專利名稱：焦炭的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高爐法煉鐵等所使用的強(qiáng)度高的焦炭的制造方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于煉鐵用所使用的焦炭，除了要求用于確保高爐內(nèi)的通氣性，還要求強(qiáng)度也高。一般來說是通過干餾煤來制造焦炭，而為了實(shí)施其高強(qiáng)度，則使用強(qiáng)粘結(jié)煤，但強(qiáng)粘結(jié)煤在煤中較昂貴，從而期望削減其使用量。如果將非粘結(jié)煤和微粘結(jié)煤等與強(qiáng)粘結(jié)煤調(diào)配，雖然能夠削減高價(jià)的強(qiáng)粘結(jié)煤的使用量，但必須照顧到隨著其使用量削減帶來的焦炭強(qiáng)度的降低。煤的水分量的降低和機(jī)械性地夯實(shí)裝入焦炭爐內(nèi)的煤的方法，已知有提高煤向焦炭爐內(nèi)的填充密度，這能夠使焦炭高強(qiáng)度化。但是，采用降低水分量時(shí)，存在煤的微粉容易飛散的問題，另一種夯實(shí)的操作則很復(fù)雜。在專利文獻(xiàn)I中公開有用于得到高強(qiáng)度的焦炭的其他技術(shù)。該技術(shù)是使柏油(asphalt)、浙青(asphalt pitch)、煤的液化處理殘洛、溶劑生成炭等的粘結(jié)性補(bǔ)充材含浸在沒有軟化熔融性的細(xì)粒炭材的表面，并將其與煤加以混合。另外，本申請(qǐng)人已經(jīng)進(jìn)行了關(guān)于高強(qiáng)度焦炭的專利申請(qǐng)，其內(nèi)容公開在專利文獻(xiàn)2、3中。專利文獻(xiàn)2公開的是，相對(duì)于含有含碳率85%以上、91 %以下的煤，和含碳率60%以上、低于85%的煤的這種煤炭100質(zhì)量份，含有實(shí)質(zhì)上不含灰分的煤I質(zhì)量份以下，以其作為焦炭制造用煤進(jìn)行使用。另一方面，專利文獻(xiàn)3公開的是，相對(duì)于焦炭制造用原料煤100質(zhì)量份，添加實(shí)質(zhì)上不含灰分的煤I質(zhì)量份以下。如上述，既削減強(qiáng)粘結(jié)煤的使用量又得到高強(qiáng)度的焦炭成為焦炭制造中的課題，雖然以解決該課題為目的而使用浙青、煤焦油、或者無灰煤等粘結(jié)性補(bǔ)充材，但因?yàn)檎辰Y(jié)性補(bǔ)充材的作用復(fù)雜，所以在強(qiáng)粘結(jié)煤的使用量削減(強(qiáng)粘結(jié)煤以外的煤的大量使用)和焦炭的高強(qiáng)度化的并立上伴有困難性。此外，隨著中國(guó)和印度等新興國(guó)家的鋼鐵需求近年來急劇增大，預(yù)想到必須削減粘結(jié)性和微粘結(jié)性的煙煤與微粘結(jié)性和非粘結(jié)性的次煙煤的使用量。如果如預(yù)想的這樣，不遠(yuǎn)的將來，就會(huì)產(chǎn)生使用褐煤等更低品位的煤炭的必要性。專利文獻(xiàn)I特開2001-40363號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2007-23190號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開2007-246674號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況，其目的在于提供一種焦炭的制造方法，即使是將褐煤用于焦炭用制造原料煤，也能夠?qū)崿F(xiàn)高的焦炭強(qiáng)度。若作為焦炭制造用原料煤而使用褐煤，則難以實(shí)現(xiàn)高的焦炭強(qiáng)度，為了在這種情況下仍得到高強(qiáng)度的焦炭，本發(fā)明者等對(duì)于相關(guān)技術(shù)反復(fù)銳意研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果進(jìn)行無灰煤和褐煤等的劣質(zhì)煤的混合、成形，進(jìn)行無灰煤的軟化開始溫度以上的加熱、粉碎，以及干餾含有粉碎了的煤的配合煤，則能夠得到高強(qiáng)度的焦炭，從而完成本發(fā)明。S卩，本發(fā)明的焦炭的制造方法，其中，具有如下工序?qū)o灰煤0.05質(zhì)量份以上、
