專利名稱：冶金用焦炭的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于在高爐等中使用的冶金用焦炭的制造方法，特別是關(guān)于通過多量地?fù)胶辖咏範(fàn)t裝入用摻合煤的品質(zhì)的原料煤，不摻合許多牌名的煤，僅以少數(shù)牌名的煤形成調(diào)整的摻合煤，從而提供能夠在大型高爐中使用的高強(qiáng)度冶金用焦炭的制造方法。
背景技術(shù)：
為了利用高爐熔煉生鐵，首先需要在高爐內(nèi)交錯(cuò)地裝入鐵礦石和焦炭，將其分別填充成層狀，利用從風(fēng)口吹入的高溫?zé)犸L(fēng)加熱鐵礦石和焦炭的同時(shí)，利用以焦炭燃燒產(chǎn)生的一氧化碳?xì)怏w將礦石還原成鐵。
為了穩(wěn)定地進(jìn)行這樣的高爐作業(yè)，需要確保爐內(nèi)的通氣性和通液性，因此，強(qiáng)度、粒度、反應(yīng)后強(qiáng)度等諸特性優(yōu)良的焦炭是必不可少的。尤其強(qiáng)度(轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度)被認(rèn)為是特別重要的特性。
為了制造這樣的高爐用焦炭，需要將用于向保持一定的粘結(jié)性和煤化度的焦?fàn)t內(nèi)裝入的摻合煤(裝入煤)干餾。為此，需要品質(zhì)優(yōu)良的原料煤(主要以產(chǎn)地名稱呼，將其叫做牌名)。近年來，這樣的原料煤(以下，簡稱“原料煤”)處于難以大量得到的狀況。因此，以往使用由于產(chǎn)出國、產(chǎn)煤地不同而特性不同的原料煤(通常10～20種的牌名煤)多種類摻合的所謂摻合煤。
這樣的摻合煤，即使一個(gè)牌名的摻合量多，一般也是摻合20重量％以下。這種摻合的考慮，在于摻合各種原料煤，以便在焦?fàn)t中干餾摻合煤而得到的焦炭的品質(zhì)達(dá)到一定的水平以上。例如，使應(yīng)該形成焦炭的骨架的纖維質(zhì)部分(以煤的煤化度評價(jià)，在指標(biāo)上有揮發(fā)分、C重量％、鏡煤素質(zhì)反射率等)和將煤粒彼此間粘結(jié)成并塊狀化的粘結(jié)成分(在指標(biāo)上有煤的流動(dòng)度、膨脹度、粘著度指數(shù)等)兩者良好地平衡配合就行。即，根據(jù)各牌名的原料煤的煤化度和粘結(jié)性，計(jì)算作為摻合煤的品質(zhì)，推斷干餾后的焦炭強(qiáng)度。
可是，現(xiàn)在為了制造高爐用焦炭而使用的焦?fàn)t裝入煤(摻合煤)，通常摻合10～20牌名的原料煤。按照這種方法，每1種牌名的原料煤的性狀對是最終制品的焦炭品質(zhì)造成的影響變小。因此，在制造高爐用焦炭時(shí)，即使是不合適的煤只要少量地?fù)胶弦部梢?，而且具有對焦炭品質(zhì)的穩(wěn)定化有用的優(yōu)點(diǎn)。
但是，即便如此，對于為了制造高爐用焦炭而摻合的原料煤來說，現(xiàn)狀是僅選擇比用于制造一般用焦炭的煤的品質(zhì)高的煤來使用。因此，煉鐵技術(shù)人員總是為確保優(yōu)良的煤而發(fā)愁。
例如，在以廉價(jià)能夠大量得到的原料煤中，有平均反射率是0.9～1.1，表示最大流動(dòng)度為3.0以下的特性的惰性成分含量高的中硬煉焦煤。而且這種原料煤顯示和一般的上述摻合煤大致相同的品質(zhì)特性。然而，根據(jù)發(fā)明人的研究，若多量摻合該原料煤進(jìn)行干餾，盡管類似摻合煤的品質(zhì)，但實(shí)際上達(dá)不到能得到所需要的焦炭強(qiáng)度的結(jié)果，因而阻礙多量地?fù)胶?使用)。
