冶金用焦炭及其制造方法技术

本发明专利技术的课题在于提供能够通过调节混煤的最高流动度(MF)与总惰质组量(TI)的关系而得到具有以往未知的气孔结构的高强度的焦炭的冶金用焦炭及其制造方法。本发明专利技术的解决方法为一种将作为由多个品种的煤构成的混煤、显示出总惰质组量(TI)为3.5体积％～25.0体积％的范围、基于吉塞勒塑性计法的最高流动度(logMF)为1.8～2.3log ddpm的范围内的性质的混煤进行干馏而得到的焦炭，其中，焦炭中的直径为100μm以上且3mm以下的粗大气孔中，圆形度为0.8以上的气孔的截面积的合计值相对于所述粗大气孔的截面积的合计值的比例设定为10％以上。

Metallurgical coke and its production method

The subject of the invention is to provide the highest flow by adjusting the coal blending degree (MF) and the total amount of inertinite (TI) and the relationship between the pore structure has obtained new high strength coke for metallurgical coke and its manufacturing method. The solution of the present invention is a will be composed of multiple varieties of coal, showing the total amount of inertinite (TI) for the 3.5 volume% range, 25 volume% based on Gieseler plastometer method maximum fluidity (logMF) for mixed coal dry distillation range 1.8 to nature 2.3log within DDPM and get the coke, the coke in the coarse pores diameter of more than 100 mu m and below 3mm in the round of the total value of more than 0.8 of the cross-sectional area of stomata relative to the cross-sectional area of the coarse pores of the proportion of the total value is set to more than 10%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能够通过调节混煤中包含的煤的种类、配合量而得到高强度的冶金用焦炭的冶金用焦炭及其制造方法。
技术介绍
在利用高炉等的炼铁工艺中，作为还原材料、热源使用的焦炭通过如下方法制造：将多个品种的原料煤粉碎后以预定的比例配合，将该得到的混煤装入到焦炭炉中，进行干馏。高炉通过将炉内的透气性维持于良好的状态而能够实现稳定作业，但为此，在炉内使用不易粉化的高强度的冶金用焦炭是有效的。关于用于制造高强度的冶金用焦炭的基本的煤配合的想法，已知“城”提出的模型(非专利文献1)。该模型是将煤的构成成分分为纤维质部分和粘结成分来考虑的模型。即，城弄清了：纤维质部分的强度和粘结成分的量的优化在制造高强度焦炭的方面才是重要的。近年来的代表性的煤配合技术是将这种概念发展的技术，例如是使用煤化度参数和粘结性参数的技术。该煤化度参数已知JISM8816的镜质组平均最大反射率(以下简记为“Ro”)、煤的挥发成分等。另外，作为粘结性参数，经常使用根据JISM8801的使用吉塞勒塑性计的流动性试验测定的最高流动度(以下记为“MF”)、根据JISM8801的使用膨胀计的膨胀性试验测定的总膨胀率等。另外，粘结性参数之一有由Schapiro等人提出的基于CBI(CompositionBalanceIndex：组织平衡指数)的方法(例如，非专利文献2)。该方法为如下方法：在原料煤配合中应用混凝土的想法，将煤的显微成分分为通过加热而软化熔融的活性成分和不软化熔融的惰性成分，将活性成分看作水泥并将惰性成分(以下称为“惰质组”)看作骨材来推定焦炭强度。