[发明专利]一种低灰分、高强度的铁焦及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低灰分、高强度的铁焦及其制备方法，所述铁焦的组成按照质量百分比包括：沥青5‑15％、磁铁矿粉5％‑10％、焦煤60‑70％和无烟煤5‑15％，其中，磁铁矿粉的Fe₃O₄含量≥65％。制备方法包括：(1)将沥青预先破碎；(2)按照质量配比，将预先破碎后的沥青与磁铁矿粉、焦煤和无烟煤混合均匀，进行二次破碎；(3)压制成型煤块，装入冷装冷出铁焦炉内，进行高温干馏后，炉内熄焦，降至室温后出焦，筛分整粒，得到铁焦。本发明采用合理的配煤方案配合制备工艺，得到的铁焦灰分低于10％，热强度达65％以上，具有较大的应用优势。

技术领域

本发明属于冶金领域，具体地说，涉及一种低灰分、高强度的铁焦及其制备方法。

背景技术

焦炭是固体燃料的一种，由煤在约1000℃的高温条件下经干馏而获得；主要成分为固定碳，其次为灰分，所含挥发分和硫分均甚少。焦炭主要用于冶炼钢铁或其他金属，也可用作制造水煤气、气化和化学工业等的原料。

焦炭是高炉炼铁中必不可少的原燃料，可以起到还原剂、骨架、热源的作用。中国的钢铁工业产量巨大，需要消耗大量优质矿产资源和焦煤资源，但是，中国面临优质矿产资源和焦煤资源逐渐枯竭的困境，因此，优化焦炭的性能对于缓解钢铁产量巨大、优质煤焦资源短缺和环境问题严峻之间的矛盾意义重大。

复合铁焦是目前高炉实现低碳炼铁的核心技术之一。复合铁焦是将含铁资源作为催化剂添加至配煤中，利用传统室式焦炉炼焦工艺或矿煤压块竖炉炭化工艺制得。炭化过程铁氧化物还原生成的金属铁弥散分布于碳基质内，对碳气化反应起良好催化作用，使得铁焦具有高反应性，其气化反应在较低温度下即可进行。高炉使用适量复合铁焦代替焦炭后，会使热储备区温度降低，增大煤气中CO实际浓度与平衡浓度的差值，提高铁氧化物还原反应驱动力，进而提高了高炉炉身工作效率，降低了焦比，减少了高炉CO₂排放，实现了高炉低碳炼铁。

目前，铁焦的制备工艺主要包括传统室式焦炉工艺和矿煤压块竖炉炭化工艺。传统室式焦炉工艺又分为散料体焦炉工艺、矿煤压块焦炉工艺和捣固焦炉工艺。铁焦的矿煤压块竖炉炭化制备工艺由矿煤压块成型和成型压块竖炉炭化两部分组成。根据矿煤压块成型工艺的不同，又可以将矿煤压块竖炉炭化工艺分为热压型铁焦制备工艺和冷压型铁焦制备工艺。热压型铁焦制备工艺是利用黏结性煤和弱黏结性煤在快速加热条件下黏结性可以明显提高的特性，当达到胶质体最大流动度温度时压制成型，再经竖炉炭化处理的铁焦制备工艺。冷压型铁焦制备工艺是通过使用黏结剂在常温或者较低温度下将矿煤压制成型并固结，再经竖炉炭化处理的铁焦制备工艺。

然而，现有方法生产的铁焦产品，存在灰分高、热强度低的问题，常规铁焦灰分普遍较高，在12％左右；热强度较低，普遍低于40％。若能提供一种灰分低、热强度高的铁焦，则具有重大的经济意义。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种低灰分、高强度的铁焦及其制备方法。本发明采用合理的配煤方案配合制备适合的工艺，得到的铁焦灰分低于10％，热强度达65％以上，具有较大的应用优势。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

本发明的第一目的是提供一种铁焦，所述铁焦的组成按照质量百分比包括：

沥青5-15％、磁铁矿粉5％-10％、焦煤60-70％和无烟煤5-15％，其中，磁铁矿粉中Fe₃O₄含量≥65％

本发明的铁焦中，利用了沥青和磁铁矿粉对炼焦煤的胶质体进行调节，同时配入无烟煤，无烟煤能起到瘦化作用以进一步提高焦炭强度。本发明的铁焦的内部裂纹少，而且灰分低于10％，热强度达65％及以上，使铁焦在下游的炼铁应用中的优势明显。