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一种铸造焦炭的制备方法

阅读：815发布：2021-02-24

IPRDB可以提供一种铸造焦炭的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种铸造焦炭的制备方法，该方法以无烟煤为原料，将其分别破碎成1～3毫米、0.18～1毫米，＜0.18毫米三个粒级备用。添加煤沥青、煤焦油为粘结剂，然后将上述三种无烟煤先加入混捏锅内在110℃～130℃温度条件下搅拌10分钟。再将加温熔化后的煤沥青、煤焦油加入混捏锅搅拌10分钟。采用对辊成型或冲压成型，将混捏后样品进行对辊或冲压成型后静置24小时，备用。将成型后样品装入炭化炉进行升温炭化，样品上部覆盖焦粉以隔绝空气、防止氧化；炭化完毕后自然降温至室温，除去上层覆盖焦粉，取出，即得所需的铸造焦炭产品。，下面是一种铸造焦炭的制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种铸造焦炭的制备方法，该方法采用下述顺序的步骤：

(1)以无烟煤为原料，将其分别破碎成1～3毫米、0.18～1毫米，＜ 0.18毫米三个粒级备用；

(2)添加煤沥青、煤焦油为粘结剂，按重量百分比计，各组份的配比为：1～3毫米的无烟煤20％～35％，0.18～1毫米的无烟煤10％～25％，＜0.18 毫米的无烟煤25％～40％，煤沥青8％～10％，煤焦油4％～6％；

(3)混捏，将上述三种无烟煤先加入混捏锅内，在110℃～130℃温度条件下搅拌10分钟，再将加温溶化后的煤沥青、煤焦油加入混捏锅搅拌10 分钟；

(4)成型，采用对辊成型或冲压成型，成型压力控制在10MPa～40MPa；焦炭块度分别选择＞80毫米、80～60毫米、＞60毫米，或者根据用户要求改变形状、尺寸，将混捏后样品进行对辊或冲压成型后静置24小时，备用；

(5)炭化，将成型后样品装入炭化炉进行升温炭化，样品上部覆盖厚度为450毫米～550毫米的焦粉以隔绝空气、防止氧化；炭化的升温速度为： 20℃～250℃，50≤℃/小时；250℃～600℃，10≤℃/小时；600℃～800℃， 12≤℃/小时；800℃～1050℃，15≤℃/小时；炭化完毕后自然降温至室温，除去上层覆盖焦粉，取出，即得所需的铸造焦炭产品。

2.根据权利要求1所述的铸造焦炭的制备方法，其中步骤(5)所述的炭化炉采用环式炭化炉。

说明书全文

技术领域

本发明涉及焦炭的制备方法，更具体地说，本发明涉及一种铸造焦炭的制备方法。

背景技术

现有技术中，采用无烟煤生产焦炭时，尤其是生产铸造焦炭时，由于无烟煤粘结性较差，一般都要在原料中加入部分焦煤或肥煤，利用焦煤和肥煤的粘结性在炭化过程中将无烟煤粘结成型。如果原煤的灰分较高，为了降低焦炭中的灰分还要加入部分石油焦。所采用的炼焦设备有立箱炉、斜底炉、捣固炼焦炉等，工艺复杂、设备投资大。炭化过程中产生的挥发分燃烧不充分，燃料消耗高，溢出的挥发分严重污染环境。况且，产品的强度、灰分、含硫量、气孔率及块度均不够理想，难以达到铸造。焦炭的质量标准。这是一个迫切需要解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种铸造焦炭的制备方法。该方法以无烟煤单煤种为原料，无需加入其它煤种，工艺简单合理，焦炭产品质量优良。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。

本发明提供了一种铸造焦炭的制备方法，该方法采用下述顺序的步骤：

(1)以无烟煤为原料，将其分别破碎成1毫米～3毫米、0.18毫米～1 毫米，＜0.18毫米三个粒级备用；

(3)混捏，将上述三种无烟煤先加入混捏锅内在110℃～130℃温度条件下搅拌10分钟，再将加温熔化后的煤沥青、煤焦油加入混捏锅搅拌10分钟；

(4)成型，采用对辊成型或冲压成型，成型压力控制在10MPa～40MPa；按照铸造焦炭国家标准GB8729-88要求，焦炭块度分别选择＞80毫米、80 毫米～60毫米、＞60毫米，或者根据用户要求改变形状、尺寸，对辊成型出来的样品为枕形、球形，冲压成型出来的样品为圆柱形、方形；将混捏后样品进行对辊或冲压成型后静置24小时，备用；

(5)炭化，将成型后样品装入炭化炉进行升温炭化，样品上部覆盖450 毫米～500毫米厚的焦粉以隔绝空气、防止氧化；为防止在炭化过程中升温速度过快使产品产生裂纹，应严格控制炭化过程的升温速度；炭化的升温速度如表1所示：

