BR122020009018B1

BR122020009018B1 - METHOD FOR PRODUCING COKE

Info

Publication number: BR122020009018B1
Application number: BR122020009018-9A
Authority: BR
Inventors: Yusuke DOHI; Izumi Shimoyama; Kiyoshi Fukada; Tetsuya Yamamoto; Hiroyuki Sumi
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2023-08-15

Abstract

A presente invenção refere-se à plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta que é medida enquanto simula o ambiente que irá circundar os carvões termicamente plásticos e aditivos de formação de torta em um forno de coque, de modo que a plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta possa ser avaliada de maneira mais precisa por um método simples. A invenção proporciona um método para avaliar a plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta, e um método para produzir coque usando os valores medidos. A invenção envolve um método para avaliar a plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta, que inclui acondicionar um carvão ou um aditivo de formação de torta em um recipiente para preparar uma amostra 1; dispor um material de furo atravessante 2 que tem furos atravessantes a partir de superfícies superiores a inferiores sobre a amostra 1; aquecer a amostra 1 em uma taxa de aquecimento predeterminada enquanto mantém um volume constante ou enquanto aplica uma carga constante sobre a amostra 1 e o material de furo atravessante 2; medir a distância de permeação com a qual a amostra derretida foi permeada nos furos atravessantes; e avaliar a plasticidade (...).The present invention relates to the thermal plasticity of coals and cake-forming additives which is measured while simulating the environment that will surround the thermally plastic coals and cake-forming additives in a coke oven, such that the thermal plasticity of coals and cake-forming additives can be evaluated more accurately by a simple method. The invention provides a method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives, and a method for producing coke using the measured values. The invention involves a method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives, which includes packaging a coal or a cake-forming additive in a container for preparing a sample 1; arranging a through-hole material 2 that has through-holes from upper to lower surfaces on the sample 1; heating the sample 1 at a predetermined heating rate while maintaining a constant volume or while applying a constant load to the sample 1 and the through-hole material 2; measuring the permeation distance with which the melted sample was permeated into the through holes; and evaluate plasticity (...).

Description

Field of Technique

[0001] A presente invenção refere-se a um método para avaliar a plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta durante a carbonização. O método é uma das abordagens para avaliar a qualidade de carvões de coque e aditivos de formação de torta. A invenção também se refere a um método para produzir coque usando o método de avaliação.[0001] The present invention relates to a method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives during carbonization. The method is one of the approaches to evaluate the quality of coking coals and cake-forming additives. The invention also relates to a method for producing coke using the evaluation method.

Background of the Technique

[0002] Em um método de alto-forno que é o método mais comum para produção de ferro-gusa, o coque desempenha inúmeros papeis, por exemplo, como um agente de redução para minério de ferro, como uma fonte de calor e como um espaçador. A fim de operar um alto- forno de maneira estável e eficiente, é importante que a permeabilidade a gás no alto-forno seja mantida. Deste modo, existe a necessidade de que o coque de alta resistência seja produzido. O coque é produzido através da carbonização de uma mistura de carvão, que é uma mistura de diversos tipos de carvões de coque que foram triturados, em um forno de coque. Durante a carbonização, o carvão de coque amolece e funde em temperaturas na faixa de cerca de 300°C a 550°C e, ao mesmo tempo, matérias voláteis são afastadas para formar um gás que causa expansão, de modo que as partículas sejam aderidas entre di para fornecer uma massa de semicoque. O semicoque é posteriormente densificado ao ser contraído no curso onde a temperatura é elevada a quase 1000°C, resultando em um coque rígido (uma torta de coque). Deste modo, a adesividade do carvão termicamente plástico influencia muito propriedades, tais como, resistência de coque e diâmetro de partícula após a carbonização.[0002] In a blast furnace method which is the most common method for producing pig iron, coke plays numerous roles, for example, as a reducing agent for iron ore, as a heat source and as a spacer. In order to operate a blast furnace stably and efficiently, it is important that the gas permeability in the blast furnace is maintained. Therefore, there is a need for high-strength coke to be produced. Coke is produced through the carbonization of a coal mixture, which is a mixture of different types of coking coals that have been crushed, in a coke oven. During carbonization, coking coal softens and melts at temperatures in the range of about 300°C to 550°C and, at the same time, volatile matters are driven away to form a gas that causes expansion, so that particles are adhered enter di to provide a semi-coke dough. The semi-coke is subsequently densified by being contracted in the course where the temperature is raised to almost 1000°C, resulting in a rigid coke (a coke cake). Therefore, the adhesiveness of thermally plastic coal greatly influences properties such as coke strength and particle diameter after carbonization.

[0003] A fim de melhorar a adesão do carvão de coque (mistura de carvão), adota-se geralmente um método de produção de coque geralmente é em que uma mistura de carvão é misturada com um aditivo de formação de torta que exibe alta fluidez em temperaturas onde o carvão se torna amolecido e fundido. Aqui, os exemplos dos aditivos de formação de torta incluem piches de alcatrão, piches de petróleo, carvões refinados com solvente e carvões extraídos com solvente. De maneira similar ao carvão, a adesão destes aditivos de formação de torta em um estado termicamente plástico afeta as propriedades de coque após a carbonização.[0003] In order to improve the adhesion of coking coal (coal mixture), a coke production method is generally adopted in which a coal mixture is mixed with a cake-forming additive that exhibits high fluidity at temperatures where the coal becomes softened and molten. Here, examples of cake-forming additives include tar pitches, petroleum pitches, solvent-refined coals, and solvent-extracted coals. Similar to coal, the adhesion of these cake-forming additives in a thermally plastic state affects coke properties after carbonization.

