[发明专利]改进熄焦的方法和系统

说明书

本发明技术描述用于改进熄焦的方法和系统的各种实施方案。更具体地讲，一些实施方案涉及通过在将焦炭熄灭之前使焦炭部分地开裂来改进熄焦工艺的方法和系统。在一个实施方案中，当将焦炭放置成与一个或多个不平坦表面水平连通时，所述焦炭部分地开裂。在另一实施方案中，当焦炭条块跌落小于所述焦炭条块的高度的垂直距离时，所述焦炭条块部分地破裂。在另一实施方案中，当将焦炭团块首先放置成与一个或多个不平坦表面垂直连通且随后放置成与相同或不同的一个或多个不平坦表面水平连通时，所述焦炭团块部分地破裂。在一些实施方案中，所述一个或多个不平坦表面可安装到焦炉、列车车厢、高温车、熄焦车或组合的高温车/熄焦车。

本申请是申请号为201280077986.1的分案申请，该母案的申请日为2012年12月28日，发明名称为“改进熄焦的方法和系统”。

技术领域

本发明技术通常涉及用于熄焦的系统和方法。更具体地讲，一些实施方案涉及通过使一定量的焦炭部分地开裂以改进熄灭工艺的效率来改进熄焦工艺的系统和方法。

背景技术

焦炭为在钢铁生产中用以熔融和减少铁矿石的固体碳燃料和碳源。在一个被称为“汤普森焦化方法”的方法中，焦炭通过将粉煤成批进料到密封且在严密控制的大气条件下加热到非常高的温度24-48小时的炉中来生产。焦化炉多年来用于将煤炭转化成冶金焦炭。在焦化过程期间，细碎煤炭在受控温度条件下被加热以使煤炭液化并形成具有预先确定的孔隙度和强度的焦炭的熔化团块。因为焦炭的生产是分批过程，所以多个焦炉同时操作。

在加热过程期间煤炭粒子经历的熔融和熔化过程是焦化的一个重要部分。熔融程度和煤炭颗粒同化成熔融团块的程度决定着所生产的焦炭的特性。为了由特定的煤炭和混合煤生产坚固的焦炭，在煤炭中存在反应性实体与惰性实体的最优比率。焦炭的孔隙度和强度对于矿石精炼过程是重要的且由煤炭来源和/或焦化方法决定。

将煤炭粒子或煤炭粒子共混物装入高温炉中，且将煤炭在炉中加热以从所得焦炭中除去挥发性物质(“VM”)。焦化过程高度依赖炉设计、煤炭类型和所使用的转化温度。通常，在焦化过程期间调节炉，使得每次装入的煤炭在大致相同的时间量下结焦。煤炭一旦“结焦”或完全焦化，则将焦炭从炉中移出并用水熄灭以将其冷却到其点火温度以下。供选地，将焦炭用惰性气体干式熄灭。熄灭操作也必须谨慎地控制，使得焦炭不会吸收过多的水分。一旦熄灭，则将焦炭筛选并装载到轨道车或卡车中以便运输。

因为煤炭被进料到高温炉中，所以大部分煤炭进料过程是自动的。在狭槽型或立式炉中，煤炭通常经由在炉顶部的狭槽或开口装料。这样的炉势必是高且窄的。水平式非回收或热回收型焦化炉也用于生产焦炭。在非回收或热回收型焦化炉中，使用传送机将煤炭粒子水平地传送到炉中以提供煤炭的细长床。

随着适合形成冶金煤炭(“焦化煤炭”)的煤炭的来源减少，已经进行尝试来共混品质差或较低的煤炭(“非焦化煤炭”)与焦化煤炭来提供适合这些炉的煤炭装料。一种组合非焦化煤炭和焦化煤炭的方法是使用压缩或捣固的煤炭。煤炭可在其处于炉中之前或之后被压缩。在一些实施方案中，非焦化煤炭和焦化煤炭的混合物被压缩到大于50磅/立方英尺以在炼焦过程中使用非焦化煤炭。随着在煤炭混合物中非焦化煤炭的百分数增加，需要更高程度的煤炭压缩(例如，至多达65-75磅/立方英尺)。在商业上，通常将煤炭压缩到约1.15-1.2比重(sg)或约70-75磅/立方英尺。