型煤及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种型煤及其制备方法。更为详细地，设及一种强度优异的同时遏制 形状不良的型煤及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在烙融还原炼铁法中，使用用于还原铁矿石的还原炉和用于烙融经还原的铁矿石 的烙融气化炉。在烙融气化炉中烙融铁矿石时，将型煤作为烙融铁矿石的热源来装入烙融 气化炉中。在此，还原铁在烙融气化炉中烙融后，转换成铁水及烙渣并被排出到外部。装入 烙融气化炉的型煤形成煤炭填充床。氧气通过设置在烙融气化炉上的风口被吹入之后，燃 烧煤炭填充床而生成燃烧气体。燃烧气体通过煤炭填充床上升的同时转换成高溫还原气 体。高溫还原气体被排出至烙融气化炉外部后，作为还原气体被供给到还原炉。
[0003] 通过混合破碎煤炭而成的微粉煤和粘合剂后，经过成型过程而制备型煤。目P，首先 用粘合剂将微粉煤相互附着而制成块。并且，在成型过程中微粉煤被压合而制成具有适当 强度的型煤。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种型煤制备方法，该型煤制备方法能够遏制型煤的形状不良，从而 防止型煤的含粉率及型煤的破损。此外，本发明提供一种型煤，该型煤通过上述型煤制备方 法来制备。 阳〇化]本发明提供一种型煤制备方法，该型煤在铁水制备装置中被装入烙融气化炉的寫 顶部并被急速加热，所述铁水制备装置包括：用于装入还原铁的烙融气化炉；及与烙融气 化炉连接并用于提供还原铁的还原炉。本发明的一实施例的型煤制备方法包括W下步骤： 提供微粉煤Sio ;混合微粉煤和粘合剂W制备混合物S20 ;及成型混合物W制备型煤S30。在 混合物的制备步骤中，所述粘合剂包括糖蜜、焦糖及水。
[0006] 在混合物的制备步骤中，粘合剂可包括10**%至75**%的糖蜜、2**%至20巧*% 的焦糖及余量的水。更为详细地，糖蜜的量可为50wt%至70wt%，焦糖的量可为5wt%至 20wt%。
[0007] 在混合物的制备步骤中，焦糖可为对糖进行焦糖化反应而制备的。
[0008] 在混合物的制备步骤中，粘合剂相对于混合物的量可为3wt%至12wt%。
[0009] 在混合物的制备步骤中，对混合物可进一步混合硬化剂，硬化剂的量可为所述混 合物的Iwt%至5wt%。
[0010] 本发明设及一种型煤，该型煤在铁水制备装置中被装入烙融气化炉的寫顶部并被 急速加热，所述铁水制备装置包括：用于装入还原铁的烙融气化炉；及与烙融气化炉连接 并用于提供还原铁的还原炉。本发明的一实施例的型煤包括：微粉煤及粘合剂；粘合剂包 括糖蜜、焦糖及水。 W11] 粘合剂可包括lOwt%至75wt%的糖蜜、2wt%至20wt%的焦糖及余量的水。 阳01引 糖蜜的量可为50wt%至70wt%。
[0013] 本发明能够在型煤的制备过程中遏制形状不良。其结果，能够防止型煤的含粉率 及型煤的破损。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明的一实施例的型煤制备方法的示意的顺序图。
[0015] 图2为使用在图1中制备的型煤的铁水制备装置的示意图。
[0016] 图3为使用在图1中制备的型煤的另一铁水制备装置的示意图。
【具体实施方式】
[0017] 第一、第二、第=等的用语用于说明多种部分、成分、区域、层及/或者分段 (section),但并不限定于此。运些用语仅为了将某一部分、成分、区域、层或者分段区别于 其他部分、成分、区域、层或者分段而使用。因此，下面描述的第一部分、成分、区域、层或者 分段在不脱离本发明的范围内也可用第二部分、成分、区域、层或者分段来描述。
