採用洗精煤彈代替焦炭煉鐵的製作方法

2023-09-23 00:03:00 3

專利名稱：採用洗精煤彈代替焦炭煉鐵的製作方法
技術領域：
本發明涉及高爐冶煉燃料技術領域。三背景技術：
眾所周知，冶金工業的高爐冶煉生鐵及合金鐵， 一直是使 用焦炭作燃料，因焦炭呈塊狀形，強度較好，能承受高爐內的壓力，有良好的 透氣性能，是不可缺少的冶煉燃料。但焦炭是用呈碎末狀的洗精煤經過幹溜後 所剩下來的固體。其耐燃性能差，缺乏後勁，火力不足，所以要加噴精煤粉， 或煤氣助燃，以提高溫度，加速爐料熔解，增加產量。高爐煉鐵用焦炭作燃料， 是有史以來尚未改變的常規，國內外都成了難以突破的匡模，在當今科技發達 的美、日、德、英、法等國的高爐，仍然是用焦炭作燃料進行冶煉作業。至今 亦未見國內外的出版物上公開發表過，有哪一個國家的高爐煉鐵不用焦炭的先 例？我國《專利法》施行至今，仍未見《中國專利報》及更名後的《中國知識 產權報》、《發明與創新》等，登載過不用焦炭煉鐵的專利案例。四
發明內容
所要解決的技術問題、解決其技術問題採用的技術方案， 對照現有技術的有益效果。(一)所要解決的技術問題.* 1、焦爐是嚴重破壞環境使地球變暖，所帶來的氣候災難頻頻發生的主要禍 首之一焦爐用洗精煤煉焦炭，高爐用焦炭冶煉生鐵、合金鐵，是全球冶金工 業的老傳統，這種陳舊落後的傳統方式，多年來消耗、浪費了大量的煤炭資源， 對自然環境造成了極大的破壞，而且對資源的浪費、環境的汙染越來越嚴重！2000年，全球生產粗鋼8.43億噸，中國生產粗鋼1.26億噸，生鐵1.1億噸。2006 年，全球生產粗鋼12.3937億噸，比2000年增加3.9637億噸，增長47.02%,平 均年增長7.84%;中國生產粗鋼4.18782億噸，比2000年增加2.92782億噸，增 長232.36%，平均年增長37.72%。生鐵4.04167億噸，增加2.9416億噸，增長 267.42%，年平均增長44.56%。全球和中國的粗鋼產量逐年增加，所消耗的煤源與汙染環境的範圍和程度也同時成正比例增加，中國顯得更為突出。西方的一 些發達國家，已由工業經濟逐步轉變為知識經濟，其效益大幅度提高，鋼鐵和 煤炭耗用數量相對減少，環境汙染也相對減輕，且別人的環保制度相當嚴格， 汙染物排放超標就得停產整改。中國正處在工業經濟發展的興旺時期，尤其是冶金工業發展得更快，近六年鋼鐵增長速度是世界增速的4.94倍，所耗用的煤 源和對環境的汙染，同時增加5倍以上，且中國的環保制度不完善，其制度的 執行不嚴格，各地方政府以發展生產、追求CDP，創造政績為主，節能降耗為 輔，環保次之，甚至忽視環保的重大意義。鋼鐵工業顯得更加突出。例如今 年掀起的"環保風暴"涉及全國22個省市的鋼鐵、冶金、電力、化工等12個 行業，其中重點是北京周邊的河北省唐山市和山西省呂梁市的鋼鐵、電力等行 業。如唐山地區，在沒有環境容量的情況下，全市依然建設了72家鋼鐵企業， 且80%沒有經過環評。近幾年，唐山地區鋼產量己達到全國鋼產量的1/10,但 當地鋼鐵企業的平均產量僅在65萬噸以下，規模小且分散，造成大氣和水的嚴 重汙染。這次被查處的82個嚴重違反環評和"三同時"制度的項目，投資額達 到1123億元。2006年，我國的粗鋼、生鐵產量都在4億噸以上，年產鋼500萬 噸以上企業21家，佔全年總產量的51.32%，其餘48.68%即2.0386億噸鋼和2 億多噸生鐵，都是數百家中小鋼鐵企業，以高汙染、高耗能為代價生產出來的， 所以，焦鐵比較高。企業的焦爐、燒結、高爐、轉爐、電爐、烘鋼爐、熱軋機 等，都是一些大火爐，溫度高達一千四五百度，三班制連續進行高溫作業，所 排放出的很多有毒性的熱能量、熱氣體、熱油煙、熱粉塵、滾熱水等廢物質， 嚴重破壞環境汙染大氣和水源。焦化廠是鋼鐵企業和所在地區破壞環境的頭號 汙染源，其所排放的各種汙染物，比煉鐵廠、煉鋼廠、軋鋼廠等排放量之合多 若干倍，焦爐越多、越大，消耗洗精煤也就越多，對陸海空的汙染也就越嚴重， 危害性也就更大。