低粘結(jié)指數(shù)碳材料填充料及以該填充料為主要原料的型焦及其生產(chǎn)方法技術(shù)

一種低粘結(jié)指數(shù)碳材料填充料，其特征在于由粘結(jié)指數(shù)小于４０或膨脹序數(shù)小于３，粒徑小于１００ｍｍ的含碳材料經(jīng)８５０－１３００℃溫度干餾制得。（*該技術(shù)在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種固體含碳材料與瀝青或焦油或是它們的類似物的混合物的焦化產(chǎn)物及其生產(chǎn)方法。
技術(shù)介紹
傳統(tǒng)的焦炭是采用不同品種的煙煤經(jīng)配煤后進行干餾的產(chǎn)物。這些煙煤品種通常都屬于中等煤化(變質(zhì))程度的煤種，也就是含有較高的揮發(fā)份和具有較高的粘結(jié)指數(shù)及結(jié)焦性能較好的煤種。由于主焦煤及其它適合配煤煉焦的煤種儲量有限，采掘成本較高，因而價格亦很高。而大量的不適合煉焦的低粘結(jié)性煤或高變質(zhì)程度的煤如貧煤、無煙煤則價格很低。為此，人們提出了許多利用弱粘結(jié)性煤或不粘煤制成型煤進行煉焦的技術(shù)方案。其核心內(nèi)容是通過配煤和摻入添加劑提高入爐原料煤的粘結(jié)指數(shù)和結(jié)焦性能并通過壓力成型以提高型焦強度和密度，以下列舉是較為典型的示例。中國專利96122322公開的“一種用無煙煤生產(chǎn)的鑄造焦及其制造方法”，其由無煙煤或貧煤與焦粉、石油焦、焦煤或肥煤、焦油瀝青、高溫焦油組成，主要工藝為粉碎→配料→攪拌→模壓成型→炭化→熄焦。這種型焦原料成份多，配制工藝復(fù)雜。雖然無煙煤或貧煤含量最高可達57％，但由于這兩種煤的粘結(jié)指數(shù)在0-20之間，結(jié)焦性很差，如果采用原煤直接煉焦，必須提高其粘結(jié)指數(shù)和結(jié)焦性，即配入焦煤或肥煤、焦油瀝青和高溫焦油等價格較高的原料成份，其成本價格仍然在一個較高的水平。此外，由于添加較多的高揮發(fā)份原料，在炭化過程中易產(chǎn)生較多的裂紋，降低型焦的強度與塊度。第三方面的不足是由于原料成分較多，配煤過程復(fù)雜，配煤中稍有不當，就會造成焦炭質(zhì)量下降，尤其原煤產(chǎn)地經(jīng)常變化，每次均必須經(jīng)過精密的分析化驗和精確的計算來調(diào)整各成份含量，增加經(jīng)營成本。中國專利01114966公開的“一種瘦煤生產(chǎn)的型焦及其制法”，是由瘦煤與高溫煤焦油組成的，該型焦同樣是由原煤與高溫焦油混合后壓力成型，經(jīng)炭化成焦制成的。雖然其成份較為簡單，但瘦煤的揮發(fā)份在20-65％之間，再用揮發(fā)份較高的煤焦油作為粘接劑時型焦的收縮比很大，成焦時產(chǎn)生大量裂紋導(dǎo)致焦塊極易破碎。以焦油作粘結(jié)劑時因其粘稠度較低，粘結(jié)強度亦低，使得型焦在成焦時完整性難以保持，焦塊粒徑不能做大，且產(chǎn)品質(zhì)量不能保證。中國專利99126265公開的一種“低灰高揮發(fā)份長焰煤生產(chǎn)型焦的方法”，該方法是將小于100mm粒度的原料煤在500-700℃溫度下干餾制得Vr＜15％的半焦，再將上述半焦配以焦煤或肥煤和中高溫焦油，加壓成型，然后入爐在900-1100℃下炭化成焦。這種方法雖然將含揮發(fā)份較高的長焰煤進行過一次低溫干餾，但該半焦成分中仍含有較高的揮發(fā)分，再加配焦煤或肥煤和煤焦油，其中的揮發(fā)分大大提高，結(jié)焦收縮比增加，在成焦過程中仍會產(chǎn)生大量裂紋，降低型焦強度和塊度，型焦質(zhì)量難以保證。中國專利93112040公開的“一種用焦粉制造鑄造型焦的方法”，是采用焦化廠家的焦炭副產(chǎn)品廢焦粉加入瀝青或焦油等粘結(jié)劑加壓成型，再進行焙燒而成。這種方法解決了采用原煤加粘結(jié)劑直接成型的型焦在焦化過程中因收縮比大造成裂紋增加和容易破碎的缺陷，但是焦化廠家的廢焦粉有限，其產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量也受原料限制，即原料的來源不特定。同時所用的廢焦粉都是高粘結(jié)性原料煤(配煤)的干餾產(chǎn)物，其粒度比較單一，不利于生產(chǎn)不同塊徑的型焦。而且所有的這類焦粉在其產(chǎn)生過程中會混入大量的外灰和其它雜質(zhì)，因而以它為原料的型焦質(zhì)量不能保證。第三，由于廢焦粉來自不同的廠家，成份復(fù)雜，難以調(diào)配所需質(zhì)量指標的型焦，只能以原料定產(chǎn)品。現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)方法由于原料的高粘結(jié)性和成型焦的氣孔率高、裂紋多和炭化過程中的變形等問題，以及型焦之間的隔離問題，導(dǎo)致只能生產(chǎn)方形、長方形或圓柱體形狀的型焦，特別是不能生產(chǎn)大直徑的圓球體狀的型焦。