一种高冷热强度的铁焦及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高冷热强度的铁焦及其制备方法，所述铁焦的组成按照质量百分比包括：所述铁焦的组成包括沥青、焦油渣、磁铁矿粉和焦煤，其中，磁铁矿粉中的Fe3O4含量≥60％，所述沥青和焦油渣的质量比为1:1～2。制备方法包括：(1)称取沥青和焦油渣，将沥青和焦油渣预先破碎；(2)按照质量配比称取磁铁矿粉和焦煤，与预先破碎后的沥青和焦油渣混合，进行二次破碎；(3)捣固成煤饼，装入焦炉内，进行高温干馏后，炉内熄焦，降至室温后出焦，筛分整粒，得到铁焦。本发明专利技术采用改善的配煤方案，得到的高冷强度和热强度的铁焦，冷强度达到90％以上，热强度达65％及以上，并且制备成本低，具有较大的应用优势。的应用优势。

【技术实现步骤摘要】
一种高冷热强度的铁焦及其制备方法


[0001]本专利技术属于冶金领域，具体地说，涉及一种高冷热强度的铁焦及其制备方法。

技术介绍

[0002]焦炭是固体燃料的一种，由煤在约1000℃的高温条件下经干馏而获得；主要成分为固定碳，其次为灰分，所含挥发分和硫分均甚少。焦炭主要用于冶炼钢铁或其他金属，也可用作制造水煤气、气化和化学工业等的原料。
[0003]焦炭是高炉炼铁中必不可少的原燃料，可以起到还原剂、骨架、热源的作用。中国的钢铁工业产量巨大，需要消耗大量优质矿产资源和焦煤资源，但是，中国面临优质矿产资源和焦煤资源逐渐枯竭的困境，因此，优化焦炭的性能对于缓解钢铁产量巨大、优质煤焦资源短缺和环境问题严峻之间的矛盾意义重大。
[0004]复合铁焦是目前高炉实现低碳炼铁的核心技术之一。复合铁焦是将含铁资源作为催化剂添加至配煤中，利用传统室式焦炉炼焦工艺或矿煤压块竖炉炭化工艺制得。炭化过程铁氧化物还原生成的金属铁弥散分布于碳基质内，对碳气化反应起良好催化作用，使得铁焦具有高反应性，其气化反应在较低温度下即可进行。高炉使用适量复合铁焦代替焦炭后，会使热储备区温度降低，增大煤气中CO实际浓度与平衡浓度的差值，提高铁氧化物还原反应驱动力，进而提高了高炉炉身工作效率，降低了焦比，减少了高炉CO2排放，实现了高炉低碳炼铁。
[0005]目前，铁焦的制备工艺主要包括传统室式焦炉工艺和矿煤压块竖炉炭化工艺。传统室式焦炉工艺又分为散料体焦炉工艺、矿煤压块焦炉工艺和捣固焦炉工艺。铁焦的矿煤压块竖炉炭化制备工艺由矿煤压块成型和成型压块竖炉炭化两部分组成。根据矿煤压块成型工艺的不同，又可以将矿煤压块竖炉炭化工艺分为热压型铁焦制备工艺和冷压型铁焦制备工艺。热压型铁焦制备工艺是利用黏结性煤和弱黏结性煤在快速加热条件下黏结性可以明显提高的特性，当达到胶质体最大流动度温度时压制成型，再经竖炉炭化处理的铁焦制备工艺。冷压型铁焦制备工艺是通过使用黏结剂在常温或者较低温度下将矿煤压制成型并固结，再经竖炉炭化处理的铁焦制备工艺。
[0006]然而，常规方法生产的铁焦冷热强度较低，冷强度M40普遍低于80％，热强度CSR普遍低于40％；且成本较高，需要使用大量主焦煤资源。若能提供一种冷热强度均较高、生产成本低的铁焦，则具有重大的经济意义。
[0007]有鉴于此特提出本专利技术。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种高冷热强度的铁焦及其制备方法。本专利技术采用改善的配煤方案配合制备工艺，改善焦炭的冷热强度，得到的铁焦的冷强度均较高，并且制备成本低，具有较大的应用优势。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
[0010]本专利技术的第一目的是提供一种铁焦，所述铁焦的组成包括沥青、焦油渣、磁铁矿粉和焦煤，其中，磁铁矿粉中的Fe3O4含量≥60％，所述沥青和焦油渣的质量比为1:1～2，优选1:1～1.5。
[0011]本专利技术的铁焦中，充分利用沥青和磁铁矿粉对炼焦煤的胶质体进行调节，同时配入焦油渣，可以改善焦炭的冷热强度。本专利技术的铁焦的内部裂纹少，而且冷热强度均较高，使铁焦在下游的炼铁应用中的优势明显。
[0012]专利技术人经试验发现，当沥青和焦油渣的质量比为1:1～2，优选1:1～1.5时，得到冷热强度都较高的优质铁焦，铁焦的M
40
＞90％，热强度CSR％≥65％。而当沥青和焦油渣质量配比低于或者超出上述范围时，铁焦的冷热强度有所下降。