[0004] Na produção de coque em um forno de coque, o coque carbonizado é descarregado do forno de coque com uma máquina de pressão. Se o grau de encolhimento da própria torta de coque produzida for baixo, a descarga para fora do forno se torna difícil. Isto pode levar a "adesivos (ou pressão difícil)", isto é, um problema em que o coque não pode ser descarregado do forno. A estrutura de uma torta de coque carbonizada é amplamente afetada por alterações de volume do carvão e semicoque durante o processo de carbonização. Sabe-se que o encolhimento de semicoque tem uma boa correlação com o conteúdo volátil de carvão (vide, por exemplo, Literatura de Não Patente 1). Em muitos casos, os conteúdos voláteis de misturas de carvão são controlados para serem substancialmente constantes para operações na mesma usina. Deste modo, as características de alteração de volume de carvão plástico afetam muito a estrutura de uma torta de coque carbonizada.[0004] In the production of coke in a coke oven, carbonized coke is discharged from the coke oven with a pressure machine. If the degree of shrinkage of the coke cake produced itself is low, unloading it out of the oven becomes difficult. This can lead to "sticking (or hard pressure)", that is, a problem where the coke cannot be discharged from the oven. The structure of a carbonized coke cake is largely affected by volume changes of the coal and semi-coke during the carbonization process. It is known that the shrinkage of semi-coke has a good correlation with the volatile content of coal (see, for example, Non-Patent Literature 1). In many cases, the volatile contents of coal mixtures are controlled to be substantially constant for operations in the same plant. Therefore, the volume change characteristics of plastic coal greatly affect the structure of a carbonized coke cake.

[0005] Conforme mencionado acima, a plasticidade térmica do carvão é muito importante devido às suas grandes influências nas pro-priedades de estruturas de coque e torta de coque após a carbonização. Deste modo, os métodos para medir estas características vêm sendo ativamente estudados há muito tempo. Em particular, a resis- tência de coque, que é uma qualidade de coque importante, é muito afetada pelas propriedades de carvão de matéria-prima, especialmente a classificação de carvão e plasticidade térmica. A plasticidade térmica é exibida quando o carvão se torna amolecido e fundido quando aquecido, e geralmente é medida e avaliada em relação às propriedades, tais como, fluidez, viscosidade, adesão e capacidade de expansão do carvão termicamente plástico.[0005] As mentioned above, the thermal plasticity of coal is very important due to its great influences on the properties of coke and coke cake structures after carbonization. Therefore, methods for measuring these characteristics have been actively studied for a long time. In particular, coke strength, which is an important coke quality, is greatly affected by raw material coal properties, especially coal classification and thermal plasticity. Thermal plasticity is exhibited when coal becomes softened and melted when heated, and is generally measured and evaluated in relation to properties such as fluidity, viscosity, adhesion and expansion capacity of thermally plastic coal.

[0006] Da plasticidade térmica do carvão, a fluidez de carvão ter- micamente plástico é comumente medida por um método de teste de fluidez de carvão baseado em um método de plastômetro Gieseler especificado em JIS M 8801. De acordo com um método de plastômetro Gieseler, o carvão que foi triturado em tamanhos de não mais que 425 pm é colocado em um cadinho prescrito e é aquecido em uma taxa de aumento de temperatura especificada enquanto a velocidade rotacio- nal de uma haste de agitação sob um torque especificado é lida em um mostrador e é indicada em termos de ddpm (divisão de mostrador por minuto).[0006] From the thermal plasticity of coal, the fluidity of thermally plastic coal is commonly measured by a coal fluidity test method based on a Gieseler plastometer method specified in JIS M 8801. According to a Gieseler plastometer method , coal that has been crushed to sizes of not more than 425 pm is placed in a prescribed crucible and is heated at a specified rate of temperature rise while the rotational speed of a stirring rod under a specified torque is read at a display and is indicated in terms of ddpm (dial division per minute).

[0007] Embora um método de plastômetro Gieseler meça a veloci dade rotacional de uma haste de agitação sob um torque constante, outros métodos avaliam o torque em uma velocidade rotacional constante. Por exemplo, a Literatura de Patente 1 descreve um método em que o torque é medido enquanto gira um rotor em uma velocidade ro- tacional constante.[0007] Although a Gieseler plastometer method measures the rotational speed of a stirring rod under a constant torque, other methods evaluate torque at a constant rotational speed. For example, Patent Literature 1 describes a method in which torque is measured while rotating a rotor at a constant rotational speed.

[0008] Visando medir a viscosidade que é uma plasticidade térmi ca fisicamente significativa, existem métodos para medir a viscosidade com um viscoelastômetro dinâmico (vide, por exemplo, Literatura de Patente 2). A viscoelastometria dinâmica é uma medição de comportamentos viscoelásticos observados quando um corpo viscoelástico for submetido a forças periódicas. No método descrito na Literatura de Patente 2, a viscosidade do carvão termicamente plástico é avaliada com base no coeficiente de viscosidade complexa entre os parâmetros obtidos pela medição. Este método é caracterizado pelo fato de que a viscosidade do carvão termicamente plástico é mensurável em uma determinada taxa de cisalhamento.[0008] In order to measure viscosity, which is a physically significant thermal plasticity, there are methods for measuring viscosity with a dynamic viscoelastometer (see, for example, Patent Literature 2). Dynamic viscoelastometry is a measurement of viscoelastic behaviors observed when a viscoelastic body is subjected to periodic forces. In the method described in Patent Literature 2, the viscosity of thermally plastic coal is evaluated based on the complex viscosity coefficient between the parameters obtained by measurement. This method is characterized by the fact that the viscosity of thermally plastic coal is measurable at a given shear rate.

