[发明专利]一种以钢渣制备高反应性焦炭的方法

说明书

本发明提供了一种以钢渣制备高反应性焦炭的方法，其步骤包括：按设定的配比配备原料；将原料混合后加热，然后热压成型制得热压块；将热压块置于外热式炭化炉内高温炭化；热压块高温炭化后在密闭容器中冷却至室温得到高反应性焦炭。本发明提供的一种以钢渣制备高反应性焦炭的方法，原料来源广泛，工艺流程简单，生产成本较低。

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制备高反应性焦炭的方法。

背景技术

当前，节能减排是钢铁企业致力追求的方向。钢铁工业是CO₂排放大户，其中炼铁系统(含烧结、球团、焦化和高炉工序)CO₂排放量达到整个钢铁生产流程的80％以上，是钢铁产业能源消耗和排放量最多的工序，这就要求钢铁工业提高生产技术减少CO₂的排放。

随着钢铁冶炼过程的基础研究的提高，人们对高炉原料之一焦炭的性质有了新的认识，提出使用高反应性焦炭技术，为企业寻找到了节能降耗的新途径。高反应性焦炭是与普通焦炭相比具有更高热反应性且强度能够满足高炉生产的焦炭，具有起始反应温度低、反应速率快的特点。高炉使用高反应性焦炭可以减少CO₂的排放。使用高反应性的焦炭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，提高了煤气利用率，因此，高反应性焦炭被认为是一种新型的高炉炼铁原料。

高反应性焦炭是将催化剂添加到炼焦煤中炼制的具有高反应性的焦炭。碱土金属、过渡元素金属均可作为催化剂提高焦炭的反应性。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高反应性焦炭。后加入法是指在出焦过程中向焦炭表面喷洒催化剂溶液。另一方面，钢渣是炼钢过程中产生的固体废弃物。钢铁工业产生的大量钢渣以达约10亿吨，大部分以堆积为主，其综合利用率不超过30％。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。因此可以利用钢渣制备高反应性焦炭。既能达到废物利用，又能得到高反应性焦炭。

目前，关于高反应性焦炭的制备的方法有很多种，如专利CN103756701A中所述，以配合煤为原料以钢渣为添加剂，利用焦炉炼焦。所加钢渣粒度不超过0.2mm，质量不超过配合煤质量的1％，制备高反应性焦炭。

专利CN101910364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的加热速度制造高反应性焦炭。

专利CN102719264A所述，提供一种高反应性焦炭及其生产方法，焦炭为内外两层结构，其内部是配好的炼焦制成的，外层由高挥发份煤和配好的炼焦用煤混匀制成。其方法包括1.配煤；2.煤核的制作：称量45％～50％的炼焦用煤，经破碎、加粘结剂、压球后制成煤核，喷涂沥青，制得煤核；3.核外炼焦煤的处理：称量20％～25％的高挥发份煤，经干燥、破碎、筛分，将粒度小于3mm的煤粉送入预混机与30％～35％的炼焦用煤混合均匀；4.成品原料制备：将核外炼焦煤送入微摆混合槽，再放入煤核，使两者粘结混合；5.炼焦，得到成品焦炭。

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，占混料质量的9～11％的水放入炼焦反应罐中并捣固密封得到煤饼，钢渣占混料质量的0～15％，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900℃时将炼焦反应罐中快速置入炉膛中心，炉温升至1000～1100℃后恒温6～8h，取出反应罐，冷却即得高反应性焦炭。

如CN103468289所述，将5％～20％钢渣和80％～95％配合煤加水混合均匀，捣固在900℃时放入焦炉，按2℃/min～5℃/min速率升温，950～1050℃时出焦；并采用湿法熄焦而得到高反应性焦炭，其所述的配合煤成分由25％～29％的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。