[发明专利]炼制焦炭用粘结成焦剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼制焦炭用粘结成焦剂组合物。

背景技术

钢铁生产需要消耗大量的优质焦炭，焦炭生产又需要大量品质优良的炼焦用煤。炼焦用煤品质要求特殊且苛刻，只有采用具有较好的粘结性和结焦性的煤才能够炼出优质的焦炭。由于焦炭需求上升和资源限制，炼焦用煤价格不断攀升，品质难以保障，焦炭生产面临着难以逆转的优质炼焦用煤资源短缺和品质下降问题，为了扩大炼焦用煤资源，将弱粘结煤或不粘结煤用于炼焦，是今后焦炭生产中长期存在和面对的挑战之一。

有一定粘结性的烟煤，在隔绝空气中被加热到950～1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段转化为一定质量焦炭的原料煤称为炼焦用煤。炼焦用煤是性质非常特殊的一类煤炭，品质要求很高，要有适当的挥发性、粘结性和结焦性，和尽可能低的灰分、硫含量和磷含量。煤的粘结性是指在隔绝空气加热条件下，经过熔融胶质状态时粘结其本身或外来惰性物质，形成块状半焦的能力。结焦性是在高温炼焦条件下可形成一定块度和强度焦炭的能力。煤的粘结性和结焦性是炼焦用煤最重要的工艺参数，因此，从理论上讲，如果能有效改善煤的粘结性和结焦性，就有可能使不适于炼焦的煤用于炼焦。人们试图通过各种方法，解决焦炭生产的各种问题，以便用较差的炼焦煤炼出优质焦炭。

焦煤(coking coal)属烟煤中煤化程度中等或偏高的一类煤，受热后能产生热稳定性较好的胶质体，具有中等或较强的粘结性，单种煤炼焦时，可炼成熔融好、块度大、裂纹少、强度高而耐磨性又好的焦炭，是一种优质炼焦用煤。由于焦煤资源有限且分散，又难以找到替代资源，造成炼焦用煤价格居高不下，特别是优质炼焦用煤。焦煤资源短缺对钢铁企业造成了巨大的成本压力，因此，解决焦煤来源或扩大焦煤资源是钢铁企业所面临的迫切问题。

焦煤在炭化室内被加热，受热的煤料首先释放出吸附的气体和水分。随着温度升高，煤料开始软化，有机质开始分解形成塑性体或胶质体，并析出大量焦油和气体，生成气、液、固三相为一体的胶质体，胶质体内热解生成的挥发物不能很快溢出，造成胶质体膨胀，挥发分溢出后留下气孔，因此，胶质层固化后生成的半焦是多孔结构。温度进一步升高，胶质体分解，缩聚反应加快，半焦逐渐收缩，形成裂纹并转化成焦炭。

在上述炼焦或成焦过程中，焦煤产生的胶质体的性能最为关键，在由胶质体形成半焦，半焦形成焦炭的地程中起着承上启下的确关键作用。焦煤区别于其它煤的关键就在于焦煤在成焦过程中可以形成完整的焦质体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种炼制焦炭用粘结成焦剂组合物。

本发明的关键在于选择适当的粘结成焦剂并进行配伍，这些化合物可以在炼焦过程中形成我们所期待的胶质体，由胶质体形成半焦，由半焦形成焦炭。

本发明还有一个关键点在于，找到不同粘结成焦剂和煤炭之间的配伍工艺，制成炼制合格焦炭的炼焦配煤。

本发明的思想，选择适当的粘结成焦剂，或许可以将煤化程度高于焦煤的瘦煤(lean coal)或者煤化程度低于焦煤的肥煤(fat coal)、气煤(gas coal)、1/3焦煤(1/3coking coal)、气肥煤(gas-fat coal)等各类煤炭资源用于炼制优质焦炭。

本发明所述的粘结成焦剂可以选自塑料(包括树脂)、橡胶(包括胶乳)、沥青、纤维高分子化合物或聚合物。

本发明所述的炼焦配煤可以是上述中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)中的一种或一种以上，包括贫瘦煤(lean coal)、瘦煤(lean coal)、焦煤(coking coal)、肥煤(fat coal)、气煤(gas coal)、1/3焦煤(1/3 coking coal)、气肥煤(gas-fas coal)。我们把它称作非焦煤。

我们按一定比例对煤与粘结成焦剂进行混合，配制成本发明所需的炼焦配煤。

本发明所述的炼焦配煤中的粘结成焦剂选自塑料(包括树脂)、橡胶(包括胶乳)、沥青、纤维等高分子聚合物。

本发明所述的粘结成焦剂可以是上述有机化合物或聚合物的一种或一种以上。

本发明所述的炼焦配煤中，粘结成焦剂所占比例为5～40重量％，为了提高质量，还可以加入焦煤，余量选择非焦煤。

本发明所述的塑料选自聚乙烯、聚丙烯、ABS、PET、PMMA、聚苯乙烯、聚碳酸脂、SAN树脂、EVA树脂、Noryl树脂、聚酯树脂。

本发明所述的橡胶选自丁苯橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、天然胶乳、合成胶乳、人造胶乳。