冶金用焦炭的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通過對(duì)混煤中含有的煤的種類、配合量進(jìn)行調(diào)節(jié)來制造高強(qiáng)度的冶金 用焦炭的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在利用高爐制造生鐵時(shí)，首先，需要在高爐內(nèi)交替地裝入鐵礦石類和焦炭，由此將 鐵礦石類和焦炭各自以層狀填充，利用從風(fēng)口吹入的高溫?zé)犸L(fēng)對(duì)鐵礦石類、焦炭進(jìn)行加熱， 并且利用主要由焦炭產(chǎn)生的C0氣體將鐵礦石類還原并進(jìn)行熔煉。為了穩(wěn)定地進(jìn)行這樣的 高爐的作業(yè)，提高爐內(nèi)的透氣性、透液性是有效的，為此，需要使用強(qiáng)度、粒度和反應(yīng)后的強(qiáng) 度等各特性優(yōu)良的冶金用焦炭。尤其是強(qiáng)度被認(rèn)為是特別重要的特性。
[0003]這樣，為了提高高爐等立式爐內(nèi)的透氣性、透液性，使用高強(qiáng)度的冶金用焦炭是有 效的。該冶金用焦炭通常通過基于JISK2151中規(guī)定的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)等強(qiáng)度測(cè)定來進(jìn)行 強(qiáng)度管理。一般而言，煤通過干餾而軟化熔融，相互粘結(jié)而形成焦炭。因此，焦炭的強(qiáng)度受 到煤的軟化熔融特性的很大影響，因此，為了提高焦炭的強(qiáng)度，需要準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)煤的軟化熔 融特性。該軟化熔融特性是指將煤加熱時(shí)軟化熔融的性質(zhì)，通?？梢酝ㄟ^軟化熔融物的流 動(dòng)性、粘度、膠粘性、膨脹性等進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0004]作為測(cè)定煤的軟化熔融特性、即煤的軟化熔融時(shí)的流動(dòng)性的一般方法，可以列舉 基于JISM8801中規(guī)定的吉塞勒塑性計(jì)法的煤流動(dòng)性試驗(yàn)方法。該吉塞勒塑性計(jì)法為如 下方法：將粉碎至425ym以下的煤裝入坩堝，以預(yù)定的升溫速度進(jìn)行加熱，利用刻度盤讀 取施加了預(yù)定的轉(zhuǎn)矩的攪拌棒的旋轉(zhuǎn)速度，并用ddpm(dialdivisionperminute，每分鐘 刻度盤度）來表示。
[0005]另外，煤通?；旌洗嬖谟屑訜釙r(shí)軟化熔融的活性成分和加熱時(shí)不軟化熔融的惰質(zhì) 組成分，惰質(zhì)組成分通過活性成分而膠粘。因此，焦炭強(qiáng)度受到活性成分量與惰質(zhì)組成分量 的平衡的強(qiáng)烈影響，特別是認(rèn)為惰質(zhì)組成分量如何是重要的。
[0006]作為測(cè)定惰質(zhì)組成分量的一般方法，可以列舉JISM8816中規(guī)定的煤的微細(xì)組織 成分測(cè)定方法。該方法為如下方法：將粉碎至850ym以下的煤與熱塑性或熱固性的粘合劑 混合并形成煤磚，對(duì)被測(cè)表面進(jìn)行研磨后，使用顯微鏡來辨別光學(xué)性質(zhì)和形態(tài)學(xué)性質(zhì)。該方 法中，關(guān)于試樣中的各微細(xì)組織成分的含有率，以按各成分測(cè)定的個(gè)數(shù)的百分率作為容量 百分率?？梢允褂猛ㄟ^上述方法求出的微細(xì)組織成分的含量，利用下述（1)式求出總惰質(zhì) 組量（TI)。
[0007]總惰質(zhì)組量（％)=絲質(zhì)體（％) +微粒體（％) +(2/3)X半絲質(zhì)體（％)+礦物質(zhì) (% ) …⑴
[0008]在此，含量全部為體積％。
[0009]需要說明的是，礦物質(zhì)的含量可以使用JISM8816中記載的帕爾（Parr)公式由 無水基質(zhì)的灰分和無水基質(zhì)的總硫分計(jì)算來求出。
[0010] 關(guān)于用于制造高強(qiáng)度焦炭的煤配合的想法，基本方法是將煤的構(gòu)成成分大致分為 不軟化熔融的纖維質(zhì)部分（惰質(zhì)組成分）和軟化熔融的粘結(jié)部分（活性成分）這兩種并分 別進(jìn)行優(yōu)化（非專利文獻(xiàn)1)。而且，通常的方法是，發(fā)展該有關(guān)煤配合的想法，基于煤化度 參數(shù)和粘結(jié)性參數(shù)這兩種性狀進(jìn)行配合設(shè)計(jì)。
[0011] 作為上述煤化度參數(shù)，可以列舉JISM8816的鏡質(zhì)組平均最大反射率（Ro)、煤 揮發(fā)成分等。另外，作為上述粘結(jié)性參數(shù)，可以列舉最高流動(dòng)度（MF)、CBI(Composition BalanceIndex:組織平衡指數(shù)）（例如，非專利文獻(xiàn)2)。需要說明的是，該CBI是基于以下 想法的指數(shù)：存在與混煤中含有的惰質(zhì)組成分的量相適應(yīng)的最佳的粘結(jié)成分的量、這兩種 成分的比率越接近最佳值則焦炭強(qiáng)度越高。
[0012] 另外，在專利文獻(xiàn)1中，報(bào)道了：考慮到平均最大反射率（Ro)、最高流動(dòng)度（MF)、總 惰質(zhì)組量（TI)的相互關(guān)系，并將平均最大反射率（Ro)、最高流動(dòng)度（MF)設(shè)定為預(yù)定值時(shí)得 到的焦炭強(qiáng)度根據(jù)總惰質(zhì)組量（TI)的值顯示出向上凸的拋物線狀的關(guān)系，強(qiáng)度達(dá)到最大 的惰質(zhì)組成分的量根據(jù)最高流動(dòng)度（MF)的大小而改變。
