炼铁不用焦炭
专利汇可以提供炼铁不用焦炭专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 炼 铁 不用 焦炭 ,属于 高炉 冶炼 技术领域。炼铁不用焦炭,是指采用一种强度相当或高于焦炭强度的洗 煤 球弹,代替焦炭冶炼 生铁 。需要解决的技术问题是:应改变高炉 燃料 的生产方式,改热加工燃烧法为冷加工机压法,焦化厂不再 炼焦 炭,改作煤球弹加工场,增加球压机和 搅拌机 就能实现。所采用的球压机应是高速度的、能压出高强度煤球弹的球压机,将洗煤压制呈圆形状或异状形的煤球弹或球团煤,经过干燥后用于高炉冶炼生铁。，下面是炼铁不用焦炭专利的具体信息内容。
所属技术领域：本发明属于冶金钢铁企业的高炉冶炼技术领域。
对发明和背景技术的理解：就申请人所知，国内所有的钢铁企业 的高炉冶炼生铁，一直是用焦炭作燃料，但亦有加喷重油、煤粉的。 因焦炭呈块状形，强度较好，能承受高炉内的压力，有良好的透气性 能，是炼铁不可缺少燃料。但其耐燃性能差，缺乏后劲，火力不足， 所以要加喷重油或煤粉、煤气助燃，提高温度，加速炉料熔解，增加 产量。用焦炭作燃料冶炼生铁，是有史以来未变的常规，似乎成了国 内外都难以突破的匡模，在当今科技发达的美、日、英、法、德等国 的高炉，仍然是用焦炭作燃料冶炼生铁。至今亦未见国内外出版物上 公开发表过，有哪一个国家炼铁不用焦炭的先列？我国专利法施行至 今，仍未见《中国专利报》及更名后的《中国知识产权报》、《发明与 革新》等，登载过类似专利申请的案例。本发明就是要改革传统方式， 改变高炉燃料的生产方法，采用强度相当或高于焦炭强度的煤球弹替 代焦炭冶炼生铁。从节能、降耗、增效益、加强大自然生态环境保护 的发展趋势看，早晚都得走这条路，早走比晚走好。
本发明的目的：主要是为了节约煤炭资源、避免无效功燃烧的巨 大浪费、降低企业生产成本、增加经济效益和社会效益、根治炼焦这 个头号污染源头，保护人类生态环境。在科技进步日新月异的新世纪， 加强技术创新，节约能源，是耗煤大户的钢铁企业，降低成、增加效 益的首要环节。焦炉是吃洗煤的大“老虎”，高炉是吃焦炭的大“老 虎”。又是两个大污染源，生命的无形杀手，大有文章可做，尤其是 自己无煤矿基地的钢铁企业，更应从两大“老虎”咀里多掏出点煤。 焦化厂是钢铁企业和所在地区的头号污染源，危害人民健康的黑老 大，工人进厂容易出厂难，焦炉越大、越多，所造成的污染就越严重， 污染的立体范围(陆空海)也就更大，本发明的主要目的之一，就是 要取消焦化厂，焦炉不再炼焦改作它用，彻底铲除这个罪恶的污染源 头。
本发明的技术方案是：打破常规及老匡旧模，改变高炉燃料的生 产方式，将热加工燃烧法，改为冷加工机压法，采用一种高速度的能 压出高强度煤球弹的球压机，将洗煤压制呈园形状或异形状的煤球弹 或球团煤，经干燥后代替焦炭冶炼生铁。具体实施方案是：撤消焦化 厂，减掉90％以上的人员，改制为燃料工段，划归炼铁厂领导。焦炉 不再炼焦，改作干燥窑或储料仓。洗煤加入适量的粘合剂等辅料搅拌 均匀，利用皮带运输机输进球压机，压制呈煤球弹或球团煤，夏、秋 两季温度高，输入料仓或料场再进高炉；冬、春两季温度低，输入干 燥窑干燥后进高炉或储料仓存放。除焦炉需改进利用外，其余场地、 设备、不用大改大劲，一般都可利用。设计制造两部高速度、能压出 高强度煤球弹的球压机，约需投资200万元，两部球压机可轮流使用， 其产球量可满足一座高炉生产。凡有机修制造能力的钢铁企业，都能 自行设计制造，也可委外加工。球压工艺比燃烧工艺简单损事，高焦 炉的工程技术人员，都能理解实施这一技术方案，达到本发明的目的。
本发明与背景技术相比所具有的有益的效果：
1、主要性能、技术特点和使用效果比焦炭好。
