[发明专利]一种护炉用焦炭及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，更具体的说，涉及一种改善质量的护炉用焦炭及其生产方法。

背景技术

焦炭是高炉冶炼的重要原料，其作用有：热源；还原剂与渗碳剂；料柱骨架等。由于近年来炼焦煤价格的大幅度上涨，所以焦炭的价格随之上涨，焦炭的价格业已占据高炉冶炼成本的一大部分。而且，随着高炉冶炼强度的不断提高，导致高炉炉缸烧损增大，一定程度上影响了高炉的生产技术经济指标，同时也导致对焦炭质量相关要求(包括热态性质、冷态强度等)的日益提高。因此，有必要开发出一种质量相对较高且能用于护炉的焦炭。

目前，保护高炉炉缸的方法之一是通过向高炉冶炼的炉料中加入块状添加剂(例如，钒钛磁铁矿块矿)，此添加剂经过高炉中相应的还原过程在炉缸中形成粘附于炉缸内壁的TiC、TiN及其固溶体(例如，碳氮化钛Ti(C，N))，而这些形成在炉缸中TiC、TiN及其固溶体具有熔点高、粘性大、硬度大、化学和热稳定性好等一系列优异性能，从而可达到保护炉缸、减少炉缸侵蚀的目的，为高炉强化冶炼创造了条件。在高炉内生成Ti(C，N)主要过程是：在渣-焦界面上，先生成TiC，然后气相中的氮原子向TiC晶格中扩散，形成间隙固溶体Ti(C，N)。然而，传统的向高炉中加入钒钛磁铁矿块矿的方法，存在一定的局限性，例如，要按照一定的比例来分别添加块矿和焦炭，步骤较为繁琐，同时块矿的使用成本高，且其中TiO₂含量并非平均分布的稳定值，从而导致块矿的加入量不易控制，这不利于高炉冶炼长期稳定的运行。

另外，第101613616号中国专利公开，名称为护炉用焦炭及其制备方法，公开了通过在焦炭中加入重量百分比为1％～10％高钛渣，以制备护炉用焦炭的方法。然而，由于高钛渣是通过冶炼制得的，一般情况下，通过在电弧炉中电解还原钒钛磁铁精矿或钛精矿等含钛矿物来制备高钛渣，所以因该专利公开中使用了高钛渣而造成其技术方案成本相对较高。而且，该专利公开中未提及对焦炭质量(如，热反应性)的改进情况。

综上所述，很有必要研究一种低成本、改善质量且可用于护炉的焦炭。

发明内容

针对上述诸多问题，本发明提供了一种低成本、改善质量且可用于护炉的焦炭，所述焦炭通过在传统的焦炭组分中加入适量的钒钛磁铁精矿来制得。

本发明一方面提供了一种护炉用焦炭的生产方法，包括步骤：

(1)将重量百分比为90.0％～99.5％的煤和重量百分比为0.5％～10.0％的钒钛磁铁精矿混合均匀；

(2)将混合物料压实制块；

(3)干馏制焦；

(4)熄焦。

根据本发明的一方面的护炉用焦炭的生产方法，所述干馏制焦步骤中，升温速度可以为3～15℃/min，目标温度可以为950～1050℃，恒温时间可以为60～150min。

根据本发明一方面的护炉用焦炭的生产方法，所述熄焦步骤可以是干熄焦或水熄焦。

根据本发明一方面的护炉用焦炭的生产方法，所述钒钛磁铁精矿的成分按重量百分比计可以为：FeO 28.00％～36.00％，Fe₂O₃ 36.00％～47.50％，TiO₂9.00％～14.00％，V₂O₅ 0.42％～0.72％，SiO₂ 4.00％～5.50％，Al₂O₃ 2.50％～4.50％，余量为其它杂质。

本发明另一方面提供了一种护炉用焦炭，其成分按重量百分比计包含：固定碳79％～90％，灰分9％～18.5％，挥发分0.55％～1.5％，S 0.45％～1.0％，并且在灰分中含有按重量百分比计0.82％～9.12％的TiO₂和0.075％～0.214％的V₂O₅。

根据本发明另一方面的护炉用焦炭，其成分按重量百分比计包含：固定碳81.06％～85.17％，灰分13.69％～17.69％，挥发分1.14％～1.25％，S 0.56％～0.67％，并且在灰分中含有按重量百分比计2.6％～8.4％的TiO₂和0.098％～0.198％的V₂O₅。

本发明的有益效果是：

(1)改善了焦炭的热态性质，即焦炭的反应性(CRI)。在配合煤质量相同的情况下，根据本发明的护炉用焦炭的生产方法制得的焦炭的反应性(CRI)可改善0.6～2.8个百分点。