专利名称：冶金用焦炭的制造方法以及用于制造冶金用焦炭的粘结材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及冶金用焦炭的制造方法、以及在该制造方法中使用的粘结材料。特别涉及按照使用对加热干馏时的软化熔融特性进行评价的新方法确定的基准而选定或制备的粘结材料、以及使用该粘结材料制造高强度的冶金用焦炭的方法
背景技术：
在作为炼铁法最普遍进行的高炉法中使用的焦炭承担着铁矿石的还原材料、热源、间隔件等作用。为了使高炉稳定高效地操作，重要的是要保持高炉内的通气性，因此，要求制造强度高的焦炭。焦炭是通过将粉碎、并调整粒度后的各种焦炭制造用煤配合而成的混煤在焦炭炉内干馏来制造。焦炭制造用煤在干馏中于大约300°C 550°C的温度范围内发生软化熔融，并且同时伴随着挥发成分的产生而发泡、膨胀，从而各粒子相互粘接而成为块状的半焦。半焦在随后升温至1000°C附近的过程中收缩，从而烧固而成为坚固的焦炭。因此，煤软化熔融时的粘接特性会对干馏后的焦炭强度及粒径等性状带来重大影响。另外，为了增强焦炭制造用煤(混煤)的粘接，一般采用向混煤中添加在煤软化熔融的温度范围内显示出高流动性的粘结材料来制造焦炭的方法。这里，所谓粘结材料具体是指焦油浙青、石油系浙青、溶剂精制煤、溶剂萃取煤等。这些粘结材料也与煤一样，软化熔融时的粘接特性会对干馏后的焦炭性状带来重大影响。如上所述，煤及粘结材料的软化熔融特性在很大程度上左右着干馏后的焦炭性状及焦饼构造，因此极其重要，历来一直在积极探索其测定方法。特别是，作为焦炭的重要品质的焦炭强度在很大程度上受到其原料的煤性状、特别是煤化度和软化熔融特性的影响。软化熔融特性是指加热煤时发生软化熔融的性质，通常，通过软化熔融物的流动性、粘度、粘接性、膨胀性等来测定、评价。
煤的软化熔融特性中，作为测定软化熔融时的流动性的一般方法，可以举出:JISM8801规定的采用吉泽勒塑性仪法进行的煤流动性试验方法。吉泽勒塑性仪法如下:将粉碎至425μπι以下的煤放入到规定的坩埚中，以规定的升温速度进行加热，通过刻度盘读取施加了规定转矩的搅拌棒的转速，用ddpm(旋转速度用刻度盘，dial division perminute)表不。吉泽勒塑性仪法是测定转矩恒定的搅拌棒的转速，与此相对，也设计了通过定转速方式测定转矩的方法。例如，在专利文献I中记载了在使转子以恒定的转速旋转的同时测定转矩的方法。另外，存在以测定对于软化熔融特性具有物理意义的粘性为目的的利用动态粘弹性测定装置进行的粘度测定方法(例如，参照专利文献2)。动态粘弹性测定是指对粘弹性体周期性地施加力时所表现出的粘弹性行为的测定。专利文献2所述的方法的特征在于，通过测定得到的参数中的复粘性系数评价了软化熔融煤的粘性，且能够测定任意剪切速度下的软化熔融煤的粘度。
另外，还报道了作为煤的软化熔融特性，利用活性炭或玻璃珠测定了相对于它们的煤软化熔融物粘接性的例子。方法如下:将少量的煤试料在被活性炭、玻璃珠从上下方向夹持的状态下加热，软化熔融后进行冷却，从外观来观察煤与活性炭、玻璃珠之间的粘接性。作为测定煤软化熔融时的膨胀性的一般方法，可以举出JIS M8801中规定的膨胀计法。膨胀计法如下:将粉碎至250μπι以下的煤按照规定的方法成型，放入规定的坩埚中，以规定的升温速度进行加热，通过配置于煤上部的检测杆来测定煤的位移的经时变化。另外，还已知改善了煤软化熔融时产生的气体的透过行为的煤膨胀性试验方法以用于模拟焦炭炉内的煤软化熔融行为(例如，参照专利文献3)。该方法如下:在煤层与活塞之间、或者煤层与活塞之间和煤层的下部配置透过性材料，增加由煤产生的挥发成分和液态物质的透过路径，从而使测定环境更接近焦炭炉内的膨胀行为。同样地，还已知在煤层上配置具有贯穿路径的材料，一边施加载荷一边对煤进行微波加热来测定煤的膨胀性的方法(参照专利文献4)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平6-347392号公报专利文献2:日本特开2000-304674号公报专利文献3:日本专利第2855728号公报专利文献4:日本特开2009-204609号公报非专利文献非专利文献1:诸富等著:《燃料协会志(燃料協会誌)》，Vol.53，1974年，P.779-790非专利文献2:宫津等著:《日本钢管技报(日本鋼管技報)》，vol.67，1975年，P.125-13
发明内容
发明要解决的问题在冶金用焦炭的制造中，一般使用以给定的比例配合有多个品种的煤而得到的混煤，但如果无法正确地评价其软化熔融特性，则无法满足所要求的焦炭强度。在高炉等立式炉中使用了未满足给定强度的低强度焦炭的情况下，会增加立式炉内的粉的产生量而导致压力损失的增大，从而有可能使立式炉的操作不稳定化，并且导致气体的流动集中在局部的所谓气沟(吹务抜K )的麻烦。
