一种减少富氢高炉焦炭熔损的方法和铁焦炭化炉技术

本发明专利技术公开了一种减少富氢高炉焦炭熔损的方法，包括步骤(1)将煤粉、铁矿粉干燥后粉碎至200目以下，再把煤粉、铁矿粉按照质量百分数分别为90

【技术实现步骤摘要】
一种减少富氢高炉焦炭熔损的方法和铁焦炭化炉


[0001]本专利技术涉及钢铁冶金技术，尤其涉及富氢高炉内焦炭熔损。

技术介绍

[0002]研究发现，随着高炉中还原气中氢气的增加，焦炭的熔损会加剧，这是因为焦炭会和水蒸气发生反应等。H2易进入焦炭气孔，且H2O反应速率大于CO2与焦炭的反应，对焦炭造成的熔损大于CO2，而焦炭的熔损会减弱焦炭在高炉内的骨架作用。目前在传统高炉减少焦炭熔损的方法主要包括将焦炭改性或者混装小块焦，而没有专门针对富氢高炉减少焦炭熔损的方法。
[0003]因此，本领域的技术人员致力于开发一种减少富氢高炉焦炭熔损的方法。

技术实现思路

[0004]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是减少富氢高炉焦炭熔损。
[0005]为实现上述目的，本专利技术首先提供了一种铁焦炭化炉，包括外部的加热炉和内部的压力滚筒；加热炉内设置有连接至煤气管道的烧嘴；加热炉通过烧嘴燃烧煤气为炉内加热；压力滚筒的筒身上设置有环状的换热鳍片，用于将加热炉内的热量传递至压力滚筒内；压力滚筒内设置有多排换热耙片，用于在压力滚筒旋转时翻动压力滚筒内的铁焦生球；压力滚筒通过第一转动轴和齿圈以及及第二转动轴和轴可转动地安装在加热炉内；第一转动轴内设置有氮气进气管，氮气进气管上设置有进气阀，进气阀上设置有压力表；加热炉内设置有温度检测装置；第二转动轴内设置有卸压管，卸压管上设置有卸压阀。
[0006]本专利技术进一步提供了一种一种减少富氢高炉焦炭熔损的方法，包括步骤
[0007](1)将煤粉、铁矿粉干燥后粉碎至200目以下，再把煤粉、铁矿粉按照质量百分数分别为90
‑
99％、1
‑
10％的比例混合，混合均匀后获得混合料；
[0008](2)在混合料中加入粘结剂；
[0009](3)将加入粘结剂的混合料压制成铁焦生球；
[0010](4)在惰性气氛下将铁焦生球从室温加热到500
‑
600℃，升温速率为5
‑
7℃/min；再从500
‑
600℃升温至炭化温度，即900
‑
1100℃，升温速率为2
‑
5℃/min；到达炭化温度后保温1
‑
6小时；降到室温；
[0011](5)将制备的铁焦和铁矿石混装后和普通焦炭分层加入富氢高炉。
[0012]进一步地，铁焦是采用上述的铁焦炭化炉制备的，首先点燃烧嘴对炭化炉进行预热，然后将铁焦生球通过铁焦炭化炉的进料口装入压力滚筒内，然后对加热炉进行加热升温，热量通过压力滚筒的外壳和换热鳍片导入压力滚筒内部，打开进气阀，通入惰性气氛，随着压力滚筒内温度升高，其内压力也不断增大，同时由电机驱动齿圈，带动压力滚筒开始转动，压力滚筒内的换热耙片不断翻动铁焦生球，使其均匀受热；铁焦生球在压力滚筒的高温高压和氮气气氛条件下开始炭化，炭化过程结束或者压力滚筒压力过大时，打开卸压阀
卸压。
[0013]进一步地，粘结剂为煤沥青、石油沥青、焦油或纤维素类粘结剂。
[0014]进一步地，惰性气氛为氮气
[0015]本专利技术的方法减少了富氢高炉中由于普通焦炭熔损对骨架作用的破坏，有利于高炉保持透气性。
[0016]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
附图说明
[0017]图1是不加铁焦熔滴试验检测结果；
[0018]图2是加铁焦熔滴试验检测结果；
[0019]图3是加铁焦熔滴试验检测结果铁焦和铁矿石混装示意图；
[0020]图4是本专利技术的一个较佳实施例中的制备的铁焦的照片；
[0021]图5是图3中铁焦的XRD图。
[0022]图6是根据本专利技术的一个实施例中的铁焦炭化炉的示意图。
具体实施方式
[0023]以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
[0024]本专利技术通过在富氢高炉中应用铁焦以减少普通焦炭的熔损，以保证富氢高炉中普通焦炭的骨架作用。通过在矿石层混装的铁焦优先与还原铁矿石后产生的CO2及水蒸气反应，产生的CO和H2可以促进铁矿石的还原，同时减少与普通焦炭反应的CO2及水蒸气浓度，减少普通焦炭的熔损。
[0025]本专利技术在氮气气氛下将煤粉、铁矿粉混合后添加粘结剂，压块炭化得到铁焦；气氛也可以是其它惰性气体。将铁焦产品和铁矿石混装在一起，和普通焦炭分层加入高炉，而后在高炉中将铁矿石还原成铁水。