[0009] Ademais, relatou-se que a plasticidade térmica do carvão é avaliada medindo-se a adesão do carvão termicamente plástico em relação ao carvão ativado ou esferas de vidro. Em tal método, uma pequena quantidade de uma amostra de carvão, verticalmente ensan- duichada entre os carvões ativados ou esferas de vidro, é aquecida em plasticidade térmica e é posteriormente resfriada, e a adesão do carvão em relação aos carvões ativados ou às esferas de vidro é visualmente observada.[0009] Furthermore, it has been reported that the thermal plasticity of charcoal is assessed by measuring the adhesion of thermally plastic charcoal in relation to activated carbon or glass beads. In such a method, a small amount of a coal sample, vertically sandwiched between activated carbons or glass spheres, is heated to thermal plasticity and is subsequently cooled, and the adhesion of the coal to the activated carbons or glass spheres glass is visually observed.

[00010] Um método comum para medir a capacidade de expansão do carvão termicamente plástico é um método de dilatômetro especificado em JIS M 8801. Em um método de dilatômetro, o carvão que foi triturado em tamanhos não maiores que 250 μm é compactado por um método especificado, colocado em um cadinho prescrito e aquecido a uma taxa de aumento de temperatura especificada enquanto o deslocamento do carvão é medido ao longo do tempo usando uma haste de detecção disposta no topo do carvão.[00010] A common method for measuring the expansion capacity of thermally plastic coal is a dilatometer method specified in JIS M 8801. In a dilatometer method, coal that has been crushed to sizes not larger than 250 μm is compacted by a method specified, placed in a prescribed crucible and heated at a specified rate of temperature rise while the displacement of the coal is measured over time using a sensing rod arranged on top of the coal.

[00011] A fim de estimular termicamente os comportamentos plásticos do carvão em um forno de coque, são conhecidos métodos de teste de capacidade de expansão de carvão que realizam a simulação otimizada de comportamentos de permeação para um gás gerado durante a plastificação do carvão (vide, por exemplo, Literatura de Patente 3). De acordo com tal método, um material permeável é disposto entre uma camada de carvão e um pistão ou é disposto entre uma camada de carvão e um pistão, assim como no fundo da camada de carvão, a fim de aumentar os caminhos através dos quais as matérias voláteis e substâncias líquidas geradas a partir do carvão podem pas- sar aproximando, deste modo, o ambiente de medição mais estreitamente a um ambiente em que os comportamentos de expansão realmente ocorrem em um forno de coque. Também se conhece um método similar em que a capacidade de expansão do carvão é medida ao dispor um material que tem um caminho passante sobre uma camada de carvão e aquecer por microondas o carvão enquanto aplica uma carga neste (vide Literatura de Patente 4). Lista de Citação Literatura de Patente [PTL 1] publicação de pedido de patente japonesa não examinada número 6-347392 [PTL 2] publicação de pedido de patente japonesa não examinada número 2000-304674 [PTL 3] patente japonesa número 2855728 [PTL 4] publicação de pedido de patente japonesa não examinada número 2009-204609 Literatura de Não Patente [NPL 1] C. Meyer et al.: "Gluckauf Forshungshefte", Vol. 42, 1981, pp. 233-239 [NPL 2] Morotomi et al.: "Journal of the Fuel Society of Japan", Vol. 53, 1974, pp. 779-790 [NPL 3] D. W. van Krevelen: "Coal", 1993, pp. 693-695 [NPL 4] Miyazu et al.: "Nippon Kokan Gihou (Nippon Kokan Technical Report)", Vol. 67, 1975, pp. 125-137 [NPL 5] Kamioka et al.: "Tetsu to Hagane (Iron and Steel)", Vol. 93, 2007, pp. 728-735[00011] In order to thermally stimulate the plastic behaviors of coal in a coke oven, coal expansion capacity testing methods are known that perform the optimized simulation of permeation behaviors for a gas generated during coal plasticization (see , e.g. Patent Literature 3). According to such a method, a permeable material is disposed between a coal seam and a piston or is disposed between a coal seam and a piston, as well as at the bottom of the coal seam, in order to increase the paths through which the Volatile matters and liquid substances generated from coal can pass, thus bringing the measurement environment more closely to an environment in which expansion behaviors actually occur in a coke oven. A similar method is also known in which the expansion capacity of coal is measured by placing a material that has a through path over a layer of coal and heating the coal by microwave while applying a charge to it (see Patent Literature 4). Citation List Patent Literature [PTL 1] unexamined Japanese patent application publication number 6-347392 [PTL 2] unexamined Japanese patent application publication number 2000-304674 [PTL 3] Japanese patent number 2855728 [PTL 4] unexamined Japanese patent application publication number 2009-204609 Non-Patent Literature [NPL 1] C. Meyer et al.: "Gluckauf Forshungshefte", Vol. 42, 1981, pp. 233-239 [NPL 2] Morotomi et al.: "Journal of the Fuel Society of Japan", Vol. 53, 1974, pp. 779-790 [NPL 3] D. W. van Krevelen: "Coal", 1993, pp. 693-695 [NPL 4] Miyazu et al.: "Nippon Kokan Gihou (Nippon Kokan Technical Report)", Vol. 67, 1975, pp. 125-137 [NPL 5] Kamioka et al.: "Tetsu to Hagane (Iron and Steel)", Vol. 93, 2007, pp. 728-735

Technique Problem

[00012] A fim de avaliar os comportamentos termicamente plásticos do carvão em um forno de coque, é necessário que a plasticidade térmica do carvão seja medida enquanto simula o ambiente que irá cir- cundar o carvão termicamente plástico em um forno de coque. O carvão plastificado em um forno de coque, assim como, um ambiente que circunda o carvão serão descritos em detalhes abaixo.[00012] In order to evaluate the thermally plastic behaviors of coal in a coke oven, it is necessary that the thermal plasticity of the coal be measured while simulating the environment that will surround the thermally plastic coal in a coke oven. Plasticized coal in a coke oven, as well as an environment surrounding the coal, will be described in detail below.

