高炉炼铁专用的压制碳块及其制造和使用方法技术

一种高炉炼铁专用的压制碳块及其制造和使用方法，属于能够在高炉炼铁过程中部分乃至全部替代焦炭的压制碳块的产品及其制造和使用方法的技术领域。其中所述的压制碳块的特征在于：它是以煤为基本原料并经过压制和干馏固化加工得到的；它的视密度≥９８０ｋｇ／ｍ３；它的粒度≥１５ｍｍ，且≤２９０ｍｍ。所述的压制碳块的制造方法包括配煤的步骤，粉磨的步骤、混合的步骤、冷却的步骤等，其特征在于：它还包括压制的步骤和干馏固化的步骤；在所述的配煤的步骤中，需要保证在配煤后的煤中含有适量的黏性成分；在所述的粉磨的步骤中要求煤粉的粒度控制在０～１．２ｍｍ的范围内。所述的压制碳块的使用方法是利用所述的高炉炼铁专用的压制碳块替代不少于３％的焦炭。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于能够在高炉 炼铁过程中部分乃至全部替代焦炭的压制碳块的产品及其制造和使用方法的

技术介绍
一方面，高炉炼铁使用焦炭似乎是天经地义的事。焦炭在高炉冶炼过程中的主要 作用有三一是为高炉冶炼提供燃料，以便产生热量，二是用作料柱和骨料；三是为高炉提 供还原剂和渗碳剂。随着热风温度和高炉喷煤强度的不断提高，焦比的降低，大部分焦炭的 燃料功能和用作还原剂和渗碳剂的功能逐渐被代替，但是，对其用作料柱和骨料方面的功 能要求却更高，因此，焦炭的质量已成为喷煤量提升的限制性因素。随着高炉的大型化、高利用系数操作、高煤比、低焦比和低成本生产的发展，高炉 对焦炭质量的要求越来越高。因此，提高焦炭质量，对降低高炉冶炼成本、提高经济效益有 重要的意义。另一方面，焦炭的生产离不开焦煤。随着钢铁产量的日益增加，对焦煤的需求量也 越来越大，价格较高已经不在话下，资源的短缺才是问题的关键，这也是催生非高炉炼铁的 原动力之一。以熔融还原炼铁技术为例，虽然经过了近百年的努力，但是，距离该技术的真 正的成熟，还有一段路要走。现有技术的主要不足之处在于1.受炼焦用煤的资源、价格和炼焦工艺的限制，焦炭的内部裂纹难以避免，内部组 织的均勻程度较低，内部孔隙较大，空隙率较高，视密度较低，因此，其质量，特别是它的高 温下的抗磨性、抗碎性和强度进一步提高难度较大。2.成品焦炭的粒度或块度是由破碎、筛分的方法得到的，一方面，数量较大的碎焦 和焦粉的产生不可避免，需要返回进行再加工的量也较大，这一过程的存在本身就是一种 浪费；另一方面，采用破碎方法生产的焦炭的粒度或块度是按一定的规律分布的，若对其粒 度或块度按照纯理论上的最佳化提出要求，会导致产生更多的碎焦，进一步加大焦炭的成 本，因此，目前对焦炭的粒度或块度的要求，是最佳方案与成本之间妥协的产物，而不是真 正的最佳。3.在目前的生产条件下，焦炭的形状是在破碎过程中自然形成的，要想对它形状 提出特别要求是不可想象的。4.焦炭的生产需要大量的、在世界范围内都紧缺的焦煤资源。5.在现有技术的条件下，对焦煤的需求是一种日益增加的刚性需求，因此，焦煤的 价格不断攀升，已经成为钢铁企业的沉重负担。6.炼焦过程中，会产生较严重的污染，已经与日益严格的环保要求不相适应。7.如果上述问题不能够在较短的时间内解决，高炉炼铁被非高炉炼铁淘汰是必然 的，这就意味着人们经过几百年积累起来的高炉炼铁经验将可能被废弃，这是一种对社会 公共资源的极大浪费。
技术实现思路
本专利技术的任务，是寻找高炉炼铁所需的焦炭的替代物及其制造和使用方法，在满 足高炉炼铁的基本需求的基础上，克服现有技术的缺点，提升焦炭的替代物满足高炉炼铁 需要的能力，以获得更理想的冶炼效果。本专利技术的目的，是要提供一种在高炉冶炼过程中具有更好的适用性的高炉炼铁专 用的压制碳块(及其制造和使用方法)，以便在高炉炼铁的过程中部分乃至全部替代焦炭， 以减轻或摆脱高炉炼铁技术对世界性的紧缺资源——焦煤的依赖、降低炼铁成本、使人们 经过几百年积累起来的高炉炼铁的经验继续发扬光大。同时，与炼焦环节相比，该压制碳块 的制造过程对环境的污染也有所减轻。本专利技术要解决的技术问题，是解决当前高炉炼铁必需使用焦炭和耗用焦煤的问 题；与焦炭相比，是解决焦炭的替代物对高炉冶炼工艺所提出的质量要求，特别是它在高温 下的抗磨性、抗碎性和降低其反应性、提高其反应后强度的能力进一步提高的问题，使之更 能够适应由于高炉日益大型化和冶炼工艺中日益提高的喷煤强度所带来的新的情况；与焦 炭相比，是解决焦炭的替代物的尺寸(粒度或块度)和/或形状不能够完全根据高炉冶炼 工艺的要求，实现最佳化的问题；与焦炭相比，是解决焦炭的替代物能够使炼铁的成本进一 步降低的问题；等等。