[发明专利]一种以钢渣和铁矿粉制备铁焦的方法

说明书

本发明提供了一种以钢渣和铁矿粉制备铁焦的方法，步骤包括：以质量百分比计，按5％～15％的钢渣、5％～15％的铁矿粉、10％～25％的瘦煤、50％～65％的1/3焦煤、5％～15％的无烟煤配备原料；将上述原料混合后加热，然后热压成型制得热压块；将热压块置于外热式炭化炉内炭化；炭化后的热压块在密闭的容器中冷却至室温得到铁焦。本发明提供的一种以钢渣和铁矿粉制备铁焦的方法，原料来源广泛，工艺流程简单，能耗低，成本低。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种以钢渣和铁矿粉制备铁焦的方法。

背景技术

铁焦是以煤和催化剂为原料炼制的具有高反应性的一种优良的炼铁原料。铁焦具有起始反应温度低、反应速率快、提高还原铁矿石还原驱动力的特点。铁焦可使碳的气化反应在较低温度下提前进行，进而降低热储备区的温度水平，改善高炉内铁矿石还原反应效率，提高煤气利用率。

碱土金属、过渡元素金属均可作为催化剂加入煤中，进而提高反应性。催化剂的加入方式有预先加入法和后加入法。预先加入法是指在将催化剂加入到配煤中共同焦化得到铁焦。后加入法是指在出焦过程中在表面喷洒催化剂溶液。采用后加入法会时在运输过程中铁焦表面的催化剂会脱落，不能很好的起到提高铁焦反应性。

另一方面，钢渣中含有大量的氧化钙、氧化镁和含铁物质，这对焦炭气化反应有很好的催化作用。铁矿粉中的铁氧化物在铁焦炭化过程中会被还原成金属铁进而对碳的气化反应起到催化作用。钢渣和铁矿粉共同作用比两者单独作用更能显著提高焦炭的反应性。因此可以利用钢渣和铁矿粉双重催化作用制备铁焦。

目前，关于铁焦的制备的方法有很多种，如专利CN103756701中所述，以配合煤为原料，以钢渣为添加剂，采用焦炉炼焦的工艺制备铁焦。所加钢渣粒度不超过0.2mm，质量不超过配合煤质量的1％。

专利CN101910364中所述，将含有铁氧化物的物质和含碳物质混合并进行成型，然后使所述成型物的表面温度在550-600℃的温度范围内，以不大于20℃/min的加热速度进行干馏来制造铁焦。

专利CN102827624所述，其原料以赤泥10％～40％、煤粉60％～90％的比例混合，在300-800g/cm²的压力下采用对辊压球机冷压成型，得到强度不低于20N/球的铁焦，然后采用混装方式将及散装物料装于焦炉中，在保护气氛下加热至焦饼中心温度达到900～1100℃，并保温1-2小时，最终得到高强度铁焦。

如CN103468287所述，将粒径小于74μm的钢渣作为催化剂与煤样分别烘干后均匀混合形成混料，向炼焦反应罐中加入占混料质量的9～11％的水和占混料质量0～15％的钢渣，并捣固密封得到煤饼，混料放入炼焦反应罐中的堆积密度为950～1150kg/m³，将炼焦炉升温至800℃时将炼焦反应罐快速置入炉膛中心，炉温升至1000～1100℃后恒温6～8h，取出反应罐，冷却即得铁焦。

如CN103468289所述，将5％～20％钢渣和80％～95％配合煤加水混合均匀并捣固，在800℃时将其放入焦炉，以2℃/min～5℃/min速率升温，950～1050℃时出焦；并采用湿法熄焦而得到铁焦，其所述的配合煤由25％～29％1/3焦煤、40％～44％焦煤、7％～11％瘦煤、6％～10％气肥煤和12％～16％肥煤混合而成。

但这些方法主要存在以下问题：(1)单纯采用含铁物质或钢渣来制备铁焦，没有用钢渣和含铁物质共同制备铁焦。(2)有些方法需使用昂贵的粘结剂，同时无机粘结剂含有Na、K、Cl等杂质元素，有机粘结剂不具有高温强度。(3)有些方法配加了将近一半或者更多的焦煤，节焦效果有限，同时限制了无焦煤地区的推广使用。为降低能耗，简化工艺流程，降低环境负荷，实现钢铁工业的可持续发展，有必要积极探索研究制备铁焦的新方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种原料来源广泛，工艺流程简单，能耗低，成本低的以钢渣和铁矿粉制备铁焦的方法。