一种铁碳复合炉料的制备方法及铁碳复合炉料技术

本发明专利技术提供一种铁碳复合炉料的制备方法及铁碳复合炉料，属于冶金工艺技术领域。本发明专利技术提供的铁碳复合炉料包括以下重量份的原料：非炼焦煤粉61～84份；铁氧化物10～30份；高温促进剂6～9份；热水8～12份；制备方法包括：原料混合均匀后，将混合好的物料进行造球，得到球料；球料在650℃～1050℃下进行分段炭化；炭化后的球料直接喷冷却，得到所述铁碳复合炉料。非炼焦煤不像焦煤具有好的粘结性，高温强度低，难以在高炉中应用，本发明专利技术在非炼焦煤中添加铁氧化物，改变炉料粒径的手段，在非直接焙烧的炉窑内进行炭化处理一次性成型，得到能够替代焦煤的铁碳复合炉料，符合我国非炼焦煤储量丰富的国情，解决了焦煤储能不足的技术问题，减少了成本碳减排达10％以上。减少了成本碳减排达10％以上。减少了成本碳减排达10％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种铁碳复合炉料的制备方法及铁碳复合炉料


[0001]本专利技术属于冶金工艺
，尤其涉及一种铁碳复合炉料的制备方法及铁碳复合炉料。

技术介绍

[0002]高炉作为冶金的主要工艺设施已延续200多年，其能质交换的高效化，促进了自身的推广，助推了社会的进步和发展，在国民经济中起到巨大作用，而高炉所用的还原剂——焦炭，在炼铁工艺中成为不可或缺的炉料。焦炭的强度在高炉内起到骨架支撑炉料的作用，在高炉腹部高强度的焦炭对铁液进行滤栅；高固定碳含量是铁氧化物的主要还原剂，无论是上部的间接还原反应，或炉腹的直接还原反应，均离不开焦炭中的碳；焦炭具有较高的热值，其还原反应释放大量热量，成为火法冶金离不开的热量。
[0003]随着经济的快速发展，作为冶金的主要冶炼手段在贡献基础材料的同时，大量的碳排放带来环境的影响，钢铁行业占到工业碳排放的16％作用，而钢铁的70％碳排放在炼铁工序，因此高炉工序炉料结构的调整是节能减排的关键环节。另外，焦炭的焙烧依赖于优质的粘结性焦煤，而焦煤在煤炭占比约5.9％，不足以支撑高炉炼铁的需要求，大型化的高炉需要更优质的焦炭，焦炭本身的生产也对环境产生巨大的影响，全球变暖和优质资源的短缺，限制焦炭的产量也成为多国的共识。
[0004]中国是以煤为主，缺油少气，而已探明的侏罗纪煤田煤质属特低灰、特低硫、特低磷、高挥发分、中高发热量的长焰煤和不粘煤，储量占到已探明煤炭量的39.6％，是煤干馏的理想原料，也是煤化工优质原料，近年来有了长足的发展。侏罗纪煤田储量最丰，主要集中于华北及西北地区，著名的煤田主要有神府、东胜煤田、大同煤田以及尚未开发的煤田。探明储量l349.4亿吨，煤类主要为长焰煤、不粘煤和弱粘煤，通常讲的神府煤田，就是指侏罗纪煤田。由于侏罗纪煤不像焦煤具有好的粘结性，因此无法像焦炭那样经过高温煅烧来制备焦炭，即使部分弱粘结性的也仅能制成半焦(俗称兰炭)，由于强度差，易碎，除小型高炉少部分配加使用外，1000m3以上的高炉根本不能使用。
[0005]因此，短期内如何实现极致能效，如何缓解高炉使用焦炭压力，如何寻求低碳路径的焦炭替代料成为大家追逐的对象。
[0006]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术传统高炉还原剂焦炭需求量大，但供应不足的技术问题，提供一种铁碳复合炉料的制备方法及铁碳复合炉料。
[0008]本专利技术第一方面提供一种铁碳复合炉料的制备方法，所述铁碳复合炉料包括以下重量份的原料：
[0009]非炼焦煤粉61～84份；
[0010]铁氧化物10～30份；
[0011]高温促进剂6～9份；
[0012]热水8～12份。
[0013]在一些实施方式中，所述高温促进剂为高温沥青粉和/或高温煤焦油。
[0014]与传统冷态粘结剂不同，本专利技术采用的高温促进剂本身就是结合剂、还原剂，及高温增强剂。高温促进在冷态时起到粘结作用，高温时其自身是极易挥发的C、H化合物释放，以CO或H2形式释放，这些还原气氛便于周边的铁氧化物细小颗粒反应，将铁氧化物还原为Fe，过多的C被干馏，形成之地坚硬、耐高温的固定碳，保证了铁碳料的高温强度。
[0015]所述高温理解为环球法软化点为95～120℃的沥青粉为高温的。
[0016]在一些实施方式中，所述热水的温度为≥80℃。80℃以上温度的水有利于促进混料的韧性，达到困料的效果，提高压球时的成型率。
[0017]在一些实施方式中，所述非炼焦煤粉为长焰煤、不粘煤、弱粘煤中的一种或多种。1989年10月，国家标准局发布《中国煤炭分类国家标准》(GB5751
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86)将煤分为14类。即褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。本专利技术主要利用煤成因较差的弱粘煤，煤化程度较低或中等煤化程度的煤，其粘结性很差，不能单独用于炼焦。由于其特殊的成因，弱粘煤具有较高的惰性组含量。典型的弱粘煤产于山西省大同市。不粘煤：早期煤化阶段曾被氧化过，因此它具有低发热量的特点。主要用于发电、气化和民用燃料等。不粘煤主要产于中国的西北部地区。长焰煤：煤化程度是所有烟煤中最低的。由于其燃烧时火焰较长而被称为长焰煤。主要用于发电、电站锅炉燃料等。辽宁省的长焰煤储量是全国最大的。褐煤：所有煤中最低级的煤，其特征是高水分，高氧含量(约15％