煉焦爐嚴重破壞生態環境汙染全球的情況 一座焦爐的形狀相似客運列車 的一節車廂，但比車廂要長、寬、高得多，其爐體橫隔成若干間燃燒室裝精煤 幹溜呈固體，每間爐室兩邊都有爐門，以便封閉燃燒和推焦出爐；其爐室之頂 有幾個相同的能開與關的天窗，以便裝煤和檢測燃燒情況；爐底兩邊有許多小孑L，以便放出煤焦油；爐內有煙道直通一根大煙囪，以利助燃、抽出煤煙；還 有一條煤氣管道抽出爐內大量的煤氣。 一座焦爐就像一條巨大的發怒待飛的噴 火龍，周身冒著雄雄的有毒火焰、煤氣、煤煙、煤灰等汙染物飛向天空；爐底 兩邊流趟著滾燙的、毒性強烈的、易於揮發呈氣體汙染空氣的煤焦油；大煙囪 將爐內的熱煤氣、熱煤煙、熱粉塵、熱氣體等抽到天空，其濃烈的熱煙霧在空 中散開與冷空氣合成眾多的小黑龍飛舞到遠方； 一千多度的火紅焦炭出爐後拉 到冷卻場，用高壓水進行強冷卻，有毒的熱蒸氣沖天，冷焦的毒沸水流進汙水 池和四面八方汙染土質和水源。在煤炭中含有兩千多種物質，其中很多是有毒 物質。洗精煤通過焦爐的幹溜， 一部分熔結成焦炭；另一部分變成煤焦油、煤 氣、煤煙、煤灰、二氧化碳、二氧化硫、酚、氰化物、硫化物和粉塵等，這些 熱物質從焦爐排放出來嚴重汙染環境和大氣。 一座焦爐是一個五毒俱全的大汙 染源。"我國現有一般焦爐2030座，炭化室高度大於4.3米的焦爐有570座，大 於6米的有104座。"共計2704座(不含土焦爐)，平均每座焦爐的長度以200 米計算，把它排列在一條直線上就形成一座541公裡長的雄偉狀觀的巨大的火 長城，晝夜不停的燃燒著優質洗精煤。近IO年來年均耗用精煤約IO億多噸(折 合成原煤為20億噸左右)，累計在100億噸以上、折合成原煤為200多億噸)， 其數量損失40%。即40億噸之多(折合成原煤80億噸)；其質量損失也很大， 發熱能量燒損近60%。這2704條噴火龍，分散在全國各地的鋼鐵、冶金、焦化 等行業，其大型焦爐的數量還在不斷增加，所消耗焦煤的數量正在增大，將會 造成更多、更大的汙染源。由於我國和全世界所造成的各種重大汙染，致使"全 球變暖"、"氣候異常"，各種災難頻頻發生，給人類生命財產造成了不可彌補的 極大損失！中國近幾年連續發生的特大洪災、特大風災、特大旱災、特大火災 層出不窮，造成了人民生命財產的慘重損失，這與全國大煉焦炭、大辦鋼鐵有 很大關係。由於高汙染、高耗能的粗放型經濟迅速擴張，環保失控所帶來的"氣 候災難"已經造成了很嚴重的後果，尤其是人的生命喪失是不能挽回的。例如 《中國智慧財產權報》2007年8月17日，頭版快速瀏覽，本報訊"近15年來， 我國平均每年因各類自然災害造成約3億人次受災，直接經濟損失近2000億 元。"累計45億人次受災，直接經濟損失近3萬億元。保護生態環境，是關係著人民生死存亡的十分關鍵的重大問題，"任何一個國家的經濟發展的後果如果 成為毀壞本國人民的健康利益的原因，那麼，這個國家的經濟及相關科技發展 就是失敗的。中國面臨的嚴重威脅亟待緩解"。2、 煉焦炭消耗煤炭資源多浪費大據《中國冶金報》2007年2月3日，頭 版頭條"羅冰生2006年中國鋼鐵工業發生重大轉變"的報導"2006年，我 國生產粗鋼41878.2萬噸，比上一年增加6533.25萬噸，增長18.48%;生鐵40416.7 萬噸，比上一年增加6675.57萬噸，增長19.78%，分別佔全球粗鋼、生鐵產量 的33.79%、 46.6%。"又據《中國冶金報》報導"我國煤炭資源相對豐富，但主 焦煤資源相對不足，煉焦煤資源相對較少，強粘煤稀缺，肥煤、氣肥煤儲量分 別僅佔總儲量的3.37%，煉焦煤儲量僅佔我國煤炭總儲量的26.25%,沒有粘結 性的煤不能煉焦。"我國2006年，生產生鐵4.04167億噸，那麼，需要多少焦炭？ 多少洗精煤？多少煉焦原煤呢？關於洗精煤加工和生產焦炭的實耗情況為① 洗精煤加工簡況由煤礦根據精煤標準，加工出售給鋼鐵企業。經過選擇的優 質煉焦原煤，通過粉碎機打成粉末狀，再用水衝洗，衝入若干個沉澱池沉澱， 除去煤中的硫分、灰分等雜質，提高煤的質量精度，按訂貨合同交貨。 