本专利技术的基本构思之一是关于一种高炉炼铁专用的压制碳块的。关于本压制碳块 的基本构思是一种高炉炼铁专用的压制碳块，其特征在于它是以煤为基本原料并经过 压制和干馏固化加工得到的；它的视密度彡980kg/m3 ；它的粒度彡15mm，且彡290mm。这里所说的“以煤为基本原料”是指制作压制碳块的原料是以煤为主，因为其他的 可用的添加物，例如焦粉等，其来源是有限的，且一般来说，价格并不比煤更便宜。通常，煤 的用量彡75% (重量百分比)、85%、90%、95%或98%，直至100%。当然，只要在经济上 合算，也可以添加更多的其他含碳物质，如碎焦和/或焦粉、压制碳块的生产过程中产生的 返回料、其他类型的碳，如植物的干馏炭等。关于“压制和干馏固化”的基本含义，请参见本 专利技术的基本构思之二以及综合实施例中的有关介绍。为了进一步满足相应的冶炼工艺的要求，特别是对压制碳块的强度要求，它的视 密度也可以按照彡 1020kg/m3、彡 1100kg/m3、彡 1200kg/m3、彡 1280kg/m3、彡 1360kg/m3、 彡 1420kg/m3、彡 1480kg/m3、彡 1550kg/m3、彡 1600kg/m3、彡 1800kg/m3 来要求。可以采用提 高压制时单位压制力的手段来实现。为了与高炉的规格和/或冶炼工艺相匹配，它的粒度也可以按照彡15mm，且 (200mm ；彡 15mm,且(160mm ；彡 20mm,且(120mm ；彡 20mm,且(IOOmm ；彡 30mm,且 (60mm ；彡40mm，且;^ 60mm ；彡50mm，且;^ 80mm ；彡60mm，且;^ 90mm来要求。当高炉冶炼的工艺需要时，它的粒度还可以按照单一的基本尺寸来制作(当然，其制造公差不可避免)， 以便彻底实现其粒度方面的最佳化。关于压制碳块的形状，可以不要求具有特定的形状，也可以要求其具有特定的形 状。所谓特定的形状，可以是球形、圆柱形、棱柱形、球冠与圆柱的结合形、椭球形及其分割 组合等等，不一而足。为了使该压制碳块在加入高炉后不影响、甚至提高高炉炉膛内，特别是软熔带内的气体通透能力，以更好地解决高炉软熔带内部的炉气通透性不足的问题，可以使它的外 部有人为制造的沟槽和/或使它的内部制有孔；所述的人为制造的外部沟槽可以是沿三维 方向的某一个或两个或三个特定方向制作，也可以是任意制作的；既可以分布在压制碳块 某一个或者某些个特定表面上，也可以分布在整个表面上；所述的人为制造的内部的孔，可 以是沿三维方向的某一个或两个或三个特定方向制作，也可以是任意制作的，所述的孔的 数量，可以是一个，也可以是多个，只是要注意，开孔后不要对碳块的强度影响太大。本专利技术的基本构思之二是关于所述的高炉炼铁专用的压制碳块的制造方法的。关 于本制造方法的基本构思是一种高炉炼铁专用的压制碳块的制造方法，包括配煤的步骤， 粉磨的步骤、混合的步骤、冷却的步骤等，其特征在于它还包括压制的步骤和干馏固化的 步骤，且在配煤的步骤中，需要保证在配煤后的煤中含有适量的黏性成分，以及在粉磨的步 骤中要求煤粉的粒度控制在0 1. 2mm的范围内。由于本专利技术的基本命题本身就是新的， 它的基本构思也可以是一种高炉炼铁专用的压制碳块的制造方法，其特征在于包括配 煤的步骤，粉磨的步骤、混合的步骤、压制的步骤、干馏固化的步骤和冷却的步骤，且在配煤 的步骤中，需要保证在配煤后的煤中含有适量的黏性成分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉炼铁专用的压制碳块，其特征在于：　　１．１它是以煤为基本原料并经过压制和干馏固化加工得到的，　　１．２它的视密度≥９８０ｋｇ／ｍ↑［３］；　　１．３它的粒度≥１５ｍｍ，且≤２９０ｍｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱纲，魏新民，姚朝胜，于国华，钱舵，
申请(专利权)人：山东省冶金设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]