[发明专利]合成焦碳块及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种电炉合金冶炼过程中使用的还原剂——合成焦碳及其制备方法，尤其涉及一种以焦粉为原料制备的焦碳，用于部分或全部替代合金冶炼用焦碳。

背景技术

焦碳，是金属及合金冶炼行业在高炉、电炉冶炼过程中用量较大的还原剂，主要作用是将呈氧化状态存在的金属还原出来。在焦碳使用前，为防止粉状物料进入高炉或电炉影响冶炼过程，通常对焦碳进行筛分，从而将筛下粉状焦碳(焦碳粉)除去。焦粉含量一般占焦碳原料的10％以下，其特征是难磨及含水，很难得到再利用。

中国专利03121521.1提供的“种焦碳粘合块和生产方法”，是将焦碳粉、洗精煤粉、石灰粉、钠水玻璃溶液、十二烷基硫酸钠、氟硅酸钠按一定的比例混合，并以干密度要求的体积为基准压制成型、固化、干燥而得。中国专利200510018009.6提供的“合成焦碳及其制作方法”，由焦碳粉、氢氧化铝、高岭土、铝矾土按一定的比例混匀后，加热到能使沥青融化的温度，再将沥青加入，搅拌均匀，然后压制成原来体积的三分之一、固化、干燥而得。上述两种方法制作的焦碳块，都使结构分散、不成型、发热值低的废料焦碳粉得到了回收利用，但是这两种方法制作的焦碳块成本太高，很难在实际中得到应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低、发热值高的合成焦碳块，用于部分或全部替代合金冶炼用焦碳。

本发明的另一目的是提供一种合成焦碳块的制备方法。

本发明的合成焦碳块是以焦碳筛分后的焦粉为原料，并配以适量的粉状石英粉、水及液状粘结剂，经成型、干燥而得。其具体是有以下重量百分比的原料配制而成：

焦粉90％～96％，石英粉0.5％～3％、水0.5％～2％，液状粘结剂1％～5％；

本发明采用的焦粉为粒径在8mm以下的焦粉；采用的石英粉的粒径在0.2mm以下；液状粘结剂采用煤焦油或电极糊。

本发明合成焦碳块的制备方法，包括以下工艺步骤：

①将焦粉、石英粉、水、液状粘结剂按上述重量比例经机械混合均匀；

②采用对锟式挤压成型设备，对混合配料进行挤压成型；

③在自然状态下干燥或经过100～800℃温度烘干即为最终产品。

本发明合成焦碳块为块状或球状产物，固定碳含量≥80％，灰分≤16％，粒度5～18mm。

本发明主要采用焦碳筛分后的焦粉为原料，实现了焦粉的回收利用；配料中选用了石英粉作为填充剂能有效增加产品的体积，提高产品的均匀性和强度。石英粉的含量在0.5-3％间，发热值最大，此时能充分将焦粉均匀粘结，又不大影响固定碳含量，有效提高了合成焦碳块的发热值。经测定，本发明合成焦碳块的发热值在0.8～0.9MJ/KG，在合金冶炼中可部分或全部替代合金冶炼用焦碳。

本发明的配料组分少，原料成本低；制造工艺简单，设备投入少，制造成本低，易于工业化生产。

具体实施方式

实施例1、

配料：(以重量百分比计)

焦粉(粒径在8mm以下)96％，石英粉(粒径在0.2mm以下)2％、水1％，煤焦油1％；

工艺：先将焦粉、石英粉、水、煤焦油按上述重量比例经机械混合均匀；然后采用对锟式挤压成型设备，对混合配料进行挤压成粒度为5～18mm的球状，最后在自然状态下干燥即得。

制取的合成焦碳块固定碳含量≥80％，灰分≤16％，发热值在0.75～0.8MJ/KG。

实施例2

配料：(以重量百分比计)

焦粉(粒径在8mm以下)90％，石英粉3％、水2％，煤焦油5％；

工艺：先将焦粉、石英粉、水、煤焦油按上述重量比例经机械混合均匀；然后采用对锟式挤压成型设备，对混合配料进行挤压成粒度为5～18mm的块状，最后在200℃温度下烘干即得。

制取的合成焦碳块固定碳含量≥80％，灰分≤16％，发热值在0.8～0.9MJ/KG。

实施例3

配料：(以重量百分比计)

焦粉(粒径在8mm以下)93％，石英粉2％、水1％，电极糊4％；

工艺：先将焦粉、石英粉、水、液状粘结剂按上述重量比例经机械混合均匀；然后采用对锟式挤压成型设备，对混合配料进行挤压成粒度为5～18mm的块状，最后在100℃温度下烘干即得。

制取的合成焦碳块固定碳含量≥80％，灰分≤16％，发热值在0.8～0.85MJ/KG。