[0013]进一步的方案，所述的磁铁矿粉中Fe3O4含量≥65％。
[0014]本专利技术中，铁源采用磁铁矿粉，且磁铁矿粉的Fe3O4含量≥60％，优选方案为≥65％。与其他铁矿源相比(例如赤铁矿粉)，采用磁铁矿粉能够进一步提高铁焦的冷强度和热强度。
[0015]进一步的方案，所述铁焦的组成按照质量百分比包括：
[0016]沥青5
‑
15％、焦油渣10
‑
20％、磁铁矿粉5％
‑
10％和焦煤60
‑
70％。
[0017]作为一种优选的方案，所述铁焦的组成按照质量百分比包括：
[0018]沥青7.5
‑
15％、焦油渣10
‑
15％、磁铁矿粉5％
‑
10％和焦煤60
‑
70％。
[0019]当铁焦的组成成分和配比如上所述时，铁焦的冷热强度更高。
[0020]进一步的方案，所述焦油渣的V
daf
％≤30％，S
t，d
％≤1％，A
d
％≤4％。
[0021]进一步的方案，所述焦煤的黏结指数≥80％，V
daf
％≤30％、S
t，d
％≤0.8％。
[0022]进一步的方案，所述铁焦的M
40
＞90％，热强度CSR％≥65％。本专利技术的第二目的是提供一种如上任意一种方案或者组合方案所述的铁焦的制备方法，包括：
[0023](1)称取沥青和焦油渣，将沥青和焦油渣预先破碎；
[0024](2)按照质量配比称取磁铁矿粉和焦煤，与预先破碎后的沥青和焦油渣混合，进行二次破碎；
[0025](3)捣固成煤饼，装入焦炉内，进行高温干馏后，炉内熄焦，降至室温后出焦，筛分整粒，得到铁焦。
[0026]进一步的方案，步骤(1)中，将沥青和焦油渣预先破碎为粒径＜3mm的颗粒占95％及以上。
[0027]进一步的方案，步骤(2)中，二次破碎后，原料粒径＜3mm的颗粒占98％及以上。
[0028]本专利技术中，预破碎后的沥青和焦油渣与其他原料混合后，进行二次破碎，使混合原料的粒径＜3mm的颗粒占98％及以上，原料混合更加均匀，不同原料间充分配合作用，有利于提高制备的铁焦冷强度和热强度。
[0029]进一步的方案，步骤(3)中，高温干馏的温度为1050
‑
1200℃，时间为350
‑
400h。
[0030]进一步的方案，铁焦炉内，以1
‑
2℃/min的速率升温达到高温干馏的温度。
[0031]采用本专利技术的组分和配比，经过两次破碎后的混合原料混合更加均匀，制备的铁焦内部的裂纹极少，而且大大改善了焦炭的冷热强度。
[0032]本专利技术的制备方法中，采用炉内熄焦的方式，可以减小熄焦过程中的冷热温差，从而能够减少铁焦裂纹的产生，提高铁焦冷热强度。
[0033]作为一种具体的实施方式，本专利技术的铁焦的制备方法包括：
[0034](1)按质量百分比称量沥青和焦油渣，预先破碎，使粒径＜3mm的颗粒占95％及以上；
[0035](2)称量焦煤和磁铁矿粉，与破碎后的沥青和焦油渣混合，然后进行二次破碎，二次破碎后粒径＜3mm颗粒占98％及以上；
[0036](3)对混合后的物料捣固成煤饼，装入焦炉内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁焦，其特征在于，所述铁焦的组成包括沥青、焦油渣、磁铁矿粉和焦煤，其中，磁铁矿粉中的Fe3O4含量≥60％，所述沥青和焦油渣的质量比为1:1～2，优选1:1～1.5。2.根据权利要求1所述的铁焦，其特征在于，所述铁焦的组成按照质量百分比包括：沥青5
‑
15％、焦油渣10
‑
20％、磁铁矿粉5％
‑
10％和焦煤60
‑
70％。3.根据权利要求1或2所述的铁焦，其特征在于，所述的磁铁矿粉中Fe3O4含量≥65％。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的铁焦，其特征在于，所述焦油渣的V
daf
％≤30％，S
t，d
％≤1％，A
d
％≤4％。5.根据权利要求1
‑
4任意一项所述的铁焦，其特征在于，所述焦煤的黏结指数≥80％，V
daf
％≤30％、S
t，d...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙占龙，赵宝龙，
申请(专利权)人：山西沁新能源集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：