另一方面，摻合多種的原料煤的以往方法，在貯煤場必須具有某種程度品質(zhì)的多種煤，例如，必須經(jīng)常貯備大約20牌名的煤，因此，在確保煤場用地以及卸貨、運(yùn)出設(shè)備上存在費(fèi)用增大的問題。
如上所述，以往技術(shù)，必須摻合許多牌名的原料煤來調(diào)整向焦?fàn)t裝入的摻合煤。但是，利用原料煤難以得到需要的摻合，即使能夠得到，在貯煤場的原料管理上也存在問題。
因此，本發(fā)明的目的在于，借鑒這樣的事實(shí)，提供通過多量地?fù)胶弦粤畠r(jià)能容易得到的牌名的原料煤，摻合少數(shù)牌名的原料煤，有利地制造比以往方法的強(qiáng)度等品質(zhì)優(yōu)良的冶金用焦炭，特別是大型高爐能夠使用的高強(qiáng)度焦炭的方法。
發(fā)明的公開本發(fā)明人等，為了達(dá)到上述的目的，關(guān)于原料煤的種類及其摻合，反復(fù)進(jìn)行了深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過組合產(chǎn)煤地不同的原料煤(各牌名的煤)，從以各原料煤的荷載平均值推斷的焦炭強(qiáng)度看，有大幅度的偏差，有由所謂的特定牌名的原料煤產(chǎn)生的組合相配性，即“相似性”。即，對于特定牌名的原料煤來說，利用和與其摻合的其他牌名的原料煤的相宜性，限定少數(shù)的牌名，即使多量地?fù)胶?，作為冶金用焦炭，認(rèn)為得到必要的強(qiáng)度，從而達(dá)到開發(fā)出本發(fā)明。
即，本發(fā)明是冶金用焦炭的制造方法，該方法是通過在焦?fàn)t中干餾摻合數(shù)個(gè)牌名的原料煤得到的摻合煤制造冶金用焦炭的方法，其特征在于，作為焦?fàn)t裝入煤，使用摻合煤，該摻合煤含有惰性成分的含量是30％以上的中煤化度低流動(dòng)性的中硬煉焦煤60重量％以上。
在本發(fā)明中，上述中煤化度低流動(dòng)性的中硬煉焦煤的包藏水分最好是3.5％以上。
在本發(fā)明中，上述摻合煤最好是由中煤化度低流動(dòng)性的中硬煉焦煤60～95重量％、高煤化度和/或中·高流動(dòng)性的硬煉焦煤和/或中硬煉焦煤5～40重量％組成。
另外，在本發(fā)明中，作為中煤化度低流動(dòng)性的中硬煉焦煤，最好使用表示煤化度的平均反射率(R0)是0.9～1.1、表示粘結(jié)性的最大流動(dòng)度(MF)是3.0以下的1種或者2種以上的原料煤。
在本發(fā)明中，高煤化度和/或中·高流動(dòng)性的硬煉焦煤和/或中硬煉焦煤，最好使用表示煤化度的平均反射率(R0)是1．3以上的高煤化度煉焦煤、最大流動(dòng)度(MF)是3.0以上的中·高流動(dòng)性的煉焦煤中的任一種以上的中硬·硬煉焦煤。
在本發(fā)明中，制品焦炭，按照轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)強(qiáng)度(TI6)最好是83％以上。
按照具有這樣的構(gòu)成的本發(fā)明方法，可以多量地?fù)胶夏軌蛄畠r(jià)且大量得到的原料煤，因此，與以往相比作為牌名數(shù)即使是摻合少數(shù)的原料煤的摻合煤，TI6也是83％以上、更好是84％以上，從而能夠穩(wěn)定地確保品質(zhì)優(yōu)良的大型高爐用焦炭。
附圖的簡單說明

圖1是表示中煤化度低流動(dòng)性煤和一般摻合煤的煤性狀的圖。