一般要用2噸原煤才能加工出1噸呈粉末狀的洗精煤；②焦化廠生產焦炭情況將洗精煤裝進煉焦爐，經過長達約18小時的猛烈燃燒，才能把粉末狀的煤熔結成焦，結焦了必須及時出爐，否則就會燒成炭灰，用推焦機把爐內火紅的焦炭推倒爐 外的鐵架車內就摔成了大、小不同的塊狀體，車裝滿後及時拉到冷卻場，用高壓淋棚水進行強冷卻，冷熱相激又自然分解呈更小的異形塊狀體，塊度在25mm 以上的稱為焦炭可入高爐作燃料，其餘的為焦丁、焦末約佔10%左右不能用， 要1.4噸洗精煤才能煉1噸焦炭，0.4噸被燒掉了，其數量損失40%，除去10% 的焦丁、焦末不能用，有效利用率不過50%，其質量損失也很大，l公斤標準煤 的發熱量有8000卡，精煤的質量更高，1公斤的發熱量有9000卡，1.4公斤洗 煤有12600卡，將其煉成1公斤焦炭的發熱量約為5200卡，損失熱能量58.73%， 優質洗精煤通過焦爐煉焦，造成了數量和質量的雙重損失，這是對基本能源的 極大浪費。3、 焦炭煉鐵火力不足產量低成本高效益差焦炭是洗煤通過焦爐幹溜後所剩下來的固體，是一種半煤半渣的塊狀燃料，其所剩下來的發熱量約為41.27%， 高爐用焦炭做燃料，是洗精煤的第二次重複燃燒，所以，普遍存在著耐燃性能 差，缺乏後勁，火力不足，產量低，焦比高的老大難問題。為彌補焦炭的火力 不足，國內外的高爐都使用了加噴精煤粉的技術，其效果雖然較好，但仍不能 解決節能降耗、降成本、增產增效益的根本問題。就國內而言，2006年生產生 鐵40416.7萬噸，平均每噸生鐵用焦炭約0.700噸(折合成精煤粉為0.980噸)、 加噴精煤粉0.160噸，兩項合計；耗用洗精煤1.14噸，折合成煉焦原煤為2.28 噸，全年耗用焦炭總量=40416.7萬噸鐵X0.700噸焦=28291.69萬噸；耗用精煤 粉總量=40416.7萬噸鐵X 0.160噸煤粉=6466.7萬噸；耗用煉焦原煤總量=40416.7 萬噸鐵X2.28噸煤-9.21502億噸。如果加上冶煉各種有色金屬如鋁、銅、錳、 鎳、鉻、鎢、銻、鉬、銠、鋅、錫、鉛、黃金、白銀等多達上百種，以及其它 耗煤量，共計約12億噸左右。近些年來，煤炭、洗精煤、焦炭價格不斷上漲， 冶金焦約1300元/噸，洗精煤約800元/噸，煉焦原煤約360元/噸，平均每噸生 鐵燃料費=0.700噸焦炭X 1300元/價+0.160噸煤粉X800元/價=1038元。1噸煉 鋼生鐵價格才2600元，僅燃料費就花去1038元，佔鐵價的39.92%，其效益也 就差了 。2006年，生鐵燃料總費用-40416.7萬噸鐵X 1038 ^/噸燃料費=4195.2535 億元。(二)解決其技術問題採用的技術方案 本發明的技術方案是採用洗精煤彈代替焦炭煉鐵，簡稱用精煤彈煉鐵。 該方案是用以簡代繁的方法，解決其複雜的技術問題，所要達到的主要目標是-①消除煉焦汙染源保護生態環境；②降低燃料消耗節約能源；③減少耗煤數量 節約燃料經費；④提高產品質量增加產量創造產值利潤；⑤節省新建焦爐資金 和土地資源等。其技術性能特點主要是①生產精煤彈為零排放，不汙染生態 環境；②機制精煤彈不擇煤種，無粘結性的煤也能使用，可充分利用煤炭資源 進一步降低成本；③使用效果優於焦炭，能縮短冶煉時間，增加產量提高質量； ④可用低硫無煙煤生產煤球彈代替焦炭，用於高爐以外的其它各行業及民用等， 能降低使用成本3倍以上；⑤不用再新建焦爐，且能淘汰現有焦爐；⑥具有一 勞永逸地開發使用價值，對保護人類生態環境、節約能源、降低消耗、發展經濟等都具有深遠的重大意義！全世界長期以來，使用焦爐煉焦，高爐使用焦炭 煉鐵的傳統技術，是導致全球變暖所帶來的"氣候災難"頻頻發生的主要罪魁 禍首之一。煤的主要成分是炭，所以叫煤炭，其用途很廣泛，每年向地球攫取 煤炭約150億噸左右(中國佔30多億噸)，除年末的庫存都被燒掉了，除煤炭 之外還有大量的石油、天然氣開採出來也被燒掉了，年復一年的火燒能源，其 結果把地球燒暖了，所發生的各種自然災害層出不窮。