發(fā)布時(shí)間：2021-04-03 05:12

　　鋼鐵工業(yè)長(zhǎng)期面臨著資源短缺和環(huán)境污染的的發(fā)展現(xiàn)狀,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和綠色冶金是鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)。而高爐煉鐵是鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的關(guān)鍵,急需研發(fā)低碳高爐煉鐵新技術(shù)。復(fù)合鐵焦是實(shí)現(xiàn)低碳高爐煉鐵的一種新型碳鐵復(fù)合爐料。高爐使用鐵焦后可降低熱儲(chǔ)備區(qū)溫度,提高冶煉效率,降低焦比,從而實(shí)現(xiàn)CO₂減排。綜述了國(guó)內(nèi)外鐵焦制備與應(yīng)用的研究進(jìn)展,主要包括鐵焦的制備工藝和高爐應(yīng)用。歸納了各種鐵焦制備工藝的特點(diǎn)。同時(shí)提出并研究了礦煤壓塊-豎爐炭化-高爐應(yīng)用的冷壓型鐵焦制備與應(yīng)用新技術(shù)。重點(diǎn)進(jìn)行了冷壓型鐵焦的制備及冶金性能優(yōu)化、高爐應(yīng)用冷壓型鐵焦等試驗(yàn)研究。冷壓型鐵焦制備適宜的工藝條件為,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%鐵礦粉、45%煙煤1、10%煙煤2、10%煙煤3、5%無(wú)煙煤、5%瀝青類黏結(jié)劑B混合加熱至60℃,并進(jìn)行冷壓成型;成型壓塊再經(jīng)豎爐1 000℃炭化4h;獲得抗壓強(qiáng)度3 977N、I型轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度77.7%、反應(yīng)性69.7%、反應(yīng)后強(qiáng)（固定氣化溶損量20%）42%的優(yōu)質(zhì)鐵焦。高爐綜合爐料中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%～30%冷壓型鐵焦,綜合爐料熔滴性能明顯改善。以上研究為鐵焦實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)與低碳高爐... 

【文章來(lái)源】：鋼鐵. 2020,55(08)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

鐵焦生球和成品球外觀形貌

東北大學(xué)儲(chǔ)滿生等[20-22]將鐵礦粉加入煙煤和無(wú)煙煤中，并加熱至300℃進(jìn)行壓塊成型，再利用實(shí)驗(yàn)室炭化豎爐將礦煤壓塊加熱至1 000℃炭化4h，獲得鐵焦產(chǎn)品。通過(guò)配煤配礦試驗(yàn)對(duì)熱壓鐵焦冶金性能進(jìn)行優(yōu)化，獲得抗壓強(qiáng)度為5 049N、反應(yīng)性指數(shù)為61.08%、反應(yīng)后強(qiáng)度為51.23%的優(yōu)質(zhì)鐵焦。此工藝是基于礦煤壓塊豎爐炭化的熱壓型鐵焦制備方法，無(wú)需使用黏結(jié)劑，充分利用煙煤的熱塑性將非黏結(jié)性的無(wú)煙煤和鐵礦粉黏結(jié)在一起，保證壓塊產(chǎn)物的強(qiáng)度，獲得了高反應(yīng)性高強(qiáng)度的鐵焦產(chǎn)品。但是，熱壓溫度較高，會(huì)增加能耗。而且煤粉在加熱、混合及成型過(guò)程中產(chǎn)生大量易燃易爆熱解氣和粉塵，存在環(huán)保和安全問(wèn)題，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)工作環(huán)境較為惡劣。1.2 高爐應(yīng)用鐵焦研究

日本新日鐵鋼鐵公司對(duì)利用焦?fàn)t生產(chǎn)鐵焦及其性能進(jìn)行了研究[8]。將煤和鐵礦粉的混合物裝在一個(gè)鍍鋅鋼箱里，然后將箱子放入試驗(yàn)焦?fàn)t中炭化，在相當(dāng)于實(shí)際焦?fàn)t內(nèi)煙道溫度1 250℃的升溫曲線下炭化18.5h。鐵礦的添加降低了煤粉的結(jié)焦性能，從而降低了鐵焦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度，但顯著提高了鐵焦的反應(yīng)性。在1 200℃條件下，鐵礦粉會(huì)和二氧化硅反應(yīng)生成鐵橄欖石而破壞焦?fàn)t爐墻磚襯。如圖1所示，鐵礦粉在1 100℃時(shí)沒(méi)有變化。而在1 200℃時(shí)，鐵礦粉對(duì)硅磚的侵蝕和破壞較大，在被侵蝕的部位周圍有一個(gè)顏色不同的環(huán)形部分。因此，焦?fàn)t炭化室溫度需控制在1 100℃以下。在上述研究基礎(chǔ)上，為了生產(chǎn)滿足實(shí)際高爐操作所需強(qiáng)度的高反應(yīng)性鐵焦，在工業(yè)規(guī)模的焦?fàn)t中進(jìn)行了生產(chǎn)試驗(yàn)[8]。鐵礦粉添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.5%，鐵礦粉和煤粉從不同料倉(cāng)通過(guò)皮帶運(yùn)至焦?fàn)t炭化室。考慮到焦?fàn)t炭化室墻面與煙道之間溫差（最低150℃），煙道溫度被控制在1 250℃，總炭化時(shí)間為24h，排出的鐵焦經(jīng)水淬熄焦。生產(chǎn)的鐵焦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度DI15150為80.9%，反應(yīng)性指數(shù)JIS ReI(Japanese Industrial Standard coke reactivity index）為48.8%，反應(yīng)后強(qiáng)度為16.3%，鐵礦的還原率為70%。生產(chǎn)過(guò)程中，焦?fàn)t爐墻磚襯沒(méi)有受到負(fù)面影響。此鐵焦生產(chǎn)工藝，雖然不需要重大的資本投資，只需利用現(xiàn)有焦?fàn)t設(shè)施做輕微的改動(dòng)便可使用，但是需要解決以下關(guān)鍵問(wèn)題：（1）為防止焦?fàn)t爐墻侵蝕，需嚴(yán)格準(zhǔn)確控制炭化室溫度，否則造成炭化工藝復(fù)雜化；（2）結(jié)焦時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，能耗高；（3）鐵焦熱強(qiáng)度低，難以滿足高爐使用要求。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]焦炭熱性質(zhì)評(píng)價(jià)方法的研究進(jìn)展[J]. 謝全安,魏偵凱,郭瑞,程歡.  鋼鐵. 2018(09)
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[5]工藝參數(shù)對(duì)熱壓鐵焦抗壓強(qiáng)度的影響[J]. 王宏濤,儲(chǔ)滿生,趙偉,柳政根.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(06)
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