一种使用铸铁球作为压荷材料的捣固炼焦方法与流程

本发明涉及一种捣固炼焦方法，尤其适用于焦煤炼制中使用的一种使用铸铁球作为压荷材料的捣固炼焦方法。

背景技术：

我国煤炭资源相对丰富，已探明可采储量7300多亿吨，其中炼焦煤储量约占37％。但煤炭资源的分布很不平衡，主要集中在华北地区，其次是西北地区，而东北地区和中南地区煤炭资源相对较少，只占30％左右。我国炼焦煤煤种虽然齐全，但分布很不均衡，焦煤、肥煤是生产焦炭的主力煤种，而在中国的炼焦煤资源中，焦煤仅占不足24％，肥煤、气肥煤仅占约13％，去除高灰、高硫、难洗选、不能用于炼焦的部分，优质的焦煤和肥煤占查明煤炭资源储量的比例不足6％和3％。目前优质焦煤、肥煤短缺已成为部分企业保障焦炭质量的障碍。

针对焦煤、肥煤稀缺煤种资源短缺的问题，除了加大对资源管理的力度、勘探力度、进行保护性、有规划的开采，以及加强煤炭资源回收率等措施，还应大力发展新型炼焦工艺，改善焦炭质量以及减少肥煤、主焦煤的配比，从而实现炼焦工艺用煤与我国炼焦煤的储量相匹配。捣固炼焦、配型煤技术、煤调湿技术和干熄焦技术等新工艺的应用备受生产企业关注。

目前，涉及捣固炼焦的专利绝大多数是在常温状态下对煤样进行捣固，虽可部分提高焦炭质量，但焦炭质量仍有上升空间。另外，随着人们对焦炭在高炉中行为认识的深入，以往评价焦炭冷态强度指标的机械强度m40和耐磨强度m10越来越多的被焦炭热强度指标反应性cri和反应后强度csr所代替。由于评价焦炭质量指标的不同也会对捣固工艺的最佳操作温度产生影响。

技术实现要素：

为了克服上述技术问题，本发明提供一种方法简单、炼焦效果好的使用铸铁球作为压荷材料的捣固炼焦方法。

为实现上述技术目的，本发明的使用铸铁球作为压荷材料的捣固炼焦方法，其步骤如下：

a首先将配合好的炼焦煤在捣固机中形成捣固后煤饼，煤饼最顶部制成平底槽型结构；

b在捣固后煤饼上方平底槽型结构内放置一层铸铁球作为压荷材料，铸铁球之间致密布置；

c将捣固后煤饼放入炭化室内，然后利用炭化室升温继续进行炼焦操作，炼焦在炭化过程中，当煤饼加热到一定阶段时，会产生气液固三相组成的胶质体，通过铸铁球对煤饼的挤压使颗粒在胶质体的液相中产生滑移，煤饼内颗粒间的距离缩小，有助于形成块度大、强度高的焦炭，从而提升焦炭质量；

d炼焦结束后并推焦，采用干法或湿法熄焦，之后通过运焦皮带将焦炭输送仓储，输送过程中使用磁力设备将混在焦炭中的铸铁球吸附分离出来，继续循环使用。

进一步，炼焦一般控制的最高温度为1100℃，因此，可以选择铸铁材料的球，也可以选其它可磁化材料的球，只要不会产生熔融现象即可，铸铁材料相对廉价易得，不同材料的熔融温度是：低碳钢:1420--1450℃；中碳钢:1450--1470℃；合金钢:1450--1570℃；马口铁1320--1350℃；灰铸铁:1320--1350℃；球墨铸铁:1340--1400℃。

进一步，所述煤饼最顶部形成的平底槽型结构具体是在煤饼顶部形成一圈高槽边，使边沿高于中间部分平面3-5cm，从而及方便放置铸铁球，又可以通过高槽边放置铸铁球移动。

进一步，所述铸铁球设置在煤饼最顶部制成平底槽型结构内均匀散布单层铸铁球，既能很好的压住煤饼，铸铁球与铸铁球之间留有的自然缝隙又能在碳化过程中使煤气从铸铁球之间的缝隙溢出，从而提高成焦率同时改善焦炭质量。

进一步，所述铸铁球的直径为30-40mm。

有益效果：本方法首先在捣固后煤饼顶部制成平底槽型结构，在平槽结构中放置铸铁球，当炼焦在加热到一定阶段时产生气液固三相组成的胶质体，铸铁球对煤饼的挤压使炼焦煤颗粒在胶质体的液相中产生滑移，颗粒间的距离缩小，形成块度大、强度高的焦炭，从而提升成品焦炭的质量，压荷材料可以使顶部煤饼受压，达到与下部煤饼挤压的近似效果，适用于所有焦炉，尤其是大炉膛炼焦炉，顶层端面面积越大效果越明显。本方法步骤简单，能够使企业的焦炭质量指标提高，降低焦末产率。

附图说明

图1为本发明中在捣固后煤饼上方设置铸铁球作为压荷材料的结构示意图。

图中：1-捣固后煤饼；2-铸铁球；3-高槽边。

具体实施方式

下面结合附图对

本技术：
的实施例做进一步说明：

本发明的一种使用铸铁球作为压荷材料的捣固炼焦方法，其步骤如下：

a首先将配合好的炼焦煤在捣固机中形成捣固后煤饼1，捣固后煤饼1最顶部制成平底槽型结构；所述捣固后煤饼1最顶部形成的平底槽型结构具体是在煤饼顶部形成一圈高槽边3，高槽边3高于中间部分平面3-5cm；

b在捣固后煤饼1上方平底槽型结构内放置一层铸铁球2作为压荷材料，并利用高槽边3防止铸铁球2移动，将捣固后煤饼1放入炭化室内。具体的，所述铸铁球2设置在捣固后煤饼1最顶部制成平底槽型结构内均匀单层散布，既能很好的压住捣固后煤饼1，铸铁球与铸铁球之间留有的自然缝隙又能在碳化过程中使煤气从铸铁球之间的缝隙溢出，从而提高成焦率同时改善焦炭质量，所述铸铁球2的直径为30-40mm；