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出一種。本專利技術(shù)的低粘結(jié)指數(shù)碳材料填充料解決了以焦粉為原料生產(chǎn)型焦中的焦粉來源不確定的問題和焦粉粒度太過均一，不利于不同塊度型焦生坯料成型的問題以及焦粉灰份高的不足；利用本專利技術(shù)的填充料生產(chǎn)的型焦解決了目前型焦生產(chǎn)中普遍存在的產(chǎn)品孔隙度大，強度低，易破碎和型焦塊度難以提高的不足。本專利技術(shù)的方法解決了現(xiàn)有技術(shù)條件下尚不能利用低粘結(jié)指數(shù)和/或低膨脹序數(shù)碳材料特別是低粘結(jié)性/低膨脹性原煤為主要原料或單一原料生產(chǎn)高品質(zhì)型焦產(chǎn)品的問題或選用該類原料生產(chǎn)型焦必須添加大量的主焦煤和煤焦油等粘結(jié)劑的問題；本專利技術(shù)的方法還解決了現(xiàn)有技術(shù)條件下生產(chǎn)的型焦存在大量氣孔和裂紋以及強度低，型焦塊度小形狀單調(diào)的不足；本專利技術(shù)提出了型焦及其型焦原料(下一個批量型焦的原料即本爐的型焦填充料)同爐生產(chǎn)的新工藝，同時解決了型焦生產(chǎn)過程中必須在型焦塊之間另外添加隔離層料的問題。本專利技術(shù)的方法還解決了球狀型焦在炭化過程中的變形和粘連問題和現(xiàn)有技術(shù)條件下不能生產(chǎn)大直徑(直徑大于30mm以上)圓球狀型焦的問題。本專利技術(shù)的低粘接指數(shù)碳材料填充料，是由粘結(jié)指數(shù)小于40或膨脹序數(shù)小于3粒度小于100mm的含碳材料經(jīng)850-1300℃溫度干餾制得。以上述填充料為主要原料生產(chǎn)的型焦，其密度為1.2-1.6克/cm3，揮發(fā)份含量0.5-2％。所述的型焦，其形狀為圓球體形狀且直徑大于30mm。上述低粘結(jié)指數(shù)碳材料填充料及以該填充料為主要原料的型焦的生產(chǎn)方法，其主要工藝過程包括配煤、成型、炭化；本專利技術(shù)的方法還包括如下特征a.所述填充料是由低粘結(jié)指數(shù)碳材料制得的生填充料經(jīng)850-1300℃溫度干餾所得；b.以上述填充料為主要原料制得型焦生坯料；c.上述生填充料20-100％(重量)與型焦生坯料0-80％(重量)混裝入爐經(jīng)850-1300℃溫度炭化。d.將上述炭化所得產(chǎn)品篩分得填充料與型焦，所述填充料經(jīng)粉碎后二次篩分并分級保存。本專利技術(shù)的低粘結(jié)指數(shù)碳材料填充料由于采用低粘結(jié)指數(shù)含碳材料為原料制得，因此其強度低，易粉碎，由于其粘結(jié)性差，干餾溫度高，因而其揮發(fā)份含量亦很低。以本專利技術(shù)的填充料為主要原料制得的型焦產(chǎn)品具有高密度和高強度以及低揮發(fā)份，屬于高檔焦炭制品。由于其密度高因此強度亦高，適合大型高爐使用，由于其揮發(fā)份很低，避免了在高爐內(nèi)由于揮發(fā)份過早逸出使型焦強度降低而體積收縮或破裂造成的爐料密實度增加，影響爐溫的提高。由于型焦形狀為圓球體，可增加高爐內(nèi)爐料間孔隙度，提高爐溫，節(jié)省燃料和提高焦比系數(shù)。使用本專利技術(shù)的方法，由于大部或全部使用低粘結(jié)指數(shù)或低膨脹序數(shù)的原煤如無煙煤、貧煤、瘦煤等碳材料作為煉焦原料，且不必需另外添加主焦煤等高粘結(jié)指數(shù)原煤，可節(jié)省大量寶貴的焦煤資源，為煉焦原料開辟了廣闊的來源。本專利技術(shù)采用了二次成焦方式，完全避免了由原煤與添加劑混合成型后直接成焦或用半焦加添加劑成型后入爐成焦帶來的型焦裂紋多，強度低，易破碎等不足；由于應(yīng)用本專利技術(shù)的方法可大量采用低價原煤因而能大幅度降低焦炭成本，同時還可提高焦炭質(zhì)量。由于采用二次成焦方式，原煤內(nèi)的揮發(fā)份在第一次入爐干餾時已基本去除，因而，型焦在加壓成型時，可以加大型焦的成型壓力，提高型焦的密實度，使得型焦在爐內(nèi)成焦時提高結(jié)焦速度，減少成焦時間，提高焦爐效率。由于將生填充料與型焦生坯料混合入爐，使得型焦生坯料周圍充滿生填充料，型焦生坯料在入爐時軟著陸，不會發(fā)生破碎；在焦化過程中可增加煤氣發(fā)生量，有利于提高爐溫；型焦生坯料間不會產(chǎn)生粘連和變形，冷卻出焦時基本保持入爐時的形態(tài)，因此使得生產(chǎn)球狀體型焦成為可能。利用本專利技術(shù)的方法制得的填充料本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉英旺，劉建華，
申請(專利權(quán))人：劉英旺，劉建華，
類型：發(fā)明
國別省市：