熔融还原工艺用的煤团块及其制造方法技术

在此公开一种熔融还原工艺用的煤团块，及其制造方法，在这种工艺中，将煤和铁矿石加入到熔融炉中生产铁水。所述煤团块的主要组分包括，重量不大于５０％的淤渣和粉尘中至少一种，和其余量的煤粉，所述淤渣和粉尘包括，铁（Ｆｅ）或铁化合物、碳（Ｃ）、钙化合物和镁化合物，和以主要原料重量为１００份计，５－２０份的粘结剂。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
熔融还原工艺用的煤团块及其制造方法
本专利技术涉及熔融还原工艺用的煤团块，在所述工艺中将煤和铁矿石加入到熔融炉中以生产铁水的工艺。更具体地，本专利技术涉及包含淤渣和灰粉为原料的、具有熔融还原工艺要求的足够下落强度和热爆裂性能的煤团块及其制造方法。
技术介绍
如所周知，因为熔融还原工艺(用煤生产铁水的工艺)的新型的FINEX和COREX工艺用煤代替焦碳，作为熔融炉的燃料，所以它们在燃料的可用性方面具有优点。熔融还原工艺可用的煤的粒度限于不小于8毫米。在煤的粒度小于8毫米时，它们在熔融炉中不能够完全燃烧，而被集尘器收集。另外，在粒度小于8毫米的煤粉加入量过大时，会发生在工艺过程中引起各种问题的不希望的不平衡，如由于在集尘器中捕获造成的燃料短缺。因此，这样的煤粉在制铁工艺中的应用受到限制。但是，制铁工艺目前用的大多数煤是由粒度不大于8毫米的细颗粒构成。因为煤粉在熔融还原工艺的使用中受到限制，所以，它主要用于煤粉喷吹(PCI)，或用于制造焦碳的燃料。但是，煤能够用于熔融还原工艺已在其特性方面表明，而在熔融还原工艺以外的其他工艺使用煤粉也有限制。因此，需要开发为了在熔融还原工艺中使用的、以适当方式能够将煤粉结合成煤团块的方法。PCT公报WO02/50219提出一种用煤粉生产能够用于熔融还原炼铁工艺的煤团块的方法。该公报提供的煤团块是通过混合作为粘结剂的糖浆和作为硬化剂的生石灰用煤粉生产的。因为熔融还原工艺不同-->于高炉炼铁的工艺，所以对煤团块要求的性能也不同。在高炉工艺中，因为高炉的上部的温度低到200-300℃，所以不特别考虑热动爆裂。此时，煤团块和烧结矿顺序地加入到高炉中，然后缓慢地降落到高炉的下部。因此，要求高炉工艺用的煤团块具有高的压缩强度。相反，在熔融还原工艺中，因为在熔融炉的上部的温度高达1000℃，所以煤团块一加入到熔融炉中煤团块的挥发组分被挥发并爆裂。因此，热爆裂性和热动爆裂性以及下落强度是熔融还原工艺用的煤团块要求的重要因素。虽然现有技术的煤团块满足熔融还原工艺要求的各种性能，如不低于70％的下落强度，不低于70％的热爆裂性，但是它们仅用煤粉作为原料。从铁厂生产出各种副产品。回收利用炼铁工艺中的这些副产品可产生经济上的优点。这些副产品大体分为下面四类：粉尘、淤渣、炉渣和废耐火材料。其中，因为粉尘和淤渣含有大量的铁或铁化合物、碳(C)、钙化合物和镁化合物，因此在铁厂和水泥行业将它们作为原料回收利用。铁化合物主要包括氧化铁。但是，大量的粉尘和淤渣会通过凝固或煅烧被掩埋没有回收利用。因此，处理和回收利用这些副产品逐渐成为重要的环境问题。在铁厂从每个工艺过程产生出粉尘和淤渣。它们含有可用作热源和还原剂的碳，可用作铁源的铁化合物，和可用作添加剂的钙化合物和镁化合物。大多数的粉尘和淤渣粒度不大于1毫米。在它们中的水分含量主要取决于各种工艺，或粉尘和淤渣的性质。因为粉尘和淤渣含有大量的有价值组分，所以它们的一部分被回收利用。考虑到在粉尘和淤渣中含有的组分和它们的性质和二次的污染等，需要一种能够在生铁制造工艺中的回收利用粉尘和淤渣的新方法。由于淤渣的较高的水分和额外的干燥步骤，很少回收利用淤渣。因此，回收利用淤渣是很重要的。
技术实现思路
-->因此，鉴于上述问题开发了本专利技术，本专利技术的目的是，使用从铁厂生产的副产品作为原料，提供具有熔融还原工艺要求的足够下落强度、热爆裂性能和热动爆裂性能的煤团块。本专利技术的另一个目的是提供制造所述煤团块的方法。为了实现上述目的提供一种熔融还原工艺用的煤团块，它包括：作为主要组分的重量不大于50％的淤渣和其余量的煤粉，所述淤渣包括铁(Fe)或铁化合物、碳(C)、钙化合物和镁化合物；和以所述主要组分为100份，重量为5-20份的粘结剂。根据本专利技术的另一个方面，提供一种熔融还原工艺的煤团块，它包括：作为主要组分的重量不大于50％的粉尘和其余量的煤粉，所述粉尘包括铁(Fe)或铁化合物、碳(C)、钙化合物和镁化合物；和以所述重要组分为100份的，重量为5-20份的粘结剂。根据本专利技术的另一个方面，提供一种熔融还原工艺的煤团块，它包括：作为主要组分的、重量不大于50％的淤渣和粉尘的混合物和其余量的煤粉，所述淤渣和粉尘包括铁(Fe)或铁的化合物、碳(C)、钙化合物和镁化合物；和以所述重要组分为100份，重量为5-20份的粘结剂。根据本专利技术的另一方面，提供一种制造熔融还原工艺用的煤团块的方法，它包括步骤：混合作为主要组分的重量不大于50％的淤渣和粉尘中至少之一和其余量的煤粉，淤渣和粉尘包括铁(Fe)或铁的化合物、碳(C)、钙化合物和镁化合物；和加入以所述重要组分为100份，重量为5-20份的粘结剂，并搅-->拌；和成形得到的混合物。