圖2是表示中煤化度低流動(dòng)性煤和硬煉焦煤的摻合比對焦炭強(qiáng)度(轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)強(qiáng)度)造成的影響的圖。
圖3是表示中煤化度低流動(dòng)性煤的摻合比和焦炭強(qiáng)度的關(guān)系的圖。
圖4是表示混合2種性狀類似的中煤化度低流動(dòng)性煤時(shí)的中煤化度低流動(dòng)性煤的摻合量和焦炭強(qiáng)度的關(guān)系的說明圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式以下，附帶開發(fā)本發(fā)明的經(jīng)過，詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是表示關(guān)于在日本輸入的主要牌名的原料煤(64種)的品質(zhì)的圖，橫軸表示煤的煤化度R0(R0越高，越增加干餾時(shí)的焦炭基質(zhì)強(qiáng)度)，縱軸表示煤的流動(dòng)度MF(煤的粘結(jié)性指標(biāo))。
現(xiàn)在，所說的向焦?fàn)t裝入的摻合煤，摻合輸入日本的原料煤中的10～20牌名的原料煤，并調(diào)整成煤化度R0=0.9～1.2、流動(dòng)度MF=2.3～3.0左右。
可是，特定牌名的原料煤，例如關(guān)于發(fā)明人等特別注意的、進(jìn)行過試驗(yàn)的中煤化度低流動(dòng)性的中硬煉焦煤(以下，簡稱“中煤化度低流動(dòng)性煤”)，在圖1中以黑圓圈表示，已知大致等于煤化度R0=1.05、流動(dòng)度MF=2.4的摻合煤品位(裝入煤)。這就意味著多量地?fù)胶线@種中煤化度低流動(dòng)性煤，例如摻合50％以上成為可能。但是，按照本發(fā)明人等的研究業(yè)已清楚，僅多量地?fù)胶线@種中煤化度低流動(dòng)性煤，反而顯著地降低焦炭強(qiáng)度，不適合作為冶金用焦炭。對該原因的調(diào)查，認(rèn)為是全水分7.5％中包藏水分高達(dá)3.5％以上(通常煤大約是2.5％)等的種種原因，特別已經(jīng)知道，相對于是絲炭煤素質(zhì)或半絲炭煤素質(zhì)等的煤組織成分的惰性成分在通常的原料煤中是低于10～30％，而在該中煤化度低流動(dòng)性煤中高達(dá)40～50％，這是最大的原因。
因此，發(fā)明人等期待于是煤的摻合相配性的“近似性”，對上述的中煤化度低流動(dòng)性煤和其他牌名的增強(qiáng)用煉焦煤，特別是硬煉焦煤、中硬煉焦煤的組合的相配性進(jìn)行了研究。即，將該中煤化度低流動(dòng)性煤和表1中表示的數(shù)種強(qiáng)度增強(qiáng)用煉焦煤摻合而組成的各種摻合煤進(jìn)行調(diào)整的同時(shí)，在焦?fàn)t中將該摻合煤進(jìn)行干餾試驗(yàn)。
其結(jié)果如圖2所示，上述中煤化度低流動(dòng)性煤和使用其他牌名的強(qiáng)度增強(qiáng)用煤(硬、中硬煉焦煤)的摻合比是60/40～95/5的范圍，得到作為冶金用焦炭所必要的焦炭強(qiáng)度(轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)強(qiáng)度)。