即认为，在应用该想法时，根据混煤中含有的总惰质组成分的含量(以下简记为“总惰质组量”、“TI”)添加粘结成分的最佳量，并使这两种成分(总惰质组量和粘结成分)的比率接近最佳值，由此能够提高焦炭强度。但是，用于制造高强度焦炭的惰性成分(惰质组)与粘结成分的最佳比率不仅根据惰质组的量而改变，而且还根据粘结成分自身的“将惰质组胶粘的能力”而改变。例如，混煤中的粘结成分的胶粘力弱时，这部分粘结成分的所需量增多。因此认为，此时的惰质组成分与粘结成分的比率比所需的粘结成分的比率相对增多。需要说明的是，该胶粘力的大小认为与上述的作为粘结性的指标的最高流动度MF具有相关关系。即认为，相对于流动性低的粘结成分，熔融的流动性高的粘结成分将惰质组胶粘的能力更高。关于这一点，在专利文献1中，对平均反射率Ro和最高流动度MF与总惰质组量TI的相互关系进行了研究，并报道了：将Ro和MF设定为预定值时，将所得到的焦炭强度根据TI的值而绘制向上凸的抛物线，强度达到最大时的惰质组的量根据MF的大小而改变。另外，在专利文献2中，报道了由包括MF、TI在内的原料煤的性状来推定焦炭强度的方法。需要说明的是，煤中的惰质组成分的含量(总惰质组量TI)可以通过JISM8816中规定的煤的微细组织成分测定方法进行测定。该方法为如下方法：将粉碎至850μm以下的煤与热塑性或热固性的粘合剂混合，形成煤饼，对被测表面进行研磨后，通过显微镜下的光学性质和形态学性质来进行辨别。该方法中，关于试样中的各微细组织成分的含有率，以按各成分测定的个数的百分率作为容量百分率。使用通过上述方法求出的微细组织成分的含量，利用下述(1)式求出总惰质组量(TI)。总惰质组量(％)＝丝质体(％)+微粒体(％)+(2/3)×半丝质体(％)+矿物质(％)-(1)在此，含量全部为体积％。需要说明的是，矿物质的含量可以使用JISM8816中记载的帕尔(Parr)公式由无水基质的灰分和无水基质的总硫分计算来求出。这样，对调节混煤的性状而制造具有所期望的焦炭强度的焦炭的方法进行了各种尝试，但在以往考虑的配合品位的优选范围中，焦炭的气孔结构大致类似。焦炭是气孔率为约50％的多孔质体，虽然预料到气孔的结构会对焦炭强度产生影响，但尚未获知适当控制气孔结构的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-246593号公报专利文献2：日本特开昭61-145288号公报专利文献3：日本特开2008-69258号公报非专利文献非专利文献1：“燃料协会会刊”城著、Vol.26、1947年、p.1-p.10非专利文献2：“Proc.BlastFurnace,CokeovenandRawMaterials”)、Schapiro等著、Vol.20、1961年、p.89-p.112非专利文献3：“J.Inst.Fuel”、Schapiro等著、Vol.37、1964年、p.234-p.242非专利文献4：“燃料协会会刊”奥山等著、Vol.49、1970年、p.736-p.743非专利文献5：“铁与钢”、斋藤等著、Vol.100、2014年、p140-147
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在近年来的焦炭的制造技术中，为了使煤粒子强力地胶粘，将重点放在确保煤的流动性这一方面，对于优化MF和TI这两者没有充分进行研究。例如，非专利文献3中，虽然研究了Ro对最佳的粘结成分与惰质组量之比的影响，但并没有研究MF的影响。需要说明的是，关于专利文献1，在混煤的通过吉塞勒塑性计法求出的最高流动度的常用对数值logMF(logddpm)(以下称为“吉塞勒最高流动度(logMF)”)为2.50～2.55logddpm、TI为25～35体积％这样的、MF较窄的范围的条件下制造焦炭。另外，在专利文献2中也报道了：仅在混煤的logMF与TI分别为logMF：2.58logddpm、TI：24.0体积％或logMF：2.69logddpm、TI：24.7体积％这两种条件下能够制造高强度焦炭。另外，在专利文献3中，以2.83logddpm≥logMF≥2.35logddpm、35.6体积％≥TI≥32.1体积％的范围成功地制造了高强度焦炭。将在以往的研究中研究出来的logMF与TI的范围示于图2中。但是，并没有报道图2的范围(2.90logddpm≥logMF≥2.35logddpm、36.0体积％≥TI≥24.0体积％)以外的条件下的MF和TI对焦炭强度的影响。