一种炼铁用热压铁焦及其制备方法技术

本发明专利技术属于炼铁技术领域，具体涉及一种炼铁用热压铁焦及其制备方法。其原料由质量分数为10％～30％铁矿粉、60％～80％烟煤煤粉、10％～20％的无烟煤煤粉组成；原料充分混匀后得到混合物，将混合物在加热炉中加热至200～350℃，迅速将其热压成型制得热压铁焦生球，将铁焦生球置于隧道窑内以一定的速率升温到一定温度下进行高温干馏碳化，取出焖料冷却，制得热压铁焦。所制备的热压铁焦具有优良的抗压强度、耐磨强度、反应性和反应后强度，代替部分焦炭进行高炉炼铁，提高了高炉炼铁对燃料的适应性。原料来源广泛、生产成本低，工艺流程简单，无需使用粘结剂，具有广阔的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于炼铁
，具体涉及。其原料由质量分数为10％～30％铁矿粉、60％～80％烟煤煤粉、10％～20％的无烟煤煤粉组成；原料充分混匀后得到混合物，将混合物在加热炉中加热至200～350℃，迅速将其热压成型制得热压铁焦生球，将铁焦生球置于隧道窑内以一定的速率升温到一定温度下进行高温干馏碳化，取出焖料冷却，制得热压铁焦。所制备的热压铁焦具有优良的抗压强度、耐磨强度、反应性和反应后强度，代替部分焦炭进行高炉炼铁，提高了高炉炼铁对燃料的适应性。原料来源广泛、生产成本低，工艺流程简单，无需使用粘结剂，具有广阔的工业应用前景。【专利说明】
本专利技术涉及钢铁冶金
，具体涉及。
技术介绍
我国煤炭资源的煤类齐全，包括从褐煤到无烟煤各种不同煤化阶段的煤，但是数 量和分布极不均衡，尤其是炼焦用煤，数量较少，由于灰分含量、硫含量、可选性等项原因， 优质炼焦用煤更显缺乏。高炉冶炼需要大量的优质冶金焦炭。随着我国钢铁行业的快速发 展，焦炭需求量逐渐增大，由于我国焦煤资源分布很不均衡，以及焦炭产量因炼焦工序能耗 高、环境污染严重被严格限制，加上钢铁工业高速发展，造成不少厂家焦炭资源紧缺，生产 成本居高不下。 在高炉冶炼中，焦炭起到发热剂、还原剂、料柱骨架和铁水渗碳的综合作用。因此， 高炉冶炼对焦炭的质量要求是多方面的。高炉炉况的稳定顺行要求焦炭具有较高的强度。 另外，全球变暖是当前全球亟待解决的问题之一。钢铁工业是C0 2排放大户，其中炼铁系统 (含烧结、球团、焦化和高炉工序）C02排放量达到整个钢铁生产流程的80%以上，是钢铁产 业能源消耗和碳排放最多的工序，这就要求钢铁工业少用甚至不用焦炭进行生产。高炉使 用铁焦可以减少C0 2的排放。使用高反应性的铁焦可使碳的气化反应在较低温度下提前进 行，进而降低热储备区的温度水平，改善高炉内铁矿石还原反应效率，提高了煤气利用率， 因此，铁焦被认为是一种新型的高炉炼铁原料。 铁焦是煤和铁矿石事先粉碎、混合、成型后，用连续式干馏炉加热，将其中的铁矿 石还原成金属铁、煤结焦的复合球块料，以此可以大幅度提高弱粘结煤和低品位铁矿石的 使用比率。 目前，关于铁焦制备的方法有很多种，如专利CN101910364中所述，将含有铁氧化 物的物质和含碳物质混合并进行成型，然后使所述成型物的表面温度在550-600°C的温度 范围内以< 20°C /分钟的加热速度进行干馏来制造铁焦。 如专利CN102471692所述，使用立式干馏炉，向用于将含碳物质欲含铁物质的成 型物干馏来制造铁焦的立式干馏炉中吹入干馏气体以防止铁焦内的成分的氧化反应进行， 进而防止铁焦的强度降低。 如专利CN102471693所述，将由含碳物质和含铁物质构成的成型物装入立式干馏 炉，在干馏区域内对所述成型物进行干馏，从设置于冷却区域的冷却气体吹入风口冷却气 体，冷却所述铁焦，从所述炉顶部的排出口排出炉内气体，从所述冷却区域下部排出所述铁 焦。 如专利CN102827624所述，其原料以赤泥10 %?40 %、煤粉60 %?90 %的比例混 合，在300-800g/cm2的压力下采用对辊压球机冷压成型，得到强度不低于20N/球的铁焦生 球，然后采用混装方式将生球及散装物料装于焦炉中，在保护气氛下加热至焦饼中心温度 达到900-1100°C，并保温1-2小时，最终得到高强度铁焦。 如0附01619386所述，将8?10%的粘结剂加入到含铁原料和焦粉中，经混匀后在 300?800kg/cm2的压力下冷压成型得到Φ (30?40)mmX (20?25)mm的椭球形湿块，在 300?600°C温度下干燥即可制得铁焦。焦粉配比可在10-70%的范围内变化。 如CN103468289所述，将5wt% -20wt%铁矿粉和80wt% -95wt%配合煤加水混合 均匀，捣固在800°C时放入焦炉，按2°C /min-3°C /min速率升温，950?1050°C时出焦；并 采用湿法熄焦而得到铁焦，其所述的配合煤由25wt%?29wt% 1/3焦煤、40wt%?44wt% 焦煤、7wt%?llwt%瘦煤、6wt%?10wt%气肥煤和12wt%?16wt%肥煤混合而成。 