圖2是表示以中煤化度低流動(dòng)性煤的無摻焦炭的強(qiáng)度作為0的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)強(qiáng)度TI6的提高效果的圖，將上述中煤化度低流動(dòng)性煤的無摻焦炭的強(qiáng)度與摻合中煤化度低流動(dòng)性煤和其他牌名的強(qiáng)度增強(qiáng)用煉焦煤的2種摻合煤的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)強(qiáng)度進(jìn)行比較。圖中的數(shù)值表示中煤化度低流動(dòng)性煤和其他牌名煤的摻合比。
表示焦炭強(qiáng)度的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)強(qiáng)度是使用在JIS K2151中記載的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)強(qiáng)度機(jī)，以400轉(zhuǎn)數(shù)使試料旋轉(zhuǎn)后進(jìn)行篩分，以測定6mm以上量的值表示。
表1 *)ΔTI6X煤/i煤(iA～F)的摻合比是95/5時(shí)的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)強(qiáng)度的變化如上所述，上述中煤化度低流動(dòng)性煤(X煤)，通過摻合5～40重量％的是表1所示的其他牌名的原料煤的增強(qiáng)用硬煉焦煤(A～F)，即使多量地?fù)胶线@種增強(qiáng)用硬煉焦煤，也能夠充分地確保焦炭強(qiáng)度(TI6＞83)，得到在3000～5000m3級(jí)的大型高爐中可能使用的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)(工程管理值)的焦炭強(qiáng)度。這點(diǎn)，在其他的增強(qiáng)用硬煉焦煤(A～F)的摻合量低于5重量％時(shí)，強(qiáng)度變得不足，另一方面，在其他的增強(qiáng)用硬煉焦煤(A～F)的摻合量是40重量％以上時(shí)，摻合效果達(dá)到飽和，喪失經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)。
另外，成為強(qiáng)度增強(qiáng)用煤(A～F)硬煉焦煤的平均反射率(煤化度R0)越高，焦炭強(qiáng)度的提高效果越高，這意味著可以多量地使用上述中煤化度低流動(dòng)性煤。而且，該強(qiáng)度增強(qiáng)用硬煉焦煤的摻合并不僅限于1種，即使使用數(shù)種，對焦炭強(qiáng)度的效果也是相同的。但是，若過多，則與叫做組合少數(shù)的牌名煤的本發(fā)明宗旨相矛盾，因此最多3～4種是妥當(dāng)?shù)摹?br> 可是，作為上述增強(qiáng)用使用的硬煉焦煤是高價(jià)的，因此在成本方面希望控制硬煉焦煤的摻合率。
為此，本發(fā)明希望在上述中煤化度低流動(dòng)性煤中，摻合具有比該煤的平均反射率(煤化度)大的煤化度R0的煉焦煤，例如不僅是高煤化度硬煉焦煤，而且也可以是高煤化度中硬煉焦煤，至少優(yōu)選摻合其1種。即，這些煉焦煤的性狀，若將煤化度R0是1.3以上的牌名原料煤(高煤化度硬煉焦煤、高煤化度中硬煉焦煤)摻合5～40重量％，最好5～20重量％左右，則焦炭強(qiáng)度的提高效果是顯著的。
