炉内焦化，最终得到含有金属铁的低温固结焦炭；具体包括如下步骤：
1、将铁精矿与煤粉按质量百分比例进行配比：铁精矿质量百分含量为10％～40％，煤粉质量百分含量为60％～90％；铁精矿为一种或多种Fe质量百分含量30％～70％的精矿粉，粒度小于200目的精矿粉占全部精矿粉质量百分含量40％以上；煤粉由一种或多种泥煤、褐煤、烟煤煤粉组成，粒度<5mm占全部煤粉质量百分含量30％以上，煤粉挥发分质量百分含量大于20％，灰分质量百分含量大于7％，固定碳质量百分含量小于75％，硫质量百分含量小于3.5％。
2、将配比后的铁精矿与煤粉放入强力混合机内充分混合：将配比后的铁精矿与煤粉放入强力混合机进行混合，混合时间为30～60分钟。
3、将混合物放入干馏炉内焦化：将混合物放入干馏炉内焦化，加热温度到达650～950℃后，保持4～10个小时。
4、焦化后最终得到金属铁质量百分含量为5％～30％的低温固结焦炭。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭及其生产方法，利用劣质煤粉与精矿粉相结合生产含有高炉喷吹用金属铁的低温固结焦炭，本发明应用于高炉喷吹，降低直接还原反应发生，减少炉内热量消耗，降低了高炉喷煤成本，减少了焦炭消耗量，增加了高炉产量。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：
一种高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭，铁精矿质量百分含量为10％～40％，煤粉质量百分含量为60％～90％；铁精矿为一种或多种Fe质量百分含量30％～70％的精矿粉，粒度小于200目的精矿粉占全部精矿粉质量百分含量40％以上；煤粉由一种或多种泥煤、褐煤、烟煤煤粉组成，粒度<5mm的煤粉占全部煤粉质量百分含量30％以上，煤粉挥发分质量百分含量大于20％，灰分质量百分含量大于7％，固定碳质量百分含量小于75％，硫质量百分含量小于3.5％。
一种高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭的生产方法，以铁精矿与煤粉为原料，将铁精矿与煤粉按质量百分比例进行配比，将两者放入混合机混合，将混合物放入干馏炉内焦化，最终得到含有金属铁的低温固结焦炭；具体包括如下步骤：
1、将铁精矿与煤粉按质量百分比例进行配比：铁精矿质量百分含量为10％～40％，煤粉质量百分含量为60％～90％；铁精矿为一种或多种Fe质量百分含量30％～70％的精矿粉，粒度小于200目的精矿粉占全部精矿粉质量百分含量40％以上；煤粉由一种或多种泥煤、褐煤、烟煤煤粉组成，粒度<5mm占全部煤粉质量百分含量30％以上。煤粉为煤粉挥发分质量百分含量大于20％，灰分质量百分含量大于7％，固定碳质量百分含量小于75％，硫质量百分含量小于3.5％。
2、将配比后的铁精矿与煤粉放入强力混合机内充分混合：将配比后的铁精矿与煤粉放入强力混合机进行混合，混合时间为30～60分钟。
3、将混合物放入干馏炉内焦化：将混合物放入干馏炉内焦化，加热温度到达650～950℃后，保持4～10个小时。
4、焦化后最终得到金属铁质量百分含量为5％～30％的低温固结焦炭。
实施例1：
1、含有金属铁的低温固结焦炭原料组成及质量配比
表1含有金属铁的低温固结焦炭原料组成及质量配比/％
将精矿粉为10.0％，煤粉为90.0％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650℃后，恒定保持此温度3小时，最终获得高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭。
2、含有金属铁的低温固结焦炭性能
表2含有金属铁的低温固结焦炭性能
实施例2：
1、含有金属铁的低温固结焦炭原料组成及质量配比
表3含有金属铁的低温固结焦炭原料组成及质量配比/％
将精矿粉为20.0％，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750℃后，恒定保持此温度6小时，最终获得高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭。
2、含有金属铁的低温固结焦炭性能
表4含有金属铁的低温固结焦炭性能
实施例3：
1、含有金属铁的低温固结焦炭原料组成及质量配比
表5含有金属铁的低温固结焦炭原料组成及质量配比/％
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800℃后，恒定保持此温度8小时，最终获得高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭。
2、含有金属铁的低温固结焦炭性能
表6含有金属铁的低温固结焦炭性能
实施例4：
1、含有金属铁的低温固结焦炭原料组成及质量配比
表7含有金属铁的低温固结焦炭原料组成及质量配比/％
将精矿粉为40.0％，煤粉为60.0％的比例进行配比，将二者放入强力混合机内混合60min，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950℃后，恒定保持此温度10小时，最终获得高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭。
2、含有金属铁的低温固结焦炭性能
表8含有金属铁的低温固结焦炭性能
本发明利用煤粉与精矿粉相结合制造含有金属铁的低温固结焦炭，本发明应用于高炉喷吹，降低直接还原反应发生，减少炉内热量消耗，降低了高炉喷煤成本，减少了焦炭消耗量，增加了高炉产量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭，其特征在于，铁精矿质量百分含量为10％～40％，煤粉质量百分含量为60％～90％；铁精矿为一种或多种Fe质量百分含量30％～70％的精矿粉，粒度小于200目的精矿粉占全部精矿粉质量百分含量40％以上；煤粉由一种或多种泥煤、褐煤、烟煤煤粉组成，粒度<5mm的煤粉占全部煤粉质量百分含量30％以上，煤粉挥发分质量百分含量大于20％，灰分质量百分含量大于7％，固定碳质量百分含量小于75％，硫质量百分含量小于3.5％。
2.一种根据权利要求1所述的高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭的生产方法，其特征在于，以铁精矿与煤粉为原料，将铁精矿与煤粉按质量百分比例进行配比，将两者放入混合机混合，将混合物放入干馏炉内焦化，最终得到含有金属铁的低温固结焦炭；具体包括如下步骤：
(1)将铁精矿与煤粉按质量百分比例进行配比：铁精矿质量百分含量为10％～40％，煤粉质量百分含量为60％～90％；
(2)将配比后的铁精矿与煤粉放入强力混合机内充分混合：将配比后的铁精矿与煤粉放入强力混合机进行混合，混合时间为30～60分钟；
(3)将混合物放入干馏炉内焦化：将混合物放入干馏炉内焦化，加热温度到达650～950℃后，保持4～10个小时；
(4)焦化后最终得到金属铁质量百分含量为5％～30％的低温固结焦炭。
3.根据权利要求2所述的一种高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)铁精矿为一种或多种Fe质量百分含量30％～70％的精矿粉，粒度小于200目的精矿粉占全部精矿粉质量百分含量40％以上。
4.根据权利要求2所述的一种高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)煤粉由一种或多种泥煤、褐煤、烟煤煤粉组成，粒度<5mm占全部煤粉质量百分含量30％以上。
5.根据权利要求2所述的一种高炉喷吹用含有金属铁的低温固结焦炭的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)煤粉为煤粉挥发分质量百分含量大于20％，灰分质量百分含量大于7％，固定碳质量百分含量小于75％，硫质量百分含量小于3.5％。
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