铁焦的制造方法技术

本发明专利技术提供对由含有铁氧化物的物质和含碳物质构成的成型物进行干馏来制造铁焦时，防止成型物干燥时产生的裂纹（ｃｒａｃｋ）、热裂纹（ｔｈｅｒｍａｌ?ｃｒａｃｋ），提高干馏炉出口侧的原形成品率，并在将铁焦装入高炉时难以开裂，能够防止成品率（ｙｉｅｌｄ）降低的铁焦的制造方法。具体而言，使用一种铁焦的制造方法，其特征在于，在通过加热使成型物干馏来制造铁焦时，使所述成型物的表面温度在５５０～６５０℃的温度范围内的加热速度为２０℃／分钟以下而进行干馏，其中，所述成型物是将含有铁氧化物的物质和含碳物质混合并进行成型而得到的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以适合作为高炉原料(blast furnace feed)使用的煤(coal)及铁矿 石(iron ore)作为原料进行干馏(carbonization)而制造的铁焦(ferrocoke)的制造方 法。
技术介绍
作为在原料煤中混合粉铁矿石、并使用通常的室式焦炉(conventional chamber oven)对该混合物进行干馏来制造铁焦的技术，研究出了 1)将煤和粉铁矿石的粉体混合 物装入室式焦炉的方法、2)在低温、即室温下使煤和铁矿石成型，并将该成型物装入室 式焦炉的方法等(例如参照日本燃料协会(The Fuel Society of Japan) “焦炭技术年 报” 1958，p. 38)。但是，通常的室式焦炉是由硅砖构成的，因此装入铁矿石时铁矿石与作 为硅砖(silica brick)的主要成分的二氧化硅反应，生成低熔点的铁橄榄石(fayalite) (2Fe0 · SiO2)，进而导致硅砖的损伤。因此使用室式焦炉制造铁焦的技术没有在工业上实 施。近年来，作为替代室式焦炉制造法的焦炭制造方法，开发出了连续式成型焦炭制 造法。在连续式成型焦炭制造法中，使用不是由硅砖而是由粘土砖(chamotte brike)构成 的 β炉(vertical shaft brickfurnace) {乍为〒iU炉(carbonization over), ^hjSiim 下使煤成型为预定的大小后装入竖炉，通过使用循环热载气(circulating gas for heat carrier)进行加热来干馏型煤(formed coal)，从而制造成型焦炭。已确认了即时大量使 用资源储备(resource reserve)丰富且廉价的非弱粘煤(non-slightlycaking coal), 也能够制造具有与通常的室式焦炉相同强度的焦炭，但在使用的煤的粘结性(caking property)高的情况下，型煤在竖炉内软化熔融(soften and fusion)，竖炉操作变得困难， 并且导致变形或裂纹等焦炭品质降低。为了抑制连续式焦炭制造法中的竖炉内的熔融，提出了向煤中添加铁矿石使其达 到总量的15 40%，在低温下制造成型物，并将成型物装入竖炉的方法(例如参照日本特 开平6-65579号公报)。在该方法中，由于铁矿石没有粘结性，因此为了在低温状态下制造 成型物，需要添加昂贵的粘合剂(binder)。因此，提出了在加热后的高温状态下，使作为原 料的煤和铁矿石或铁原料成型为块状成型物的方法(例如参照日本特开2004-217914号 公报、日本特开2005-53982号公报)。但是，在上述日本特开平6-65579号公报、日本特开 2004-217914号公报、日本特开2005-53982号公报中，由于煤和铁矿石或铁原料在干馏时 的热行为(thermal behavior)不同，因此存在干馏时的成型物的变形或裂纹等焦炭品质降 低的问题。另一方面，对于仅使用煤作为主要原料的成型焦炭制造而言，在制造成型焦炭 的成型物的干馏时，为了抑制变形或裂纹等焦炭品质降低，对干馏成型物时的加热曲线 (heating pattern)进行了研究，提出了对应成型物的温度的最佳加热速度(heating rate)设计方法(例如参照日本特开昭52-23103号公报、日本特开平7-102260号公报)。如上所述，在使用煤、和铁矿石或铁原料作为原料的铁焦的制造中，干馏时的成型 物的变形或裂纹等问题没有解决。