0.50質(zhì)量份以下和含碳率(d. a. f.)為70. 0%以上、低于85. 0%的劣質(zhì)煤I質(zhì)量份進(jìn)行混合而得到混合煤的混合工序；成形所述混合煤而得到成形煤的成形工序；將所述成形煤加熱到所述無灰煤的軟化開始溫度以上得到熱處理煤的加熱工序；粉碎所述熱處理煤而得到粉碎煤的粉碎工序；干餾含有所述粉碎煤和含碳率(d. a. f.)為85.0%以上、91.0%以下的強(qiáng)粘結(jié)煤的配合煤的干餾工序。在本發(fā)明中，所謂“無灰煤”是以815°C加熱煤炭而灰化時(shí)，作為殘留無機(jī)物的灰分 在加熱前的無灰煤中為5000ppm以下(質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))的煤。另外，所謂“劣質(zhì)煤”意思是，如上述規(guī)定的含碳率(d.a. f.)為70.0%以上、低于85.0%的煤，含碳率(d. a. f.)為70.0%以上、低于78. 0%的褐煤也符合劣質(zhì)煤。所述成形工序中使用的混合煤中的無灰煤和劣質(zhì)煤的粒度，都優(yōu)選為0. 5mm以下，另外，優(yōu)選得到表觀密度為0. 80g/cm3以上、低于I. 00g/cm3的成形煤。優(yōu)選由粉碎工序得到的粉碎煤的80質(zhì)量％以上其粒度在3mm以下。干餾工序中使用的配合煤，優(yōu)選粉碎煤的配合率為5質(zhì)量％以上。以本發(fā)明的焦炭的制造方法得到的焦炭，優(yōu)選作為用于制造生鐵的煉鐵使用。根據(jù)本發(fā)明的焦炭的制造方法，因?yàn)槭歉绅s含有粉碎煤和強(qiáng)粘結(jié)煤的配合煤，該粉碎煤經(jīng)過由規(guī)定量的無灰煤和劣質(zhì)煤構(gòu)成的混合煤的成形、無灰煤的軟化開始溫度以上的加熱、粉碎的各工序而得到，所以即使進(jìn)行強(qiáng)粘結(jié)煤的使用量削減和對(duì)焦炭原料采用褐煤時(shí)，也能夠得到強(qiáng)度高的焦炭。


圖I是用于說明用于制造無灰煤的裝置的一例的圖。符號(hào)說明I容器2泵3預(yù)熱器4萃取槽5重力沉降槽6沉降物收容器7過濾器構(gòu)件8過濾單元9上清液收容器10攪拌機(jī)
具體實(shí)施例方式(焦油制造用原料煤的制造方法)本發(fā)明的焦炭的制造方法，是通過干餾工序處理粉碎煤和強(qiáng)粘結(jié)煤的配合煤，該粉碎煤經(jīng)混合工序、成形工序、加熱工序、粉碎工序而獲得。以下對(duì)于各工序進(jìn)行詳述?；旌瞎ば蛟诨旌瞎ば蛑?，得到混合有規(guī)定量的無灰煤和規(guī)定量的劣質(zhì)煤的混合煤。無灰煤是在加熱時(shí)顯示出高流動(dòng)性和高粘著性的煤炭，為混合煤中的粘結(jié)性補(bǔ)充材。該無灰煤的灰分為5000ppm以下(質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，下同)，優(yōu)選為2000ppm以下。在此所謂“灰分”，意思是以815°C加熱煤炭而灰化時(shí)的殘留無機(jī)物，該無機(jī)物有硅酸、氮化鋁、氧化 鐵、石灰、氧化鎂、堿金屬等。還有，灰分自身雖然對(duì)焦炭特性幾乎沒有影響，但是后述無灰煤制造中的灰分混入意味著煤炭成分萃取后的煤(未溶解煤)的混入，而未溶解煤會(huì)阻礙配合煤的粘結(jié)，具有降低焦炭強(qiáng)度的性質(zhì)。因此，無灰煤的灰分優(yōu)選在上述數(shù)值以下。