(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111434621.7 (22)申请日 2021.11.29 (71)申请人 山西晋煤集团技 术研究院有限责任 公司 地址 048006 山西省晋城市城区北石店镇 东上村 (72)发明人 都海龙　时进吉　左海滨　王健　 张蕊红　赵玮烨　宋斌　李亚超　 田鹏　时珏　 (74)专利代理 机构 太原晋科知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 14110 代理人 郑晋周 (51)Int.Cl. C21B 5/00(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种无烟块煤在高炉中的劣化研究方法 (57)摘要 本发明的目的在于提供一种无烟块煤在高 炉中的劣化研究方法， 属于高炉炼铁生产领域， 包括以下步骤： 步骤一、 对入炉块煤进行粒度筛 选、 成分分析和理化性能测定， 并选择满足条件 的块煤； 步骤二、 每批料中将块煤与干焦按质量 比为1:100~1:20的比例将块煤与矿石混合形成 混合料； 步骤三、 将混合料装入料仓后通过皮带、 料罐和溜槽布入高炉内。 本发明通过在矿石层中 加入块煤， 在保证高炉稳定顺行的前提下， 降低 了入炉干焦比和喷煤比， 降低了高炉炼铁生产成 本， 提高了高炉生产经济指标。 权利要求书1页 说明书7页 附图4页 CN 114058749 A 2022.02.18 CN 114058749 A 1.一种无烟块煤在高炉中的劣化研究方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： 第一步， 基于高炉设计参数、 无烟块煤基础冶金性能和高炉操作参数， 采用EDEM模拟软 件建模及数值仿真， 生成 高炉内无烟块煤在料柱某一横截面下的最大抗压应力随料柱高度 的变化； 从而获得炉料料柱的高度值与相应高度下炉料料柱的EDEM模拟压力值的对应关 系； 第二步， 针对燃料料柱的多个EDEM模拟用高度值， 获取各模拟用高度值相应的EDEM模 拟温度值， 并在程序还原炉内对无烟块煤进 行模拟高炉实验， 模拟高炉气氛和升温制度， 实 验结束后取样分析无烟块煤的冶金性能， 建立各模拟用高度值下无烟块煤的温度值与无烟 块煤的冶金性能数值的对应关系； 第三步， 将第 一步得到的无烟块煤在料柱中承受的最大抗压应力随料柱高度的变化与 第二步得到的无烟块煤的温度在与无烟块煤的冶金性能数值的对应关系进 行映射关联， 得 到无烟块煤自高炉 炉顶入炉后自上而下的劣化过程。 2.根据权利要求1所述的一种无烟块煤在高炉中的劣化研究方法， 其特征在于： 所述高 炉设计参数包括高炉有效容积， 有效高度， 炉缸直径， 炉缸高度， 炉腹高度和炉腹角， 炉身 角， 炉腰直径， 炉喉直径和炉型尺寸。 3.根据权利要求1所述的一种无烟块煤在高炉中的劣化研究方法， 其特征在于： 所述无 烟块煤基础冶金性能包括无烟块煤的成分和粒度分布。 4.根据权利要求1所述的一种无烟块煤在高炉中的劣化研究方法， 其特征在于： 所述高 炉操作参数包括产量、 无烟块煤吨铁入炉量、 煤比、 焦比、 燃料比、 冶炼强度、 生铁合格率、 富 氧率、 料线、 矿批和焦批 。 5.根据权利要求1所述的一种无烟块煤在高炉中的劣化研究方法， 其特征在于： 所述无 烟块煤的冶金性能包括无烟块煤热爆裂性能、 无烟块煤反应性及反应后 强度、 无烟块煤反 应后耐磨强度、 无烟块煤溶损反应程度、 无烟块煤反应后最大抗压应力、 无烟块煤与焦炭的 交互作用、 无烟块煤XRD， SE M， RAMAN检测分析。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114058749 A 2一种无烟块煤在高炉中的 劣化研究方 法 技术领域 [0001]本发明属于高炉炼铁生产领域， 具体涉及一种无烟块煤在高炉中的劣化研究方 法。 背景技术 [0002]煤炭是我国的主体能源， 在一次能源消费中占比在60%左右， 是我国经济社会发展 的重要能源保障。 其中炼焦煤是钢铁工业的基础能源和主要原料， 保障着我国钢铁工业的 发展， 但炼焦煤仅约占我国煤炭资源储量的五分之一， 而优质主焦煤和肥煤仅占3%， 尤为稀 缺。 当前钢铁产能巨大， 焦炭消耗 量非常大， 因此， 优质炼焦煤资源短缺情况日益加剧。 [0003]无烟煤是一种坚硬、 致密且高光泽、 碳含量最高、 杂质含量最少、 煤化程度最大的 煤种。 无烟块煤固定碳含量高、 挥发分及灰分含量低、 磷、 硫等有害 元素含量低， 同时无烟块 煤密度大， 硬度大， 抗压强度大。 无烟块煤反应性略低于焦炭， 在高炉软熔带部位及以上能 够保持块状形态， 并具有一定的抗压强度， 可以保证高炉软熔带以上部位的料柱透气性， 从 而增加含铁炉料周围的还原 势， 增大含铁炉料的还原效率。 [0004]无烟块煤与焦炭相比， 具有成本低、 污 染小的优势， 同时无烟块煤具有一定的反应 性， 可以代替部 分焦丁与含铁炉料混合入炉应用于高炉生产。 无烟块煤应用于高炉生产， 一 方面可以减少焦炭用量， 缓解优质炼焦煤 资源短缺的情况， 降低企业生产成本； 另一方面可 以减少炼焦带来的污染、 排 放， 保护环境。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种无烟块煤在高炉中的劣化研究方法， 对无烟块煤在高 炉内的劣化过程进行研究。 [0006]本发明采用如下技 术方案： 一种无烟块煤在高炉中的劣化研究方法， 包括以下步骤： 步骤 （1） ， 基于高炉设计参数、 无烟块煤基础冶金性能和高炉操作参数， 采用EDEM 模拟软件建模及数值仿 真， 生成高炉内无烟块煤在料柱某一横截面下的最大抗压应力随料 柱高度的变化； 从而获得炉料料柱的高度值与相应高度下炉料料柱的ED EM模拟压力值的对 应关系。 [0007]所述的高炉设计参数包括高炉有效容积， 有效高度， 炉缸直径， 炉缸高度， 炉腹高 度和炉腹角， 炉身角， 炉腰直径， 炉喉直径， 炉型尺寸。 [0008]所述的无烟块煤基础性能包括无烟块煤的成分和粒度分布。 [0009]所述的高炉操作参数包括产量、 无烟块煤吨铁入炉量、 煤比、 焦比、 燃料比、 冶炼强 度、 生铁合格率、 富氧率、 料线、 矿批和焦批 。 [0010]采用EDEM模拟软件建模基于上述 参数可以对高炉进行仿真。 [0011]所述的高炉 炉内气氛包括CO、 CO2、 N2、 H2和H2O。 [0012]步骤 （2） ， 针对燃料料柱的多个EDEM模拟用高度值， 获取各模拟用高度值相应的说　明　书 1/7 页 3 CN 114058749 A 3