如果需要，在加入粘结剂前，可以加入以主要组分为100份的，重量不大于5份的生石灰作为硬化剂，然后老化。本专利技术发现，作为本专利技术实现的结果，用铁厂生产的副产品的淤渣或粉尘和煤粉为原料制造的煤团块能够用于熔融还原工艺(FINEX或COREX)。根据本专利技术的煤团块满足熔融还原工艺的下落强度、热爆裂性能和热动爆裂性能的要求。特别是，用作根据本专利技术的煤团块原料的淤渣可以是干燥或不干燥的。附图说明下面结合附图详细说明本专利技术的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：图1是示意地示出根据本专利技术使用淤渣和粉尘制造煤团快的方法流程图。具体实施方式下面就煤团块及其制造方法说明本专利技术。[煤团块]本专利技术的煤团块包括淤渣和粉尘至少其中之一和煤粉作为主组分的；以及粘结剂。如果需要，本专利技术的煤团块还包括硬化剂。[煤粉]在本专利技术中使用的煤粉是不满足生铁生产工艺(COREX工艺)粒度要求的煤。也就是说，在COREX工艺中通常推荐使用颗粒不小于8毫米的煤。因此，在本专利技术中用的煤粉的颗粒在8毫米以下，优选小于4毫米。在煤粉颗粒不小于8毫米时，在成形步骤要求很高的压紧力，并且因此会引起得到的煤团块的破裂。因此，优选将煤粉磨-->碎到4毫米以下的粒度。[淤渣和粉尘]在本专利技术中使用的淤渣和粉尘包括的有价值的组分例如铁(Fe)或铁化合物、碳(C)、钙化合物和镁化合物。铁化合物主要包括氧化铁。铁厂(生铁冶炼工艺和炼钢工艺等)生产出的淤渣和粉尘包括上述有价值的组分。除了水分含量外淤渣的物理性能与粉尘的相似。因此，如果淤渣被干燥，淤渣的物理性能几乎与粉尘的相同。淤渣可以在干燥形式使用，但是以它的未干燥形式为特征。也就是说，作为本专利技术的熔融还原工艺用的煤团块的原料，能够使用未干燥的淤渣。未干燥的淤渣优选含有不大于50％的水分。在未干燥的淤渣水分超过50％时，未干燥的淤渣不能够均匀地分布到煤粉中，并最终以团块的形式聚结。也就是说，离析的未干燥的淤渣使得到的煤团块的下落强度和热爆裂性降低。在另一方面，在本专利技术中能够使用的干燥的淤渣含有不大于5％的水。考虑到将淤渣和粉尘作为生铁冶炼工艺的煤团块的原料回收利用，有价值的组分含量越高越好。优选，有价值的组分的含量不小于淤渣或粉尘干重量的30％。淤渣或粉尘可以含有如Zn、碱金属、Al2O3、S、P、Cl等的杂质。这些杂质的含量优选限制如下：不大于2.0％的Zn，不大于总重量2.0％的碱金属，不大于1.0％的S，不大于1.0％的P，不大于6.0％的Al2O3，和不大于1.0％的Cl。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔融还原工艺用的煤团块，它包括：作为主要组分的重量为５０％或更少的淤渣和其余量的煤粉，所述淤渣包括铁（Ｆｅ）或铁化合物、碳（Ｃ）、钙化合物和镁化合物；和以主要组分重量为１００份记，重量为５－２０份的粘结剂。

【技术特征摘要】
KR 2002-9-2 10-2002-00525561.一种熔融还原工艺用的煤团块，它包括：作为主要组分的重量为50％或更少的淤渣和其余量的煤粉，所述淤渣包括铁(Fe)或铁化合物、碳(C)、钙化合物和镁化合物；和以主要组分重量为100份记，重量为5-20份的粘结剂。2.一种熔融还原工艺用的煤团块，它包括：作为主要组分的重量为50％或更少的粉尘和其余量的煤粉，所述粉尘包括铁(Fe)或铁化合物、碳(C)、钙化合物和镁化合物；和以主要组分重量为100份记，重量为5-20份的粘结剂。3.一种熔融还原工艺用的煤团块，它包括：作为主要组分的重量为50％或更少的淤渣和粉尘混合物和其余量的煤粉，所述淤渣和粉尘包括铁(Fe)或铁化合物、碳(C)、钙化合物和镁化合物；和以主要组分重量为100份记，重量为5-20份的粘结剂。4.根据权利要求1或3的熔融还原工艺用的煤团块，其中淤渣是含有50％或更少水分的未干燥形式。5.根据权利要求1-3任何一项的熔融还原工艺用的煤团块，其中淤渣或粉尘含有如下杂质：2.0％或更少的Zn，2.0％或更少的碱金属，1.0％或更少的S，1.0％或更少的P，6.0％或更少的Al2O3，和1.0％或更少的Cl。6.根据权利要求5的熔融还原工艺用的煤团块，其中所述淤渣是从来自铁厂高炉的淤渣、来自使用煤的铁水制造工艺的淤渣、来自钢铁厂的水处理设备的淤渣和来自污水处理设备的淤渣...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵敏永，秦英珠，柳进浩，南宫源，金长洙，李钟列，李达会，李晙赫，
申请(专利权)人：POSCO公司，浦项产业科学研究院，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]