高炉用焦炭的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请号为200680004556. 1、发明名称为"高炉用焦炭的制造方法"、申请 日为2006年5月12日的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种冶金用焦炭的制造方法，详细地讲，涉及将煤干燥并分级后，将粉 煤成型为成块煤并将成块煤和粗粒煤在室炉式炼焦炉内进行干馏而制造高炉用焦炭的方 法。
【背景技术】
[0003] -直以来，在高炉用焦炭的制造方法中，从通过增加装入体积密度使焦炭强度提 高及通过缩短干馏时间使焦炭生产率提高的观点出发，采用了将含有8?12%左右的水分 的原料煤（碳化用煤）进行干燥，使原料煤中的水分量降低到5?6%左右，进而降低到0% 之后，装入炼焦炉中进行干馏的方法。
[0004] 例如，人们已知在将原料煤干燥至水分量为0%的同时，预热到150?230°C左右 的到达温度之后，装入炼焦炉中进行干馏的、预碳化法（Precarbonmethod)(例如，参照 「3 -夕只y-卜」[社团法人燃料协会1988年版]，第134页）。
[0005] 根据该方法，与不将煤预热的场合相比，焦炭生产率提高了约35%左右，并且焦炭 强度等焦炭的品质得到改善，由此可使在配合煤中配合的粘结性低的不粘结、微粘结的煤 (以下称为非微粘结煤）等劣质煤的比例增加到约25%。
[0006] 但是，若通过原料煤的干燥、预热而使原料煤中的水分量降低到5%以下、进而降 低到0%附近，则在煤运输过程中和装入炼焦炉时会发生粉煤容易起尘的问题。
[0007] 作为用于解决该粉煤起尘问题的现有技术，曾经提出了将煤干燥、预热之后进行 分级，并只将成为起尘的原因的0. 5_乃至0. 3_以下的粉煤进行成块化的方法。
[0008] 例如，已知下述的方法：通过将原料煤干燥、分级，只将回收的粉煤混炼，或者在该 粉煤中配合一部分粗粒煤，再添加焦油等进行混炼，进行拟粒子化从而抑制起因于干燥煤 中的粉煤的起尘（例如，参照特开平8-239669号公报）。
[0009] 但是，若根据该方法，通过原料煤的干燥而使原料煤中的水分量降低，则起因于附 着水分的降低，拟粒子的强度降低，在运输中发生破坏，因此不能够通过煤的干燥而使煤中 的水分量太低，结果不能充分得到由煤的干燥而带来的炼焦炉内的煤体积密度提高及焦炭 强度提高的效果。
[0010] 另外，还提出了下述的焦炭制造方法：粉碎煤，将含有85?95%的3_以下的细 粒、其余量由l〇mm以下的粗粒构成的配合煤干燥到水分为0. 3%左右并预热后，在140°C的 温度向全部配合煤中添加3?8%的焦油并进行混合，在120°C的温度进行辊压成型，制成 成块煤，并在炼焦炉中进行干馏（例如，参照特开昭52-71504号公报）。
[0011] 此外，还提出下述的焦炭制造方法：将煤干燥到水分量变为〇?2. 7%为止，进行 分级后，只在回收的0. 3mm以下的粉煤中在80°C以下的温度添加3?5%的焦油，用槽型辊 成型，制成成块煤，与配合煤的其余部分、即粗粒煤一起在炼焦炉中进行干馏（例如，参照 特开平9-3458号公报）。
[0012] 根据这些方法得到的成块煤，与上述拟粒子比，成块物的强度均提高，因此能够抑 制成块物在运输中破坏。另外，通过将煤制成成块煤，煤中的细粉粒子间的距离变小，因此 在炼焦炉中干馏成块煤时，细粉粒子彼此的粘结力提高，可以得到焦炭强度提高的效果。
[0013] 但是，根据这些方法，当配合煤中的粘结性低的非微粘结煤的配合比例增高时，即 使采用在炼焦炉中干馏成块煤的方法也难以充分确保焦炭的强度。
[0014] 另外，在干燥煤或预热煤中添加焦油并通过辊压成型等进行成型的场合，当在高 的温度下成型时，焦油中的挥发成分气化，辊压成块煤内部的气体内压增加，使成型困难， 成为成块煤发生裂纹等的生产率及成品合格率降低的原因。
[0015] 特别使对干燥煤或预热煤进行分级后、只在粉煤中添加焦油进行辊压成型的场 合，与对含有粗粒煤的配合煤进行辊压成型的场合相比，成型时的起因于成块煤中的粗粒 煤的裂纹发生虽然被抑制，但是成型时在成块煤内部发生的气体难以放出，因此由成块煤 中的内压增加所引起的上述问题变得显著。
