一種利用蘭炭代替焦丁的高爐生產方法
【技術領域】：
[0001] 本發明涉及一種利用蘭炭代替焦丁的高爐生產方法，屬于高爐煉鐵技術領域。
【背景技術】：
[0002] 我國煤炭資源種類豐富，但優質煉焦煤資源稀缺。在現有已探明的煙煤儲量中，焦 煤、肥煤、氣煤和瘦煤等煉焦用煤的儲量較低，僅占20%左右，其中優質焦煤和肥煤的儲量 僅占8%左右。而焦肥煤是生產高爐用冶金焦的主要原料，當前國內鋼鐵產能巨大，對焦炭 的消耗量也非常大，因此，焦肥煤資源的短缺狀況日益加劇。
[0003] 蘭炭主要是由高揮發分的弱粘結性煤或不粘煤經中低溫干餾制得的半焦產品。其 中，塊狀蘭炭固定碳高、灰分低、硫、磷等有害元素含量低，同時塊狀蘭炭反應性高，極易與 CO2發生氣化反應。因此，塊狀蘭炭成分與冶金焦炭成分基本接近，部分指標優于焦炭，蘭炭 反應性高，在高爐中可優先與CO 2反應，一方面可以減輕焦炭的劣化程度，另一方面還可以 提高含鐵爐料周圍的還原勢，從而改善含鐵爐料的還原效率。
[0004] 與焦炭相比，塊狀蘭炭強度較低，因此，蘭炭不能代替作為料柱骨架的焦炭。但蘭 炭反應性高，可以代替焦丁與含鐵爐料混合應用于高爐生產。蘭炭代替焦丁在高爐中應用， 一方面可以緩解優質煉焦煤資源的短缺狀況，另一方面有利于提高含鐵爐料在高爐內的還 原效率。
【發明內容】
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[0005] 本發明的目的是提供一種利用蘭炭代替焦丁的高爐生產方法，以解決現有技術中 高爐生產對焦炭的依賴，導致焦肥煤資源的嚴重短缺，生產成本的提高以及環境污染的加 劇等技術問題。
[0006] -種利用蘭炭代替焦丁的高爐生產方法，其特征在于，將塊狀蘭炭和焦丁按一定 比例搭配后混勻，將混勻的塊狀蘭炭和焦丁與含鐵爐料混合加入高爐，塊狀蘭炭與焦丁的 質量比為30~100:70~0。
[0007] 進一步的，所述的塊狀蘭炭質量指標?兩足：80 % ;A 13 % ;S t,d< 0. 8 % ; M25彡 30% ;M 丨。彡 30% ;CRI 彡 40% ;粒度范圍：5mm ~35mm〇
[0008] 本發明相比于現有技術，具有以下有益效果：
[0009] 本發明提供的一種利用蘭炭代替焦丁的高爐生產方法，蘭炭代替焦丁應用于高 爐，可以減少高爐中焦炭的使用量，從而緩解優質煉焦煤資源的緊缺狀況，并擴展了優質塊 狀蘭炭的應用領域。蘭炭反應性高，在高爐中可以減輕焦炭的劣化程度，同時提高含鐵爐料 周圍的還原勢，從而改善含鐵爐料還原效率。蘭炭價格較低，使用蘭炭代替焦丁可降低鋼鐵 企業成本，提升企業經濟效益。
【附圖說明】：
[0010] 圖1蘭炭和焦炭氣化反應失重率對比圖；
[0011] 圖2不同蘭炭配比下焦炭反應失重率對比圖；
[0012] 圖3不同條件下燒結礦還原度對比圖。 具體實施方案：
[0013] 1、蘭炭氣化反應特性
[0014] (1)將蘭炭和焦炭進行破碎，分別選取16~20mm的蘭炭和焦炭樣品，在105°C下 烘干。
[0015] (2)分別選取蘭炭和焦炭樣品，放入到程序還原爐內，通入流量為2L/min的隊保 護，以10°C /min的升溫速率開始加熱升溫，在1100°C下，關閉N2，通入流量為5L/min的C02， 恒溫反應Ih后，通入流量為2L/min的N 2保護冷卻至室溫。
[0016] (3)將實驗結束后的蘭炭和焦炭樣品進行稱重，計算蘭炭和焦炭的氣化反應失重 率。
[0017] 實驗結果如表1和圖1所示。
[0018] 表1蘭炭和焦炭氣化反應失重率
[0019]
[0020] 蘭炭氣化反應失重率遠高于焦炭，說明蘭炭與0)2氣化反應能力強，在高爐中與 CO2相遇時，蘭炭會優先與CO2發生反應。
[0021] 2、蘭炭對焦炭氣化反應的影響。
[0022] (1)將蘭炭和焦炭進行破碎，分別選取23~25mm的蘭炭和焦炭樣品，在105°C下 烘干。