[00013] Em um forno de coque, o carvão termicamente plástico é constrito entre camadas adjacentes. Devido ao fato de que a conduti- vidade térmica do carvão é baixa, o carvão em um forno de coque não é uniformemente aquecido e apresenta estados diferentes. Ou seja, este forma uma camada de coque, uma camada termicamente plástica e uma camada de carvão a partir do lado de parede do forno, isto é, o lado de face de aquecimento. Embora o próprio forno de coque seja ligeiramente dilatado durante a carbonização, não existe substancialmente nenhuma deformação. Deste modo, o carvão termicamente plástico é constrito entre a camada de coque adjacente e a camada de carvão.[00013] In a coke oven, thermally plastic coal is constricted between adjacent layers. Due to the fact that the thermal conductivity of coal is low, the coal in a coke oven is not uniformly heated and has different states. That is, it forms a coke layer, a thermally plastic layer and a coal layer from the furnace wall side, that is, the heating face side. Although the coke oven itself is slightly expanded during carbonization, there is substantially no deformation. In this way, the thermally plastic coal is constrained between the adjacent coke layer and the coal layer.

[00014] Ademais, o carvão termicamente plástico é circundado por um grande número de estruturas defeituosas, tais como, espaços vazios entre as partículas de carvão em uma camada de carvão, espaços vazios interpartículas no carvão termicamente plástico, grandes poros formados pela volatilização do gás termicamente decomposto, e rachaduras em uma camada de coque adjacente. Em particular, considera-se que as rachaduras que ocorreram em uma camada de coque sejam de cerca de diversas centenas de micrômetros a diversos milímetros de largura, maior que os espaços vazios ou poros interpartícula de carvão cujos tamanhos são de cerca de diversas dezenas a diversas centenas de micrômetros. Deste modo, é provável que não apenas os gases termicamente decompostos e substâncias líquidas que são subprodutos do carvão, mas, também, o próprio carvão termica- mente plástico seja permeado em tais falhas grandes formadas em uma camada de coque. Ademais, espera-se que a taxa de cisalha- mento que atua no carvão termicamente plástico durante a permeação seja diferente de marca para marca.[00014] Furthermore, thermally plastic coal is surrounded by a large number of defective structures, such as voids between coal particles in a coal layer, interparticle voids in thermally plastic coal, large pores formed by gas volatilization thermally decomposed, and cracks in an adjacent coke layer. In particular, the cracks that have occurred in a coke layer are considered to be about several hundred micrometers to several millimeters wide, larger than the interparticle voids or pores of coal whose sizes are about several tens to several hundreds of micrometers. Thus, it is likely that not only the thermally decomposed gases and liquid substances that are by-products of coal, but also the thermally plastic coal itself are permeated into such large flaws formed in a coke layer. Furthermore, the shear rate acting on thermally plastic coal during permeation is expected to differ from brand to brand.

[00015] Conforme mencionado acima, as condições de restrição e condições de permeação precisam ser otimizadas a fim de medir a plasticidade térmica do carvão enquanto simulam o ambiente que irá circundar o carvão termicamente plástico em um forno de coque. Entretanto, os métodos existentes apresentam os seguintes problemas.[00015] As mentioned above, restriction conditions and permeation conditions need to be optimized in order to measure the thermal plasticity of coal while simulating the environment that will surround thermally plastic coal in a coke oven. However, existing methods have the following problems.

[00016] Em um método de plastômetro Gieseler, a medição é realizada em relação ao carvão colocado em um recipiente. Deste modo, este método apresenta um problema em que nenhuma consideração é fornecida às condições de restrição ou condições de permeação. Ademais, este método não é adequado para a medição de carvão que exibe fluidez alta. Isto ocorre porque quando o carvão altamente fluido for medido, ocorre um fenômeno em que os arredores da parede interna de um recipiente se tornam vazios (efeito Weissenberg) e uma haste de agitação é girada em marcha lenta e pode falhar para avaliar a fluidez de maneira precisa (vide, por exemplo, Literatura de Não Patente 2).[00016] In a Gieseler plastometer method, the measurement is carried out relative to coal placed in a container. Therefore, this method presents a problem in which no consideration is given to restriction conditions or permeation conditions. Furthermore, this method is not suitable for measuring coal that exhibits high fluidity. This is because when highly fluid coal is measured, a phenomenon occurs in which the surrounding inner wall of a container becomes void (Weissenberg effect) and a stirring rod is spun at idle and may fail to assess fluidity in an appropriate manner. (see, for example, Non-Patent Literature 2).

[00017] De maneira similar, os métodos baseados na medição de torque em uma velocidade de revolução constante são problemáticos pelo fato de que as condições de restrição e condições de permeação não são consideradas. Ademais, devido ao fato de a medição ser realizada em uma taxa de cisalhamento constante, tais métodos não podem comparar e avaliar a plasticidade térmica dos carvões de maneira precisa pela razão descrita acima.[00017] Similarly, methods based on measuring torque at a constant revolution speed are problematic in that restriction conditions and permeation conditions are not considered. Furthermore, due to the fact that the measurement is performed at a constant shear rate, such methods cannot compare and evaluate the thermal plasticity of coals accurately for the reason described above.

[00018] Um viscoelastômetro dinâmico é um aparelho dedicado a medir a viscosidade como uma plasticidade térmica e capaz de medir a viscosidade em qualquer taxa de cisalhamento. Deste modo, a viscosidade do carvão termicamente plástico em um forno de coque é mensurável ajustando-se a taxa de cisalhamento na medição a um valor de cisalhamento que irá atuar no carvão em um forno de coque. Entretanto, geralmente é difícil medir ou estimar de antemão a taxa de cisalhamento em um forno de coque para cada marca.[00018] A dynamic viscoelastometer is a device dedicated to measuring viscosity as a thermal plasticity and capable of measuring viscosity at any shear rate. In this way, the viscosity of thermally plastic coal in a coke oven is measurable by adjusting the shear rate in the measurement to a shear value that will act on the coal in a coke oven. However, it is often difficult to measure or estimate in advance the shear rate in a coke oven for each brand.