以往的软化熔融特性指标无法准确地预测强度的情况也不少。由此，根据经验通过考虑来自于软化熔融特性的评价的不准确性的焦炭强度的不均而将作为目标的焦炭强度预先设定得较高，来将焦炭强度控制为一定值以上。但是，该方法中，由于需要使用普遍为人所知的软化熔融特性优异但价格较高的煤来将混煤的平均品位设定得较高，因此会导致成本的增加。在焦炭炉内，软化熔融时的煤在受相邻的层约束的状态下进行了软化熔融。由于煤的导热系数小，因此在焦炭炉内煤无法被均匀地加热，从作为加热面的炉壁侧起状态不同，依次为焦炭层、软化熔融层、煤层。焦炭炉自身在干馏时略微膨胀，但基本上不会变形，因此软化熔融后的煤受相邻的焦炭层、煤层约束。另外，在软化熔融后的煤的周围存在煤层的煤粒子间空隙、软化熔融煤的粒子间空隙、因热分解气体的挥发而产生的粗大气孔、在相邻的焦炭层中产生的龟裂等很多的缺陷结构。特别是在焦炭层中产生的龟裂，其宽度被认为是数百微米到数毫米左右，与数十 数百微米左右大小的煤粒子间空隙或气孔相比较大。因此，对于这样的在焦炭层中产生的粗大缺陷，可以认为不仅会弓I起作为从煤中产生的副产物的热分解气体或液态物质的渗透，而且还会引起软化熔融后的煤本身的渗透。另外可以预想，其渗透时作用于软化熔融后的煤的剪切速度根据品种而不同。发明人等认为，为了更加精度优良地控制焦炭的强度，需要将对如上所述的煤在模拟出放置在焦炭炉内的环境的条件下测定而得的煤软化熔融特性作为指标来使用。其中，在软化熔融后的煤受到约束的条件下、并且在模拟出熔融物向周围的缺陷结构的移动、渗透的条件下进行测定被认为是重要的。但是，以往的测定方法中存在下面的问题。吉泽勒塑性仪法是在将煤填充到容器中的状态下进行测定的，因此存在完全没有考虑约束、渗透条件的问题。另外，该方法不适合具有显示高流动性的煤的测定。其理由在于，测定具有显示高流动性的煤的情况下，可能发生如下情况:发生容器内侧壁部变成空腔的现象(Weissenberg效应),搅拌棒空转,无法准确地评价流动性(例如，参照非专利文献I)。利用定转速方式测定转矩的方法也同样地在未考虑约束条件、渗透条件这一点存在不足。另外，在恒定的剪切速度下进行测定，因此如上所述不能准确地比较评价煤的软化熔融特性。动态粘弹性测定装置是将以作为软化熔融特性的粘性作为对象，是能够在任意剪切速度下测定粘度的装置。因此，只要将测定时的剪切速度设定为作用于焦炭炉内煤的值，就能够测定焦炭炉内软化熔融煤的粘度。但是，一般来说，事先测定或估计各品种的煤在焦炭炉内的剪切速度是困难的。作为煤的软化熔融特性，利用活性炭或玻璃珠测定对于它们的粘接性的方法虽然欲在煤层存在下再现渗透条件，但是存在未模拟焦炭层和粗大缺陷的问题。另外，在不是在约束下的测定这一点也存在不足。在专利文献3所述的利用透过性材料的煤膨胀性试验方法中，考虑了由煤产生的气体、液态物质的移动，但是存在未考虑软化熔融的煤本身的移动的问题。这是因为专利文献3中所使用的透过性材料的透过度不足以使软化熔融煤移动。本发明人等实际进行了专利文献3所记载的试验后发现，未发生软化熔融煤向透过性材料的渗透。因此，为了使软化熔融煤渗透到透过性材料中，需要考虑新的条件。专利文献4也公开了同样地在煤层上配置具有贯穿路径的材料，并考虑了由煤产生的气体、液态物质的移动的煤的膨胀性测定方法，但是除了在加热方法上存在限制这个问题以外，还存在用于评价焦炭炉内的渗透现象的条件不明确的问题。另外，在专利文献4中，煤熔融物的渗透现象与软化熔融行为的关系不明确，也未提及煤熔融物的渗透现象与生成的焦炭的品质的关系，未记载品质优 良的焦炭的制造。这样，在现有技术中，不能在充分地模拟焦炭炉内软化熔融的煤及粘结材料的周围环境的状态下测定煤及粘结材料的流动性、粘性、粘接性、渗透性、渗透时膨胀率、渗透时压力等软化熔融特性。因此，本发明的目的在于提供一种冶金用焦炭的制造方法，其通过在模拟出在焦炭炉内软化熔融后的煤及粘结材料的周边环境的状态下测定软化熔融特性而准确地评价在混煤中添加使用的粘结材料的软化熔融特性，由此选定或制备对于提高冶金用焦炭强度的效果高的用于制造冶金用焦炭的粘结材料，并使用该粘结材料而获得强度等品质比现有方法更优异的冶金用焦炭；以及本发明还提供一种焦炭强度提高效果高的用于制造冶金用焦炭的粘结材料。解决问题的方法用于解决上述问题的本发明的特征如下。[I] 一种冶金用焦炭的制造方法，其中，在对煤进行干馏来制造焦炭时，测定添加到煤中的粘结材料的渗透距离，将具有给定值以下的渗透距离的粘结材料添加到所述煤中来进行干馏。[2]上述[I]所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述煤是混合多种煤而成的混煤，所述渗透距离的给定值由下述式(I)规定，渗透距离=1.3XaX 1gMFp (I)其中，a是如下的常数:对构成混煤的各煤中吉泽勒最高流动度MF的常用对数值处于1gMF < 2.5范围的煤的至少I种以上的渗透`距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的0.7 1.0倍范围的常数。