另外，这种混煤的品位与所生成的焦炭的气孔结构的关系并不明确。本专利技术的目的在于提出能够通过调节混煤的最高流动度(MF)与总惰质组量(TI)的关系而得到具有以往未知的气孔结构的高强度的焦炭的冶金用焦炭及其制造方法。用于解决问题的方法为了克服现有技术中存在的上述问题，在本专利技术中提出了以下的焦炭。即，本专利技术为一种冶金用焦炭，其是将作为由多个品种的煤构成的混煤、显示出总惰质组量(TI)为3.5体积％～25.0体积％的范围、基于吉塞勒塑性计法的最高流动度(logMF)为1.8～2.3logddpm的范围内的性质的混煤进行干馏而得到的焦炭，其特征在于，焦炭中的直径为100μm以上且3mm以下的粗大气孔中，圆形度为0.8以上的气孔的截面积的合计值相对于上述粗大气孔的截面积的合计值的比例为10％以上。或者，本专利技术为一种冶金用焦炭，其特征在于，上述焦炭中的直径为100μm以上且3mm以下的粗大气孔的平均圆形度为0.35以上。另外，本专利技术提出一种冶金用焦炭，其是将作为由多个品种的煤构成的混煤、显示出总惰质组量(TI)为3.5体积％～25.0体积％的范围、基于吉塞勒塑性计法的最高流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冶金用焦炭，其是将作为由多个品种的煤构成的混煤、显示出总惰质组量(TI)为3.5体积％～25.0体积％的范围、基于吉塞勒塑性计法的最高流动度(logMF)为1.8～2.3log ddpm的范围内的性质的混煤进行干馏而得到的焦炭，其特征在于，焦炭中的直径为100μm以上且3mm以下的粗大气孔中，圆形度为0.8以上的气孔的截面积的合计值相对于所述粗大气孔的截面积的合计值的比例为10％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.15 JP 2014-1654081.一种冶金用焦炭，其是将作为由多个品种的煤构成的混煤、显示出总惰质组量(TI)为3.5体积％～25.0体积％的范围、基于吉塞勒塑性计法的最高流动度(logMF)为1.8～2.3logddpm的范围内的性质的混煤进行干馏而得到的焦炭，其特征在于，焦炭中的直径为100μm以上且3mm以下的粗大气孔中，圆形度为0.8以上的气孔的截面积的合计值相对于所述粗大气孔的截面积的合计值的比例为10％以上。2.一种冶金用焦炭，其是将作为由多个品种的煤构成的混煤、显示出总惰质组量(TI)为3.5体积％～25.0体积％的范围、基于吉塞勒塑性计法的最高流动度(logMF)为1.8～2.3logddpm的范围内的性质的混煤进行干馏而得到的焦炭，其特征在于，焦炭中的直径为50μm以上且200μm以下的粗大气孔中，圆形度为0.8以上的气孔的截面积的合计值相对于所述粗大气孔的截面积的合计值的比例为10％以上。3.一种冶金用焦炭，其是将作为由多个品种的煤构成的混煤、显示出总惰质组量(TI)为3.5体积％～25.0体积％的范围、基于吉塞勒塑性计法的最高流动度(logMF)为1.8～2.3logddpm的范围内的性质的混煤进行干馏而得到的焦炭，其特征在于，焦炭中的直径为100μm以上且3mm以下的粗大气孔的平均圆形度为0.35以上。4.一种冶金用焦炭，其是将作为由多个品种的煤构成的混煤、显示出总惰质组量(TI)为3.5体积％～25.0体积％的范围、基于吉塞勒塑性计法的最高流动度(logMF)为1.8～2.3logddpm的范围内的性质的混煤进行干馏而得到的焦炭，其特征在于，焦炭中的直径为50μm以上且200μm以下的粗大气孔的平均圆形度为0.55以上。5.根据权利要求1～4中任一项所述的冶金用焦炭，其特征在于，作为所述混煤，使用显示出总惰质组量(TI(体积％))和基于吉塞勒塑性计法的最高流动度(logMF(logddpm))在图1中的下述的点a(logMF：2.3、TI：3.5)、点b(logMF：1.8、TI：3.5)、点c(logMF：1.8、TI：18.0)、点d(logMF：2.0、TI：25.0)和点e(logMF：2.3、TI：25.0)所包围的范围内的性质的混煤。6.根据权利要求1～5中任一项所述的冶金用焦炭，其特征在于，混煤的基于吉塞勒塑性计法的最高流动度(logMF)为根据构成混煤的各品种煤的基于吉塞勒塑性计法的最高流动度(logMF)和混煤中的所述品种煤的...

【专利技术属性】
技术研发人员：永山干也，深田喜代志，松井贵，土肥勇介，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP