CN104419434A

CN104419434A - 一种烧结用半焦的制造方法

Info

Publication number: CN104419434A
Application number: CN201310398284.XA
Authority: CN
Inventors: 张辉; 周明顺; 翟立委; 刘杰; 徐礼兵; 童晓宇; 任伟; 李金莲
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2033-09-05
Also published as: CN104419434B

Abstract

本发明一种烧结用半焦的生产方法，混合料：劣质煤85%~90%，高铁低硅铁矿粉4%~10%，粘结剂4%~8%，将混合料混合均匀后压制成型，在700℃~850℃干馏7~15小时，然后在重介质比重为1.3~1.4的条件下进行重介质洗选，得到烧结用半焦。本发明所生产半焦，具有铁焦和半焦的优点，化学反应性强，半焦与焦粉混合使用，可以优化烧结燃料的粒度结构，提高烧结料层透气性。所用原料为劣质的泥煤、褐煤和高挥发分的烟煤，拓展了冶金工业燃料使用范围，降低烧结燃料成本。

Description

一种烧结用半焦的制造方法

技术领域

本发明属于炼铁原燃料生产技术领域，涉及到烧结燃料的生产技术，特别是涉及一种烧结用半焦的生产方法。

背景技术

烧结所用固体燃料是焦粉或无烟煤，其入厂燃料粒度通常为0mm～25mm，但烧结工艺对其粒度要求是0～3㎜应占85％以上。因为燃料粗粒度所占比例大，使燃烧反应变慢，不能与烧结过程中的矿化反应同步，将导致烧结过程中液相量减少，使烧结矿质量下降。因此在烧结生产前需对燃料进行破碎，既要求焦粉和煤粉<3mm粒级应占85%以上，才能满足烧结生产的需要，这使得细磨燃料的成本增加。

半焦( semi-coke)俗称兰炭，因其燃烧时有很短的蓝色火焰而得名，它是泥煤、褐煤和高挥发分的烟煤等经低温( 500 ~ 700℃ ) 干馏得到的固体产物。半焦具有高化学活性、高比电阻、高固定碳、低灰、低硫、低磷、低三氧化铝等特性，但其强度比高温焦炭差，视密度和真密度也比高温焦炭低。半焦挥发分含量因干馏终温不同而异，一般为1 0～20％。半焦反应性一般用临界空气鼓风量法测定。测值愈小，反应性愈大。半焦的临界空气鼓风量值平均为0.017L／min，而高温焦炭则可达0.057L／min。由于原料及工艺等方面的差异，半焦的市场价格远低于一般焦炭的价格, 如二级冶金焦的市场价格在2200元/t左右, 而半焦在750元/ t左右, 相对较低的市场价格使半焦产品具备了较高的市场竞争力。

半焦生产的主要设备是干馏炉，其生产的基本要求是干馏效率高，对物料加热均匀，可用的原料类别宽，原料煤粒径范围大, 挥发物二次热解作用小，操作过程方便可靠等。干馏炉按供热方式可分为外热式和内热式2种。外热式炉供给煤料的热量由炉墙外部传入，由于干馏室和燃烧室不相通, 干馏挥发物与燃烧烟气不相混合, 保证了挥发产物不被稀释，但因为煤料加热不均，导致半焦质量不均；此外，过高的温度区加剧了挥发产物的二次热解，降低了焦油产率。内热式炉借助热载体把热量传给煤料，因其较外热式炉有加热均匀、热效率高、炉体结构简单等优点而得到广泛应用。

烧结对燃料的粒度要求高，降低了可利用资源，并需要在使用前对燃料进行磨细处理，使生产工序时间长，增加了生产成本。充分利用半焦反应性高的特点，并同时降低烧结燃料中<3mm粒级所占比例，不仅可以降低燃料和燃料细磨成本，提高烧结矿质量，还可使泥煤、褐煤和高挥发份无烟煤等劣质煤应用于烧结，拓宽了冶金用煤的范围。

论文“半焦燃烧特性的热重试验研究”通过热天平燃烧试验研究了半焦的燃烧特性，考察了煤种和制备温度对半焦燃烧特性的影响试验结果表明：煤种不同，所制得半焦燃烧特性不同；相同煤种制得半焦，随制备温度升高，半焦着火温度上升，燃烧活化能增加，燃烧反应活性降低。

中国专利200510048752.6公布了一种用低质褐煤生产优质半焦的方法：以低质褐煤为原料，通过干馏得到褐煤半焦，然后通过重介质洗选得到优质半焦。其特征是以低质褐煤为原料，加入反应釜中，在温度800℃，时间10小时条件下干馏得到褐煤半焦；此时褐煤半焦灰分为40%~50%，挥发份12%，固定碳53%，弹筒发热量约18~20MJ/Kg，然后在介质比重为1.25条件下进行重介质重选，得到灰分13%，挥发份12%，固定碳83%，弹筒发热量约25~30MJ/Kg的优质半焦以及剩余部分的低质半焦。生产的优质半焦具有固定碳含量高，发热量高，灰分低等特点。但该方法生产的半焦机械强度较差，易于粉化，用于烧结时料层透气性不好。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提出一种烧结用半焦的生产方法，生产出一种化学活性比焦炭强，成本比焦炭低的新型半焦颗粒，优化烧结燃料粒度结构，拓宽冶金工业燃料使用范围。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种烧结用半焦的生产方法，其特征在于以下成分按质量百分比组成混合料：劣质煤85%~90%，高铁低硅铁矿粉4%~10%，粘结剂4%~8%，将混合料混合均匀后压制成型，在700℃~850℃干馏7~15小时，然后在重介质比重为1.3~1.4的条件下进行重介质洗选，得到烧结用半焦。