優(yōu)選的無灰煤其根據(jù)JIS M8801所規(guī)定的基氏塑性儀法(Gieseler Plastometer)由基氏流動(dòng)性試驗(yàn)確認(rèn)的最高流動(dòng)度(IogMF)在作為測(cè)定界限的4. O(Iogddpm)以上。另夕卜，固化溫度超過450°C的也作為優(yōu)選的無灰煤。用于得到無灰煤的方法，可以采用公知的無灰煤的制造方法。例如，利用有機(jī)溶劑的煤炭成分的萃取便適合無灰煤的制造。在無灰煤的制造中使用的煤炭，并不特別限定為煙煤、次煙煤、褐煤等，另外對(duì)于其含碳率也沒有特別限定。即，也可以使用含碳率(d.a.f)為60%以上、低于95.0%的煤，但是出于強(qiáng)粘結(jié)煤其存在枯竭的問題，所以優(yōu)選使用含碳率(d.a. f)為60.0%以上、低于85. 0%的煤，更優(yōu)選使用含碳率(d.a. f)為70.0%以上、低于85.0%的煤。使用含碳量(d. a. f) 60. 0%以上、低于95. 0%的煤炭制造無灰煤時(shí)，該煤炭的優(yōu)選的揮發(fā)分、平均反射率、基氏最高流動(dòng)度、合計(jì)惰質(zhì)組(total inertinite)如下。揮發(fā)分由JIS M8812所規(guī)定的方法決定，優(yōu)選為30%以上、40%以下，更優(yōu)選為32%以上、36%以下。平均反射率由JIS M8816所規(guī)定的方法決定，優(yōu)選為0.6以上、1.0%以下，更優(yōu)選為
0.8以上、0. 9以下?；献罡吡鲃?dòng)度(IogMF)優(yōu)選為3. 0 (Iogddpm)以上、4. 5 (Iogddpm)以下，更優(yōu)選為3. 3 (Iogddpm)以上、3. 6 (Iogddpm)以下。合計(jì)惰質(zhì)組優(yōu)選為5%以上、35%以下，更優(yōu)選為15%以上、20%以下。關(guān)于該合計(jì)惰質(zhì)組，是在JIS M8816的煤炭微細(xì)組織成分(顯微組分maceral)的分析值之中，采用半絲質(zhì)體(semifusinite)的比例和微細(xì)組織成分群(顯微組分 群)的比例，以下式計(jì)算。式I
(100-MM)x補(bǔ)正情it組
合計(jì)-質(zhì)a (Tl) = ------ +
100
100(1.08A+0.55S)/2.8MM =-
[100-(1.08A+0.55S)]/1.35+(1.08A+0.55S)/2.8補(bǔ)正惰質(zhì)組=惰質(zhì)組-半絲質(zhì)體％ X 1/3上式中，MM(mineral matter)意為礦物質(zhì)，A意為灰分(干基，以JIS M8812測(cè)定)，S意為總硫磺分(干基，以JIS M8813測(cè)定)。為 了高效率地進(jìn)行煤炭成分的萃取，在此萃取時(shí)，優(yōu)選將煤炭預(yù)先粉碎成5_以下。無灰煤的制造所使用的有機(jī)溶劑中，能夠使用如下等一種或兩種以上的有機(jī)溶齊IJ:苯、甲苯、二甲苯等的單環(huán)芳族化合物；萘、甲基萘、二甲基萘、三甲基萘、聯(lián)二苯、具有脂肪族側(cè)鏈或芳香族取代基的聯(lián)二苯等的雙環(huán)芳族化合物；三環(huán)芳香族化合物等。但是，使用單環(huán)芳族化合物時(shí)，煤炭成分的萃取率低，為了提高萃取率而提高萃取溫度時(shí)，用于設(shè)定在該溫度下的壓力變高。另外，使用三環(huán)芳香族化合物時(shí)，由于存在該化合物的沸點(diǎn)高這種一般性的傾向，因此從煤炭分離有機(jī)溶劑困難。因此，優(yōu)選使用雙環(huán)芳族化合物。更優(yōu)選的雙環(huán)芳族化合物其沸點(diǎn)為180 330°C。還有，如果使用已知是煤炭的液化方法所使用的萘滿等的供氫溶劑，則使煤可溶化或液化，從而能夠?qū)崿F(xiàn)煤炭成分的高萃取率，但是供氫溶劑的氫原子會(huì)移動(dòng)到煤的構(gòu)成分子上。因此，不能選擇供氫有機(jī)溶劑，而是優(yōu)選選擇非供氫有機(jī)溶劑進(jìn)行煤炭成分的萃取。