MFp是粘结材料的吉泽勒最高流动度(ddpm)，粘结材料的最高流动度超出检测极限的情况下，设定MFp =能够检测出的上限值。[3]上述[2]所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述a是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1.75 < 1gMF < 2.50范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的0.7 1.0倍范围的常数。[4]上述[I]所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述煤是混合多种煤而成的混煤，所述渗透距离的给定值由下述式(2)规定，渗透距离=a’XlogMFp + b (2)其中，a’是如下的常数:对构成混煤的各煤中吉泽勒最高流动度MF的常用对数值处于1gMF < 2.5范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的0.7 1.0倍范围的常数。b是对选自用于制作所述回归直线的品种的煤中的I种以上煤的同一试料进行多次测定时的标准偏差的平均值以上、且为所述平均值的5倍以下的常数。MFp是粘结材料的吉泽勒最高流动度(ddpm)，粘结材料的最高流动度超出检测极限的情况下，设定MFp =能够检测出的上限值。[5]上述[4]所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述a’是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1.75 < 1gMF < 2.50范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的0.7 1.0倍范围的常数。[6]上述[I]所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述煤是混合多种煤而成的混煤，且使用混煤的加权平均渗透距离的2.0倍的值作为所述渗透距离的给定值。[7]上述[I]所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述渗透距离的给定值在以下述情况下的测定值计为15mm以上，所述情况为:将粘结材料粉碎，使粒径2mm以下的达到100质量％，将该粉碎物以
0.8g/cm3的填充密度填充到容器中，并使其层厚为10mm，制成试料，在该试料上配置直径2mm的玻璃珠，从该玻璃珠的上部施加载荷，使压力为50kPa，同时以3°C /分的升温速度在非活性气体气氛中从室温加热到550°C。[8]上述[I] [7]中 任一项所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，待添加的粘结材料的平均粒径为0.5mm以上。[9]上述[I] [8]中任一项所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，待添加的粘结材料的灰分含量为I质量％以下，并且是在300°C 550°C间的任意温度范围软化熔融的有机物。[10]上述[I] [9]中任一项所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，通过对粘结材料进行加热处理、或者进行在常温以上的温度置于包含02、CO2, H2O中的I种以上成分的气氛中的处理，使其渗透距离比所述处理前的粘结材料降低，再将渗透距离降低后的粘结材料添加到煤中。[11]上述[10]所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述待添加的粘结材料是进行了置于含氧气氛中的处理后的粘结材料，所述处理的处理温度为100°C 300°C、处理时间为I 120分钟。[12]上述[11]所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述待添加的粘结材料是进行了置于含氧气氛中的处理后的粘结材料，所述处理的处理温度为180°C 220°C、处理时间为I 30分钟。[13]上述[10] [12]中任一项所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，进行加热处理、或者进行在常温以上的温度置于包含02、CO2, H2O中的I种以上成分的气氛中的处理后的粘结材料的1gMF为2.5以上。