[发明专利]高反应性焦炭及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焦炭的生产方法，具体为一种高反应性焦炭的生产方法。

背景技术

焦炭由多种煤经高温炼焦制得，主要用于高炉炼铁和铜、铅、锌等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架的作用。焦炭反应性是指焦炭与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的能力。单位质量的试样在单位时间内与CO₂反应后碳的质量损失，是焦炭反应性的定量概念。

CO₂减排是钢铁企业的一个重大问题，为使工艺流程中的节能效果达到更高水平，应进一步降低高炉CO₂的排放量。日本的内藤诚章提出使用高反应性焦炭降低高炉热储备区温度来提高浮氏体还原驱动力，进而提升高炉炉反应效率的技术。野村诚治在日本北海制铁所的工业焦炉上采用添加富钙煤的方法生产出高反应性焦炭，将这些高反应性焦炭装入室兰2号高炉进行冶炼试验，高炉吨铁燃料消耗减少了10kg。

加入催化剂是生产高反应性焦炭的主要方法，各种催化剂对焦炭气化反应催化能力的影响按强弱排列依次为碱金属、碱土金属和过渡元素。由于碱金属容易在高炉中循环富集，对高炉操作不利，因此对其应用研究较少。目前研究较多的是钙基、镁基和铁基催化剂，包括氧化物、氢氧化物和碳酸盐等形式。钙基催化剂具有提高炉料碱度的优点，但是高钙煤的储量较少，须采用添加钙基矿物或其他非煤成分的方法。

总而言之，为了合理利用资源和保证焦炭性能，亟需一种能提高焦炭反应能力而又保证一定强度的生产方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种高反应性焦炭及其生产方法。

一种高反应性焦炭的生产方法，以配合煤为原料进行炼焦，其中，在所述原料中添加钢渣。

根据本发明的一实施方式，所述钢渣的质量不超过所述配合煤质量的1%。

根据本发明的另一实施方式，所述钢渣的粒度不超过0.2mm。

根据本发明的另一实施方式，所述钢渣的粒度不超过0.1mm。

本发明还提供了一种根据上述方法制得的高反应性焦炭。

本发明进一步提供了钢渣在生产高反应性焦炭中的应用。

本发明的高反应性焦炭的生产方法，以钢渣作为添加剂加入配合煤中炼焦。本发明的方法提高了所得焦炭的反应性，降低了焦炭与二氧化碳气化反应的开始温度，焦炭具有较低的气化反应开始温度可以降低高炉热储备区温度，配合还原性高的矿石使用可以降低高炉燃料消耗，同时还能保证焦炭的反应后强度满足高炉炼铁要求，且作为添加剂的钢渣价格低廉、来源广泛。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的高反应性焦炭的生产方法做详细说明。本发明的保护范围不限于以下实施方式，列举这些方式仅出于示例性目的而不以任何方式限制本发明。

本发明的高反应性焦炭的生产方法，以配合煤为原料进行炼焦，其中，在所述原料中添加有钢渣。

本发明中，对炼焦步骤的具体方法没有限定。

钢渣是炼钢过程排出的渣，依炉型分为转炉渣、平炉渣、电炉渣。排出量约为粗钢产量的15～20%。钢渣主要由钙、铁、硅、镁和少量铝、锰、磷等氧化物组成。钢渣中含有大量的Ca、Fe、Mg等化合物，对于焦炭的碳溶反应具有催化作用。本发明中，对所使用的钢渣没有特别的限定。

炼钢过程排出的渣必定含有一定的Ca、Fe元素，因此，各类钢渣均可以作为配煤添加剂。但钢渣中Ca、Fe元素含量过低会降低催化效果，增加焦炭灰分含量，为了保证催化效果，钢渣的主要催化成分Ca、Fe元素的含量越高越好。此外，高炉炼铁要求焦炭中P元素和S元素不宜过高，因此钢渣中的P元素和S元素的含量不宜过高。

本发明的实施例中使用钢渣的CaO含量为45.58%，即Ca元素含量为32.56%。全铁含量为18%。Ca、Fe元素含量之和为50.56%。S元素含量不高于0.01%，P元素含量低于1.1%。

加入钢渣进行配煤炼焦，开发新型工艺技术制备高反应性焦炭，不仅能够降低焦比和减少CO₂放量，也可开拓钢渣利用的新途径。

本发明中，可通过控制钢渣的粒度和添加量，进一步优化焦炭的反应性能。

本发明中，钢渣的粒度优选为≤0.2mm，钢渣的添加量优选为不超过配合煤质量的1%。