在每年耗用的煤炭中， 焦爐煉焦約佔總煤量的l/3—50億噸左右，其中中國約佔12億噸，並正在朝著 生產規模化、設備複雜化、新建焦爐大型化的方向發展。有些企業引用了幹熄 焦代替水熄焦的技術，幹熄焦是幹法熄滅熾熱焦炭的簡稱，幹法就是不用水熄 紅焦，其原理是用冷惰性氣體在專有的容器內與熾熱的紅焦進行熱變換。焦炭 冷卻後，循環的惰性氣體將焦炭熱量帶出並進行回收。幹熄焦技術工藝流程主 要是從焦爐推出的紅焦溫度為95(TC——1050°C，通過運載車送往幹熄焦容器 內。幹熄焦容器是密封的設備，由循環風機鼓入惰性氣體，與紅焦直接進行熱 交換，可將其冷卻到25(TC以下。冷卻後的焦炭送往焦炭庫。從幹熄焦容器內出 來的惰性氣體溫度為85(TC左右，經過一次除塵進入餘熱鍋爐換熱。換熱後的惰 性氣體溫度可降到20(TC以下。從餘熱鍋爐出來的惰性氣體要進行二次除塵，再 由循環風機送入幹熄焦容器內進行循環使用。目前我國有44套幹熄焦設備用於 44座焦爐，僅佔2704焦爐的1.62%。唐山有家焦化公司，用高價引進了一項德 國柯赫公司提供全部設計的搗固焦技術，SCP機，即車載搗固，同時完成搗固、 推焦、裝煤過程。該公司正在新建兩座世界第一的大型焦爐。幹熄焦、搗固機， 這大概是全球最先進的兩項技術了，但它都是焦爐的兩種附屬設備，沒有焦爐 是絕對煉不出焦炭的！因此，仍然不能解決焦爐煉焦所造成的高汙染，高耗能 的關鍵問題。發明創新的宗旨，就是要用簡單的方法解決其複雜的技術問題， 對照現有技術取得一倍至幾倍、甚至幾十倍、上百倍的有益效果，才是好發明。 在某些場合，幾句話就能解決最複雜的技術難題，例如火車初始，車輪和鋼 軋上都有輪齒，不但製造複雜，運行十分緩慢，且經常出事故而噪音很大，一 名司爐工認為，車輪和鋼軌上的輪齒是多餘的，副作用很大，他建議儘快取消， 被及時採納了，才有現在的低音快速火車。採用洗精煤彈代替焦炭煉鐵，其意在於淘汰複雜而弊大於利的熱加工燃燒法——用焦爐生產焦炭的傳統技術，達 到消除汙染、節約能源、降低消耗之目的。取代燃燒法的是冷加工機壓法， 就是把呈粉末狀的洗精煤，通過"強力壓球機"或"乾粉壓球機"，壓製成高爐 所需要的精煤彈，取代焦炭進行冶煉作業。此種新技術不用火、不用水、不排 放任何汙染物，不損失精煤的數量和質量，其技術工藝流程主要是用抓煤機 將洗精煤抓進設置在堆煤場的攪拌機，加入一定數量的粘結劑，攪拌均勻後倒 進皮帶傳送機的料鬥；由皮帶傳送機將攪合的精煤傳送到強力壓球機的料鬥， 通過壓球機壓製成精煤彈；由皮帶傳送機將精煤彈輸送到烘乾機，從烘乾設備 出來的精煤彈直接輸進高爐燃料倉待用。夏天的自然溫度高，壓製出的精煤彈 可直接傳送到儲料場備用。生產精煤彈的全過程都是機械化、自動化，可用人 監管，也可用儀器控制。所壓制的精煤彈其特徵是呈圓形球狀體、橢圓形狀 體、扁圓形狀體、圓節形狀體、塊形狀體，或其它異形狀體，每一種形狀的精 煤彈均一樣大，其所需大小要根據高爐的大小而定，可通過更換壓輥調節。生 產精煤彈不受煤種的限制，非粘結性煤也可用。還可利用低硫無煙煤生產煤球— 彈代替焦炭，供給高爐以外的各行業及民間使用，以利全部淘汰焦爐，消除用 煤不當的汙染源。 ' (三)對照現有技術的有益效果 1、環保效果極好，將能消除煉焦汙染源實現零排放，給地球降溫保護大自 然，有利於人類健康生存發展。目前的狀況是地球在呻吟、天公在怒吼、災 難年年重、人人不輕輕！近些年來，全世界每年向地球攫取煤炭約150億噸、 石油約40億噸、天然氣約數十萬億立方米，除飛機在天空燃燒一部分油料外， 其它能源都在地上和水上(船舶)燃燒了。尤其是全球的煉焦爐約有一萬多座 (僅中國就有2700多座)，把這些噴火龍連接起來，就有2000多公裡長，這座 人造的火長城，晝夜不停地向天空施放毒火、毒氣、毒煙、毒粉塵等，每年燒 掉煉焦煤約50億噸。這是人為的給地球增溫、給大氣加熱、給空氣放毒，全球 怎麼不變暖？氣候怎麼不異常呢？地球被破壞得不堪忍受，所以要呻吟、要呼 籲、要掙扎、要反抗！