[14] 一种用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下且具有1gMF ^ 2.5的吉泽勒最高流动度，并且具有由下述式(I)规定的值以下的渗透距离，渗透距离=1.3XaX 1gMFp (I)其中，a是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1gMF < 2.5范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的1.0倍的常数；MFp是粘结材料的吉泽勒最高流动度(ddpm)，粘结材料的最高流动度超出检测极限的情况下，设定MFp =能够检测出的上限值。[15] 一种用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下，并且是对在300°C 550°C间的任意温度范围软化熔融的有机物进行加热处理、或者进行在常温以上的温度置于包含02、C02、H20中的I种以上成分的气氛中的处理而使渗透距离降低至下述式(I)规定的值以下的粘结材料，渗透距离=1.3XaX 1gMFp (I)其中，a是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1gMF < 2.5范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的1.0倍的常数；MFp是粘结材料的吉泽勒最高流动度(ddpm)，粘结材料的最高流动度超出检测极限的情况下，设定MFp =能够检测出的上限值。[16]上述[14]或[15]所述的用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其中，所述a是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1.75 < 1gMF < 2.50范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的1.0倍的常数。[17] 一种用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下且具有1gMF ^ 2.5的吉泽勒最高流动度，并且具有由下述式(2)规定的值以下的渗透距离，渗透距离=a’X 1gMFp + b (2)其中，a’是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1gMF < 2.5范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的1.0倍的常数。b是对选自用于制作所述回归直线的品种的煤中的I种以上煤的同一试料进行多次测定时的标准偏差的平均值的5倍的常数。MFp是粘结材料的吉泽勒最高流动度(ddpm)，粘结材料的最高流动度超出检测极限的情况下，设定MFp =能够检测出的上限值。[18] 一种用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下，并且是对在300°C 550°C间的任意温度范围软化熔融的有机物进行加热处理、或者进行在常温以上的温度置于包含02、C02、H20中的I种以上成分的气氛中的处理而使渗透距离降低至下述式(2)规定的值以下的粘结材料，
渗透距离=a’XlogMFp + b (2)其中，a’是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1gMF < 2.5范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的1.0倍的常数。b是对选自用于制作所述回归直线的品种的煤中的I种以上煤的同一试料进行多次测定时的标准偏差的平均值的5倍的常数。MFp是粘结材料的吉泽勒最高流动度(ddpm)，粘结材料的最高流动度超出检测极限的情况下，设定MFp =能够检测出的上限值。[19]上述[17]或[18]所述的用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其中，所述a’是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1.75 < 1gMF < 2.50范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的
