[发明专利]一种低碳炼铁用铁钛复合焦炭及其制造方法

说明书

本发明公开了一种低碳炼铁用铁钛复合焦炭及其制造方法，该铁钛复合焦炭由铁钛添加剂与基础煤样以0~0.2:1的质量配比范围混合干馏后获得，其制造方法包括以下步骤：1）分别对多组煤样进行预筛分，筛上物在破碎机中破碎；2）将破碎后的多组煤样再次筛分后，筛下物按质量百分比例混合获得基础煤样；3）将基础煤样与铁钛添加剂按质量百分比例混合获得混合物；4）调整混合物中水分质量百分比例，以预设堆密度将混合物装入炼焦炉炭化室得到煤饼；5）对炭化室的煤饼进行升温并恒温干馏，经推焦、熄焦、筛焦过程后获得铁钛复合焦炭。本发明制造的铁钛复合焦炭具有反应性高且反应后强度高的特点，能够改善高炉煤气利用效率，具有较高的经济价值和应用前景。

技术领域

本发明涉及冶金用焦炭制备技术领域，具体涉及一种低碳炼铁用铁钛复合焦炭及其制造方法。

背景技术

焦炭是高炉炼铁过程中极其重要的原燃料。由于我国生铁产量大，焦炭的消耗量也大。2021年中国生铁产量约为8.7亿吨，高炉焦比约为300～400kg/tFe，焦炭消耗量超3亿吨。炼焦工序能耗高且污染物排放大，副产大量粉尘、CO₂、SO₂、NO_x等大气污染物及难处理的酚氰废水、焦油废渣。在绿色可持续发展形势下，钢铁行业及其燃料供给的焦化行业亟需向环境友好型生产方式转变，以低碳环保为发展宗旨，加强低碳炼铁工艺技术开发。

炼铁新炉料开发是目前高炉实现低碳炼铁的主要方向之一。目前传统的焦炭依靠优质炼焦煤配煤炼焦，在保持低反应性的前提下才能达到高反应后强度，在降低高炉焦比和生铁成本方面具有一定的缺陷。日本COURSE50项目提出了生产高反应性-高强度焦炭以减少高炉焦比，并将铁焦新炉料作为战略性革新技术。在炼焦过程中添加铁系添加剂获得高反应性铁焦，可有效降低高炉热储备区温度，提升炉身工作效率，进而提高碳利用率，降低高炉焦比。然而，含铁物质的添加尽管提升了焦炭反应性，但焦炭反应后强度急剧下降，难以发挥焦炭在高炉内的骨架作用和维持料柱的透气透液性。进一步添加粘结剂对铁焦强度有优化作用，但有机添加剂价格昂贵，无机粘结剂不但带来焦炭灰分含量的增加，且常含有Na、K等碱金属元素，对高炉冶炼不利。因此，亟需一种具有高反应性-高强度性能特点且无需粘结剂的焦炭。

发明内容

本发明目的在于改善高炉炼铁过程中所使用焦炭的性能，得到一种高反应性-高强度铁钛复合焦炭，从而延长高炉寿命、降低生产成本、减轻环境负荷、提升能源利用率。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种低碳炼铁用铁钛复合焦炭，其由铁钛添加剂与基础煤样混合干馏后获得，且铁钛添加剂与基础煤样的混合质量配比范围为0～0.2:1。

上述的低碳炼铁用铁钛复合焦炭方案中，作为优选，铁钛添加剂为钛精矿、钒钛铁精矿、钒钛磁铁矿粉矿中的一种或多种，且包括以下质量配比的成分：TiO₂含量为10～50％，TFe含量为30～70％。

上述的低碳炼铁用铁钛复合焦炭方案中，作为优选，基础煤样由焦煤、1/3焦煤、肥煤、瘦煤按质量配比混合后获得。

上述的低碳炼铁用铁钛复合焦炭方案中，作为优选，基础煤样由焦煤、1/3焦煤、肥煤、瘦煤按质量配比混合后获得，其混合质量配比范围为：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。

相应的，本发明还提供了低碳炼铁用铁钛复合焦炭的制造方法，包括以下步骤：

步骤1：分别对多组煤样进行预筛分，筛上物在破碎机中破碎；

步骤2：将破碎后的多组煤样再次筛分后，筛下物按预设质量配比混合获得基础煤样；

步骤3：将基础煤样与铁钛添加剂按预设质量配比混合获得混合物；

步骤4：调整混合物中水分质量配比，并以预设堆密度将混合物装入炼焦炉炭化室得到煤饼；