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30％)，并含有一些腐植酸。主要用于发电和气化。
[0018]在一些实施方式中，所述非炼焦煤粉的粒度为
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200目；
[0019]和/或，所述铁氧化物的粒度为
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300目；
[0020]和/或，所述高温促进剂的粒度为
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200目。
[0021]其中，
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200目即200目以下，
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300目即300目以下。
[0022]在一些实施方式中，所述铁氧化物包括氧化铁粉、铁矿粉、精矿粉、磁选后的精品矿、不易磁选的Fe2O3赤铁矿粉、可以磁选的Fe3O4磁铁矿粉中的一种或多种。
[0023]在一些实施方式中，铁碳复合炉料制备方法，包括：
[0024]所述原料混合均匀后，将混合好的物料进行造球，得到球料；
[0025]所述球料在650℃～1050℃下进行炭化；
[0026]炭化后的球料直接喷冷却，得到所述铁碳复合炉料。
[0027]在一些实施方式中，所述造球的压力为≥500N；
[0028]其中，造球后的球料的形状不做限定，圆球形、橄榄形、菱形、椭圆形、四边形等均可，便于脱模、生产即可，如，造球后球料直径为30～60mm，厚度为20mm。
[0029]在一些实施方式中，其特征在于，所述炭化包括高温炭化或低温炭化；
[0030]所述高温炭化的炭化温度为850～1050℃，时间为2.5～4h；
[0031]所述低温炭化的炭化温度为650℃～850℃，时间为3.5～5h。
[0032]碳化的目的是将物料原有的挥发分排除，而挥发分的主要成分是CO、H2，这些高浓度的还原性煤气在排除的同时与FeO
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反应，将其还原为[Fe]，碳化后的C在与[Fe]反应成为
FeC3(碳过量)，形成铰链状，提高物料强度，从而达到替代焦炭的目的。
[0033]本专利技术第二方面提供一种铁碳复合炉料，所述铁碳复合炉料通过上述制备方法制备得到，所述铁碳复合炉料中的金属铁被的C固包裹；使得本专利技术制得的铁碳复合炉料进入高炉在一定高温下也能保证不散架，达到焦炭的高温作用。
[0034]优选的，所述铁碳复合炉料的成分如下：
[0035][0036]其中，TFe为全铁含量。
[0037]为了弥补非炼焦煤(如侏罗纪煤等)高温粘结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁碳复合炉料的制备方法，其特征在于，所述铁碳复合炉料包括以下重量份的原料：非炼焦煤粉61～84份；铁氧化物10～30份；高温促进剂6～9份；热水8～12份。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高温促进剂为高温沥青粉和/或高温煤焦油。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热水的温度为≥80℃。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非炼焦煤粉为长焰煤、不粘煤、弱粘煤中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非炼焦煤粉的粒度为
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200目；和/或，所述铁氧化物的粒度为
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300目；和/或，所述高温促进剂的粒度为
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200目。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铁氧化物包括氧化铁粉、铁矿粉、精矿粉、磁选后的精品矿、不易磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：程立，化光林，金锋，王晋，
申请(专利权)人：中钢设备有限公司，
类型：发明
国别省市：