[00019] A reprodução de condições de permeação em termos da presença de uma camada de carvão é tentada em métodos que avaliam a plasticidade térmica do carvão medindo-se a adesão em relação ao carvão ativado ou esferas de vidro. Entretanto, tais métodos apresentam um problema devido ao fato de que eles não simulam a presença de uma camada de coque e grandes falhas, assim como, devido ao fato de que a medição não é restrita.[00019] Reproducing permeation conditions in terms of the presence of a carbon layer is attempted in methods that evaluate the thermal plasticity of coal by measuring adhesion in relation to activated carbon or glass beads. However, such methods present a problem due to the fact that they do not simulate the presence of a coke layer and large flaws, as well as due to the fact that the measurement is not restricted.

[00020] O método de teste de capacidade de expansão de carvão da Literatura de Patente 3, que envolve o uso de um material permeável considera o movimento de gases e substâncias líquidas geradas a partir do carvão. Entretanto, este método é problemático devido ao fato de que o movimento do próprio carvão termicamente plástico não é atendido. A razão para esta negligencia consiste no fato de que a permeabilidade do material permeável usado na Literatura de Patente 3 não é alta o suficiente para o carvão termicamente plástico permear o material. Os presentes inventores na verdade realizam um teste de acordo com a descrição na Literatura de Patente 3 para confirmar que o carvão termicamente plástico não permeia o material permeável. Consequentemente, é necessário que novas condições sejam projetadas para permitir que o carvão termicamente plástico permeie o mate-rial permeável.[00020] The coal expansion capacity test method of Patent Literature 3, which involves the use of a permeable material, considers the movement of gases and liquid substances generated from coal. However, this method is problematic due to the fact that the movement of the thermally plastic coal itself is not catered for. The reason for this neglect consists in the fact that the permeability of the permeable material used in Patent Literature 3 is not high enough for the thermally plastic carbon to permeate the material. The present inventors actually perform a test in accordance with the description in Patent Literature 3 to confirm that the thermally plastic carbon does not permeate the permeable material. Consequently, it is necessary that new conditions be designed to allow the thermally plastic coal to permeate the permeable material.

[00021] A Literatura de Patente 4 descreve um método similar para medir a capacidade de expansão do carvão dispondo-se um material que tem um caminho passante sobre uma camada de carvão, em consideração aos movimentos de gases e substâncias líquidas gerados a partir do carvão. Entretanto, este método apresenta problemas pelo fato de que o método de aquecimento é limitado e a literatura não especifica as condições para avaliar um fenômeno de permeação em um forno de coque. Ademais, a Literatura de Patente 4 não descreve claramente uma relação entre um fenômeno de permeação e um comportamento termicamente plástico de fusão de carvão, e não indica uma relação entre o fenômeno de permeação de fusão de carvão e a qualidade de coque produzido. Deste modo, esta literatura não atende a produção de coque de alta qualidade.[00021] Patent Literature 4 describes a similar method for measuring the expansion capacity of coal by arranging a material that has a path through a layer of coal, taking into account the movements of gases and liquid substances generated from the coal . However, this method presents problems due to the fact that the heating method is limited and the literature does not specify the conditions to evaluate a permeation phenomenon in a coke oven. Furthermore, Patent Literature 4 does not clearly describe a relationship between a permeation phenomenon and a thermally plastic behavior of coal melting, and does not indicate a relationship between the permeation phenomenon of coal melting and the quality of coke produced. Therefore, this literature does not address the production of high quality coke.

[00022] Conforme descrito acima, as técnicas existentes são incapazes de medir a plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta, tais como, propriedades de fluidez, viscosidade, adesão, permeação, coeficiente de expansão durante a permeação, e pressão durante a permeação, enquanto simulam de maneira suficiente o ambiente que irá circundar os carvões termicamente plásticos e aditivos de formação de torta em um forno de coque.[00022] As described above, existing techniques are unable to measure the thermal plasticity of coals and cake-forming additives, such as flow properties, viscosity, adhesion, permeation, coefficient of expansion during permeation, and pressure during permeation, while sufficiently simulating the environment that will surround the thermally plastic coals and cake-forming additives in a coke oven.

[00023] A fim de solucionar os problemas da técnica mencionados acima e realizar a medição da plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta enquanto simula de maneira suficiente o ambiente que irá circundar os carvões termicamente plásticos e aditivos de formação de torta em um forno de coque, um objetivo da presente invenção consiste em proporcionar um método simples e mais preciso para avaliar a plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta.[00023] In order to solve the problems of the technique mentioned above and perform the measurement of the thermal plasticity of cake-forming coals and additives while sufficiently simulating the environment that will surround the thermally plastic coals and cake-forming additives in a coke oven, an object of the present invention is to provide a simple and more accurate method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives.

[00024] Ademais, a precisão mais alta na avaliação da plasticidade térmica torna possível entender as influências de carvões e aditivos de formação de torta na resistência de coque de maneira mais precisa. Ao utilizar estas descobertas, outro objetivo da invenção consiste em proporcionar um método para produzir coque de alta resistência ajustando-se um novo critério para a mistura de carvões.[00024] Furthermore, the higher precision in evaluating thermal plasticity makes it possible to understand the influences of coals and cake-forming additives on coke strength more precisely. By utilizing these discoveries, another object of the invention is to provide a method for producing high-strength coke by adjusting a new criterion for the coal mixture.