利用有機(jī)溶劑進(jìn)行的煤炭成分的萃取，是將煤炭與有機(jī)溶劑混合而調(diào)制漿體，從而進(jìn)行煤炭成分的萃取，其后，如果從漿體的上清液等的液體部除去有機(jī)溶劑，則得到無灰煤。漿體中的煤濃度以10 35質(zhì)量％為宜，加熱漿體即可萃取煤炭成分。該萃取條件例如以300 420°C加熱漿體并保持5 120分鐘。在比300°C低的溫度下，不能充分削弱煤炭的構(gòu)成分子間的結(jié)合，因此煤炭成分的萃取率低，在比420°C高的溫度下，因煤炭的熱分解反應(yīng)而發(fā)生的熱分解基會(huì)與煤炭再結(jié)合，所以煤炭成分的萃取率仍然低。另一方面，在300 420°C的溫度下，由于煤炭的構(gòu)成分子間的結(jié)合松馳，并且發(fā)生溫和的熱分解，因此能夠達(dá)成煤炭成分的萃取率。另外，關(guān)于萃取中的壓力，將其調(diào)整為不會(huì)使有機(jī)溶劑達(dá)到沸點(diǎn)，通常為0. 8 2. 5MPa，萃取時(shí)的氣氛為惰性氣體(例如氮)氣氛即可。煤炭成分的萃取后，在進(jìn)行有機(jī)溶劑的除去之前，需要從有機(jī)溶劑分離萃取后的煤。此分離采用公知的分離方法即可。作為該公知的分離方向，例如可列舉沉降法、過濾法，過濾法中由于過濾器的過濾速度受到限制，因此為了分離大量的煤而優(yōu)選采用沉降法。還有，為了避免有機(jī)溶劑中的煤炭成分的析出等，從漿體除去煤炭的溫度優(yōu)選設(shè)定在與萃取時(shí)相同的溫度，關(guān)于壓力也一樣。圖I是用于說明用于制造無灰煤的裝置的一例的圖。在容器I中，煤炭與有機(jī)溶劑被混合而生成漿體，該漿體由泵2送出，在通過預(yù)熱器3期間被加溫至規(guī)定的溫度后，被供給到萃取槽4。在萃取槽4中，漿體一邊被攪拌機(jī)10攪拌，煤炭成分一邊被有機(jī)溶劑萃取，之后漿體被供給到重力沉降槽5。在重力沉降槽5中，成分被萃取后的煤炭沿圖示箭頭11的方向沉降，生力沉降槽5內(nèi)的上清液被供給到過濾單元8，另一方面沉降物被收容器6回收。上清液被內(nèi)設(shè)于過濾單元8中的過濾器構(gòu)件7過濾，濾液由上清液收容器9回收。接著，使有機(jī)溶劑從被回收的濾液中蒸發(fā)除去，由此得到無灰煤。作為蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑的方法，應(yīng)用噴霧干燥法、蒸餾法、真空干燥法等一般的干燥方法即可。符合本發(fā)明中的“劣質(zhì)煤”的煤炭，有粘結(jié)煤、微粘結(jié)煤、非粘結(jié)煤、褐煤。而并不是用于明確分類符合該劣質(zhì)煤的各煤炭和其他煤炭的一般性的標(biāo)準(zhǔn)。因此在本發(fā)明中，含碳率(d. a. f.)超過91.0%的煤為無煙煤、含碳率(d. a. f. )85. 0%以上、91.0%以下的煤為強(qiáng)粘結(jié)煤、含碳率(d. a. f. )83. 0%以上、低于85. 0%的煤為粘結(jié)煤、含碳率(d. a. f. )80.0%以上、低于83. 0%的煤為微粘結(jié)煤、含碳率(d. a. f. )78. 0%以上、低于80. 0%的煤為非粘結(jié)煤、含碳率(d. a. f. )70. 0%以上、低于78. 0%的煤為褐煤、含碳率(d. a. f.)低于70.0%的煤為泥煤。即，由于粘結(jié)煤、微粘結(jié)煤、非粘結(jié)煤和褐煤符合本發(fā)明中的劣質(zhì)煤，因此該劣質(zhì)煤是含碳率(d.a.f.)在70.0%以上、低于85.0%的煤。還有，成為煤炭的分類化的標(biāo)準(zhǔn)的含碳率(d.a.f. = dry ash free)是指除去煤的水分和灰分的有機(jī)質(zhì)的含有率(質(zhì)量％)，其能夠依據(jù)JIS M8819測(cè)定?；旌蠠o灰煤和劣質(zhì)煤時(shí)的使用量為，無灰煤0. 05質(zhì)量份以上、0. 50質(zhì)量份以下，劣質(zhì)煤為I質(zhì)量份。