型煤及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种型煤及其制造方法。更为详细地，本发明涉及一种包括低阶煤的 型煤及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 在熔融还原炼铁法中，使用用于还原铁矿石的还原炉和用于熔融所还原的铁矿石 的熔融气化炉。在熔融气化炉中熔融铁矿石时，将型煤作为熔融铁矿石的热源来装入熔融 气化炉中。在此，还原铁在熔融气化炉中熔融后，转换成铁水及熔渣并被排出到外部。装入 熔融气化炉的型煤形成煤炭填充床。氧气通过设置在熔融气化炉上的风口被吹入之后，燃 烧煤炭填充床而生成燃烧气体。燃烧气体通过煤炭填充床上升的同时被转换成高温还原气 体。高温还原气体被排出至熔融气化炉外部后，作为还原气体被供给到还原炉。
[0003] 型煤的制造可使用沥青煤。在煤炭中沥青煤所占的比率很低，而在韩国根本不生 产沥青煤。因此，对铁水的制造中所需的所有沥青煤均从国外进口使用。对于全世界来讲， 绝大多数的沥青煤只有在澳大利亚、加拿大、美国等一些国家中生产，因此作为冶金煤使用 的优质沥青煤逐渐枯竭，导致供需失衡，并且价格急剧变动。
【发明内容】
[0004] 技术问题
[0005] 本发明的目的是提供一种包括低阶煤的型煤的制造方法。
[0006] 技术方案
[0007] 本发明的一实施例的型煤制造方法中的型煤，在铁水制造装置中被装入熔融气化 炉的圆顶部并被急速加热，所述铁水制造装置包括：用于装入还原铁的所述熔融气化炉； 及与熔融气化炉连接并用于提供还原铁的还原炉。型煤制造方法包括以下步骤：i)提供细 粉煤；ii)对细粉煤100重量份混合1~5重量份的固化剂与5~15重量份的粘合剂而 制造混合物；及iii)成型混合物。在提供细粉煤的步骤中，细粉煤包括：i)大于〇wt%且 50wt%以下的低阶煤；及ii)余量的含碳物质。低阶煤具有25wt%~40wt%的挥发分（干 基，drybasis)，且具有大于0且小于3的坩埚膨胀系数。
[0008] 在提供细粉煤的步骤中，低阶煤的干基高位发热量（grosscalorificvalue)可 为5500Kcal/kg~7000Kcal/kg。在提供细粉煤的步骤中，对细粉煤可添加大于Owt%且 20wt%以下的碳源添加剂。碳源添加剂可包括选自粉焦炭、焦炭粉尘、石墨、活性碳及碳黑 中的一种以上的碳源。在碳源添加剂中包含的第一碳的量可以比在含碳物质中包含的第二 碳的量多。
[0009] 在提供细粉煤的步骤中，低阶煤的量可为10wt%~40wt%。进一步优选地，低阶 煤的量可为15wt%~30wt%。
[0010] 在制造混合物的步骤中，固化剂可为选自生石灰、消石灰、石灰石、碳酸钙、水泥、 膨润土、黏土（clay)、硅石、硅酸盐、白云石、磷酸、硫磺酸及氧化物中的一种以上的物质。在 制造混合物的步骤中，粘合剂可为选自糖蜜、沥青质（bitumen)、石油沥青（asphalt)、煤焦 油、煤焦沥青（pitch)、淀粉、水玻璃、塑料、高分子树脂及油中的一种以上的物质。
[0011] 技术效果
[0012] 由于使用低阶煤制造型煤，因此能够大幅降低型煤的制造成本。此外，由于使用低 阶煤，能够扩大资源利用领域。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明的一实施例的型煤制造方法的流程示意图。
[0014] 图2为使用在图1中制造的型煤的铁水制造装置的示意图。
[0015] 图3为使用在图1中制造的型煤的另一中铁水制造装置的示意图。
【具体实施方式】
[0016] 第一、第二、第三等的用语用于说明多种部分、成分、区域、层及/或者分段 (section)，但并不限定于此。这些用语仅为了将某一部分、成分、区域、层或者分段区别于 其他部分、成分、区域、层或者分段而使用。因此，下面描述的第一部分、成分、区域、层或者 分段在不脱离本发明的范围内也可用第二部分、成分、区域、层或者分段来描述。
[0017] 在此使用的专门用语仅用于提及特定实施例，并不限定本发明。在此使用的单数 形式，只要在句子中未表示明显与此相反的意思，还包括复数形式。说明书中使用的"包括" 的意思是用于将特定的特性、区域、整数、步骤、动作、因素及/或者成分具体化，不排除其 他的特性、区域、整数、步骤、动作、因素及/或者成分的存在或者附加。