1.0倍的常数。[20] 一种用于制造冶金 用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下且具有1gMF ^ 2.5的吉泽勒最高流动度，并且具有由下述(a) (b)的方法规定的值以下的渗透距离，(a)预先确定构成待添加粘结材料的混煤的多种煤的种类及配合率；(b)将所述混煤的加权平均渗透距离的2.0倍确定为渗透距离的规定值。[21] 一种用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下，并且是对在300°C 550°C间的任意温度范围软化熔融的有机物进行加热处理、或者进行在常温以上的温度置于包含02、C02、H20中的I种以上成分的气氛中的处理而使渗透距离降低至由下述(a) (b)的方法规定的值以下的粘结材料，(a)预先确定构成待添加粘结材料的混煤的多种煤的种类及配合率、(b)将所述混煤的加权平均渗透距离的2.0倍确定为渗透距离的规定值。[22] 一种用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下且具有1gMF ^ 2.5的吉泽勒最高流动度，并且具有以按照下述(c) (f)的方法测定的值计为15mm以下的渗透距离，(c)将煤或粘结材料粉碎,使粒径2mm以下的达到100质量％,将该粉碎后的煤或粘结材料以0.8g/cm3的填充密度填充到容器中，并使其层厚为IOmm,制成试料；(d)在该试料上以渗透距离以上的层厚配置直径2mm的玻璃珠；(e)从所述玻璃珠的上部施加载荷，使压力为50kPa，同时以3°C/分的加热速度在非活性气体气氛中从室温加热到550°C ；(f)测定熔融试料向所述玻璃珠层浸透的渗透距离。
[23]—种用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下，并且是对在300°C 550°C间的任意温度范围软化熔融的有机物进行加热处理、或者进行在常温以上的温度置于包含02、C02、H20中的I种以上成分的气氛中的处理而使渗透距离降低至以按照下述(c) (f)的方法测定的值计为15mm以下的粘结材料，(c)将煤或粘结材料粉碎,使粒径2mm以下的达到100质量％,将该粉碎后的煤或粘结材料以0.8g/cm3的填充密度填充到容器中，并使其层厚为IOmm,制成试料；(d)在该试料上以渗透距离以上的层厚配置直径2mm的玻璃珠；(e)从所述玻璃珠的上部施加载荷，使压力为50kPa，同时以3°C/分的加热速度在非活性气体气氛中从室温加热到550°C ；(f)测定熔融试料向所述玻璃珠层浸透的渗透距离。[24]上述[15]、[18]、[21]、[23]中任一项所述的用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其中，作为在常温以上的温度置于包含02、C02、H2O中的I种以上成分的气氛中的处理，进行处理温度100°C 300°C、处理时间I 120分钟的处理。[25]上述[24]所述的用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其中，作为在常温以上的温度置于包含02、C02、H20中的I种以上成分的气氛中的处理，进行处理温度180°C 220°C、处理时间I 30分钟的处理。[26]上述[15]、[18]、[21]、[23]、[24]、[25]中任一项所述的用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其中，进行了加热处理或者进行了在常温以上的温度置于包含o2、co2、H2o中的I种以上成分的气氛中的处理之后的粘结材料的1gMF为2.5以上。发明的效果按照本发明，可以选择焦炭强度提高效果高的粘结材料，因此，通过添加该粘结材料来制造焦炭，可以提高焦炭强度。另外，即使是不需要高强度焦炭的情况下，通过添加焦炭强度提高效果高的粘结材料，在大量使用廉价的低品位煤时也能够制造具有必要强度的焦炭。此外，由于粘结材料所要求的特性得以明确，因此，可以对不期望特性的粘结材料进行改性处理而得到具有所期望特性的粘结材料。
[图1]是示出在对本发明中使用的粘结材料试料和上下面具有通孔的材料施加一定载荷来测定软化熔融特性的装置的一例的概略图。[图2]是示出本发明中使用的上下面具有通孔的材料中具有圆形通孔的材料的一例的概略图。[图3]是示出本发明中使用的上下面具有通孔的材料中球形粒子填充层的一例的概略图。[图4]是示出本发明中使用的上下面具有通孔的材料中圆柱填充层的一例的概略图。[图5]是示出实施例1中使用的粘结材料A、B的渗透距离及最高流动度与符合
(a)的渗透距离及最高流动度的范围的位置关系的图。[图6]是示出实施例1中使用的粘结材料A、B的渗透距离及最高流动度与符合
(b)的渗透距离及最高流动度的范围的位置关系的图。[图7]是示出实施例3中使用的改性粘结材料的渗透距离及最高流动度、与符合
(a)的渗透距离及最高流动度的范围的位置关系的图。[图8]是示出实施例3中使用的改性粘结材料的渗透距离及最高流动度与符合
(b)的渗透距离及最高流动度的范围的位置关系的图。[图9]是示出将本发明中使用的煤试料和上下面具有通孔的材料保持为一定容积来测定软化熔融特性的装置的一例的概略图。 符号说明
权利要求