若無灰煤低于0.05質(zhì)量份，則基于粘結(jié)性的作用不充分。另一方面，若無灰煤超過0. 50質(zhì)量份，則因?yàn)闊o灰煤比劣質(zhì)煤貴 而不經(jīng)濟(jì)，另外基于粘結(jié)性的作用過剩。即，無灰煤的量在上述范圍外時(shí)，并不能提高焦炭強(qiáng)度。劣質(zhì)煤為I質(zhì)量份時(shí)的無灰煤的量?jī)?yōu)選為0. 15質(zhì)量份以上、0. 30質(zhì)量份以下。可是，在煤炭的干餾(焦炭化)中，已知會(huì)發(fā)生煤的熔融、軟化，并且生成因熱分解帶來的揮發(fā)分，兼有適度的強(qiáng)度和氣孔率的焦炭生成。劣質(zhì)煤缺乏熔融性和粘結(jié)性，只干餾劣質(zhì)煤而得到的焦炭的強(qiáng)度低。特別是關(guān)于作為劣質(zhì)煤的一種的褐煤，其沒有熔融性和粘著性，干餾褐煤也只會(huì)生成脆的碳。將含有經(jīng)混合工序、成形工序、加熱工序、粉碎工序而得到的粉碎煤的配合煤進(jìn)行干餾作為本發(fā)明的焦炭的制造方法時(shí)，本發(fā)明者等還發(fā)現(xiàn)，干餾工序中的粉碎煤中的無灰煤具有將褐煤彼此加以結(jié)合的能力，但是褐煤之間的距離長(zhǎng)時(shí)，該結(jié)合能力得不到充分發(fā)揮，從而不能獲得強(qiáng)度更高、氣孔率適當(dāng)?shù)慕固俊＜?，為了制造?qiáng)度更高的焦炭，優(yōu)選的是使無灰煤和劣質(zhì)煤兩者微細(xì)化。微細(xì)化可列舉如下方式例如在進(jìn)行無灰煤和劣質(zhì)煤的混合之前，使用錘碎機(jī)、顎式破碎機(jī)、噴射式粉碎機(jī)等公知的粉碎裝置進(jìn)行粉碎；在混合無灰煤和劣質(zhì)煤的同時(shí)進(jìn)行粉碎。無灰煤和劣質(zhì)煤的粒度，如果其被粉碎則沒有特別限定，但優(yōu)選都在0. 5mm以下，更優(yōu)選在0.2_以下。該粒度由能否通過規(guī)定的網(wǎng)眼的篩子來決定(以下，粒度的決定方法相同。)。例如通過網(wǎng)眼0.5mm的篩子的無灰煤的粒度為0.5mm以下。如果使無灰煤的粒度在0. 5mm以下，則混合煤中的劣質(zhì)煤周圍的無灰煤分配良好，將能夠制造強(qiáng)度更高的焦炭。另外，如果使劣質(zhì)煤的粒度在0. 5mm以下，則在加熱工序中粘結(jié)性會(huì)被充分賦予直達(dá)劣質(zhì)煤的內(nèi)部，因此能夠制造強(qiáng)度更高的焦炭。成形工序通過設(shè)定形成混合煤得到成形煤的本工序，無灰煤和劣質(zhì)煤之間的距離變短，能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)度的焦炭。為了實(shí)現(xiàn)更高強(qiáng)度的焦炭，適宜設(shè)定成形壓，使構(gòu)成無灰煤和劣質(zhì)煤之間的距離的長(zhǎng)短的指標(biāo)的表觀密度最佳化。該優(yōu)選的成形煤的表觀密度為0. 80g/cm3以上、低于I. 00g/cm3,更優(yōu)選為0. 85g/cm3以上、0. 95g/cm3以下。表觀密度低于0. 80g/cm3時(shí)，無灰煤和與劣質(zhì)煤的距離比較長(zhǎng)，因此不適合用于制造強(qiáng)度更高的焦炭，另外還留有成形煤的處理性不充分的點(diǎn)。另一方面，若在I. 00g/cm3以上則過于稠密，在加熱處理工序過程中來自成形煤中氣體流出不充分，在該過程中成形煤自毀，另外提高成形壓不經(jīng)濟(jì)。加熱工序在加熱工序中，加熱成形煤而得到熱處理煤。在本工序中，為了使成形煤中的無灰煤的熱熔融性和粘結(jié)性過渡到劣質(zhì)煤上，而將無灰煤的溫度加熱到其軟化溫度(通常為3000C )以上。由此，液化了的無灰煤容易與劣質(zhì)煤融合，此外無灰煤與劣質(zhì)煤的構(gòu)成分子活性化，各分子的相互作用加強(qiáng)。無灰煤的軟化開始溫度為基氏流動(dòng)性試驗(yàn)所測(cè)定的軟化開始溫度，由加熱設(shè)定的無灰煤的溫度可以是比其軟化開始溫度高的溫度，優(yōu)選比軟化開始溫度高10 30°C左右的溫度。若以超過(軟化開始溫度+30°C )的溫度加熱，則在成形煤內(nèi)氣體急劇發(fā)生，有成形煤的外觀變形得幾乎喪失原形的情況。
