煤质增炭剂

本发明涉及的是在冶炼特别是在炼钢中使用的一种煤质增炭剂。

在炼钢过程中部分钢种需要增加钢中炭元素的含量以达到工艺技术要求，从理论上说一切含有炭元素的物质都可以用来作增炭剂，具体到工业生产中，由于各种条件和技术指标的要求，并不是含炭物质都可以不经处理即可作为增炭剂，作为炼钢用增炭剂要求含炭量高、水分、挥发分小、含硫量低，因水分在高温炉中快速汽化和分解，在冶炼过程中有较大的危害性;较多的挥发分在高温炉中快速挥发，分解、燃烧、逸出的高温炉气使操作条件恶化，严重时影响生产正常进行。

“国外钢铁”1986年第4期22页上苏联文献“利用固体含碳物料提高转炉炉料废钢量”中记载：“切列波维茨冶金公司为了提高废钢量，…利用各种固体含碳物料进行了试验研究”。他们所用的物料为：焦炭、油页岩和焦化生产中间产物。

我国目前用于炼钢增炭的物质有二类，一类是石墨类，另一类是焦炭粉，石墨类大多采用人工石墨制品的加工余料或培烧填料，其具有含炭量高，抗氧化性强的优点，但人工石墨生产工艺复杂，生产周期长，生产成本高。天然石墨的自然生成物纯度较低，精选后才能使用，成本也很高。焦炭粉价格较低，但灰分和硫含量高、含炭量低， 不能很好地满足炼钢用增炭剂的技术指标。

本发明的目的是应用一种易得、来源充足的含炭物质，经过一定的生产工艺制成增炭剂，这种增炭剂既能满足生产工艺所需的性能指标，又能大大降低生产成本，对生产厂家和使用厂家均有较高的经济效益。

实现本发明的方案是：应用无烟煤经高温干馏的生产工艺制造炼钢用煤质增炭剂。

这种煤质增炭剂含炭量≥93%;挥发分≤1.4%，水分≤0.4%;灰分≤5.5%;硫分≤0.25%。

具体实施办法详述如下：

无烟煤是变质作用程度较高的一种煤，其含炭量较大，结构较紧密，机械强度较高，又因为其来源充足，价格便宜，是生产增炭剂的一种较好原料。由于无烟煤含有不同量的水分和挥发分，且抗氧化性能也差。作为增炭剂，对含炭量、含硫量、水分、挥发分等的含量有一定的要求，所以须经一定的生产工艺处理。实施例中使用六罐煅烧炉进行高温干馏。高温干馏前进行选料，选含磷、硫量低的无烟煤，然后再把选好的原料加工成块料，由于无烟煤是不粘接煤，不会因粘接收缩空间，所以原料中不能有粉料，影响挥发分排出，这样原料不能过小，原料太大其需要的干馏时间又过长，所以原料粒度为10-50MM比较合适。加工好的块料经洮汰洗精洗，使灰分控制在5.5%以下，然后进入六罐煅烧炉，六罐煅烧炉有五个火道，一火道是预热火道，二、三火道是高温干馏，四、五是恒温火道。温度是干馏工序的关键， 产品质量的好坏与各个火道的温度有直接关系，经过多次试验证明，第一火道温度要达到1150℃-1200℃，第二、三火道温度必须达1250℃-1350℃，第四、五恒温火道保持在1000℃-1100℃，为了能准确地控制温度，在第一火道前端用铂铑铂热电偶配小长图自动记录仪，随时记录下温度曲线，第二火道前端用光学高温计每两小时测温一次，作好记录，温度低于1250℃，则不能出料，另外干馏时间、排料量也是工艺控制要点，干馏时间须视火道温度和控制分析结果而定，用排料量和排料时间间隔来控制，在温度正常情况下，干馏时间约24-28小时，排料数量和时间可控制干馏质量，在温度正常情况下，排料量的多少须结合控制分析数据来进行。

用无烟煤生产煤质增炭剂使用六罐煅烧炉，主要考虑到原料可间歇地缓慢地通过炉膛，原料和炉壁接触移动缓慢，使耐火砖磨损很小，对保持原料的纯净度很有好处;原料从进入炉膛至干馏完毕在炉膛内停留的时间可随时控制，保证干馏质量;炉膛密闭性好，很少有空气进入高热炉膛，故原料氧化损失少，提高了净收率，也减少了灰分含量;另外煤干馏时排出的挥发分可助燃以及预热空气，提高了热效率。

经过高温干馏后，无烟煤中的游离水和结晶水基本去除，只是出炉冷却时会吸付少量水分，水分含量不超过0.4%，挥发分经高温干馏后一般不大于1.4%，排出了挥发分相应地增加了煤质增炭剂的含炭量，含炭量大于93%。同时在高温的作用下，当挥发分排出的同时，高分子炭氢化合物发生复杂的分解和缩聚反应，分子结构不断变化，原料粒度也在逐渐收缩，体积随之变小，提高了煤质增炭剂的密度和 强度。高温干馏的结果也提高了煤质增炭剂的抗氧化性能，增炭剂的氧化反应性能与它们的最终热处理温度直接相关，高温干馏的温度越高，则其发生氧化的温度也越高。

最后煅烧炉料出炉后再经冷却，冷却后进一步去除煤矸石等杂质，然后进行化验，最后按照用户要求的粒度加工，计量、包装。

经过大量的试验实践，无烟煤经高温干馏制得的煤质增炭剂性能指标如下：

含炭量≥93%;挥发分≤1.4%;水分≤0.4%;灰分≤5.5%;硫分≤0.25%。

下面列出本发明生产的增炭剂与现有增炭剂几种含量及价格的对照：

品    名        炭    硫    灰分  挥发分    水分    价格

人工石墨     ≥98%   0.05%  ≤1%   ≤0.6%  ≤0.4%  2400元／T

精选天然石墨 ≥97%   0.7%   ≤2%   ≤1.0%  ≤0.6%  2200元／T

煤(无烟煤)质 ≥93%  ≤0.15% ≤5.5% ≤1.4%  ≤0.4%  400元／T

      增炭剂

焦炭粉       ≥82%   1.0%   ≤15%  ≤1.9%   ≤1.8%  150元／T

从上述的对比数值看：用无烟煤生产的煤质增炭剂比目前作为增炭剂的石墨类、焦炭粉有很大的优势，焦炭粉虽价格便宜，由于各项技术指标偏低，而人工石墨碎、精选天然石墨的技术指标虽高，可价格高出煤（无烟煤）质增炭剂5-6倍，对冶炼厂家来说，选择增炭剂2 个最关键的因素是：一、首先要保证增炭剂的各项性能指标，二就是降低生产成本，不难看出，用无烟煤生产的增炭剂是他们选择的最佳品种，既满足了技术指标的要求，又大大降低了成本。同时由于无烟煤来源充足，价格低廉，高温干馏的生产工艺简单，设备少，投资小，对生产厂家来说能尽快地形成生产力，生产成本低，也有较好的经济效益。

用无烟煤生产煤质增炭剂为无烟煤开拓了一种新的用途，为煤炭资源的开发利用增加了一条新路，鉴于对生产厂家和使用单位都有较好的经济效益，故而市场潜力很大，蕴藏有很大的发展潜力。