[0016] 从这些理由出发，向干燥煤或预热煤中，特别是只向粉煤中添加焦油并通过辊压 成型等进行成型的场合，需要在粉煤的温度低于80°C的状态下进行辊压成型。
[0017] 另一方面，作为原料煤，从资源方面来看能够稳定且廉价地供给，但在粘结性低的 非微粘结煤等的劣质煤在配合煤中大量配合的场合，要求以高的生产率廉价地制造强度高 的焦炭。
[0018] 通过使用上述煤干燥或预碳化法，煤的装入炼焦炉时的体积密度增加，因此即使 在配合煤中粘结性低的非微粘结煤等的劣质煤较多地配合到某种程度的场合，也能够确保 所规定的焦炭强度。
[0019] 但是，采用这些方法确保所规定的焦炭强度时，配合煤中的粘结性低的非微粘结 煤等的配合比例最多以25%为极限。
[0020] 作为用于解决该问题的技术，近年来曾提出下述的焦炭制造方法：通过将大量含 有粘结性低的非微粘结煤等的劣质煤的配合煤的全部量，快速加热到比上述预碳化法的加 热温度高的、约350°c以上的软化熔融，将非微粘结煤改性，进而一边维持在350°C以上的 温度一边将具有粘结性的半熔融状态的煤进行辊压成型，制成成块煤后，在炼焦炉中进行 干馏（例如，参照特开平7-118665号公报）。
[0021] 但是，对干燥、预热了的配合煤的全部量采用气流塔进行快速加热的方法，由于粉 煤与粗粒煤的粒径的差异，煤粒子中产生加热温度的不匀，特别是粉煤由于过加热其粘结 性成分挥发，不能充分改善非微粘结煤的粘结性。
[0022] 于是，为了解决该问题，曾提出了下述的高炉用焦炭的制造方法：将上述配合煤中 的、配合了 10?60%的非微粘结煤在50?350°C的温度进行干燥?预热，并分级成0. 3mm 以下的粒径的粉煤和超过0. 3mm的粒径的粗粒煤，将上述粉煤以1X103?1X105°C/分的 升温速度快速加热到软化开始温度至最高流动温度的温度区，接着在保持在上述温度区的 状态下以5?1000kg/cm2的压力进行热成型之后，与上述非微粘结煤的粗粒煤混合，在炼 焦炉中进行干馏（例如，参照特开平8-209150号公报、及特开平9-048977号公报）。
[0023] 但是，使用这些煤快速加热方法，将配合煤中的非微粘结煤的全部量、或只将粉煤 快速加热到350°C以上的、软化开始温度至最高流动温度的高温区，一边维持在350°C以上 的高的温度一边在半熔融状态下进行辊压成型的场合，存在以下问题。
[0024] S卩，将半熔融状态的煤装入辊压成型机变得困难，且需要一边控制温度以使得在 高温状态下不使粘结性成分挥发或氧化，一边进行成型。
[0025] 另外，一直以来就知道，将煤粉碎后的微粉部分中，与粗粒部分相比，含有较多的 镜质体（vitrinite)成分等粘结性成分。因此，与煤中的粗粒煤相比，由快速加热粉煤所带 来的粘结性成分的提高余量小，反而在粉煤被加热到高温状态时，粘结性成分挥发或氧化 等所引起的劣化的影响比粗粒煤大。
[0026] 并且，使用这种方法快速加热在配合煤中较多地含有的非微粘结煤而进行改性的 场合，需要将非微粘结煤中的粉煤和粗粒煤分别由气流槽等进行加热处理，因此设备费用 高，且操作条件也复杂。
[0027] 因此，以往的煤快速加热方法，作为使用大量含有非微粘结煤的配合煤，廉价并维 持高生产率来制造高强度的焦炭的方法，不能说是充分的。
【发明内容】
[0028] 本发明的目的在于，提供一种高炉用焦炭的制造方法，其中在将大量含有廉价的 非微粘结煤等的粘结性低的劣质煤的配合煤干燥、分级后，将粉煤成型而制成成块煤，与粗 粒煤一起用室炉式炼焦炉进行干馏而制造高强度焦炭时，可抑制干燥煤中的粉煤所引起的 起尘，且提高将非微粘结煤等的粘结性低的劣质煤成型而得到的成块煤的膨胀性等的干馏 时特性，能够廉价地以高生产率制造高强度的焦炭。
[0029] 本发明的要旨如下。
[0030] (1) 一种高炉用焦炭的制造方法，其特征在于，将配合煤干燥后、或在干燥的同时 分级成粉煤和粗粒煤，接着在80?350°C的温度的粉煤中作为粘结剂添加焦油的重质馏 分、软沥青、及石油沥青之中的1种或2种以上，且进行热压成型后