加熱時(shí)間(成形煤達(dá)到設(shè)定溫度之后的時(shí)間)為30分鐘以內(nèi)即可，優(yōu)選為10分鐘以內(nèi)。這是由于若進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的加熱處理，則得到的熱處理煤的粘結(jié)性降低。粉碎工序在粉碎工序中，粉碎熱處理煤而得到任意的粒度的粉碎煤。粉碎煤的粒徑大不利于得到更高強(qiáng)度的焦炭。因此，為了實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度更高的焦炭，優(yōu)選調(diào)整粉碎處理，使粉碎煤的80質(zhì)量％以上粒度在3mm以下。該優(yōu)選的理由認(rèn)為是由于在干餾工序的過程中，粉碎煤的周圍有強(qiáng)粘結(jié)煤等適度地分散。為了進(jìn)行熱處理煤的粉碎，使用錘碎機(jī)、顎式破碎機(jī)、噴射式粉碎機(jī)等公知的粉碎裝置即可。干餾工序在干餾工序中，調(diào)配粉碎煤和進(jìn)行了適宜粉碎的強(qiáng)粘結(jié)煤，干餾調(diào)制的配合煤而得到焦炭。用于調(diào)制配合煤的煤炭，也可以使用粉碎煤、強(qiáng)粘結(jié)煤以外的其他煤炭，但優(yōu)選只使用粉碎煤和強(qiáng)粘結(jié)煤。配合煤中的粉碎煤的配合率為5質(zhì)量％以上即可，而根據(jù)配合的強(qiáng)粘結(jié)煤和所要求的焦炭的強(qiáng)度，也可以使粉碎煤的配合率達(dá)到50質(zhì)量％以上。若低于5質(zhì)量％，則強(qiáng)粘結(jié)煤的使用量削減的意義減小，并且不經(jīng)濟(jì)。粉碎煤的配合量過多時(shí)，有焦炭強(qiáng)度降低的傾向，另外出于兼顧所實(shí)現(xiàn)的焦炭強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)性，粉碎煤的配合量為50質(zhì)量％以下，通過為30質(zhì)量％左右。若干餾配合煤，則配合煤的軟化、熔融、再固化、焦炭化產(chǎn)生。該干餾中的條件未被特別限定，能夠采用使用焦炭爐的通常的干餾條件。溫度條件例如為950°C以上、1200°C以下，更優(yōu)選1000°C以上、1050°C以下，干餾時(shí)間例如為8小時(shí)以上、24小時(shí)以下，更優(yōu)選為10小時(shí)以上、20小時(shí)以下。(生鐵的制造方法)得到的焦炭如歷來所知，可以作為煉鐵使用。即，能夠用于生鐵的制造。所述焦炭因?yàn)閺?qiáng)度優(yōu)異，所以也適合用于高爐中的生鐵制造。而且，由于焦炭的強(qiáng)度高，所以能夠?qū)崿F(xiàn)高爐內(nèi)的優(yōu)異的通氣性。還有，高爐中的生鐵的制造方法采用公知的方法即可，例如能夠列舉如下方法在高爐中分別使鐵礦石和焦炭交互層疊為層狀，由高爐的下部鼓熱風(fēng)，根據(jù)需要噴送粉煤。實(shí)施例以下列舉實(shí)施例等更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受下述實(shí)施例限定，也可以在符合前后述的宗旨的范圍適宜變更實(shí)施，這些均包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。還有，在以下的參考例之中，符合本發(fā)明的焦炭的制造方法的，該方法沒有從本發(fā)明中除外的意圖。(無灰煤)
將煙煤(含碳率(d.a.f) 83. 2% ) 5kg和作為雙環(huán)芳族化合物的I-甲基萘(新日鐵化學(xué)社制)20kg加以混合而調(diào)制漿體。在經(jīng)過氮?dú)獯祾叩膬?nèi)容積30L的高壓釜內(nèi)，以