Solution to the Problem

[00025] As características da presente invenção que visam solucionar os problemas mencionados acima são resumidas da seguinte ma- neira:[00025] The characteristics of the present invention that aim to solve the problems mentioned above are summarized as follows:

[00026] (1) Um método para avaliar a plasticidade térmica de car vões e aditivos de formação de torta, que inclui: acondicionar um carvão ou um aditivo de formação de torta em um recipiente para preparar uma amostra, dispor um material que tem furos atravessantes a partir de superfícies superiores a inferiores sobre a amostra, aquecer a amostra enquanto mantém a amostra e o material de furo atravessante em um volume constante, medir a distância de permeação com a qual a amostra derretida foi permeada nos furos atravessantes, e avaliar a plasticidade térmica da amostra usando o valor medido.[00026] (1) A method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives, which includes: packing a coal or a cake-forming additive in a container to prepare a sample, arranging a material that has holes through holes from top to bottom surfaces on the sample, heat the sample while maintaining the sample and through hole material at a constant volume, measure the permeation distance with which the molten sample has permeated into the through holes, and evaluate the thermal plasticity of the sample using the measured value.

[00027] (2) Um método para avaliar a plasticidade térmica de car vões e aditivos de formação de torta, que inclui: acondicionar um carvão ou um aditivo de formação de torta em um recipiente para preparar uma amostra, dispor um material de furo atravessante que tem furos atra- vessantes a partir de superfícies superiores a inferiores sobre a amostra, aquecer a amostra enquanto mantém a amostra e o material de furo atravessante em um volume constante, medir a pressão da amostra que é transmitida através do material de furo atravessante, e avaliar a plasticidade térmica da amostra usando o valor medido.[00027] (2) A method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives, which includes: packing a coal or a cake-forming additive in a container to prepare a sample, arranging a through-hole material which has through holes from top to bottom surfaces on the sample, heat the sample while keeping the sample and the through hole material at a constant volume, measure the sample pressure that is transmitted through the through hole material, and evaluate the thermal plasticity of the sample using the measured value.

[00028] (3) Um método para avaliar a plasticidade térmica de car vões e aditivos de formação de torta, que inclui: acondicionar um carvão ou um aditivo de formação de torta em um recipiente para preparar uma amostra, dispor um material de furo atravessante que tem furos atra- vessantes a partir de superfícies superiores a inferiores sobre a amostra, aquecer a amostra enquanto aplica uma carga constante sobre o material de furo atravessante, medir a distância de permeação com a qual a amostra derretida foi permeada nos furos atravessantes, e avaliar a plasticidade térmica da amostra usando o valor medido.[00028] (3) A method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives, which includes: packing a coal or a cake-forming additive in a container to prepare a sample, arranging a through-hole material which has through holes from top to bottom surfaces on the sample, heat the sample while applying a constant load on the through hole material, measure the permeation distance with which the molten sample has permeated the through holes, and evaluate the thermal plasticity of the sample using the measured value.

[00029] (4) Um método para avaliar a plasticidade térmica de car vões e aditivos de formação de torta, que inclui: acondicionar um carvão ou um aditivo de formação de torta em um recipiente para preparar uma amostra, dispor um material de furo atravessante que tem furos atra- vessantes a partir de superfícies superiores a inferiores sobre a amostra, aquecer a amostra enquanto aplica uma carga constante sobre o material de furo atravessante, medir o coeficiente de expansão da amostra, e avaliar a plasticidade térmica da amostra usando o valor medido.[00029] (4) A method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives, which includes: packing a coal or a cake-forming additive in a container to prepare a sample, arranging a through-hole material that has through holes from upper to lower surfaces on the sample, heat the sample while applying a constant load on the through hole material, measure the coefficient of expansion of the sample, and evaluate the thermal plasticity of the sample using the value measured.

[00030] (5) O método para avaliar a plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta descrito em qualquer um entre (1) e (4), em que a preparação da amostra inclui triturar um carvão ou um aditivo de formação de torta, de modo que partículas com um diâmetro de partícula de não mais que 3 mm representem não menos que 70% em massa, e acondicionar o carvão ou aditivo de formação de torta triturado em um recipiente com uma densidade de acondicionamento de 0,7 a 0,9 g/cm3 e uma espessura de camada de 5 a 20 mm.[00030] (5) The method for evaluating thermal plasticity of coals and cake-forming additives described in any one of (1) and (4), wherein sample preparation includes grinding a coal or a cake-forming additive cake, so that particles with a particle diameter of not more than 3 mm represent not less than 70% by mass, and packing the crushed coal or cake-forming additive in a container with a packing density of 0.7 to 0.9 g/cm3 and a layer thickness of 5 to 20 mm.

[00031] (6) O método para avaliar a plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta descrito em (5), em que o carvão ou o aditivo de formação de torta é triturado, de modo que partículas com um diâmetro de partícula de não mais que 2 mm representem 100% em massa.[00031] (6) The method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives described in (5), in which the coal or cake-forming additive is crushed so that particles with a particle diameter of no more than 2 mm represent 100% by mass.

[00032] (7) O método para avaliar a plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta descrito em qualquer um entre (1) e (4), em que o material de furo atravessante é uma camada de partícula esférica acondicionada ou uma camada de partícula não esférica acondicionada.[00032] (7) The method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives described in any one of (1) and (4), wherein the through-hole material is a packed spherical particle layer or a packed non-spherical particle layer.

[00033] (8) O método para avaliar a plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta descrito em (7), em que o material de furo atravessante é uma camada de partícula esférica acondicionada.[00033] (8) The method for evaluating the thermal plasticity of cake-forming coals and additives described in (7), wherein the through-hole material is a packed spherical particle layer.

[00034] (9) O método para avaliar a plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta descrito em (8), em que a camada de partícula esférica acondicionada inclui esferas de vidro.[00034] (9) The method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives described in (8), wherein the packed spherical particle layer includes glass spheres.

[00035] (10) O método para avaliar a plasticidade térmica de car vões e aditivos de formação de torta descrito em qualquer um entre (1) e (4), em que a amostra é aquecida a partir da temperatura ambiente até 550°C em uma taxa de aquecimento de 2 a 10°C/min. em uma atmosfera de gás inerte.[00035] (10) The method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives described in any one of (1) and (4), wherein the sample is heated from room temperature to 550°C at a heating rate of 2 to 10°C/min. in an inert gas atmosphere.

