型煤及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種型煤及其制備方法。更為詳細地，設(shè)及一種強度優(yōu)異的同時遏制 形狀不良的型煤及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在烙融還原煉鐵法中，使用用于還原鐵礦石的還原爐和用于烙融經(jīng)還原的鐵礦石 的烙融氣化爐。在烙融氣化爐中烙融鐵礦石時，將型煤作為烙融鐵礦石的熱源來裝入烙融 氣化爐中。在此，還原鐵在烙融氣化爐中烙融后，轉(zhuǎn)換成鐵水及烙渣并被排出到外部。裝入 烙融氣化爐的型煤形成煤炭填充床。氧氣通過設(shè)置在烙融氣化爐上的風口被吹入之后，燃 燒煤炭填充床而生成燃燒氣體。燃燒氣體通過煤炭填充床上升的同時轉(zhuǎn)換成高溫還原氣 體。高溫還原氣體被排出至烙融氣化爐外部后，作為還原氣體被供給到還原爐。
[0003] 通過混合破碎煤炭而成的微粉煤和粘合劑后，經(jīng)過成型過程而制備型煤。目P，首先 用粘合劑將微粉煤相互附著而制成塊。并且，在成型過程中微粉煤被壓合而制成具有適當 強度的型煤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種型煤制備方法，該型煤制備方法能夠遏制型煤的形狀不良，從而 防止型煤的含粉率及型煤的破損。此外，本發(fā)明提供一種型煤，該型煤通過上述型煤制備方 法來制備。 陽〇化]本發(fā)明提供一種型煤制備方法，該型煤在鐵水制備裝置中被裝入烙融氣化爐的寫 頂部并被急速加熱，所述鐵水制備裝置包括：用于裝入還原鐵的烙融氣化爐；及與烙融氣 化爐連接并用于提供還原鐵的還原爐。本發(fā)明的一實施例的型煤制備方法包括W下步驟： 提供微粉煤Sio ;混合微粉煤和粘合劑W制備混合物S20 ;及成型混合物W制備型煤S30。在 混合物的制備步驟中，所述粘合劑包括糖蜜、焦糖及水。
[0006] 在混合物的制備步驟中，粘合劑可包括10**%至75**%的糖蜜、2**%至20巧*% 的焦糖及余量的水。更為詳細地，糖蜜的量可為50wt%至70wt%，焦糖的量可為5wt%至 20wt%。
[0007] 在混合物的制備步驟中，焦糖可為對糖進行焦糖化反應(yīng)而制備的。
[0008] 在混合物的制備步驟中，粘合劑相對于混合物的量可為3wt%至12wt%。
[0009] 在混合物的制備步驟中，對混合物可進一步混合硬化劑，硬化劑的量可為所述混 合物的Iwt%至5wt%。
[0010] 本發(fā)明設(shè)及一種型煤，該型煤在鐵水制備裝置中被裝入烙融氣化爐的寫頂部并被 急速加熱，所述鐵水制備裝置包括：用于裝入還原鐵的烙融氣化爐；及與烙融氣化爐連接 并用于提供還原鐵的還原爐。本發(fā)明的一實施例的型煤包括：微粉煤及粘合劑；粘合劑包 括糖蜜、焦糖及水。 W11] 粘合劑可包括lOwt%至75wt%的糖蜜、2wt%至20wt%的焦糖及余量的水。 陽01引 糖蜜的量可為50wt%至70wt%。
[0013] 本發(fā)明能夠在型煤的制備過程中遏制形狀不良。其結(jié)果，能夠防止型煤的含粉率 及型煤的破損。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的一實施例的型煤制備方法的示意的順序圖。
[0015] 圖2為使用在圖1中制備的型煤的鐵水制備裝置的示意圖。
[0016] 圖3為使用在圖1中制備的型煤的另一鐵水制備裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 第一、第二、第=等的用語用于說明多種部分、成分、區(qū)域、層及/或者分段 (section),但并不限定于此。運些用語僅為了將某一部分、成分、區(qū)域、層或者分段區(qū)別于 其他部分、成分、區(qū)域、層或者分段而使用。因此，下面描述的第一部分、成分、區(qū)域、層或者 分段在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)也可用第二部分、成分、區(qū)域、層或者分段來描述。