[0013]在專利文獻(xiàn)2中，報(bào)道了由包括最高流動(dòng)度（MF)、總惰質(zhì)組量（TI)在內(nèi)的各種各 樣的原料煤性狀來推定焦炭強(qiáng)度的方法。
[0014] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0015] 專利文獻(xiàn)
[0016] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-246593號(hào)公報(bào)
[0017] 專利文獻(xiàn)2:日本特開昭61-145288號(hào)公報(bào)
[0018] 非專利文獻(xiàn)
[0019] 非專利文獻(xiàn)1 :"燃料協(xié)會(huì)誌"城著、Vol. 26、1947年、p. 1-p. 10
[0020] 非專利文獻(xiàn) 2:Schapiro等著："Proc.BlastFurnace,CokeovenandRaw Materials"、Vol. 20、1961 年、p. 89-p. 112
[0021] 非專利文獻(xiàn)3 :"燃料協(xié)會(huì)誌"奧山等著、Vol. 49、1970年、p.736-p. 743

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 發(fā)明所要解決的問題
[0023] 在高爐作業(yè)時(shí)，如果使用低強(qiáng)度的冶金用焦炭，則可能會(huì)使高爐內(nèi)粉的產(chǎn)生量增 加而導(dǎo)致壓力損失的增大，從而導(dǎo)致作業(yè)不穩(wěn)定并且爐內(nèi)的氣體的流動(dòng)局部性集中的所謂 偏流這樣的故障。另外，在制造冶金用焦炭的情況下，為了得到焦炭品質(zhì)穩(wěn)定和高強(qiáng)度的冶 金用焦炭，使用將多個(gè)品種的煤以預(yù)定的比例配合而得到的混煤作為原料。
[0024] 作為影響焦炭的品質(zhì)的煤性狀，平均最大反射率（Ro)、最高流動(dòng)度（MF)等指標(biāo)是 重要的，為了制造高強(qiáng)度的冶金用焦炭，需要提高這些特性。但是，平均最大反射率（R〇)、最 高流動(dòng)度（MF)大的高品質(zhì)的煤價(jià)格昂貴，單純地提高這些高品質(zhì)的煤的配合率會(huì)直接導(dǎo) 致焦炭制造成本的增加，因此不是上策。
[0025] 對(duì)于混煤的性狀，從構(gòu)成該混煤的單種煤性狀的加成性成立以及品質(zhì)管理的簡(jiǎn)便 性出發(fā)，通常用混煤平均品位來管理。但是，對(duì)于構(gòu)成混煤的煤對(duì)焦炭品質(zhì)分別產(chǎn)生何種影 響、何種煤可以有效地提高焦炭強(qiáng)度，不清楚的地方很多，有時(shí)也得不到設(shè)想的強(qiáng)度。
[0026] 特別是對(duì)于煤中的總惰質(zhì)組量對(duì)焦炭強(qiáng)度的影響尚未充分進(jìn)行研究，尤其是關(guān)于 有效利用總惰質(zhì)組量少的煤來得到高強(qiáng)度的冶金用焦炭的方法幾乎沒有見解。
[0027] 本發(fā)明的目的在于提出用于制造強(qiáng)度等品質(zhì)優(yōu)良的冶金用焦炭的方法。特別是， 本發(fā)明提供活用以往很少作為焦炭制造用原料使用的惰質(zhì)組成分含量少的煤（低惰質(zhì)組 煤）來制作高強(qiáng)度的焦炭的技術(shù)。
[0028] 用于解決問題的方法
[0029] 作為能夠解決上述問題且對(duì)于達(dá)到上述目的有效的方法，在本發(fā)明中，提出了一 種冶金用焦炭的制造方法，其為對(duì)由多個(gè)品種的煤構(gòu)成的混煤進(jìn)行干餾來制造冶金用焦炭 的方法，其特征在于，作為上述混煤，使用配合有10質(zhì)量％以上且75質(zhì)量％以下的最高流 動(dòng)度為80ddpm以上且3000ddpm以下并且總惰質(zhì)組量為3. 5體積％以上且11. 7體積％以 下的低惰質(zhì)組煤的混煤。
[0030] 本發(fā)明中，認(rèn)為下述方法是用于解決上述問題的更優(yōu)選的方法：
[0031] (1)作為上述混煤，使用配合有20質(zhì)量％以上且75質(zhì)量％以下的低惰質(zhì)組煤的混 煤；
[0032] (2)上述低惰質(zhì)組煤的最高流動(dòng)度為80ddpm以上且低于lOOOddpm并且總惰質(zhì)組 量為3. 5體積％以上且11. 7體積％以下；
[0033] (3)上述混煤中含有的低惰質(zhì)組煤的灰分量為4. 8質(zhì)量％以上且8. 6質(zhì)量％以 下；
[0034] (4)上述最高流動(dòng)度為依據(jù)基于JIS8801中規(guī)定的吉塞勒塑性計(jì)法的煤流動(dòng)性 試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定而得到的值；
[0035] (5)上述總惰質(zhì)組量為依據(jù)JISM8816中規(guī)定的煤的微細(xì)組織成分測(cè)定方法并應(yīng) 用下述式而求出的值，
[0036] 總惰質(zhì)組量（％)=絲質(zhì)體（％) +微粒體（％) +(2/3)X半絲質(zhì)體（％)+礦物質(zhì) (%