(1)燃烧性能好：没有烧损的洗煤球弹，其耐燃性能好、火力猛、 温度高、燃烧时间长、有后劲，特别是其高高的旺盛火苗，经热风一 炊，火炎直往上冲，能提高炉温，加速炉料的预热和熔化，提高产量， 亦不用再加喷重油、煤粉、煤气。炼焦炭相似烧杠炭，或者说炼焦就 是烧焦炭。如烧杠炭，装满一窑青杠木就烧，待无效功燃烧到无明火 时(烧过了)，必须及时闭窑，即封死炉顶和炉门，否则全部化成木 灰。炼焦炭同样如此，焦炉装满洗煤后，经过约18小时的无效功燃 烧，待烧到熔解呈固体时，必须及时推焦出炉，用铁架车拉到冷却场， 采用高压淋朋水强冷却，否则也会全部化为炭灰。这两种材料不同， 但方法相同，都是用火烧，一把火就将其原有的热效功能及数量烧掉 一半左右。1.4吨干洗煤炼1吨焦，0.4吨煤被烧掉了，煤中的原汁原 味无存：一是被烧掉一部份；二是变成挥发物飘到天空，如煤烟、煤 灰、煤气；三是变成煤焦油流出炉外，并挥发出气体飘向天空。煤经 过干溜后原气大伤，所剩下来的固体，就成为半煤半渣的焦炭。因此， 焦炭炼铁呈现火力不足，缺乏后劲，就采用喷重油的措施，但其成本 太高，又改喷煤粉或煤气，这似乎又是一种浪费？有些企业还在老路 上往前走，花大钱搞技改，小则几仟万，多则上亿万元，改造高、焦 炉喷煤粉、煤气，这似乎叫花大钱买大浪费。因炼焦的大量煤气用不 完，就制造特大储气罐储存，罐子装不了就放出罐外燃烧，大过奥运 会的圣火长明。这叫前者浪费后者补浪费，浪费再浪费，行成了大量 浪费能源和污染环境的恶性循环；
(2)受压强度好：洗煤球弹是采用压制工艺生产，由机械强压呈 型，其强度可调节，能达到或高于焦炭的强度。如金属粉沫可以压制 成机械零部件，铁弹子，洗煤粉沫同样可压制成煤球弹子、球团煤。 何况焦炭是在无压力的情况下，经高温干溜而成，推出炉外摔成大小 不等的块状，用水强冷却又一次分解，25M/M以上为焦炭，其余为焦 丁、焦沫。因焦炭的块度大小不等，大的强度好，小的强度差，在炉 内承受压力不均匀；洗煤球弹是一样大，不会有类似情况；
(3)透气性能好：煤球弹在炉内的透气性能比焦炭更好，因焦炭 是呈异形的大小不等的块状，小的25M/M，大的100M/M以上，小块 的自然会掉在大块之间的空位里而影响透气性；煤球弹的特点在于： 形状一样、大小一样、强度一样、承受压力均匀，不存在小块堵塞大 块之间的空隙而影响透气性。煤球弹可选择最佳尺寸，根据实用情况 还可调节；而焦炭的块度绝不可能做到一样大，也无法调节；
(4)有利于高炉的顺行：因焦炭的块度大小不等，小的20余毫 米，大的100毫米以上，其中还夹杂着一些碎粒，入炉后很容易与主、 辅料的小块细沫混合在一起，经高温熔化就会逐步粘附在炉壁上，造 成悬料，或结成大球团状、大块状等导致坐料：或堵塞损坏风口，严 重影响炉料顺行。一座高炉年悬料、坐料在80次以上，堵塞损坏风 口在40次以上，处理这些故障都得浪费很多时间，严重影响铁产量。 煤球弹压出之后就是一样大，又是园状形，不易产生上述故障，有利 于高炉顺行增加产量。
2、可以节约大量的煤炭资源。(1)煤、焦、铁比实耗情况：
焦煤比：1∶1.4吨，吨焦耗干洗煤＝1×1.4＝1.400t。
铁焦比：1∶0.685吨，吨铁耗焦炭＝1×0.685＝0.685t。
铁煤比：1∶1.4吨，吨铁耗干洗煤＝1×0.685×1.4＝0.959t。
(2)预测节能情况：以上述实耗情况、洗煤烧损数量、煤中热效 能量的损耗为依据进行测算：因洗煤要在焦炉里燃烧约18小时，损 煤量＝1.400-1＝0.400t；损耗率＝1.4-1×100＝40％；吨焦损煤＝1.4- 1＝0.400t。煤中的热效功能烧损很大，所剩下来的有效热能量约为 60～70％。实为双损耗，既损数量又损质量(热效能量)，造成煤炭资 源的极大浪费。以吨干洗煤热效功能为100％，吨焦炭为70％计算：
原吨铁耗焦炭折合干洗煤＝1×0.685t×1.4t＝0.959t。
现吨铁耗干洗煤＝1×0.685t×70％＝0.4795t。
原吨铁耗干洗煤现可炼铁＝0.959t÷0.4795t＝2t.