[0018] 在此使用的專業(yè)用語僅用于提及特定實施例，并不限定本發(fā)明。在此使用的單數(shù) 形式，只要在句子中未表示明顯相反的意思，還包括復(fù)數(shù)形式。說明書中使用的"包括"的 意思是用于將特定的特性、區(qū)域、整數(shù)、步驟、動作、因素及/或者成分具體化，不排除其他 的特性、區(qū)域、整數(shù)、步驟、動作、因素及/或者成分的存在或者附加。
[0019] 雖然不另行定義，但包括在此使用的技術(shù)用語及科學用語在內(nèi)的所有用語具有與 本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的意思相同的意思。通常使用的詞典中定義 的用語可補充解釋為具有符合相關(guān)技術(shù)文獻和現(xiàn)今公開的內(nèi)容的意思，不下定義的情況下 不被解釋成理想的或者極為正式的意思。
[0020] 下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例，W使本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員能夠容易實施。但本發(fā)明并不局限于在此說明的實施例，可用多種形式實現(xiàn)本發(fā)明。
[0021] 圖1表示本發(fā)明的一實施例的型煤制備方法的示意的順序圖。圖1的型煤制備方 法的順序圖只是用于例示本發(fā)明，本發(fā)明并不局限于此。因此，可多種形式改變型煤的制備 方法。 陽0巧如圖1所示，型煤制備方法包括提供微粉煤的步驟Sio ;混合微粉煤和粘合劑W制 備混合物的步驟S20 ;及成型混合物W制備型煤的步驟S30。此外，根據(jù)需要，型煤制備方法 可進一步包括其他步驟。
[0023] 首先，在步驟SlO中提供微粉煤。在此，微粉煤為將煤碳破碎而成的。通常，煤炭 根據(jù)炭化程度分為含碳量大約60 %的泥煤、大約70 %的次煤及褐煤、大約70 %至80 %的次 煙煤、大約80%至90%的漸青煤及90% W上的無煙煤。在此，所使用的煤炭的種類并不特 別限制，可使用單個煤種，也可混合多個煤種后使用。為了降低品質(zhì)的偏差，可使用規(guī)定粒 度的微粉煤。作為具體的基準，可使用粒度分布中3mm W下粒度為90wt%至lOOwt%的微 粉煤。
[0024] 此外，在微粉煤中可將水分調(diào)節(jié)為3wt%至12wt%。當將微粉煤中混合的水分的 量調(diào)節(jié)為所述范圍時，微粉煤粒子的氣孔易于被水分封堵。其結(jié)果是，粘合劑未能滲透到微 粉煤粒子內(nèi)，而在微粉煤粒子外部存在，因此微粉煤粒子彼此間能夠良好地結(jié)合，從而有效 地提高型煤的熱強度及冷強度。
[00巧]接下來，在步驟S20中混合微粉煤及粘合劑W制備混合物。作為粘合劑可使用包 含糖蜜、焦糖及水的粘合劑?？赏ㄟ^適當?shù)鼗旌咸敲酆徒固荳作為粘合劑，從而在成型過程 中防止型煤附著在雙漉的表面而導致的型煤形狀的不良現(xiàn)象，并且還能保持型煤的強度。 W26] 為了使粘合劑發(fā)揮本身的功能，應(yīng)良好地實現(xiàn)粘合（a化esion)和凝聚 (cohesion)。粘合為粘合劑有效地被涂覆于所附著物質(zhì)的能力，運是在混合微粉煤和粘合 劑時必要的功能。凝聚為涂覆粘合劑后，粘合劑之間彼此凝結(jié)的能力，運是在物質(zhì)上涂覆粘 合劑后，粘合劑之間強力結(jié)合的過程中要求的功能。分子量較低的物質(zhì)發(fā)揮有效的粘合，分 子量較高的物質(zhì)發(fā)揮有效的凝聚。當成型微粉煤和粘合劑的混合物時，在成型時微粉煤和 粘合劑應(yīng)當通過彼此相反的方向旋轉(zhuǎn)的雙漉凝結(jié)，并且微粉煤不應(yīng)接觸雙漉的表面，運樣 才能避免型煤的形狀出現(xiàn)問題。目P，若微粉煤附著于雙漉的表面，則會破壞型煤的形狀。型 煤的形狀不良會帶來型煤的含粉率增加及型煤的破損，結(jié)果會降低型煤的制備效率。當作 為粘合劑使用糖蜜來制備型煤時，在成型步驟中因部分型煤附著于雙漉的表面上，會產(chǎn)生 形狀不良。