[0023] (2)選取蘭炭和焦炭樣品，按照蘭炭配比分別為0、15%、30%和50%進行蘭炭與 焦炭的混裝實驗，實驗樣品總重為l〇〇g，放入到中溫管式爐內，通入流量為2L/min的隊保 護，以10°C /min的升溫速率開始加熱升溫，在1100°C下，關閉N2，通入流量為3L/min的C02， 恒溫反應Ih后，通入流量為2L/min的N 2保護冷卻至室溫。
[0024] (3)將實驗結束后的蘭炭和焦炭樣品分別進行稱重，計算蘭炭和焦炭的氣化反應 失重率。
[0025] 實驗結果如表2和圖2所示。
[0026] 表2不同配比下蘭炭和焦炭氣化反應失重率
[0028] 隨著蘭炭配比的增加，焦炭反應失重率不斷下降，說明配入蘭炭可有效降低焦炭 的劣化程度，從而起到對焦炭的保護作用。
[0029] 3、蘭炭對鐵礦石還原度的影響。
[0030] (1)將蘭炭、焦炭和燒結礦進行破碎，分別選取16~20mm的蘭炭和焦炭以及10~ 12. 5mm的燒結礦樣品，在105°C下烘干。
[0031] (2)分別選取20g蘭炭和焦炭樣品，60g燒結礦樣品，將蘭炭或焦炭與燒結礦均勻 混合后，放入到中溫管式爐內，通入流量為2L/min的N2保護，以KTC /min的升溫速率開始 加熱升溫，在ll〇〇°C下，關閉N2，通入流量為5L/min的60% C0+40% OV混合氣體，恒溫反 應Ih后，通入流量為2L/min的N2保護冷卻至室溫。
[0032] (3)將實驗結束后的蘭炭、焦炭和燒結礦樣品分別進行稱重，計算蘭炭和焦炭的氣 化反應失重率以及燒結礦的還原度。
[0033] 實驗結果如表3和圖3所示。
[0034] 表3不同配比下蘭炭和焦炭氣化反應失重率
[0035]
[0036] 當燒結礦與蘭炭混合時，燒結礦還原度高于燒結礦與焦炭混合時。與焦炭相比，蘭 炭反應性高，當蘭炭與燒結礦混合時，可以使得燒結礦周圍CO濃度提高，還原勢提高，因而 還原度得到升高。
[0037] 4、一種利用蘭炭代替焦丁的高爐生產方法，將塊狀蘭炭與焦丁按一定比例搭配 后，與含鐵爐料混合應用于高爐，其中，塊狀蘭炭與焦丁的質量比分別從30:70逐漸增加到 70:30和100:0。分別按照上述比例在450m 3高爐進行了蘭炭代替焦丁工業試驗，結果表 明，與未使用蘭炭時相比，使用蘭炭后高爐燃料比分別降低了 〇.35kg/tHM、1.57kg/tHM和 2. 78kg/tHM，說明高爐使用蘭炭代替焦丁后，經濟技術指標改善較明顯。
[0038] 5、本發明所述的蘭炭質量指標滿足：Cd$80%;Ad< 13%;St,d<0.8%;M25>30%; M10彡30% ;CRI彡40% ;粒度范圍：5mm~35mm。高爐生產采用滿足上述指標的蘭炭可取 得較好的冶煉效果。
【主權項】
1. 一種利用蘭炭代替焦丁的高爐生產方法，其特征在于，將塊狀蘭炭和焦丁按一定比 例搭配后混勻，將混勻的塊狀蘭炭和焦丁與含鐵爐料混合入爐，塊狀蘭炭與焦丁的質量比 為 30 ~100:70 ~0。2. 根據權利要求1所述的一種利用蘭炭代替焦丁的高爐生產方法，其特征在于，所述 蘭炭質量指標滿足：(^彡80%洫#13%;3以彡0.8%;]\1 25彡30%;]\11。彡30%;0?1彡40% ; 粒度范圍：5mm~35_。
【專利摘要】本發明涉及一種利用蘭炭代替焦丁的高爐生產方法，該方法將塊狀蘭炭與含鐵爐料混合應用于高爐，同時通過實驗研究了塊狀蘭炭對燒結礦還原的促進效果，為塊狀蘭炭代替焦丁的使用奠定了基礎。本發明利用蘭炭代替焦丁應用于高爐生產，一方面可以減少高爐中焦炭的使用量，同時可利用通過弱粘結性煤干餾得到的蘭炭產品，從而緩解優質煉焦煤資源的短缺，另一方面還可以提高含鐵爐料在高爐內的還原效率。蘭炭固定碳高、灰分低、硫含量低，氣化反應活性高，在高爐中代替焦丁可減少渣量、降低燃料比，同時可減少SO2等污染物的排放。
【IPC分類】C21B5/00
【公開號】CN105018662
【申請號】CN201510472774
【發明人】張建良, 王廣偉, 高冰, 王喆, 徐潤生, 王海洋, 宋騰飛
【申請人】北京科技大學
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年8月4日