并且，在中煤化度低流動(dòng)性煤中，如果摻合顯示最大流動(dòng)度MF比該煤的最大流動(dòng)度MF大的中·高流動(dòng)性的硬煉焦煤或者中硬煉焦煤，即MF值達(dá)到3.0以上的中·高流動(dòng)性的硬煉焦煤或者中硬煉焦煤，摻合量是5～40重量％，最好是5～20重量％左右，就能夠可靠地使焦炭強(qiáng)度上升。這一點(diǎn)，可以組合用于上述的高煤化度煉焦煤的摻合中。
如以上所說明，按照本發(fā)明，對于中煤化度低流動(dòng)性煤來說，作為必須增強(qiáng)焦炭強(qiáng)度而摻合的伙伴者的原料煤，可以說優(yōu)先選擇摻合高煤化度和/或中·高流動(dòng)性的硬煉焦煤或者中硬煉焦煤。
作為中煤化度低流動(dòng)性煤，可以說不特別限制產(chǎn)出國、產(chǎn)煤地，如果是惰性成分多或包藏水分多、而且類似具有上述性狀的煤，就可以利用。即，如表2所示，像這樣作為中煤化度低流動(dòng)性煤和性狀類似的原料煤的Y煤是揮發(fā)分(VM)、最大流動(dòng)度(MF)稍高，平均反射率(R0)稍低，性狀類似的煤。這樣的原料煤是以和上述中煤化度低流動(dòng)性煤同樣的以往摻合方法難以利用的煤。但是，這種Y煤還可以和上述中煤化度低流動(dòng)性煤同樣地供給少數(shù)牌名的原料煤摻合。
此外，性狀類似的這種原料煤(Y煤等)，像上述中煤化度低流動(dòng)性煤一樣，是平均反射率(R0)在0.9～1.1的范圍內(nèi)，最大流動(dòng)度(MF)顯示3.0以下的特性的煤，因此，可以同時(shí)使用這些煤。
表2 實(shí)施例1成為主原料的上述中煤化度低流動(dòng)性煤，使用表3所示的X煤，作為為增強(qiáng)其強(qiáng)度而使用的高煤化度煉焦煤的例子，使用A煤，并且作為顯示中煤化度低流動(dòng)性的中硬煉焦煤以上的平均反射率的中硬煉焦煤或者硬煉焦煤的例子，使用C煤，以X煤∶A煤∶C煤=81∶9∶10的比例摻合這些煤，調(diào)整成焦?fàn)t裝入用摻合煤。各原料煤的性狀示于表3中。
表3 另外，圖3是表示中煤化度低流動(dòng)性煤(X煤)摻合比對強(qiáng)度的影響，如圖示那樣，與通常摻合煤的焦炭強(qiáng)度(TI6=84.4％)相對照，若將摻合了中煤化度低流動(dòng)性煤的摻合煤的摻合比增加，該強(qiáng)度(TI6)，如在圖a所示，逐漸降低，如果是上述的摻合比(X煤∶C煤∶A煤=81∶10∶9)的摻合，如在圖b所示，得到和通常摻合煤大致相同水平的強(qiáng)度。
在多量地?fù)胶线@樣的中煤化度低流動(dòng)性煤的冶金用焦炭的制造中，作為中煤化度低流動(dòng)性煤，最好使用澳大利亞產(chǎn)布萊克沃特煤(black water coal)。
實(shí)施例2作為成為主原料的上述數(shù)種中煤化度低流動(dòng)性煤，使用表2所示的X煤和類似于X煤性狀的表2的Y煤，作為為增強(qiáng)X、Y煤的強(qiáng)度而使用的高煤化度煉焦煤的例子，使用表3中的A煤，并且作為顯示中煤化度低流動(dòng)性的中硬煉焦煤以上的平均反射率的中硬煉焦煤或者硬煉焦煤的例子，使用表3中的C煤，以X煤∶A煤∶C煤=81-Y∶Y∶9∶10(但是，Y=0～81)的比例摻合這些煤，調(diào)整成摻合煤。
X煤和Y煤的混合試驗(yàn)結(jié)果示于圖4中。平均反射率(R0)在0.9～1.0的范圍內(nèi)，可以混合最大流動(dòng)度(MF)是3.0以下的中煤化度低流動(dòng)性煤的Y煤而利用。