[0018] 在此使用的专业用语仅用于提及特定实施例，并不限定本发明。在此使用的单数 形式，只要在句子中未表示明显相反的意思，还包括复数形式。说明书中使用的"包括"的 意思是用于将特定的特性、区域、整数、步骤、动作、因素及/或者成分具体化，不排除其他 的特性、区域、整数、步骤、动作、因素及/或者成分的存在或者附加。
[0019] 虽然不另行定义，但包括在此使用的技术用语及科学用语在内的所有用语具有与 本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。通常使用的词典中定义 的用语可补充解释为具有符合相关技术文献和现今公开的内容的意思，不下定义的情况下 不被解释成理想的或者极为正式的意思。
[0020] 下面，参照附图详细说明本发明的实施例，W使本发明所属技术领域的普通技术 人员能够容易实施。但本发明并不局限于在此说明的实施例，可用多种形式实现本发明。
[0021] 图1表示本发明的一实施例的型煤制备方法的示意的顺序图。图1的型煤制备方 法的顺序图只是用于例示本发明，本发明并不局限于此。因此，可多种形式改变型煤的制备 方法。 阳0巧如图1所示，型煤制备方法包括提供微粉煤的步骤Sio ;混合微粉煤和粘合剂W制 备混合物的步骤S20 ;及成型混合物W制备型煤的步骤S30。此外，根据需要，型煤制备方法 可进一步包括其他步骤。
[0023] 首先，在步骤SlO中提供微粉煤。在此，微粉煤为将煤碳破碎而成的。通常，煤炭 根据炭化程度分为含碳量大约60 %的泥煤、大约70 %的次煤及褐煤、大约70 %至80 %的次 烟煤、大约80%至90%的渐青煤及90% W上的无烟煤。在此，所使用的煤炭的种类并不特 别限制，可使用单个煤种，也可混合多个煤种后使用。为了降低品质的偏差，可使用规定粒 度的微粉煤。作为具体的基准，可使用粒度分布中3mm W下粒度为90wt%至lOOwt%的微 粉煤。
[0024] 此外，在微粉煤中可将水分调节为3wt%至12wt%。当将微粉煤中混合的水分的 量调节为所述范围时，微粉煤粒子的气孔易于被水分封堵。其结果是，粘合剂未能渗透到微 粉煤粒子内，而在微粉煤粒子外部存在，因此微粉煤粒子彼此间能够良好地结合，从而有效 地提高型煤的热强度及冷强度。
[00巧]接下来，在步骤S20中混合微粉煤及粘合剂W制备混合物。作为粘合剂可使用包 含糖蜜、焦糖及水的粘合剂。可通过适当地混合糖蜜和焦糖W作为粘合剂，从而在成型过程 中防止型煤附着在双漉的表面而导致的型煤形状的不良现象，并且还能保持型煤的强度。 W26] 为了使粘合剂发挥本身的功能，应良好地实现粘合（a化esion)和凝聚 (cohesion)。粘合为粘合剂有效地被涂覆于所附着物质的能力，运是在混合微粉煤和粘合 剂时必要的功能。凝聚为涂覆粘合剂后，粘合剂之间彼此凝结的能力，运是在物质上涂覆粘 合剂后，粘合剂之间强力结合的过程中要求的功能。分子量较低的物质发挥有效的粘合，分 子量较高的物质发挥有效的凝聚。当成型微粉煤和粘合剂的混合物时，在成型时微粉煤和 粘合剂应当通过彼此相反的方向旋转的双漉凝结，并且微粉煤不应接触双漉的表面，运样 才能避免型煤的形状出现问题。目P，若微粉煤附着于双漉的表面，则会破坏型煤的形状。型 煤的形状不良会带来型煤的含粉率增加及型煤的破损，结果会降低型煤的制备效率。当作 为粘合剂使用糖蜜来制备型煤时，在成型步骤中因部分型煤附着于双漉的表面上，会产生 形状不良。
