[发明专利]铸造用高效还原剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种还原剂产品，具体指铸造行业冲天炉熔铁用的高效还原剂。本发明同时还涉及该高效还原剂的制备方法。

 

背景技术

铸造焦是铸造行业冲天炉熔铁的主要还原剂产品，但我国对这一材料的研究起步较晚，自建国后的30多年，铸造行业一直使用的是灰分在12%—16%的冶金焦，甚至使用灰分大于16%的化工焦或土焦，其铸件的质量和效益都很低，直到上世纪80年代才开始进行铸造焦的研制和应用。

铸造焦生产技术和工艺经过近30年的发展，虽然取得了一定的成绩和经验，在强度、块度、固定炭含量及硫含量方面有了较大的提高。但是，到目前为止，其生产技术工艺仍大多采用常规炼焦方式生产，结构不合理，工艺落后，采用倒烟炉生产，在燃烧过程中释放了大量的二氧化硫，环境污染严重。同时，产品在高技术标准要求方面仍存在一些问题。

随着我国铸造行业的不断发展，对铸造焦的需求量也在不断增长，其结果势必会增加对优质焦煤的依赖程度。由于炼焦煤需求量不断增加，粘接性烟煤的供应日趋紧张，价格不断上涨，同时，供给的原料煤质量也不稳定，使我国本来就硫份和灰分偏高的炼焦煤又雪上加霜。同时，国家进一步加大了环境保护力度，建设资源节约型、环境友好型社会，大力发展循环经济，加大自然生态和环境保护力度，强化资源管理等一系列政策的出台，亦威胁着传统炼焦厂的生存。

为了促进我国铸造行业整体水平，提升铸件产品质量，必须改变我国现阶段铸造焦生产制备工艺、技术、生产成本、环境污染等问题。

高效还原剂是一种新型材料产品，主要用于铸造化铁炉等需要增温还原的工艺，它可以保证化铁炉出炉铁水的温度达到1500℃以上。长期以来我国铸造化铁炉使用铸造焦、冶金焦等一般焦炭，致使不少化铁炉的温度停留在1400℃左右，由于铁水温度偏低，导致铸件内在质量差、废品率高，尤其影响优质铸铁件、薄壁铸铁件、球墨铸铁件的生产。

高效还原剂在化铁炉中的作用主要是供给铸铁融化和铁水过热的热量，同时也使铁水渗碳、造渣及承担炉内床层进风的填料。而冶金焦在高炉中除了起燃料的作用外，还具有将铁矿石还原为生铁的作用。由于两者的作用不同，所以高效还原剂比冶金焦有更严格的要求，主要如下：

有较高的碳含量（即灰分含量更低），以保证铁水过热；

要求块度大，强度大，以防止过早燃尽而难以保证铁水过热；

冶金焦作为还原剂，要求有良好的反应性和较大的气孔率，而高效还原剂要求低的反应性和低的气孔率。

开发应用高效还原剂，是我国继冶金焦、铸造焦之后的又一种新的品种，国内从80年代初开始高效还原剂的研制，取得了一定的成绩。但由于生产工艺等诸多原因，至今国内仍无正式投入规模化生产的高效还原剂厂。主要是因为高效还原剂需要采用灰分少、挥发份低、热值高的无烟煤为原料，但无烟煤无粘结性和结焦性；添加焦煤、肥煤、瘦煤等又会降低还原剂的性能。为增加其成型性能和烧结后的强度，势必加入粘结剂，而粘结剂和无烟煤中的挥发份对大气污染重。现有的工艺往往采取挥发份逆流回烧的方式处理挥发份，但挥发份中的沥青和焦油燃烧又会产生新的污染问题，往往使得后面废气处理成本较高。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种块度大、强度高、灰分和硫分低、气孔率和反应性较低的铸造用高效还原剂。

本发明同时还提供该高效还原剂的制备方法。

     本发明的技术方案是这样实现的：铸造用高效还原剂，它由如下质量百分含量的各组分构成，生无烟煤28-30%；煅烧无烟煤57-60%；软化点为65-90℃的中温沥青10-15%。

上述铸造用高效还原剂的制备方法为：

1）备料--将需要的生无烟煤、煅烧无烟煤和沥青进行备料，其中生无烟煤和煅烧无烟煤的粒径小于2mm；

2）混捏--将生无烟煤和煅烧无烟煤按要求的配比加入混捏锅内，在110-130℃条件下搅拌8-12分钟，再将加温融化后的沥青加入混捏锅搅拌8-12分钟，混捏完毕；

3）成型--混捏后的原料加工成需要的形状，得到半成品；

4）装炉炭化--将预先准备的填料和第3）步得到的半成品一起装入碳化炉中进行炭化，炭化结束的半成品即为所述高效还原剂；所述填料为粒径2～8mm的生无烟煤，填料与半成品质量比为4：6。