1.一种冶金用焦炭的制造方法，其中，在对煤进行干馏来制造焦炭时，测定添加到煤中的粘结材料的渗透距离，将具有给定值以下的渗透距离的粘结材料添加到所述煤中来进行干馏。
2.根据权利要求1所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述煤是混合多种煤而成的混煤，所述渗透距离的给定值由下述式(I)规定， 渗透距离=1.3XaX 1gMFp (I) 其中，a是如下的常数:对构成混煤的各煤中吉泽勒最高流动度MF的常用对数值处于1gMF < 2.5范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的0.7 1.0倍范围的常数； MFp是粘结材料的吉泽勒最高流动度(ddpm)，粘结材料的最高流动度超出检测极限的情况下，设定MFp =能够检测出的上限值。
3.根据权利要求2所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述a是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1.75 < 1gMF < 2.50范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的0.7 1.0倍范围的常数。
4.根据权利 要求1所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述煤是混合多种煤而成的混煤，所述渗透距离的给定值由下述式(2)规定， 渗透距离=a’ XlogMFp + b (2) 其中，a’是如下的常数:对构成混煤的各煤中吉泽勒最高流动度MF的常用对数值处于1gMF < 2.5范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的0.7 1.0倍范围的常数； b是对选自用于制作所述回归直线的品种的煤中的I种以上煤的同一试料进行多次测定时的标准偏差的平均值以上、且为所述平均值的5倍以下的常数； MFp是粘结材料的吉泽勒最高流动度(ddpm)，粘结材料的最高流动度超出检测极限的情况下，设定MFp =能够检测出的上限值。
5.根据权利要求4所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述a’是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1.75 < 1gMF < 2.50范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的0.7 1.0倍范围的常数。
6.根据权利要求1所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述煤是混合多种煤而成的混煤，且使用混煤的加权平均渗透距离的2.0倍的值作为所述渗透距离的给定值。
7.根据权利要求1所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述渗透距离的给定值在以下述情况下的测定值计为15mm以上， 所述情况为:将粘结材料粉碎，使粒径2mm以下的达到100质量％，将该粉碎物以0.8g/cm3的填充密度填充到容器中，并使其层厚为10mm，制成试料，在该试料上配置直径2mm的玻璃珠，从玻璃珠的上部施加载荷，使压力为50kPa，同时以3°C /分的升温速度在非活性气体气氛中从室温加热到550°C。
8.根据权利要求1 7中任一项所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，待添加的粘结材料的平均粒径为0.5mm以上。
9.根据权利要求1 8中任一项所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，待添加的粘结材料的灰分含量为I质量％以下，并且是在300°C 550°C间的任意温度范围软化熔融的有机物。
10.根据权利要求1 9中任一项所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，通过对粘结材料进行加热处理、或者进行在常温以上的温度置于包含02、CO2, H2O中的I种以上成分的气氛中的处理，使其渗透距离比所述处理前的粘结材料降低，再将渗透距离降低后的粘结材料添加到煤中。
11.根据权利要求10所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述待添加的粘结材料是进行了置于含氧气氛中的处理后的粘结材料，所述处理的处理温度为100°c 300°C、处理时间为I 120分钟。