吨铁节约干洗煤＝0.959t-0.4795t＝0.4795t
节煤率％＝0.4795t÷0.959t×100＝50％
据国际钢铁协会统计，2000年全世界钢产量达到8.43亿吨，比1999 年增加7％。产钢最多的前三名分别是：中国1.26亿吨，日本1.06亿 吨，美国1.01亿吨。我国年产钢1.26亿吨，所需铁、焦、煤为：
所需生铁＝1.26亿吨钢×1.08吨铁＝1.3608亿吨生铁。
所需焦炭＝1.3608亿吨铁×0.685吨焦＝9321.48万吨焦炭。
所需洗煤＝9321.48万吨焦炭×1.4吨洗煤＝1.30500720亿吨洗煤。
全国冶金钢铁企业，一年可节约干洗煤总量为6525.0360万吨。
节煤总量＝1.30500720亿吨煤-1.3608亿吨铁×0.4795吨煤 ＝6525.0360万吨洗煤。
这6525万多吨干洗煤，折合成原煤近亿吨，相当于五个年产两仟 万吨的大煤矿一年的总产量。改用洗煤球弹炼铁，一年就能节约原煤 近亿吨；继续用焦炭炼铁，一年就浪费近亿吨原煤。这两种结果，就 在于改与不改之间。
3、改用洗煤球弹后，可降耗降成本，增加显著的经济效益。吨铁 降耗增效益＝[(0.685T焦×415元/T价)-(0.4795T煤×288元/T 价)]-20元(球弹加工费)＝126.18元；增效率％＝126.18元÷284.28 元×100＝44.38％。全国一年直接经济效益＝1.3608亿吨铁X126.18元/ 吨铁效益＝171.705744亿元。间接经济效益，所节约的洗煤，可使现 有铁产量翻一番，不再增加燃料。
4、社会效益显著。撤消了焦化厂，焦炉不再炼焦，钢铁系统的这 些头号污染原头就被铲除了，千千万万人将不再受这些“黑老大”的 危害。说焦炉是头号污染源头并不过份，如一座焦炉的形状相似客运 列车的一节车箱，但比车箱要长、宽、高得多。炉体横隔成若干间炉 室装洗煤干溜呈固体，每间炉室两边都有门，以便推焦出炉；炉顶有 几排纵横天窗，以便装料和检查燃烧情况。一座焦炉就像一条发怒的 火龙，周身冒着有毒的火炎、煤烟、煤气、煤灰等飘向天空；炉底流 趟着黑色的、毒性强烈的、易于挥发呈气体飘向天空的煤焦油；还有 一根大烟囱将炉内的可吸之物抽到天空，就像众多黑龙在空中飞舞 着。焦炉越大、越多，立体污染范围就越大、越严重，周围几十里都 受污染之苦，附近十里之内是污染重灾区。本区农民养的鱼在本区就 难卖脱，因有一股煤焦油味无人买，只好卖向外区，鱼贩子又从区外 买鱼来卖。笔者住在离焦化厂(三座焦炉)几里之外的山上，因浓列 的煤气、煤焦油味常感呼吸困难，有时深夜被呛醒难以入眠。高炉与 焦炉不同，除炉顶和烟囱冒烟之外，炉身不冒烟、火、灰、更无焦油 流出，其污染程度及范围比焦炉小得我多。为保护大自然生态环境， 采用洗煤球弹代替焦炭冶炼生铁，就可一劳永逸根治污染，再不用花 大钱搞环改，每年缴纳可观的环保费了。
实现本发明的最好方式：焦炭是煤经过干溜后所剩下来的固体， 原煤也是呈块状和碎沫状的固体，但其强度较差杂质较多，不能直接 进入高炉，所以要将原煤进行洗选加工，除掉煤中杂质，变成洗煤(精 煤)，再由焦化厂炼成焦炭。洗选任务已由煤矿完成，炼焦任务则由 焦化厂来完成。本发明就是要改变这种生产方式，改热加工为冷加工， 改燃烧法为机压法，后者比前者的生产工艺简单，易于实施。实现的 最好方式：(1)做几次小试验，比较一下洗煤球弹与焦炭的燃烧性能 如何？方法：用两个同样大的小煤炉，将两种粒度、强度、干湿度、 重量相同之物，各装一个炉子，同时点火燃烧，用仪表检测，看谁的 火力猛、火苗高、发热量大、燃烧时间长、后劲足、效果好？一试则 明；(2)先用一座高炉作试验，然后再逐步全面推广应用。有些企业 正在或准备采用球团矿代替烧结矿，可利用加工生产球团矿的设备生 产一部份洗煤球弹，烘干或待其自然干后输入高炉试用；(3)先设计 制造两部高速度、能压出强度相当或高于焦炭强度的球压机，生产煤 球弹，以满足一座高炉试用。根据使用情况，修改完善球压机的性能， 再批量生产；(4)统一规划充分利用原有设备、场地，尽量减少投资。 有些原有设备、场地可现成使用，如皮带输送机、行走吊车、抓煤机、 料仓、料场等。焦炉封闭两则的门和顶上的天窗，就可做成遂道干燥 窑或料仓使用，污水池可做养鱼池，多余的空地可做花园，其余的根 据实际情况修改利用。参照以上方式实施就可实现本发明，达到节约 能源、增加效益、保护环境之目的。
发明名称：炼铁不用焦炭。
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