[0026]将煤粉、铁矿粉干燥后粉碎至200目以下，再把煤粉、铁矿粉按照质量百分数分别为90
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99％、1
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10％的比例混合，混合均匀后获得混合料。将一定量的粘结剂加入到混合料中，所用粘结剂一般为煤沥青、石油沥青、焦油或纤维素类粘结剂。将加过粘结剂的混合料使用液压机或对辊压球机压制成型。液压机压制压力在10
‑
50MPa，压制时间2min以上。向混合料加入的粘结剂可以为羧甲基纤维素钠，加入的粘结剂质量约为混合料的2
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5％。铁焦炭化条件为：从室温加热到500
‑
600℃，升温速率为5
‑
7℃/min；再从500
‑
600℃升温至炭化温度，即900
‑
1100℃，升温速率为2
‑
5℃/min；到达炭化温度后保温1
‑
6小时；炭化结束后炭化炉降到室温。以上过程全程通氮气或其它惰性气体。
[0027]在氮气气氛下制备铁焦是为了避免空气中的CO2、O2等与压块反应降低铁焦产品的性能。添加铁矿粉可制备高反应性高反应后强度的双高铁焦，Fe可以催化C与CO2反应从而提高焦反应性，而且一般的含铁物料在制备铁焦的过程中因为铁氧化物还原产生气体而使得铁焦的气孔率增加，而添加铁矿粉制备铁焦可以避免产生更多气孔而提高铁焦的冷态强
度及反应后强度，且直接添加铁矿粉相对于添加一般的含铁物料有更好的催化效果。铁焦炭化过程分为两个阶段升温且升温速率不同是为了更好地利用煤粉的流动性和减少炭化过程中的热应力造成铁焦产生裂纹。
[0028]富氢高炉的还原气氛为、5
‑
20％的H2、10
‑
30％的CO及余量的N2。按高炉布料方式一层普通焦炭一层混装料布料，进入富氢高炉进行冶炼。铁焦的加入方式为和铁矿石混装在一起，铁焦的比例为普通焦炭层的10
‑
50％。铁焦和铁矿石混装可以使得铁焦与还原铁矿石后产生的CO2及水蒸气反应，产生的CO和H2可以促进铁矿石的还原，且减少CO2及水蒸气的浓度，从而减少它们对普通焦炭的熔损，以保证普通焦炭的骨架作用。
[0029]通过以下实验下对本专利技术的效果进行验证本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁焦炭化炉，其特征在于，包括外部的加热炉和内部的压力滚筒；加热炉内设置有连接至煤气管道的燃烧嘴；加热炉通过燃烧嘴燃烧煤气为炉内加热；压力滚筒的筒身上设置有环状的换热鳍片，用于将加热炉内的热量传递至压力滚筒内；压力滚筒内设置有多排换热耙片，用于在压力滚筒旋转时翻动压力滚筒内的铁焦生球；压力滚筒通过第一转动轴和齿圈以及及第二转动轴和轴承可转动地安装在加热炉内；第一转动轴内设置有氮气进气管，氮气进气管上设置有进气阀，进气阀上设置有压力表；加热炉内设置有温度检测装置；第二转动轴内设置有卸压管，卸压管上设置有卸压阀。2.如权利要求12所述的铁焦炭化炉，其中，压力滚筒的筒身、换热鳍片和换热耙片均由锅炉钢制成。3.一种减少富氢高炉焦炭熔损的方法，其特征在于，包括步骤(1)将煤粉、铁矿粉干燥后粉碎至200目以下，再把煤粉、铁矿粉按照质量百分数分别为90
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99％、1
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10％的比例混合，混合均匀后获得混合料；(2)在混合料中加入粘结剂；(3)将加入粘结剂的混合料压制成铁焦生球；(4)在惰性气氛下将铁焦生球从室温加热到500
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600℃，升温速率为5
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7℃/min；再从500
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【专利技术属性】
技术研发人员：耿淑华，祝凯，陈珠明，张玉文，鲁雄刚，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：