[00036] (11) O método para avaliar a plasticidade térmica de car vões e aditivos de formação de torta descrito em (10), em que a taxa de aquecimento é de 2 a 4°C/min.[00036] (11) The method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives described in (10), in which the heating rate is 2 to 4°C/min.

[00037] (12) O método para avaliar a plasticidade térmica de car vões e aditivos de formação de torta descrito em (3) ou (4), em que a aplicação de uma carga constante inclui aplicar tal carga em que a pressão na superfície superior do material de furo atravessante se torna 5 a 80 kPa.[00037] (12) The method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives described in (3) or (4), wherein applying a constant load includes applying such a load where the pressure at the surface of the through hole material becomes 5 to 80 kPa.

[00038] (13) O método para avaliar a plasticidade térmica de car vões e aditivos de formação de torta descrito em (12), em que a aplicação de uma carga inclui aplicar tal carga em que a pressão na su- perfície superior do material de furo atravessante se torna 15 a 55 kPa.[00038] (13) The method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives described in (12), wherein the application of a load includes applying such a load in which the pressure on the upper surface of the material through hole becomes 15 to 55 kPa.

[00039] (14) O método para avaliar a plasticidade térmica de car vões e aditivos de formação de torta descrito em (1) ou (2), em que a disposição do material de furo atravessante inclui dispor esferas de vidro que têm um diâmetro de 0,2 a 3,5 mm sobre a amostra, a fim de obter uma espessura de camada de 20 a 100 mm, e o aquecimento da amostra inclui aquecer a amostra a partir da temperatura ambiente até 550°C em uma taxa de aquecimento de 2 a 10°C/min. em uma atmosfera de gás inerte enquanto mantém a amostra e a camada de esfera de vidro em um volume constante.[00039] (14) The method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives described in (1) or (2), wherein the arrangement of the through-hole material includes arranging glass spheres having a diameter 0.2 to 3.5 mm on the sample in order to obtain a layer thickness of 20 to 100 mm, and heating the sample includes heating the sample from room temperature to 550°C at a heating rate from 2 to 10°C/min. in an inert gas atmosphere while maintaining the sample and glass sphere layer at a constant volume.

[00040] (15) O método para avaliar a plasticidade térmica de car vões e aditivos de formação de torta descrito em (3) ou (4), em que a disposição do material de furo atravessante inclui dispor esferas de vidro que têm um diâmetro de 0,2 a 3,5 mm sobre a amostra, a fim de obter uma espessura de camada de 20 a 100 mm, e o aquecimento da amostra inclui aquecer a amostra a partir da temperatura ambiente até 550°C em uma taxa de aquecimento de 2 a 10°C/min. em uma atmosfera de gás inerte enquanto aplica uma carga a partir de cima das esferas de vidro, de modo que 5 a 80 kPa sejam obtidos.[00040] (15) The method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives described in (3) or (4), wherein the arrangement of the through-hole material includes arranging glass spheres having a diameter 0.2 to 3.5 mm on the sample in order to obtain a layer thickness of 20 to 100 mm, and heating the sample includes heating the sample from room temperature to 550°C at a heating rate from 2 to 10°C/min. in an inert gas atmosphere while applying a load from above the glass spheres, so that 5 to 80 kPa are obtained.

[00041] (16) O método para avaliar a plasticidade térmica de car vões e aditivos de formação de torta descrito em (1) ou (2), em que a preparação da amostra inclui triturar um carvão ou um aditivo de formação de torta, de modo que partículas com um diâmetro de partícula de não mais que 3 mm representem não menos que 70% em massa, e acondicionar o carvão ou aditivo de formação de torta triturado em um recipiente com uma densidade de acondicionamento de 0,7 a 0,9 g/cm3 e uma espessura de camada de 5 a 20 mm, a disposição do material de furo atravessante inclui dispor esferas de vidro que têm um diâmetro de 0,2 a 3,5 mm sobre a amos- tra, a fim de obter uma espessura de camada de 20 a 100 mm, e o aquecimento da amostra inclui aquecer a amostra a partir da temperatura ambiente até 550°C em uma taxa de aquecimento de 2 a 10°C/min. em uma atmosfera de gás inerte enquanto mantém a amostra e a camada de esfera de vidro em um volume constante.[00041] (16) The method for evaluating thermal plasticity of coals and cake-forming additives described in (1) or (2), wherein sample preparation includes grinding a coal or a cake-forming additive, so that particles with a particle diameter of not more than 3 mm represent not less than 70% by mass, and pack the crushed coal or cake-forming additive in a container with a packing density of 0.7 to 0, 9 g/cm3 and a layer thickness of 5 to 20 mm, the arrangement of the through-hole material includes arranging glass beads having a diameter of 0.2 to 3.5 mm on the sample in order to obtain a layer thickness of 20 to 100 mm, and heating the sample includes heating the sample from room temperature to 550 ° C at a heating rate of 2 to 10 ° C / min. in an inert gas atmosphere while maintaining the sample and glass sphere layer at a constant volume.