表1. 温度段升温速度，℃/小时 20℃-250℃ 50≤ 250-600℃ 10≤ 600-800℃ 12≤ 800-1050℃ 15≤

炭化完毕后自然降温至室温，除去上层覆盖焦粉，取出，即得所需的铸造焦炭产品。

产品各项指标测试：按照铸造焦炭国家标准GB8729-88要求对产品进行测试，测试结果如表2所示：

测试结果表明，本发明生产的铸造焦炭质量优良，达到了国标特级铸造焦炭标准。

表2. 指标国家标准结果块度，mm ＞60 ＞80 水分(Mt)，％ ≤5.0 1.01 灰分(Ad)，％ ≤8.00 4.92 挥发分(Vdaf)，％ ≤1.50 1.04 硫分，(St，d)，％ ≤0.60 0.58 转鼓强度(M40)，％ ≥85.0 88.7 落下强度(SI4 50)，％ ≥92.0 93 显气孔率(Ps)，％ ≤40 24 碎焦率(＜40mm)，％ ≤4.0 3.2

其中，炭化炉采用环式炭化炉。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)仅以无烟煤为原料，无需加入其它煤种，而是配以煤沥青、煤焦油作为粘结剂，扩大了炼焦煤煤种，节约了肥煤、焦煤资源，粘结剂来源广泛；

(2)工艺合理，产品冷装冷出，炭化设备采用环式炭化炉，以焦粉覆盖防止焦炭暴露在空气中被氧化，在炭化过程中所产生的挥发分进入火道充分燃烧，既补充了一部分热量同时也解决了挥发分产生造成的环境污染；

(3)制造的铸造焦炭质量优良，具有强度高、灰分低、硫分低、气孔率低、块度均一的优点，达到国标GB8729-88特级铸造焦的要求。

(4)本发明生产的特级铸造焦，生产成本小于800元/吨，市场销售价大于2000元/吨，投资收益率高。

具体实施方式

下面将描述本发明的几个实施例，但本发明的内容完全不局限于此。

实施例1

原料无烟煤的组成，如表3所示：

表3. 测试指标数据水分(Mt)，％ 1.08 灰分(Ad)，％ 4.00 挥发分(Vdaf)，％ 4.46 硫分(St，d)，％ 0.69

将其分别破碎成1～3毫米、0.18～1毫米，＜0.18毫米三个粒级备用；以昆明钢铁公司的煤沥青和煤焦油作为粘结剂，物料配比如表4所示：

表4. 名称加入量，g 配入比例 3-1无烟煤 1750 35％ 0.18-1无烟煤 750 15％＜0.18无烟煤 1800 36％煤沥青 450 9％煤焦油 250 5％

将捏合机(江苏如皋市井上捏和机械厂，SH-10型)升温至120℃，把三种粒度的无烟煤加入捏合机内搅拌10分钟。分别将煤沥青、煤焦油熔化，混合后倒入捏合机，在120℃条件下搅拌10分钟。将混捏好的物料装入模具，采用冲压成型方式，在40MPa的压力下成型为φ80×100毫米的圆柱形试样。将上述试样装入炭化炉内，用焦粉覆盖，控制升温过程，升温记录见表5. 升温完成关闭电源，自由降温至室温，除去上层覆盖焦粉，取出样品，即为所需的铸造焦炭。产品测试结果如表6所示：

表5. 温度段升温时间，小时 20℃-250℃ 5 250℃-600℃ 35 600℃-800℃ 17 800℃-1050℃ 17

表6。指标结果块度，mm φ74×94 水分(Mt)，％ 1.46 灰分(Ad)，％ 4.77 挥发分(Vdaf)，％ 1.22 硫分(St，d)，％ 0.59 转鼓强度(M40)，％ 88.6 落下强度(SI4 50)，％ 92.8 显气孔率(Ps)，％ 27 碎焦率(＜40mm)，％ 3.1

实施例2

重复实施例1，有以下不同：原料测定结果见表7.物料配比见表8.

表7. 测试指标数据水分(Mt)，％ 1.08 灰分(Ad)，％ 4.00 挥发分(Vdaf)，％ 4.46 硫分(St，d)，％ 0.69

表8. 名称加入量，kg 配入比例 3-1无烟煤 98 35％ 0.18-1无烟煤 70 25％＜0.18无烟煤 72.8 26％煤沥青 25.2 9％煤焦油 14 5％

将捏合机升温至120℃，把三种粒度的无烟煤加入捏合机内搅拌10分钟。分别将煤沥青、煤焦油熔化，混合后倒入捏合机，在120℃条件下搅拌 10分钟。将上述混捏好的物料装入模具，采用对辊成型方式，在20MPa的压力下成型为φ80×65的枕形试样。将上述试样装入环式炭化炉内，上部用 50毫米厚的焦粉覆盖，控制升温过程，升温记录见表9.产品质量测试见表 10.

