[发明专利]一种富氢高炉用高反应性高强度焦炭及其制备方法

说明书

本发明涉及高反应性高强度焦炭制备领域，尤其涉及一种富氢高炉用高反应性高强度焦炭及其制备方法。该制备方法包括将成型煤与炼焦配合煤混合后炼焦制得。本发明制备方法操作简单，适合大规模生产，所制得的富氢高炉用高反应性高强度焦炭包括成型煤经碳化后制得的高反应性焦炭和配煤散煤料经炭化后制得的高强度焦炭，两者通过煤料炼焦时形成的胶体质结合在一起，可同时兼顾高反应性和高强度。

技术领域

本发明涉及高反应性高强度焦炭制备领域，尤其涉及一种富氢高炉用高反应性高强度焦炭及其制备方法。

背景技术

由于传统高炉碳排放量较高，为实现减碳的目标，提出了富氢高炉的操作方法，用氢气作为还原剂替换高炉内的部分焦炭，达到减少碳排放的目的。使用氢气作为高炉还原剂时焦比会比传统高炉的要低，但是焦炭还要承担料柱骨架的作用，保障还原气体能够顺畅流动。另外，氢参与还原反应，使吸热量增加，会降低炉内温度，焦炭气化反应产生CO的速率随温度的降低而变小。所以喷吹焦炉煤气必须要提高焦炭的反应性，因此，高强度高反应性焦炭的研究对氢还原炼铁技术的研究起到重要的支撑作用。高反应性焦炭与普通焦炭相比具有更高的热反应性而且强度能够满足富氢高炉生产，它具有起始反应温度低、反应速率快的特点。

国内外对高反应高强度焦炭的制备做了大量的研究，日本研究和生产高强度高反应性焦炭一般通过采用添加催化剂来实现，如钙基、镁基和铁基催化剂等，对高强度的调节一般采用添加强粘结剂HPC。

中国专利CN113563913A采用长焰煤及干馏过的长焰煤与烟煤为原料，煤焦油为粘结剂，混合后压铸成块，经干馏后得高反应性高强度焦炭。该方法配入了长焰煤可以降低生产成本，但成型压力较高，工业化较难实现。

中国专利CN1264952C采用调节不同粘结性及反射率的炼焦煤在配合煤中的比例来制备高反应性高强度焦炭，虽然反应性得到提高，但没有改变焦炭反应性与反应后强度负相关的规律。

中国专利CN102719264B采用先制备煤核，再经喷涂沥青，最后与散煤料粘结混合的方法制备高反应性焦炭，其焦炭质量与相同原料配比的传统焦炭反应性反应后强度都有提升，但工艺方法较为复杂。

中国专利CN103468287B采用铁矿粉与炼焦煤配合制备了高反应性焦炭，但这种焦炭在反应性提高的同时，反应后强度下降明显。

发明内容

现有技术手段无法解决焦炭反应性与反应后强度呈负相关的关系本质，即使偶有解决，也因其过程复杂而不能实现大规模生产。

本发明要解决的技术问题：提供一种富氢高炉用高反应性高强度焦炭的制备方法，利用现有成熟的配型煤炼焦工艺，可以制备出富氢高炉用高反应性高强度焦炭。

对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种富氢高炉用高反应性高强度焦炭的制备方法；本发明的目的之二是提供一种上述制备方法制得的富氢高炉用高反应性高强度焦炭。

本发明的技术方案：

本发明提供一种富氢高炉用高反应性高强度焦炭的制备方法，其包括将成型煤与炼焦配合煤混合后炼焦制得；其中，成型煤通过包含长焰煤、炼焦煤和粘结剂的原料制得，所述炼焦煤选自气煤、1/3焦煤和瘦煤中的一种或两种以上。

优选的是，按重量百分比计，所述长焰煤为10～30％，所述粘结剂为5～10％；优选地，所述长焰煤为26～30％，所述粘结剂为8～10％。

优选的是，按重量百分比计，所述炼焦煤为60～85％；优选地，所述炼焦煤为60～74％。

优选的是，按重量百分比计，所述炼焦配合煤包含60～80％的强粘结性煤，所述强粘结性煤为肥煤和/或焦煤；优选地，所述炼焦配合煤中包含65～80％的强粘结性煤。