炼焦一般控制的最高温度为1100℃，因此，可以选择铸铁材料的球，也可以选其它可磁化材料的球，只要不会产生熔融现象即可，铸铁材料相对廉价易得，不同材料的熔融温度是：低碳钢:1420--1450℃；中碳钢:1450--1470℃；合金钢:1450--1570℃；马口铁1320--1350℃；灰铸铁:1320--1350℃；球墨铸铁:1340--1400℃。

c然后利用炭化室升温继续进行炼焦操作，炼焦在炭化过程中，当捣固后煤饼1加热到一定阶段时，会产生气液固三相组成的胶质体，通过铸铁球2对捣固后煤饼1的挤压使颗粒在胶质体的液相中产生滑移，此时煤饼内颗粒间的距离缩小，有助于形成块度大、强度高的焦炭，从而提升焦炭质量，常规方法中处在捣固后煤饼1顶部的挤压不足，通过作为压荷材料的铸铁球可以使顶部捣固后煤饼1受压，达到与下部捣固后煤饼的近似效果；

d炼焦结束后并推焦，采用干法或湿法熄焦，之后通过运焦皮带将焦炭输送仓储，输送过程中使用磁力设备将混在焦炭中的铸铁球吸附分离出来，继续循环使用。

实施例一、

使用40kg小焦炉实验测得,使铸铁球作为压荷材料捣固炼焦，能够有效提高使焦炭块度和质量，如表1所示：

表1

该技术适用于所有焦炉，尤其是大炉膛炼焦炉，顶层端面面积越大效果越明显。

技术特征：

1.一种使用铸铁球作为压荷材料的捣固炼焦方法，其特征在于步骤如下：

a首先将配合好的炼焦煤在捣固机中形成捣固后煤饼，煤饼最顶部制成平底槽型结构；

b在捣固后煤饼上方平底槽型结构内放置一层铸铁球作为压荷材料，铸铁球之间致密布置；

c将捣固后煤饼放入炭化室内，然后利用炭化室升温继续进行炼焦操作，炼焦在炭化过程中，捣固后煤饼加热过程中会产生气液固三相组成的胶质体，通过铸铁球对捣固后煤饼的挤压使颗粒在胶质体的液相中产生滑移，煤饼内颗粒间的距离缩小，有助于形成块度大、强度高的焦炭，从而提升焦炭质量；

d炼焦结束后并推焦，采用干法或湿法熄焦，之后通过运焦皮带将焦炭输送仓储，输送过程中使用磁力设备将混在焦炭中的铸铁球吸附分离出来，继续循环使用。

2.根据权利要求1所述的使用铸铁球作为压荷材料的捣固炼焦方法，其特征在于：炼焦一般控制的最高温度为1100℃，因此，可以选择铸铁材料的球，也可以选其它可磁化材料的球，只要不会产生熔融现象即可，铸铁材料相对廉价易得，不同材料的熔融温度是：低碳钢:1420--1450℃；中碳钢:1450--1470℃；合金钢:1450--1570℃；马口铁1320--1350℃；灰铸铁:1320--1350℃；球墨铸铁:1340--1400℃。

3.根据权利要求1所述的使用铸铁球作为压荷材料的捣固炼焦方法，其特征在于：所述煤饼最顶部形成的平底槽型结构具体是在煤饼顶部形成一圈高槽边，使边沿高于中间部分平面3-5cm，从而方便放置铸铁球，又可以通过高槽边放置铸铁球移动。

4.根据权利要求1所述的使用铸铁球作为压荷材料的捣固炼焦方法，其特征在于：所述铸铁球设置在煤饼最顶部制成平底槽型结构内均匀散布单层铸铁球，既能很好的压住煤饼，铸铁球与铸铁球之间留有的自然缝隙又能在碳化过程中使煤气从铸铁球之间的缝隙溢出，从而提高成焦率同时改善焦炭质量。

5.根据权利要求1所述的使用铸铁球作为压荷材料的捣固炼焦方法，其特征在于：所述铸铁球的直径为30-40mm。

技术总结
发明公开了一种使用铸铁球作为压荷材料的捣固炼焦方法，适用于炼焦中使用。首先将配合好的炼焦煤在捣固机中形成捣固后煤饼，煤饼最顶部需形成平底槽型结构，在平底槽型结构中铺设一层铸铁球作为压荷材料，随后移送至炭化室内进行炼焦，炼成焦炭并推焦，熄焦之后通过运焦皮带输送仓储，输送过程中使用磁力设备将混在焦炭中的铸铁球分离出来，并循环使用。炼焦煤在加热到一定阶段时，产生气液固三相组成的胶质体，挤压可以使颗粒在胶质体的液相中产生滑移，颗粒间的距离缩小，从而提升焦炭质量，在压荷材料作用下使顶部煤饼受压，达到与下部煤饼挤压的近似效果。本方法步骤简单，可以使企业的焦炭质量指标提高，焦末产率降低。

技术研发人员：祁娟;郭建伟;孙占龙;柴茂生;武建军;郭振坤;陈莉晴;李世俊
受保护的技术使用者：徐州工业职业技术学院;山西沁新能源集团股份有限公司;中国矿业大学
技术研发日：2021.05.18
技术公布日：2021.08.17