[发明专利]碳铁复合炉料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳铁复合炉料及其制备方法，该碳铁复合炉料包括20‑30%铁矿粉、40‑50%单种气煤、15‑25%单种肥煤和5‑10%焦粉组成的配合物料以及粘结剂。该制备方法是将配合物料通过粘结剂混合后冷压成型，再通过水平加热炉中二段式的水平炉间接加热炭化，制成抗压强度为2880‑2950N、CRI为38‑44%、CSR为11‑24%的碳铁复合炉料。本发明将铁矿粉与废弃焦粉和煤混合压制，制备高反应性碳铁复合炉料，实现了铁矿粉和废弃焦粉高价值的资源化综合利用，同时能增加高炉铁水产量，减少炼焦过程和炼铁过程中的碳排放，节约炼焦煤资源和成本，具有良好的环境效益和经济效益。

技术领域

本发明涉及一种炼焦物料及其制备方法，尤其涉及一种碳铁复合炉料及其制备方法。

背景技术

随着CO₂排放造成的全球变暖等环境问题的日益严峻，中国政府越来越注重CO₂的排放限制问题，尤其是钢铁企业的CO₂减排，为了实现碳减排，各钢铁企业研究并采用了核能制氢用于高炉喷吹、煤造气用于直接还原铁、气体加热过程转换为电加热过程、CO₂气体的捕捉和存储等技术，减少了CO₂排放，同时为钢铁生产提供了新的方向，为国家发展提供新动能。

我国每年生产的炼铁产能均在8亿吨以上，某大型钢铁企业的钢产量能达到了9500万吨以上，这对炼铁必要原料——焦炭的质和量均提出了较高要求，而生产焦炭需要使用炼焦煤资源，随着炼焦煤资源的大量消耗，炼焦煤资源越来越少，特别是优质炼焦煤资源逐渐枯竭，需要使用低变质程度的煤或替代焦炭的炼铁原料作为一部分炼焦煤资源。

现有研究表明，铁元素和碱金属元素化合物对焦炭气化反应有正催化作用，能促进高炉内CO的生成，从而可促进焦炭与矿石在高炉内的反应，可作为炼制高反应焦炭的原料，依据Rist操作线原理，高反应性焦炭可以降低高炉热储备区温度，提高炉身还原效率，提高煤气利用率，提高矿石的还原程度，从而达到降低焦比，降低高炉生产成本。

中国发明专利申请CN201610573574.7公开了一种高炉使用热压铁焦低碳炼铁的方法，该方法使用的高炉炉料包括热压铁焦，高炉内的矿石层由烧结矿和球团矿以一定比例混合组成，焦炭层由焦炭和热压铁焦按一定比例混合组成，采用富氧、热风、喷煤操作。

中国发明专利申请CN201410380322.3公开了一种炼铁用热压铁焦及其制备方法，其原料由质量分数为10％-30％铁矿粉、60％-80％烟煤煤粉、10％-20％的无烟煤煤粉组成；原料充分混匀后得到混合物，将混合物在加热炉中加热至200-350℃，迅速将其热压成型制得热压铁焦生球，将铁焦生球置于隧道窑内以一定的速率升温到一定温度下进行高温干馏碳化，取出焖料冷却，制得热压铁焦。

中国发明专利申请CN201611237961.X公开了一种生产铁焦的竖炉工艺，铁矿石和非焦煤经过粉碎后，和粘结剂一起通过混匀、压块和烘干，然后采用装料装置加入炭化炉中的炭化室，在炭化室中经过预热段和炭化段完成铁的还原及非焦煤的炭化，形成铁焦，能够部分替代高炉生产用到的重要原料焦炭。

上述现有技术均采用了热压和竖炉炭化的方法，竖炉炭化分为内热式炭化和外热式炭化，外热式炭化属于间接传热效率低，产能很低；而内热式炭化则由于气体与物料直接接触而容易导致物料发生溶损，进而导致物料强度很差，在物料加热的过程中炉内气氛很难控制，而热压过程不但消耗大量能源，而且控制的要求非常高，操作难度大，生产工艺流程长，并且会产生环境污染问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种碳铁复合炉料，能消纳炼焦和运输过程中产生的废弃焦粉，同时能提高铁矿粉的利用价值，降低高炉炼铁生产成本。

本发明的目的之二在于提供一种碳铁复合炉料的制备方法，能通过混合、冷压制备高反应性碳铁复合炉料，减少炼焦过程和炼铁过程中的碳排放，并部分节约炼焦煤资源。

本发明是这样实现的：