[0027] 糖蜜因粘合力和凝聚力都强，因此当作为粘合剂只使用糖蜜时，由于型煤附着于 成型混合物的双漉的表面上，会频繁产生型煤的形状不良。相反，虽然焦糖的粘合力与糖蜜 的粘合力相等，但在凝聚力方面与糖蜜相比较弱。因此，当混合糖蜜和焦糖作为粘合剂来使 用时，混合物不易附着于双漉的表面上，因此能够遏制型煤的形状不良现象，并且还能够提 高型煤的强度。在与主要由低分子量（二糖类、单糖类）物质构成的糖蜜相比只由高分子 量物质构成的焦糖的情况下，会有效地产生凝聚，从而强化了结合能力，并且相对地降低粘 合能力，从而不会在双漉的表面上产生附着。 阳02引粘合剂可包括lOwt%至75wt%的糖蜜、2wt%至20wt%的焦糖及余量的水。在粘 合剂中包含过少的焦糖的情况下，有可能不能改善型煤的形状不良。此外，在粘合剂中包含 过多的焦糖的情况下，有可能会降低型煤的强度。因此，在粘合剂中包含的焦糖的量可调节 为上述范围。
[0029] 此外，在粘合剂中包含过少的水的情况下，因粘合剂的粘度上化难W在工序中进 行输送。此外，在粘合剂中包含过多的水的情况下，因提高了型煤整体的水分含量，可能会 导致型煤强度的下降。因此，优选调节水的含量在上述组成范围内。
[0030] 粘合剂的组成比可具体如下：相对于粘合剂的总重量，糖蜜为20wt%至73wt%， 焦糖为3wt%至20wt%，余量为水。更为详细地，粘合剂可包含50wt%至70wt%的糖蜜、 Swt%至20wt%的焦糖及余量的水。
[0031] 焦糖可通过在20°C W上的溫度下对单糖类的环进行开环的开环反应而制备。此 夕F，焦糖在5(TC W上的溫度下将多糖类分解为单糖类，并且经过对单糖类的环进行开环的 开环反应后，再经过缩合反应而成为高分子。如此，由糖制备焦糖的反应称之为焦糖化反应 (caramelization)。为了进一步加速焦糖化反应，可添加氨。单糖类可为葡萄糖（glucose)、 果糖（化uctose)及木糖（xylose)等，多糖类可为薦糖（sucrose)及乳糖（lactose)等。 将焦糖盛在IOmm的吸收池并利用紫外光谱仪（UV spectrometer)进行分析时，610皿附 近带上的吸收率为0. 15至2. 0。此外，W 65wt%的浓度为基准，焦糖的粘度在1000 Ocp至 SOOOOcp的范围内。
[0032] 为了均匀的混合，可在微粉煤中先添加糖蜜后再添加焦糖。目P，当糖蜜和焦糖一块 混合时，糖蜜和焦糖之间的反应会先于微粉煤产生。此外，为了保证型煤的强度，优选与凝 聚现象相比先引发粘合现象，因此优选在微粉煤中先添加糖蜜。
[0033] 在混合物中包含的粘合剂的量可为3wt%至15wt%。当粘合剂的量过少时，型煤 的强度有可能变差。此外，当粘合剂的量过多时，在混合微粉煤和粘合剂时会产生附着等问 题。因此将粘合剂的量调节为上述范围。
[0034] 另外，虽然图1中未图示，在混合物中可进一步混合硬化剂。相对于混合物，硬化 剂的量可为1巧1%至5*1%。硬化剂可使用化0、化(0巧2、]\%0、]\%(0巧2、化2〇、化地、1(2〇及 KOH等。当硬化剂的量过少时，粘合剂和硬化剂的结合不良，不能充分增大型煤的强度。此 夕F，当硬化剂的量过多时，型煤内的灰分会增加，在烙融气化炉内不能充分产生还原铁的烙 融所需的热量。因此，将硬化剂的量调节为上述范围。尤其是，硬化剂中的CaO通过与粘合 剂中糖蜜之间的糖酸盐反应，能够进一步提高型煤的强度。
[0035] 最后，在步骤S30中成型混合物W制备型煤。虽然图1中未图示