[0027] 糖蜜因粘合力和凝聚力都強，因此當作為粘合劑只使用糖蜜時，由于型煤附著于 成型混合物的雙漉的表面上，會頻繁產(chǎn)生型煤的形狀不良。相反，雖然焦糖的粘合力與糖蜜 的粘合力相等，但在凝聚力方面與糖蜜相比較弱。因此，當混合糖蜜和焦糖作為粘合劑來使 用時，混合物不易附著于雙漉的表面上，因此能夠遏制型煤的形狀不良現(xiàn)象，并且還能夠提 高型煤的強度。在與主要由低分子量（二糖類、單糖類）物質(zhì)構(gòu)成的糖蜜相比只由高分子 量物質(zhì)構(gòu)成的焦糖的情況下，會有效地產(chǎn)生凝聚，從而強化了結(jié)合能力，并且相對地降低粘 合能力，從而不會在雙漉的表面上產(chǎn)生附著。 陽02引粘合劑可包括lOwt%至75wt%的糖蜜、2wt%至20wt%的焦糖及余量的水。在粘 合劑中包含過少的焦糖的情況下，有可能不能改善型煤的形狀不良。此外，在粘合劑中包含 過多的焦糖的情況下，有可能會降低型煤的強度。因此，在粘合劑中包含的焦糖的量可調(diào)節(jié) 為上述范圍。
[0029] 此外，在粘合劑中包含過少的水的情況下，因粘合劑的粘度上化難W在工序中進 行輸送。此外，在粘合劑中包含過多的水的情況下，因提高了型煤整體的水分含量，可能會 導致型煤強度的下降。因此，優(yōu)選調(diào)節(jié)水的含量在上述組成范圍內(nèi)。
[0030] 粘合劑的組成比可具體如下：相對于粘合劑的總重量，糖蜜為20wt%至73wt%， 焦糖為3wt%至20wt%，余量為水。更為詳細地，粘合劑可包含50wt%至70wt%的糖蜜、 Swt%至20wt%的焦糖及余量的水。
[0031] 焦糖可通過在20°C W上的溫度下對單糖類的環(huán)進行開環(huán)的開環(huán)反應(yīng)而制備。此 夕F，焦糖在5(TC W上的溫度下將多糖類分解為單糖類，并且經(jīng)過對單糖類的環(huán)進行開環(huán)的 開環(huán)反應(yīng)后，再經(jīng)過縮合反應(yīng)而成為高分子。如此，由糖制備焦糖的反應(yīng)稱之為焦糖化反應(yīng) (caramelization)。為了進一步加速焦糖化反應(yīng)，可添加氨。單糖類可為葡萄糖（glucose)、 果糖（化uctose)及木糖（xylose)等，多糖類可為薦糖（sucrose)及乳糖（lactose)等。 將焦糖盛在IOmm的吸收池并利用紫外光譜儀（UV spectrometer)進行分析時，610皿附 近帶上的吸收率為0. 15至2. 0。此外，W 65wt%的濃度為基準，焦糖的粘度在1000 Ocp至 SOOOOcp的范圍內(nèi)。
[0032] 為了均勻的混合，可在微粉煤中先添加糖蜜后再添加焦糖。目P，當糖蜜和焦糖一塊 混合時，糖蜜和焦糖之間的反應(yīng)會先于微粉煤產(chǎn)生。此外，為了保證型煤的強度，優(yōu)選與凝 聚現(xiàn)象相比先引發(fā)粘合現(xiàn)象，因此優(yōu)選在微粉煤中先添加糖蜜。
[0033] 在混合物中包含的粘合劑的量可為3wt%至15wt%。當粘合劑的量過少時，型煤 的強度有可能變差。此外，當粘合劑的量過多時，在混合微粉煤和粘合劑時會產(chǎn)生附著等問 題。因此將粘合劑的量調(diào)節(jié)為上述范圍。
[0034] 另外，雖然圖1中未圖示，在混合物中可進一步混合硬化劑。相對于混合物，硬化 劑的量可為1巧1%至5*1%。硬化劑可使用化0、化(0巧2、]\%0、]\%(0巧2、化2〇、化地、1(2〇及 KOH等。當硬化劑的量過少時，粘合劑和硬化劑的結(jié)合不良，不能充分增大型煤的強度。此 夕F，當硬化劑的量過多時，型煤內(nèi)的灰分會增加，在烙融氣化爐內(nèi)不能充分產(chǎn)生還原鐵的烙 融所需的熱量。因此，將硬化劑的量調(diào)節(jié)為上述范圍。尤其是，硬化劑中的CaO通過與粘合 劑中糖蜜之間的糖酸鹽反應(yīng)，能夠進一步提高型煤的強度。
[0035] 最后，在步驟S30中成型混合物W制備型煤。雖然圖1中未圖示