但这些方法主要存在以下问题： (1)制备铁焦用立式干馏炉进行干馏，这需重新修建立式干馏炉，投资大，不适用 于国内生产，且制备过程所用的气体需要进行多次处理，全过程较为复杂，产量较低； (2)有些方法需使用昂贵的粘结剂来保证铁焦强度而使成本急剧增加，同时无机 粘结剂含有Na、K、C1等杂质元素，有机粘结剂不具有高温强度，而且复合粘结剂含Si元素 高，灰分增加； (3)有些方法采用金属废液浸泡的方式提高铁焦的反应性，因为废液含有较多的 镍、锌等金属，若高炉长期使用这种铁焦，高炉寿命会降低； (4)有些方法使用焦炉生产，国内多数焦炉寿命即将到期、且焦炉新建或改造投资 大，不适宜推广使用； (5)有些方法配加了将近一半或者更多的焦煤，节焦效果有限，同时限制了无焦煤 地区的推广使用。另外，有些方法对原料性能要求较高，从而限制了原料的范围。为降低能 耗，简化工艺流程，降低环境负荷，实现钢铁工业的可持续发展，有必要积极探索研究铁焦 的制备新方法。
技术实现思路
针对我国国情和现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种炼铁用热压铁焦及其制 备方法，该方法选用合适的铁矿粉和煤粉种类、粒度，通过合适的配比热压成型，再经过隧 道窑高温干馏碳化，冷却后即可得到符合高炉使用的热压铁焦。该工艺不使用焦煤，不添 加粘结剂，仅使用国内广泛分布烟煤中的1/3焦煤、肥煤和瘦煤等，再添加部分无烟煤，原 燃料来源广泛；同时使用隧道窑高温干馏碳化处理，可以利用国内大量闲置的隧道窑，能耗 低，生产率高，能够满足钢铁生产低能耗、低成本的要求。 根据本专利技术的一方面，提出了如下所列的炼铁用热压铁焦的制备方法，本专利技术方 法具体包括以下内容： 1.将铁矿、烟煤、无烟煤进行破碎筛分，其中，铁矿粉全铁TFe含量不低于50 %;烟 煤煤粉固定碳含量不低于50 %，灰分不高于10 %，挥发分不超过35 %，胶质层指数不低于 10 ;无烟煤煤粉中灰分含量不高于10%;要求破碎筛分后铁矿粉、烟煤煤粉以及无烟煤煤粉 粒度均不大于0. 15mm。 2.将破碎筛分后的铁矿粉、烟煤煤粉、无烟煤煤粉分别按质量分数10%?30%、 60 %?80 %、10 %?20 %的比例进行配料计算，然后再用混料机将三种物料充分混匀。 3.将混匀后物料进行加热升温，当加热至200?350°C，使用对辊热压机将其热压 成型制得热压铁焦生球，其中要求对辊热压机的线压力不小于3. Ot/cm，制备的铁焦生球抗 压强度不小于600N，平均落下强度不小于4次/个；混料及其以后过程均未添加粘结剂。 4.将铁焦生球通过布料装置装入隧道窑，经过升温、高温干馏碳化、冷却几个阶 段制得产品-热压铁焦，其中要求升温速率不大于3°C /分，高温干馏碳化温度为800? 1KKTC，高温干馏碳化时间为3?5h，碳化完成后装入密闭的容器中，进行焖料冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炼铁用热压铁焦的制备方法，该方法以铁矿粉和煤粉为原料，经过配料、混匀、加热、热压成型、升温、隧道窑高温干馏碳化和焖料冷却步骤，其特征在于具体包括以下内容：(1)将铁矿、烟煤、无烟煤进行破碎筛分，其中，铁矿粉全铁TFe含量不低于50％；烟煤煤粉固定碳含量不低于50％，灰分不高于10％，挥发分不超过35％，胶质层指数不低于10；无烟煤煤粉中灰分含量不高于10％；要求破碎筛分后铁矿粉、烟煤煤粉以及无烟煤煤粉粒度均不大于0.15mm；(2)将破碎筛分后的铁矿粉、烟煤煤粉、无烟煤煤粉分别按质量分数10％～30％、60％～80％、10％～20％的比例进行配料计算，然后再用混料机将三种物料充分混匀；(3)将混匀后物料进行加热升温，当加热至200～350℃，使用对辊热压机将其热压成型制得热压铁焦生球，其中要求对辊热压机的线压力不小于3.0t/cm，制备的铁焦生球抗压强度不小于600N，平均落下强度不小于4次/个；混料及其以后过程均未添加粘结剂；(4)将铁焦生球通过布料装置装入隧道窑，经过升温、高温干馏碳化、冷却制得产品‑热压铁焦，其中要求升温速率不大于3℃/分，高温干馏碳化温度为800～1100℃，高温干馏碳化时间为3～5h，碳化完成后装入密闭的容器中，进行焖料冷却至室温，制得热压铁焦。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：储满生，柳政根，王宏涛，赵伟，唐珏，冯聪，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21