由于铁焦是煤(以下记为含碳物质(carbon-containing material))、和铁矿石或铁原料(以下记为含有铁氧化物的物质(iron oxide-containing material))的混合物，因此推测加热时的热性能及机械性能(thermal and mechanical property)与制造成型焦炭时大不相同，干馏过程中的成型物的变形或裂纹行为不同。本专利技术的目的在于解决上述问题，提供在对由含有铁氧化物的物质和含碳物质 构成的成型物进行干馏来制造铁焦时，能防止成型物干燥时产生的裂纹(crack)、热裂纹 (thermal crack)，提高干馏炉出口侧的原形成品率，并且在将铁焦装入高炉时不容易断 裂，能够防止成品率(yield)降低的。
技术实现思路
用于解决上述问题的本专利技术的特征如下。一种，其特征在于，在通过加热使成型物干馏来制造铁焦时，使所 述成型物的表面温度在550 650°C的温度范围内的加热速度为20°C /分钟以下而进行干 馏，其中，所述成型物是将含有铁氧化物的物质和含碳物质混合并进行成型而得到的。根据本专利技术，能够在将混合含有铁氧化物的物质和含碳物质而得到的成型物干馏 时，抑制成型物内部的热应力(thermal stress)的产生，防止制造铁焦时的成品率降低，并 防止装入高炉前以及在高炉内的断裂。并且，本专利技术所说的加热速度，不是指升温后的温度ΔΤ 除以升温所需要的时间 t而得到的平均的加热温度(ΔΤ/t)，而是指瞬时的加热速度(加热曲线的温度斜率(dT/ dt))。附图说明图1是表示煤成型物的表面温度与最大热应力的关系的曲线图。图2是表示煤90 %和铁矿石10 %的成型物的表面温度与最大热应力的关系的曲 线图。图3是表示煤成型物的表面温度与最大热应力的加热速度依赖性的曲线图。图4是表示煤90 %和铁矿石10 %的成型物的表面温度与最大热应力的加热速度 依赖性的曲线图。图5是表示煤100%、以及煤和铁矿石的混合物的温度与线收缩率的关系的曲线 图。具体实施例方式本专利技术人对进行了研究，对混合作为铁焦的原料的含有铁氧化物 的物质和含碳物质而得到的成型物的热性能及机械性能进行测定，实施基于该值的热应力 分析(thermal stress analysis)，并且对在各种条件下进行了热处理(heat treatment) 的成型物的变形或裂纹情况进行分析，基于该结果，发现了控制混合含有铁氧化物的物质 和含碳物质而得到的成型物的裂纹的最佳加热方法，从而完成了本专利技术。并且，在本专利技术 中，含有铁氧化物的物质是指含有Fe2O3或Fe3O4作为主要成分的铁矿石，以及含有铁氧化物的还原铁(reduced iron)或含铁矿泥(sludge)等。此外，含碳物质是指煤、浙青材 料(bituminous material)、油焦(oil coke)等。作为煤(coal)，可以列举显示出粘结 性的原煤(coal forcoke making)、不显示粘结性的烟煤(bituminous coal)、半无烟煤 (semianthracite)(anthracite) ^^ilj (coal for general use), URMi^M(swelling coal)或SRC等溶剂精炼煤(solvent refined coal)。作为浙青材料，可以列 举浙青(pitch)、软浙青(soft pitch)、中浙青(middlesoftening point pitch)、硬浙青 (hard pitch)等煤类，ASP (asphalt pitch)、PDA (propane deasphalting asphalt)等石油 类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁焦的制造方法，其特征在于，在通过加热使成型物干馏来制造铁焦时，使所述成型物的表面温度在５５０～６５０℃的温度范围内的加热速度为２０℃／分钟以下而进行干馏，其中，所述成型物是将含有铁氧化物的物质和含碳物质混合并进行成型而得到的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：深田喜代志，下山泉，庵屋敷孝思，藤本秀和，山本哲也，角广行，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]