大自然要報復！近幾十年來，除了眾所周知的特大洪災、 特大風災、特大旱災、特大火災、特大蟲災在全球頻頻發生外，還有鮮為人知的特大致命病災將快要發生。據"新華社"在今年8月發表題為"新型致命疾病威脅全球"的文章說"世界衛生組織(冊0)日前發布的年度報告警告說 IO年內，世界可能面臨一種新型致命疾病的威脅，其危害程度不亞於愛滋病、 非典型肺炎、"伊波拉"等疾病。世衛組織在報告中說，目前全球疾病暴發之快 前所未有，平均每年新增一種疾病。由於新疾病正逐漸具有更強的抗藥性，醫 學發展趕不上疾病的變化，人類健康面臨嚴峻威脅。目前全球乘坐飛機人數已 達到每年20億人次，這是造成各大洲之間疾病傳播加快的原因之一。新型疾病在世界範圍內傳播"只需數小時"。報告共列舉出40種近幾十年新出現的疾病， 世衛組織證實，過去5年已出現了 IIOO種在全球範圍傳播的傳染病。如果新型 致命疾病一旦暴發，人類將處於危機狀態！又據《發明與創新》2007年第8期， "全球氣候穩定期已到盡頭"的文章說來自美國幾家著名科學研究機構的6 名科學家近日在英國《皇家學會哲學彙刊A輯》上發表了長達29頁，名為《氣 候變化與微量氣體》的論文，明確向世界提出警告人類文明正受到全球氣候 變暖的威脅，這一威脅比聯合國政府間氣候變化專門委員會預計的更加嚴重。 到2100年海平面將上升幾米。"危險正在逼近地球"。最近溫室氣體的排放讓地 球面臨劇烈的氣候變化，這有可能讓一切失去控'制，給人類和其他生物帶來巨 大危險。再據《發明與創新》報導，《中國應對氣候變化國家方案》於近日正式 發布。國家方案把能源生產和轉換、提高能源效率與節約能源、工業生產過程、 農業、林業和城市廢棄物等列為中國減緩溫室氣體排放的重點領域。該方案將 從強化能源供應、積極推進核電建設、優化火電結構、積極發展多種能源等四 項措施，到2010年，將減少二氧化碳的排放量約為9. 5億噸。據有關專家估算， 從1994年到2004年，中國溫室氣體排放總量約為61億噸二氧化碳當量，年均 增長率為4%。該方案將強化鋼鐵、有色金屬、石油化工、建材、交通運輸、農 業機械、建築節能以及商業和民用節能等領域的節能技術開發的推廣。全球變 暖氣候異常的主要原因是二氧化碳，產生二氧化碳的物質基礎是煤炭、石油、 天然氣，排放二氧化碳的是人，人可以製造劇烈的氣候變化，其方法很簡單， 只有一個"火"字，就是火燒炭、油、氣，火的威力很大，例如"火燒赤壁"， 一把火就燒掉曹操百萬兵。全世界火燒三大能源，越燒越兇猛，結果把地球燒暖了，把氣溫燒高了，所造成的各種氣候災難接二連三的不斷發生，人們在各 種自然災害降臨時，卻沒有一點辦法。三大能源之首就是煤炭，全球的鋼鐵、有色金屬、機械鑄造、焦化等行業，通過焦爐煉焦炭，每年消耗了約50億噸煉 焦原煤，排放出了數以億噸計的二氧化碳、二氧化硫、氰化物、氯化物等劇毒 物質，嚴重汙染自然環境和大氣層。用精煤彈代替焦炭做高爐的冶煉燃料，能 夠淘汰煉焦爐消除汙染源，本文所要解決的技術問題，將會一筆勾消！2、 投資少見效快可收到立杆影的效果目前，全世界的鋼鐵，有色金屬行 業的高爐，都是沿襲用焦炭加吹煤粉的老方法進行冶煉作業，造成了高汙染、 高耗能的危害，中國尤為突出。據有關資料表明，"中國經濟每創造l美元所消 耗的能源是西方工業七國平均的5.9倍，是美國的4.3倍，德國和法國的7.7 倍，日本的11.5倍。"鋼鐵、冶金行業是高汙染、高耗能、低效益的典型。生 產洗精煤彈的技術、工藝、設備並不複雜，所需設備市場上已有現貨供應，例 如 一臺I型強力壓球機，其壓力為lcm7l20kg，小時生產20噸，價格18萬 元/部，可日產420噸(20噸X21小時)，年產15.33萬噸精煤彈，加上1部攪 拌機約6萬元，1臺烘乾機約10萬元，合計為34萬元，買兩套68萬元，可年 產30.66萬噸，能當61.32萬噸焦炭使用，能冶煉生鐵122.64萬噸。其餘的抓 煤機、皮帶運輸機等，企業都有不必再買，所淘汰的焦爐可改做烘乾爐，烘乾 機也可不買。生產設備的廠家，包安裝、包試用、包出合格產品，可收到立竿 見影的效果。 一座年產30萬噸焦炭的焦爐，大修一次至少也得l億元，大修費 是68萬元投資的147倍，投資費只佔大修費的0. 68%，何況30萬噸焦炭的熱效 功能只能當15萬噸精煤彈使用。3、 精煤彈的技術性能優於焦炭能夠提高質量增加產量獲得優質高產效果-(1)燃燒性能好沒有被燒損的精煤彈，其耐燃性能好、火力猛、溫度高、燃燒時間長、有後勁，所產生的煤氣就變成高高的旺盛火苗，經熱風一炊，火 焰直往上衝，能提高爐腰至爐頂的溫度，加速爐料的預熱、軟化、熔化，可提 高生鐵、合金鐵的產量，不再炊噴精煤粉，減少許多的麻煩和煤粉的浪費；風 炊火焰往下鑽，風火的衝力能充分攪動爐缸內的液體沸騰，能使鐵水中的雜質 儘快上浮到爐渣中，能提高鐵水或合金鐵水的質量，可減少煉鋼過程中造渣，除渣的次數，有利於縮短煉鋼時間。能夠徹底解決焦炭煉鐵火力不足、質量差、 產量低的關鍵問題，第二次浪費能源、汙染環境的噴煤工程將不復存在。(2) 受壓強度好精煤彈是採用冷制工藝，由機械強壓呈型，烘乾或自然 幹後其強度能達到或高於焦炭水平。如金屬粉末可以壓製成機械零部件、鐵彈 子，精煤粉末同樣能壓製成煤彈子，其堅硬強度還可調節，何況焦炭是在無壓 力的情況下經過高溫幹溜而自然形成的，紅焦推出爐外就摔成了大小不等的異 形塊狀體，產生焦丁，焦末是無法避免的。高價買的搗固機，主要是在焦炭出 爐前把它搗得實在點再推焦出爐減少些碎粒，但其塊度始終有大、小，大的承 受壓力好小的就差了，機制精煤彈一樣大承受壓力均勻。(3) 透氣性能好精煤彈是一樣大，在爐內的透氣性能比焦炭更好，有利於燃燒。焦炭塊度大小相差多倍，小的約25ram左右，大的在100mm以上，爐料 在高爐內相互擠壓下行，小塊的自然會落在大塊之間的空位裡堵住縫隙而影響 透氣性，很不利於燃燒，就象燒柴煮食物，草稈或木條等在灶堂裡沓實了不透 氣、燒不燃，就要用火鉗把柴撬松使空氣進去才燃得起來。而高爐又高又大， 爐料沓起了不透氣是無法撬動的，全靠強大的熱風壓力把堵住的縫隙衝開才能 繼續燃燒，所以冶煉時間長而產量不高。 '(4) 高爐順行好因焦炭的塊度大小不等，其中還夾雜著一些碎粒，入爐 後很容易與主輔料的小塊細末混合在一起，經高溫熔化就會黏附在爐壁上造成 懸料；或黏結成大團狀、大塊狀等造成坐料落入爐缸；或堵塞損壞風口，嚴重 影響高爐順行。據有關資料表明， 一座高爐年懸料、坐料在80次以上，堵塞損 壞風口在40次以上，處理這些故障都要浪費很多時間，嚴重影響產量和質量。 精煤彈產出之後就是一樣大，又是圓形或其它有利於抗堵塞防黏結形狀的新型 燃料，不會產生上述故障，有利於高爐順行增加產量提高質量。根據精煤彈的 四好技術性能，在正常使用的情況下，預計將能增加產量15°/。左右。4、能夠大幅度降低消耗節約能源增加產量經濟效益顯著-(l)耗能情況2006年，中國生產生鐵4.04167億噸，平均每噸生鐵耗用 焦炭0. 700噸，加炊精煤粉0. 160噸。全年耗用焦炭=4. 04167億噸鐵XO. 700 噸焦二2. 82917億噸，耗炊精煤粉=4. 04167億噸鐵XO. 160噸粉=6466. 7萬噸。共計耗用洗精煤=2. 82917億噸焦X1.4噸煤=3. 96084億噸+6444. 7萬噸煤粉 =4. 60751億噸精煤，折合成煉焦原煤=4. 60751億噸X2噸=9. 21502億噸。(2) 噸鐵成本平均每噸生鐵燃料成本=0. 700噸焦X 1300元/噸價+0. 160 噸煤粉X800元/噸價=1038元。(3) 節能情況1公斤洗精煤的發熱量約9000卡，1.4公斤約有1.2600 萬卡，煉成1公斤焦炭的發熱量約為5200卡。平均煉1噸生鐵的熱能量二364萬 卡(0. 700噸焦X 5200卡)+144萬卡(0. 160噸煤粉X 9000卡)=508萬卡。採 用0. 570噸洗精煤彈X9000卡=513萬卡，以此取代焦炭和炊煤粉的508萬卡足 夠了。每噸生鐵可降耗洗精煤0. 570噸，折合成原煤為1. 14噸，降耗率為50%。 以2006年的4. 04167億噸生鐵計，可節約洗精煤二4. 04167億噸鐵XO. 570噸煤 =2.30375億噸，折合成原煤為4.6075億噸，節煤率為50%。(4) 節煤效益0.570噸精煤乂800元/噸價=456元，每噸煤彈的加工費約 100元，0. 570噸精煤彈的成本費=0. 570噸X100元加工費=57元+煤價456元=513 元。與用焦炭相比，每噸生鐵節約燃料費=1038元-513元=525元。節約效率=525 元+ 1038元=50. 58%。 2006年的4. 04167億噸生鐵，節約燃料費二4. 04167億噸 鐵X525元=2121. 8768億元(淨增經濟效益)。'(5) 增加生鐵產量的經濟效益根據洗精煤彈的四種優良技術效果，預計 將能增加生鐵產量15%左右，僅以2006年生產生鐵4. 04167億噸為基數計算， 增加鐵產量=4. 04167億噸鐵乂15%=6062. 505萬噸。根據今年5月10個產地煉 鋼生的平均價2600元/噸計算，其產值=6062. 505萬噸鐵X2600元二1576. 2513 億元，每噸生鐵利潤以35%計算，其利潤=1576. 2513億元X359(F551. 688億元。5、在保護期內能節資增產增值增利潤測算的有益效果 發明專利的有效期為20年，從申請到出授權公告約需5年左右，所以，按 15年計算有益效果。中國的鋼鐵，為滿足國內外經濟發展的需求，預計在2001 年至2006年高速增長的基礎上，還將保持六年的中速增長，即按前六年粗鋼年 均增長38. 72%的20%計算，到2007年至2012年，將會達到9. 2億噸；生鐵按 前六年平均年增長44.56%的22%計算，將會達到9.38億噸，到那時粗鋼和生鐵 產量將會穩定在9至10億噸左右的水平上。釆用洗精煤彈代替焦炭煉鐵，這是一項全球沒有的新技術，如果在國內能夠首先推廣應用，將具有世界性的重大 意義！僅以國內高爐冶煉生鐵為例在15年內，能夠節省大量的煤炭資源，大 幅度降低成本節約燃料經費，增加生鐵產量和利潤等都具有重大的有益效果。以2006年的數字為依據，預測如下(1) 節省煉焦原煤資源平均每噸生鐵節省原煤1. 14噸，節煤總數量=1. 14噸煤X9. 38億噸鐵X 15年=160. 398億噸；(2) 節約煉鐵燃料經費每噸生鐵平均節約燃料費525元(不含漲價因素)， 節約燃料總費用=525元X9. 38億噸鐵X 15年=73867. 5萬億元；(3) 增加產量產值利潤增加生鐵產量約15%，增產總量二15y。X9.38億噸 鐵X 15年=21. 105億噸鐵。增加產值=21. 105億噸鐵X2600元/噸價=5487. 3億 元。增加利潤=5487. 3億元X35X (利)=1920. 555億元。6、能夠節省新建焦爐的巨額投資到2012年，生鐵產量將會達到9. 38億 噸，比2006年的4. 04167億噸，增加5. 34億噸。所需焦炭=5. 34億噸/鐵XO. 700 噸焦=3. 738億噸。生產3. 738億噸焦炭，需要年產30萬噸焦炭的大型煉爐1246 座(3.738億噸焦+ 30萬噸)。每座焦爐及附屬設備(含幹熄焦設備、搗固機)， 徵用土地等，約需資金8.6億元左右，總投資二1246座焦爐X8.6億元^0715.6 萬億元。如果採用洗精煤彈代替焦炭煉鐵的新技術，其投資總額不過15億元。 粗算新技術投資及節約資金情況據初步調查，買一部"強力壓球機"18萬元， 一部"攪拌機"6萬元、 一部"烘乾機"10萬元、 一部"軌道行走抓煤機"約 12萬元、三部"皮帶傳送機"約12萬元，五種機為一套合計58萬元，買二套 才116萬元，能夠年產30. 66萬噸精煤彈，可代替61. 32萬噸焦炭使用，且無 任何汙染。節省投資=8. 6億元-116萬元=8. 5884億元，節約資金740餘倍。2492 套精煤彈設備輪流使用，都可取代1246座新建大型焦爐。