混合料中，劣质煤为泥煤、褐煤和高挥发分烟煤中的一种及以上；粘结剂为沥青、焦油渣、水泥和水玻璃中的任一种。

高铁低硅铁矿粉，全铁质量百分比为TFe＞64%，SiO₂质量百分比为SiO₂＜4%。

生产出的半焦，灰分质量百分比为12%~14%，挥发分质量百分比为10%~18%，固定碳质量百分比为70%~85%。

高挥发分烟煤，挥发分质量百分比V_ad＞27%。

本发明所生产半焦，具有铁焦和半焦的优点，化学反应性强，半焦与焦粉混合使用，可以优化烧结燃料的粒度结构，提高烧结料层透气性。所用原料为劣质的泥煤、褐煤和高挥发分的烟煤，拓展了冶金工业燃料使用范围，降低烧结燃料成本。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明：

实施例1：

以褐煤、高铁低硅铁矿粉和粘结剂沥青组成混合料，其中褐煤质量分数为88%，高铁低硅铁矿粉质量分数7%，沥青质量分数为5%，将混合料混合均匀后，用对辊压球机压制成型，在760℃条件下用立式内热炉干馏10小时，然后进行重介质洗选，得灰分为12.4%，挥发分为10%，固定碳含量为77.6%的烧结用半焦。其中所用高铁低硅铁矿粉和褐煤成分如表1和表2所示。

表1 高铁低硅铁矿粉化学成分/%

表2 褐煤工业分析/%

在铁料一致的情况下，按如下方案配加燃料进行烧结试验：（1）75%焦粉（焦粉中<3mm比例50%）配加25%半焦；（2）65%焦粉（焦粉中<3mm比例40%）配加35%半焦，试验结果如表3所示。

表3 烧结实验结果

实施例2：

以劣质煤（褐煤和烟煤）、高铁低硅铁矿粉和粘结剂焦油渣组成混合料，其中劣质煤质量分数为90%，高铁低硅铁矿粉质量分数5%，焦油渣质量分数为5%，将混合料混合均匀后，用对辊压球机压制成型，在800℃条件下用立式内热炉干馏12小时，然后进行重介质洗选，得灰分为11.6%，挥发分为8%，固定碳含量为80.4%的烧结用半焦，其中所用高铁低硅铁矿粉如表1所示，所用褐煤和烟煤成分如表4所示。

表4 煤工业分析/%

在铁料一致的情况下，按如下方案配加燃料进行烧结试验：（1）75%焦粉（煤粉中<3mm比例50%）配加25%半焦；（2）65%焦粉（焦粉中<3mm比例40%）配加35%半焦，试验结果如表5所示。

表5 烧结实验结果

实施例3：

以劣质煤（泥煤、褐煤和烟煤）、高铁低硅铁矿粉和粘结剂水玻璃组成混合料，其中劣质煤质量分数为85%，高铁低硅铁矿粉质量分数8%，沥青质量分数为7%，将混合料混合均匀后，用对辊压球机压制成型，在820℃条件下用立式内热炉干馏13小时，然后进行重介质洗选，得灰分为11.2%，挥发分为6%，固定碳含量为82.8%的烧结用半焦，其中所用高铁低硅铁矿粉如表1所示，所用褐煤和烟煤成分如表6所示。

表6 煤工业分析/%

在铁料一致的情况下，按如下方案配加燃料进行烧结试验：（1）75%焦粉（煤粉中<3mm比例50%）配加25%半焦；（2）65%焦粉（焦粉中<3mm比例40%）配加35%半焦，试验结果如表7所示。

表7 烧结实验结果

Claims

1.一种烧结用半焦的生产方法，其特征在于以下成分按质量百分比组成混合料：劣质煤85%~90%，高铁低硅铁矿粉4%~10%，粘结剂4%~8%，将混合料混合均匀后压制成型，在700℃~850℃干馏7~15小时，然后在重介质比重为1.3~1.4的条件下进行重介质洗选，得到烧结用半焦。

2.根据权利要求1所述的烧结用半焦的生产方法，其特征在于混合料中，劣质煤为泥煤、褐煤和高挥发分烟煤中的一种及以上；粘结剂为沥青、焦油渣、水泥和水玻璃中的任一种。

3.根据权利要求1所述的烧结用半焦的生产方法，其特征在于高铁低硅铁矿粉，全铁质量百分比为TFe＞64%，SiO₂质量百分比为SiO₂＜4%。

4.根据权利要求1所述的烧结用半焦的生产方法，其特征在于生产出的半焦，灰分质量百分比为12%~14%，挥发分质量百分比为10%~18%，固定碳质量百分比为70%~85%。

5.根据权利要求2所述的烧结用半焦的生产方法，其特征在于所述高挥发分烟煤，挥发分质量百分比V_ad＞27%。