1.2MPa、370°C、l小時(shí)的條件處理漿體，利用雙環(huán)芳族化合物進(jìn)行煙煤成分的萃取。在與該萃取同溫度、同壓力的條件的重力沉降槽內(nèi)，將漿體分離成上清液和固形分濃縮液，接著，通過蒸餾法從上清液中分離、回收雙環(huán)芳族化合物，得到殘留物為無灰煤。無灰煤產(chǎn)量為
2.7kg，灰分為900ppm。另外，來自無灰煤的基氏流動(dòng)性試驗(yàn)的軟化開始溫度為305°C，最高流動(dòng)度為 4. 7 (Iogddpm)。(劣質(zhì)煤)使用以錘碎機(jī)粉碎含碳率(d. a. f)為71. I %的印度尼西亞產(chǎn)的褐煤。(強(qiáng)粘結(jié)煤)使用以錘碎機(jī)粉碎含碳率(d. a. f)為91. 6%的俄羅斯產(chǎn)的強(qiáng)粘結(jié)煤。粉碎后的強(qiáng)粘結(jié)煤，其粒度Imm以下為80質(zhì)量％以上。(焦炭的制造)混合劣質(zhì)煤和軟化開始溫度為305°C的無灰煤而得到混合煤，在直徑30mm、長(zhǎng)50mm的圓筒形模槽(cavity)中裝入混合煤,在室溫下進(jìn)行加壓成形(條件的詳情參照后述表I)。在惰性氣體(氮?dú)?氣氛中加熱得到的成形煤，以錘碎機(jī)粉碎得到的熱處理煤，得到粉碎煤(條件的詳情參照后述表I)。調(diào)配粉碎煤和強(qiáng)粘結(jié)煤而調(diào)制配合煤(關(guān)于配合量參照后述表I。)。在寬378mmX長(zhǎng)121mmX高114mm大小的罐容器中，填充上述配合煤。再在鋼制的曲頸飯(retort)(尺寸寬380mmX長(zhǎng)430mmX高350mm)排列放入該罐容器4個(gè)，在能夠于寬度方向上加熱該罐容器的兩面加熱式電爐中放入所述曲頸甑，干餾配合煤。這時(shí)的干餾條件為1000°C、10小時(shí)，從電爐取出曲頸甑，花費(fèi)大約16小時(shí)自然放冷。從自然放冷后的曲頸甑上取出4個(gè)罐容器，切割下相當(dāng)于寬度方向的一半的189mm部分的焦炭。進(jìn)行兩面加熱時(shí)，相當(dāng)于寬度方向正中的地方被稱為碳芯，從加熱面到碳芯的被燒成的焦炭，從接近加熱面的地方開始，依次被稱為頭、身、尾，已知因頭、身、尾在加熱時(shí)的升溫速度的差異導(dǎo)致強(qiáng)度產(chǎn)生差異。因此，從相當(dāng)于寬度方向的一半的189mm部分的焦炭的頭、身、尾部分的分割為約60_的各部位,切下大體長(zhǎng)方體(一邊約20mm±lmm),得到被進(jìn)行了制粒的焦炭。用蒸懼水清凈該被制粒的焦炭，去除制粒時(shí)(切割時(shí))附著的焦炭的微粉，以150°C ±2°C的干燥機(jī)進(jìn)行干燥。(焦炭強(qiáng)度指數(shù))以上述清洗、干燥后的焦炭作為強(qiáng)度測(cè)定用試樣，測(cè)定I型強(qiáng)度(焦炭強(qiáng)度指數(shù))。在用于I型強(qiáng)度試驗(yàn)的裝置上，使用由SUS材制作的圓筒狀的容器(長(zhǎng)720mm，圓的底面直徑132_)，在該容器中放入強(qiáng)度測(cè)定用試樣200g，以I分鐘內(nèi)20周的轉(zhuǎn)速進(jìn)行合計(jì)600周的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將由此帶來的沖擊施加到試樣上。該圓筒的旋轉(zhuǎn)是在相當(dāng)于圓筒長(zhǎng)度720_的正中的360_的地方設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸，以該旋轉(zhuǎn)軸為中心使圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行使圓筒的底面描畫直徑720mm的圓。施加規(guī)定的600周的旋轉(zhuǎn)帶來的沖擊后，從該圓筒狀的容器取出試樣，用9. 5mm的篩眼的篩子篩分并測(cè)定篩上的質(zhì)量。這時(shí)，嵌在篩子里的也視為篩上而測(cè)定質(zhì)量。I型強(qiáng)度指計(jì)算方式如下。 I 型強(qiáng)度指數(shù) DI6cici9.5 = 100X9. 5mm 篩上質(zhì)量(單位g)/200g
