[發明專利]一種低碳煉鐵用鐵鈦復合焦炭及其制造方法

有效

• 申請號: 202210367960.6
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114656988B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 張生富;陳靜波;白晨光;溫良英;尹鋮;魏志芳
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C10B53/04
• 分類號: C10B53/04;C10B57/06;C21B5/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

本發明公開了一種低碳煉鐵用鐵鈦復合焦炭及其制造方法，該鐵鈦復合焦炭由鐵鈦添加劑與基礎煤樣以0~0.2:1的質量配比范圍混合干餾后獲得，其制造方法包括以下步驟：1）分別對多組煤樣進行預篩分，篩上物在破碎機中破碎；2）將破碎后的多組煤樣再次篩分后，篩下物按質量百分比例混合獲得基礎煤樣；3）將基礎煤樣與鐵鈦添加劑按質量百分比例混合獲得混合物；4）調整混合物中水分質量百分比例，以預設堆密度將混合物裝入煉焦爐炭化室得到煤餅；5）對炭化室的煤餅進行升溫并恒溫干餾，經推焦、熄焦、篩焦過程后獲得鐵鈦復合焦炭。本發明制造的鐵鈦復合焦炭具有反應性高且反應后強度高的特點，能夠改善高爐煤氣利用效率，具有較高的經濟價值和應用前景。

技術領域

本發明涉及冶金用焦炭制備技術領域，具體涉及一種低碳煉鐵用鐵鈦復合焦炭及其制造方法。

背景技術

焦炭是高爐煉鐵過程中極其重要的原燃料。由于我國生鐵產量大，焦炭的消耗量也大。2021年中國生鐵產量約為8.7億噸，高爐焦比約為300～400kg/tFe，焦炭消耗量超3億噸。煉焦工序能耗高且污染物排放大，副產大量粉塵、CO₂、SO₂、NO_x等大氣污染物及難處理的酚氰廢水、焦油廢渣。在綠色可持續發展形勢下，鋼鐵行業及其燃料供給的焦化行業亟需向環境友好型生產方式轉變，以低碳環保為發展宗旨，加強低碳煉鐵工藝技術開發。

煉鐵新爐料開發是目前高爐實現低碳煉鐵的主要方向之一。目前傳統的焦炭依靠優質煉焦煤配煤煉焦，在保持低反應性的前提下才能達到高反應后強度，在降低高爐焦比和生鐵成本方面具有一定的缺陷。日本COURSE50項目提出了生產高反應性-高強度焦炭以減少高爐焦比，并將鐵焦新爐料作為戰略性革新技術。在煉焦過程中添加鐵系添加劑獲得高反應性鐵焦，可有效降低高爐熱儲備區溫度，提升爐身工作效率，進而提高碳利用率，降低高爐焦比。然而，含鐵物質的添加盡管提升了焦炭反應性，但焦炭反應后強度急劇下降，難以發揮焦炭在高爐內的骨架作用和維持料柱的透氣透液性。進一步添加粘結劑對鐵焦強度有優化作用，但有機添加劑價格昂貴，無機粘結劑不但帶來焦炭灰分含量的增加，且常含有Na、K等堿金屬元素，對高爐冶煉不利。因此，亟需一種具有高反應性-高強度性能特點且無需粘結劑的焦炭。

發明內容

本發明目的在于改善高爐煉鐵過程中所使用焦炭的性能，得到一種高反應性-高強度鐵鈦復合焦炭，從而延長高爐壽命、降低生產成本、減輕環境負荷、提升能源利用率。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：

一種低碳煉鐵用鐵鈦復合焦炭，其由鐵鈦添加劑與基礎煤樣混合干餾后獲得，且鐵鈦添加劑與基礎煤樣的混合質量配比范圍為0～0.2:1。

上述的低碳煉鐵用鐵鈦復合焦炭方案中，作為優選，鐵鈦添加劑為鈦精礦、釩鈦鐵精礦、釩鈦磁鐵礦粉礦中的一種或多種，且包括以下質量配比的成分：TiO₂含量為10～50％，TFe含量為30～70％。

上述的低碳煉鐵用鐵鈦復合焦炭方案中，作為優選，基礎煤樣由焦煤、1/3焦煤、肥煤、瘦煤按質量配比混合后獲得。

上述的低碳煉鐵用鐵鈦復合焦炭方案中，作為優選，基礎煤樣由焦煤、1/3焦煤、肥煤、瘦煤按質量配比混合后獲得，其混合質量配比范圍為：焦煤15～75重量份、1/3焦煤10～30重量份、肥煤0～15重量份、瘦煤0～20重量份。

相應的，本發明還提供了低碳煉鐵用鐵鈦復合焦炭的制造方法，包括以下步驟：

步驟1：分別對多組煤樣進行預篩分，篩上物在破碎機中破碎；

步驟2：將破碎后的多組煤樣再次篩分后，篩下物按預設質量配比混合獲得基礎煤樣；

步驟3：將基礎煤樣與鐵鈦添加劑按預設質量配比混合獲得混合物；

步驟4：調整混合物中水分質量配比，并以預設堆密度將混合物裝入煉焦爐炭化室得到煤餅；