12.根据权利要求11所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，所述待添加的粘结材料是进行了置于含氧气氛中的处理后的粘结材料，所述处理的处理温度为180°C 220°C、处理时间为I 30分钟。
13.根据权利要求10 12中任一项所述的冶金用焦炭的制造方法，其中，进行加热处理、或者进行在常温以上的温度置于包含02、CO2, H2O中的I种以上成分的气氛中的处理后的粘结材料的1gMF为2.5以上。
14.一种用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下且具有1gMF ^ 2.5的吉泽勒最高流动度，并且具有由下述式(I)规定的值以下的渗透距离， 渗透距离=1.3XaX 1gMFp (I) 其中，a是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1gMF < 2.5范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的1.0倍的常数； MFp是粘结材料的吉泽勒最高流动度(ddpm)，粘结材料的最高流动度超出检测极限的情况下，设定MFp =能够检测出的上限值。
15.一种用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下，并且是对在300°C 550°C间的任意温度范围软化熔融的有机物进行加热处理、或者进行在常温以上的温度置于包含02、CO2, H2O中的I种以上成分的气氛中的处理而使渗透距离降低至下述式(I)规定的值以下的粘结材料， 渗透距离=1.3XaX 1gMFp (I) 其中，a是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1gMF < 2.5范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的1.0倍的常数； MFp是粘结材料的吉泽勒最高流动度(ddpm)，粘结材料的最高流动度超出检测极限的情况下，设定MFp =能够检测出的上限值。
16.根据权利要求14或15所述的用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其中，所述a是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1.75 < 1gMF < 2.50范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的1.0倍的常数。
17.一种用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下且具有1gMF ^ 2.5的吉泽勒最高流动度，并且具有由下述式(2)规定的值以下的渗透距离， 渗透距离=a’ XlogMFp + b (2) 其中，a’是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1gMF < 2.5范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的1.0倍的常数； b是对选自用于制作所述回归直线的品种的煤中的I种以上煤的同一试料进行多次测定时的标准偏差的平均值的5倍的常数； MFp是粘结材料的吉泽勒最高流动度(ddpm)，粘结材料的最高流动度超出检测极限的情况下，设定MFp =能够检测出的上限值。
18.一种用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下，并且是对在300°C 550°C间的任意温度范围软化熔融的有机物进行加热处理、或者进行在常温以上的温度置于包含02、CO2, H2O中的I种以上成分的气氛中的处理而使渗透距离降低至下述式(2)规定的值以下的粘结材料， 渗透距离=a’ XlogMFp + b (2) 其中，a’是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1gMF < 2.5范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的1.0倍的常数； b是对选自用于制作所述回归直线的品种的煤中的I种以上煤的同一试料进行多次测定时的标准偏差的平均值的5倍 的常数； MFp是粘结材料的吉泽勒最高流动度(ddpm)，粘结材料的最高流动度超出检测极限的情况下，设定MFp =能够检测出的上限值。
19.根据权利要求17或18所述的用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其中，所述a’是如下的常数:对构成混煤的各煤中处于1.75 < 1gMF < 2.50范围的煤的至少I种以上的渗透距离及1gMF进行测定、并使用该测定值制作通过原点的回归直线时，1gMF的系数的1.0倍的常数。