實(shí)施例3使用多量摻合在實(shí)施例1、2得到的有關(guān)本發(fā)明的中煤化度低流動(dòng)性煤的摻合煤得到的焦炭，將這種焦炭裝入高爐中，進(jìn)行作業(yè)實(shí)驗(yàn)。其使用結(jié)果示于表4中，但在高爐下部看到通氣阻力有某些增加，但在高爐作業(yè)中沒有任何問題表4 產(chǎn)業(yè)上的可應(yīng)用性如以上所說明，按照本發(fā)明，采用惰性成分多的中煤化度低流動(dòng)性煤，這種煤不能用于在以往的高爐焦炭制造中少量摻合多種牌名的原料煤的以往方法，通過多量地?fù)胶戏N類少的原料煤，制造大型高爐用焦炭成為可能。其結(jié)果，能夠制造成本低廉的冶金用焦炭。
權(quán)利要求
1．冶金用焦炭的制造方法，該方法是將摻合原料煤得到的摻合煤在焦?fàn)t中干餾而制造冶金用焦炭的方法，其特征在于，作為向焦?fàn)t裝入的煤，使用含有60重量％以上的中煤化度低流動(dòng)性的中硬煉焦煤的摻合煤，該中煤化度低流動(dòng)性的中硬煉焦煤的惰性成分的含量是30％以上。
2．權(quán)利要求1所述的冶金用焦炭的制造方法，其特征在于，在中煤化度低流動(dòng)性的中硬煉焦煤中，包含3.5％以上的包藏水分。
3．權(quán)利要求1或者2所述的冶金用焦炭的制造方法，其特征在于，作為中煤化度低流動(dòng)性的中硬煉焦煤，使用表示煤化度的平均反射率(R0)是0.9～1.1、表示粘結(jié)性的最大流動(dòng)度(MF)是3.0以下的1種或2種以上的煤。
4．權(quán)利要求1所述的冶金用焦炭的制造方法，其特征在于，上述摻合煤是摻合中煤化度低流動(dòng)性的中硬煉焦煤60～95重量％、具有比這種煤大的煤化度的高煤化度的硬煉焦煤和/或高煤化度的中硬煉焦煤5～40重量％。
5．權(quán)利要求1所述的冶金用焦炭的制造方法，其特征在于，上述摻合煤是摻合中煤化度低流動(dòng)性的中硬煉焦煤60～95重量％、具有比這種煤大的最大流動(dòng)度MF的中·高流動(dòng)性的硬煉焦煤和/或中·高流動(dòng)性的中硬煉焦煤5～40重量％。
6．權(quán)利要求4所述的冶金用焦炭的制造方法，其特征在于，高煤化度的硬煉焦煤和中硬煉焦煤是表示煤化度的平均反射率R0為1.3以上的煤。
7．權(quán)利要求5所述的冶金用焦炭的制造方法，其特征在于，中·高流動(dòng)性的硬煉焦煤和中硬煉焦煤是表示粘結(jié)性的最大流動(dòng)度(MF)為3.0以上的煤。
8．權(quán)利要求1～7中的任一項(xiàng)所述的冶金用焦炭的制造方法，其特征在于，制品焦炭的強(qiáng)度，按照轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)強(qiáng)度(TI6)是83％以上。
全文摘要
在將摻合數(shù)種原料煤得到的摻合煤在焦?fàn)t中干餾而制造冶金用焦炭的方法中,作為裝入焦?fàn)t中的煤,通過使用含有60重量%以上的中煤化度低流動(dòng)性的中硬煉焦煤的摻合煤(該中硬煉焦煤的惰性成分的含量是30%以上),能夠多量地?fù)胶弦粤畠r(jià)得到的牌名原料煤,進(jìn)而以少數(shù)牌名的摻合,能夠制造強(qiáng)度等的品質(zhì)比多牌名摻合品優(yōu)良的冶金用焦炭。
文檔編號(hào)C10B57/00GK1286722SQ99801669
公開日2001年3月7日 申請日期1999年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月29日
發(fā)明者山內(nèi)豐, 坂本誠司, 井川勝利, 笠岡玄樹, 澤田壽郎, 筱原幸一, 月原裕二, 馬場真二郎 申請人:川崎制鐵株式會(huì)社