表9. 温度段升温时间，小时 20℃-250℃ 20 250℃-600℃ 40 600℃-800℃ 40 800℃-1050℃ 40

表10. 块度，mm φ73×60 水分(Mt)，％ 0.25 灰分(Ad)，％ 4.61 挥发分(Vdaf)，％ 0.94 硫分(St，d)，％ 0.60 转鼓强度(M40)，％ 89.2 落下强度(SI4 50)，％ 93 显气孔率(Ps)，％ 24 碎焦率(＜40mm)，％ 3

实施例3

除了原料配比为1～3毫米的无烟煤20％，0.18～1毫米的无烟煤24％，＜0.18毫米的无烟煤40％，煤沥青10％，煤焦油6％以外，其它过程与实施例 1相同。产品质量达到国标特级铸造焦炭的要求。

实施例4

除了原料配比为1～3毫米的无烟煤35％，0.18～1毫米的无烟煤24％，＜0.18毫米的无烟煤25％，煤沥青10％，煤焦油6％以外，其它过程与实施例 1相同。产品质量达到国标特级铸造焦炭的要求。

实施例5

除了原料配比为1～3毫米的无烟煤28％，0.18～1毫米的无烟煤16％，＜0.18毫米的无烟煤40％，煤沥青10％，煤焦油6％以外，其它过程与实施例 1相同。产品质量达到国标特级铸造焦炭的要求。

实施例6

除了原料配比为1～3毫米的无烟煤34％，0.18～1毫米的无烟煤10％，＜0.18毫米的无烟煤40％，煤沥青10％，煤焦油6％以外，其它过程与实施例 1相同。产品质量达到国标特级铸造焦炭的要求。

实施例7

除了原料配比为1～3毫米的无烟煤26％，0.18～1毫米的无烟煤25％，＜0.18毫米的无烟煤33％，煤沥青10％，煤焦油6％以外，其它过程与实施例 1相同。产品质量达到国标特级铸造焦炭的要求。

实施例8

除了原料配比为1～3毫米的无烟煤35％，0.18～1毫米的无烟煤25％，＜0.18毫米的无烟煤28％，煤沥青8％，煤焦油4％以外，其它过程与实施例 1相同。产品质量达到国标特级铸造焦炭的要求。

实施例9

除了原料配比为1～3毫米的无烟煤32％，0.18～1毫米的无烟煤24％，＜0.18毫米的无烟煤30％，煤沥青8％，煤焦油6％以外，其它过程与实施例 1相同。产品质量达到国标特级铸造焦炭的要求。

实施例10

除了原料配比为1～3毫米的无烟煤32％，0.18～1毫米的无烟煤24％，＜0.18毫米的无烟煤30％，煤沥青10％，煤焦油4％以外，其它过程与实施例1相同。产品质量达到国标特级铸造焦炭的要求。

实施例11

除了成型压力为10MPa以外，其它过程与实施例1相同。产品质量达到国标特级铸造焦炭的要求。

实施例12

除了成型压力为25MPa以外，其它过程与实施例1相同。产品质量达到国标特级铸造焦炭的要求。

实施例13

除了升温过程见表11以外，其它过程与实施例1相同。产品质量达到国标特级铸造焦炭的要求。

表11. 温度段升温时间，小时 20℃-250℃ 10 250℃-600℃ 35 600℃-800℃ 40 800℃-1050℃ 40

实施例14

除了升温过程见表12以外，其它过程与实施例1相同。产品质量达到国标特级铸造焦炭的要求。

表12. 温度段升温时间，小时 20℃-250℃ 10 250℃-600℃ 50 600℃-800℃ 17 800℃-1050℃ 30

实施例15

除了升温过程见表13以外，其它过程与实施例1相同。产品质量达到国标特级铸造焦炭的要求。

表13. 温度段升温时间，小时 20℃-250℃ 5 250℃-600℃ 40 600℃-800℃ 30 800℃-1050℃ 17

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平推焦炭湿法熄焦设备和过程-专利编号CN104726111A	2020-05-11	165
生产焦炭的改进方法和设备-专利编号CN101395248B	2020-05-12	103
多孔焦炭-专利编号CN101663721B	2020-05-13	1008
平推焦炭湿法熄焦设备和过程-专利编号CN102597170B	2020-05-11	108
多孔焦炭-专利编号CN101663721A	2020-05-13	304
平推焦炭湿法熄焦设备和过程-专利编号CN104726111B	2020-05-11	856
焦炭装船机模拟实验装置-专利编号CN101694757A	2020-05-12	980
生产焦炭的改进方法和设备-专利编号CN101395248A	2020-05-12	1011
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