其節省總投資=1246 座焦爐X8.6億元/座=10715.6萬億元-2492套精煤彈設備X58萬元/套 =10701. 1464萬億元。在15年內，僅用於鋼鐵行業的高爐冶煉生鐵所產的有益效果1、 環保效果能夠消除煉焦汙染源，對保護生態環境具有非常的重大意義。2、 節能效果可節省煉焦原煤160.398億噸。3、經濟效果總效益=節約燃料費73867. 5萬億元+增產利潤1920.555億 元+節省新建焦爐投資10701. 1464萬億元=86489. 2014萬億元。五具體實施例方式精煤彈與焦炭，都是採用呈粉末狀的洗精煤，前者是 通過機械設備強壓而成，後者是通過焦爐幹溜而成，生產出兩種質量和形狀不 相同的固體燃料，用於高爐冶煉生鐵和有色金屬鐵，以及化鐵爐溶化各種金屬 材料，其洗精煤彈生產的
具體實施例方式1、 利用現有設備進行試產試用鋼鐵企業一般都有生產球團礦的設備或生產耐火磚的壓磚機，可通過這兩種設備將洗精煤壓製成所需形狀的精煤彈、精 煤塊或無凌角的小方形精煤磚等，在高爐進行試用，根據試製試用情況，機造 或機修能力強的企業，可自行設計製造生產精煤彈的機械設備。這是一種既不 花錢，又來得快的方法，能夠收到立竿見影的效果。2、 花點小錢買必須的設備先行試用買一部強力壓球機約18萬元、 一部攪拌機約6萬元， 一部烘乾機約10萬元，合計34萬元，其餘的抓煤機、皮帶 傳送機等，企業都有現成的可利用，待試用正常了再增加有關設備。3、 統一規劃充分利用原有設備、場地有些設備、場地可現成使用，如皮帶傳送機、行走吊車、抓煤機、料倉、料場等。焦爐淘汰後可改做遂道供幹窯， 汙水池可改做養魚池，多餘的空地可做花園等。4、 對外採購使用更輕鬆生產精煤彈不擇煤種，不象煉焦炭那樣要黏結性好的原煤才能使用，弱黏結性精煤在入爐之前還要添加黏結劑才能結焦，否則 全部燒成煤灰，而煉焦原煤的數量不但有限，其價格比普通原煤高。生產洗精 煤彈，不論有無粘結性的煤都可使用，只要煤質好，發熱量高的原煤，都可加 工成洗精煤生產精煤彈，不但可以充分利用我國的煤炭資源，而且煉鐵成本還 會降低，所以，由煤礦或有關燃料公司來生產精煤彈更適宜，企業更輕鬆，供 需雙方訂好合同就行了。除高爐冶煉生鐵、有色金屬鐵，使用精煤彈之外，煤 礦或燃料公司，還可使用低硫無煙煤生產煤球彈代替焦炭，供給輕工、化工、食品等行業，以及民間辦喪事等使用，其使用成本與焦炭相比，可降低60%以上。
權利要求
1、一種採用洗精煤彈代替焦炭煉鐵，是將煉焦洗精煤，通過強力壓球機等設備生產的精煤彈，代替焦炭用於高爐冶煉生鐵、合金鐵，機制精煤彈其特徵是呈圓形球狀體、橢圓形狀體、扁圓形狀體、圓節形狀體、塊形狀體或其它異形狀體，且可大可小，每一種形狀的精煤彈都一樣大。
2、 根據權利要求1所述的採用洗精煤彈代替焦炭煉鐵， 其特徵是機制精煤彈不擇煤種、無黏結性的煤也能使用， 將其加工成洗精煤，機製成精煤彈，同樣可供高爐使用。
3、 根據權利要求1所述的採用洗精煤彈代替焦炭煉鐵， 其特徵是可用低硫無煙煤，機制煤球彈代替焦炭，用於高 爐以外的其它各行業以及民間使用。
全文摘要
採用洗精煤彈代替焦炭煉鐵，涉及高爐冶煉燃料技術領域。眾所周知，國內外的高爐，至今仍然是用焦炭加炊精煤粉煉鐵。生產焦炭是熱加工燃燒法，將洗精煤裝進焦爐進行較長時的猛烈燃燒才能熔結成焦，燒損精煤40％，出爐後不能入爐的焦丁、焦末約10％，其煤質熱能量燒損在50％以上，所造成的高汙染、高耗能、高消耗、低效益的關鍵問題，卻仍難解決。取代燃燒法的是冷加工機壓法，將原質洗精煤，通過強力壓球機等設備，壓製成精煤彈，代替焦炭冶煉生鐵、合金鐵。其特點是火力大、火勢猛、火焰高、耐燃性能好、有後勁追力、不用再炊煤粉，能提高質量，增加產量。生產精煤彈不用火、不用水、不損失數量和質量、無汙染、能解決三高一低的關鍵問題。
文檔編號C22B5/10GK101333576SQ20071017001
公開日2008年12月31日 申請日期2007年11月2日 優先權日2007年11月2日
發明者盧雲光 申請人:盧雲光