[0018] 虽然不另行定义，但包括在此使用的技术用语及科学用语在内的所有用语具有与 本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。通常使用的词典中定义 的用语可补充解释为具有符合相关技术文献和现今公开的内容的意思，不下定义的情况下 不被解释成理想的或者极为正式的意思。
[0019] 在下面使用的用语"孔"可以解释为用点、线或面形状穿设或挖出的形状均包括。 因此"孔"包括以孔状形成的形状或者以通道状形成的所有形状。
[0020] 下面，参照附图详细说明本发明的实施例，以使本发明所属技术领域中具有普通 知识的人能够容易实施。但本发明并不局限于在此说明的实施例，可用多种形式实现本发 明。
[0021] 图1示意地表示本发明的一实施例的型煤制造方法的流程图。图1的型煤制造方 法的流程图只是用于例示本发明，本发明并不局限于此。因此型煤制造方法可变形为多种 形式。
[0022] 如图1所示，型煤制造方法包括以下步骤：i)提供细粉煤；ii)对于细粉煤100重 量份混合1~5重量份的固化剂与5~15重量份的粘合剂而制造混合物；及iii)成型混 合物。此外，型煤制造方法根据需要可进一步包括其他步骤。
[0023] 首先，在步骤S10中提供细粉煤。细粉煤包括低阶煤及余量的含碳物质。在细粉 煤中含有的挥发分的量为20wt%~35wt%。当挥发分的量过少时，不能在熔融气化炉中装 入由细粉煤制造的型煤而制造出在铁矿石的还原中所需的足够量的还原气体。此外，当挥 发分的量过多时，装入在熔融气化炉中的型煤容易被粉化，因此不能确保对用于熔融装入 熔融气化炉中的还原铁所需的充分的热源。因此，将挥发分的量调节为上述范围。
[0024] 煤可通过多种方式分类。为了煤的分类可使用煤化程度这一基准。所谓的煤化程 度意味着，根据在地下中的时间、压力及温度变化，减少植物的挥发分（volatilematter) 以及增加固定碳（fixedcarbon)的量的过程。根据煤化程度，煤可分为如下。即，根据煤 化程度，煤可分为碳含量（干燥无灰基，dryashfreebasis)为约60%的泥炭、约60~ 70%的褐炭、约70~75%的次烟煤、约75~85%的沥青煤及约85~94%的无烟煤。
[0025] 另外，根据粘结性与否，也可将煤分为粘结煤及非粘结煤。具有粘结性的沥青煤具 有在干馏时煤粒子互相结合的特性。所谓的粘结性意味着，当加热煤时，在350~400°C附 近产生热软化性及流动现象的同时，煤粒子互相结合后通过热解产生的气体而膨胀，并且 在450~500°C附近因固化而产生收缩现象。粘结性由通过煤-坩埚膨胀系数检测法（KS EISO501)检测的i甘埚膨胀系数（freeswellingindex，FSI)来评价，所述煤-i甘埚膨胀 系数检测法将煤加热至820 口 5°C的最终温度后，检测煤的膨胀特性。坩埚膨胀系数3以上 的煤分类为粘结煤，坩埚膨胀系数小于3的煤分类为非粘结煤。
[0026] 具有粘结性的沥青煤主要作为用于制造焦炭的冶金用来使用。另外，非粘结煤由 于没有煤粒子之间的结合能力，因此当为了制造焦炭而使用时，导致焦炭的品质下降，因此 未能作为冶金用来使用。因此，作为非粘结煤的同时具有较高的挥发分含量的褐煤、次烟煤 及没有粘结性的沥青煤主要只作为发电用来使用。另外，作为非粘结煤的同时具有较高的 固定碳及发热量的无烟煤主要在细粉煤喷吹工艺（pulverizedcoalinjection，PCI)中使 用。
[0027] 低阶煤为坩埚膨胀系数（FSI)小于3的非粘结煤，其表示具有较高的挥发分含量 的廉价煤。低阶煤主要粉碎成细粉煤后作为发电用来使用。在本发明的一实施例中使用不 作为冶金煤使用的廉价的低阶煤。
[0028] 装入于熔融气化炉的型煤，在位于熔融气化炉的上部的圆顶部，与大约1000°C的 高温气体的气流直接接触后以30°C/min以上的速度急速加热。当增加加热速度时，软化 区的温度提升为高温并且流动度也迅速增加。在极端的3°C/min的低速加热速度下不能 熔融的非粘结煤在急速加热速度下也能熔融。在煤炭对温度的粘度变化大，并且焦油粒子 大，且加热速度快的情况下，随着焦油的放出流动度产生变化，并且在氧气较多且