20.一种用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下且具有1gMF ^ 2.5的吉泽勒最高流动度,并且具有由下述(a) (b)的方法规定的值以下的渗透距离， (a)预先确定构成待添加粘结材料的混煤的多种煤的种类及配合率； (b)将所述混煤的加权平均渗透距离的2.0倍确定为渗透距离的规定值。
21.一种用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下，并且是对在300°C 550°C间的任意温度范围软化熔融的有机物进行加热处理、或者进行在常温以上的温度置于包含02、CO2, H2O中的I种以上成分的气氛中的处理而使渗透距离降低至由下述(a) (b)的方法规定的值以下的粘结材料， (a)预先确定构成待添加粘结材料的混煤的多种煤的种类及配合率、 (b)将所述混煤的加权平均渗透距离的2.0倍确定为渗透距离的规定值。
22.一种用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下且具有1gMF ^ 2.5的吉泽勒最高流动度，并且具有以按照下述(c) (f)的方法测定的值计为15mm以下的渗透距离，(C)将煤或粘结材料粉碎，使粒径2mm以下的达到100质量％，将该粉碎后的煤或粘结材料以0.8g/cm3的填充密度填充到容器中，并使其层厚为IOmm,制成试料； (d)在该试料上以渗透距离以上的层厚配置直径2mm的玻璃珠； (e)从所述玻璃珠的上部施加载荷，使压力为50kPa，同时以3°C/分的加热速度在非活性气体气氛中从室温加热到550°C ； (f)测定熔融试料向所述玻璃珠层浸透的渗透距离。
23.一种用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其灰分含量为I质量％以下，并且是对在300°C 550°C间的任意温度范围软化熔融的有机物进行加热处理、或者进行在常温以上的温度置于包含02、C02、H20中的I种以上成分的气氛中的处理而使渗透距离降低至以按照下述(c) (f)的方法测定的值计为15mm以下的粘结材料， (c)将煤或粘结材料粉碎，使粒径2mm以下的达到100质量％，将该粉碎后的煤或粘结材料以0.8g/cm3的填充密度填充到容器中，并使其层厚为IOmm,制成试料； (d)在该试料上以渗透距离以上的层厚配置直径2mm的玻璃珠； (e)从所述玻璃珠的上部施加载荷，使压力为50kPa，同时以3°C/分的加热速度在非活性气体气氛中从室温加热到550°C ； (f)测定熔融试料向所述玻璃珠层浸透的渗透距离。
24.根据权利要求15、18、21、23中任一项所述的用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其中，作为在常温以上的温度置于包含02、C02、H20中的I种以上成分的气氛中的处理，进行处理温度100°C 300°C、处理时间I 120分钟的处理。
25.根据权利要求24所述的用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其中，作为在常温以上的温度置于包含02、CO2, H2O中的I种以上成分的气氛中的处理，进行处理温度180°C 220°C、处理时间I 30分钟的处理。
26.根据权利要 求15、18、21、23、24、25中任一项所述的用于制造冶金用焦炭的粘结材料，其中，进行了加热处理或者进行了在常温以上的温度置于包含02、C02、H20中的I种以上成分的气氛中的处理之后的粘结材料的1gMF为2.5以上。
全文摘要
本发明提供一种冶金用焦炭的制造方法，其通过在模拟出在焦炭炉内软化熔融后的煤及粘结材料的周边环境的状态下测定软化熔融特性而准确地评价在混煤中添加使用的粘结材料的软化熔融特性，由此选定对于提高冶金用焦炭强度的效果高的用于制造冶金用焦炭的粘结材料，并使用该粘结材料而获得强度等品质比现有方法更优异的冶金用焦炭。本发明使用的冶金用焦炭的制造方法的特征在于，在对煤进行干馏来制造焦炭时，测定粘结材料的渗透距离，将具有给定值以下的渗透距离的粘结材料添加到煤中来进行干馏。另外，本发明涉及的用于制造冶金用焦炭的粘结材料的灰分含量为1质量%以下，并且是对在300℃～550℃间的任意温度范围软化熔融的有机物进行加热处理、或者进行在常温以上的温度置于含氧气氛中的处理而使渗透距离降低至给定值以下的粘结材料。
文档编号C10B57/04GK103189474SQ201180051528
公开日2013年7月3日 申请日期2011年8月31日 优先权日2010年9月1日
发明者土肥勇介, 下山泉, 深田喜代志, 山本哲也, 角广行 申请人:杰富意钢铁株式会社