權(quán)利要求
1.一種焦炭的制造方法，其特征在于，具有如下工序 將0. 05質(zhì)量份以上0. 50質(zhì)量份以下的通過有機(jī)溶劑萃取的煤炭成分和I質(zhì)量份的含碳率(d. a. f.)為70. 0%以上低于85. 0%的劣質(zhì)煤進(jìn)行混合得到混合煤的混合工序； 成形所述混合煤得到成形煤的成形工序； 將所述成形煤加熱到所述通過有機(jī)溶劑萃取的煤炭成分的軟化開始溫度以上得到熱處理煤的加熱工序； 粉碎所述熱處理煤得到粉碎煤的粉碎工序； 對(duì)含有所述粉碎煤和含碳率(d. a. f.)為85. 0%以上91. 0%以下的強(qiáng)粘結(jié)煤的配合煤進(jìn)行干餾的干餾工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焦炭的制造方法，其特征在于，所述劣質(zhì)煤為含碳率(d. a. f.)在70. 0%以上低于78. 0%的褐煤。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焦炭的制造方法，其特征在于，所述成形工序中使用的混合煤中的通過有機(jī)溶劑萃取的煤炭成分和劣質(zhì)煤的粒度均為0. 5mm以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焦炭的制造方法，其特征在于，在所述成形工序中，得到表觀密度為0. 80g/cm3以上低于I. OOg/cm3的成形煤。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焦炭的制造方法，其特征在于，由所述粉碎工序得到的粉碎煤中的80質(zhì)量％以上的粒度在3mm以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焦炭的制造方法，其特征在于，所述干餾工序中的配合煤中的粉碎煤的配合率為5質(zhì)量％以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6中任一項(xiàng)所述的焦炭的制造方法，其特征在于，被用作煉鐵使用。
8.—種生鐵的制造方法，其特征在于，使用通過權(quán)利要求7所述的焦炭的制造方法得到的焦炭。
全文摘要
提供一種焦炭的制造方法，即使將褐煤用于焦炭用制造原料煤，也能夠?qū)崿F(xiàn)高的焦炭強(qiáng)度。焦炭的制造方法具有如下工序?qū)o灰煤0.05質(zhì)量份以上、0.50質(zhì)量份以下和含碳率(d.a.f.)為70.0％以上、低于85.0％的劣質(zhì)煤1質(zhì)量份進(jìn)行混合而得到混合煤的混合工序；成形混合煤而得到成形煤的成形工序；在無灰煤的軟化開始溫度以上加熱成形煤而得到熱處理煤的加熱工序；粉碎所述熱處理煤而得到粉碎煤的粉碎工序；干餾含有粉碎煤和含碳率(d.a.f.)為85.0％以上、91.0％以下的強(qiáng)粘結(jié)煤的配合煤的干餾工序。也可以選擇褐煤作為劣質(zhì)煤。
文檔編號(hào)C21B5/00GK102653684SQ20121015208
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2009年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月10日
發(fā)明者古谷敦志, 奧山憲幸, 小松信行, 濱口真基 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所