[00042] (17) O método para avaliar a plasticidade térmica de car vões e aditivos de formação de torta descrito em (3) ou (4), em que a preparação da amostra inclui triturar um carvão ou um aditivo de formação de torta, de modo que partículas com um diâmetro de partícula de não mais que 3 mm representem não menos que 70% em massa, e acondicionar o carvão ou aditivo de formação de torta triturado em um recipiente com uma densidade de acondicionamento de 0,7 a 0,9 g/cm3 e uma espessura de camada de 5 a 20 mm, a disposição do material de furo atravessante inclui dispor esferas de vidro que têm um diâmetro de 0,2 a 3,5 mm sobre a amostra, a fim de obter uma espessura de camada de 20 a 100 mm, e o aquecimento da amostra inclui aquecer a amostra a partir da temperatura ambiente até 550°C em uma taxa de aquecimento de 2 a 10°C/min. em uma atmosfera de gás inerte enquanto aplica uma carga a partir de cima das esferas de vidro, de modo que 5 a 80 kPa sejam obtidos.[00042] (17) The method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives described in (3) or (4), wherein sample preparation includes grinding a coal or a cake-forming additive, so that particles with a particle diameter of not more than 3 mm represent not less than 70% by mass, and pack the crushed coal or cake-forming additive in a container with a packing density of 0.7 to 0, 9 g/cm3 and a layer thickness of 5 to 20 mm, the arrangement of the through-hole material includes arranging glass beads having a diameter of 0.2 to 3.5 mm on the sample in order to obtain a thickness layer thickness of 20 to 100 mm, and sample heating includes heating the sample from room temperature to 550°C at a heating rate of 2 to 10°C/min. in an inert gas atmosphere while applying a load from above the glass spheres, so that 5 to 80 kPa are obtained.

[00043] (18) O método para avaliar a plasticidade térmica de car vões e aditivos de formação de torta descrito em (1) ou (2), em que a preparação da amostra inclui triturar um carvão ou um aditivo de formação de torta, de modo que partículas com um diâmetro de partícula de não mais que 2 mm representem 100% em massa, e acondicionar o carvão ou aditivo de formação de torta triturado em um recipiente com uma densidade de acondicionamento de 0,8 g/cm3 e uma espessura de camada de 10 mm, a disposição do material de furo atravessante inclui dispor esferas de vidro que têm um diâmetro de 2 mm sobre a amostra, a fim de obter uma espessura de camada de 80 mm, e o aquecimento da amostra inclui aquecer a amostra a partir da temperatura ambiente até 550°C em uma taxa de aquecimento de 3°C/min. em uma atmosfera de gás inerte enquanto mantém a amostra e a camada de esfera de vidro em um volume constante.[00043] (18) The method for evaluating the thermal plasticity of coals and cake-forming additives described in (1) or (2), wherein sample preparation includes grinding a coal or a cake-forming additive, so that particles with a particle diameter of no more than 2 mm represent 100% by mass, and pack the crushed coal or cake-forming additive in a container with a packing density of 0.8 g/cm3 and a thickness of 10 mm layer, arranging the through-hole material includes arranging glass beads having a diameter of 2 mm on the sample in order to obtain a layer thickness of 80 mm, and heating the sample includes heating the sample from room temperature to 550°C at a heating rate of 3°C/min. in an inert gas atmosphere while maintaining the sample and glass sphere layer at a constant volume.

[00044] (19) O método para avaliar a plasticidade térmica de car vões e aditivos de formação de torta descrito em (3) ou (4), em que a preparação da amostra inclui triturar um carvão ou um aditivo de formação de torta, de modo que partículas com um diâmetro de partícula de não mais que 2 mm representem 100% em massa, e acondicionar o carvão ou aditivo de formação de torta triturado em um recipiente com uma densidade de acondicionamento de 0e8 g/cm3 e uma espessura de camada de 10 mm, a disposição do material de furo atravessante inclui dispor esferas de vidro que têm um diâmetro de 2 mm sobre a amostra, a fim de obter uma espessura de camada de 80 mm, e o aquecimento da amostra inclui aquecer a amostra a partir da temperatura ambiente até 550°C em uma taxa de aquecimento de 3°C/min. em uma atmosfera de gás inerte enquanto aplica uma carga a partir de cima das esferas de vidro, de modo que 50 kPa sejam obtidos.[00044] (19) The method for evaluating thermal plasticity of coals and cake-forming additives described in (3) or (4), wherein sample preparation includes grinding a coal or a cake-forming additive, so that particles with a particle diameter of no more than 2 mm represent 100% by mass, and pack the crushed coal or cake-forming additive in a container with a packing density of 0e8 g/cm3 and a layer thickness of 10 mm, arranging the through-hole material includes arranging glass beads having a diameter of 2 mm on the sample in order to obtain a layer thickness of 80 mm, and heating the sample includes heating the sample from from room temperature to 550°C at a heating rate of 3°C/min. in an inert gas atmosphere while applying a load from above the glass spheres so that 50 kPa is obtained.

[00045] (20) Um método para produzir coque, que inclui: medir a distância de permeação, que é uma plasticidade térmica do carvão, em relação ao carvão ou carvões a serem adicionados em uma mistura de carvão de coque que tem um valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima, logMF, de não menos que 3,0, com base em um valor de média ponderada das distâncias de permeação medidas, determinar a razão de mistura dos carvões que têm um valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima, logMF, de não menos que 3,0, e carbonizar os carvões que foram misturados de acordo com a razão de mistura determinada.[00045] (20) A method for producing coke, which includes: measuring the permeation distance, which is a thermal plasticity of the coal, relative to the coal or coals to be added into a coking coal mixture that has a logarithmic value of maximum Gieseler fluidity, logMF, of not less than 3.0, based on a weighted average value of the measured permeation distances, determine the mixing ratio of the coals that have a logarithmic value of maximum Gieseler fluidity, logMF, of no less than 3.0, and carbonize the coals that were mixed according to the determined mixing ratio.

[00046] (21) O método para produzir coque descrito em (20), em que a distância de distância de permeação é medida por (1) a (4) abaixo, e a razão de mistura é determinada determinando-se as proporções dos carvões que têm um valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima, logMF, de não menos que 3,0 de modo que o valor de média ponderada das distâncias de permeação medidas se torne não mais que 15 mm, (1) um carvão ou um aditivo de formação de torta é triturado, de modo que partículas com um diâmetro de partícula de não mais que 2 mm representem 100% em massa, e o carvão ou aditivo de formação de torta triturado seja acondicionado em um recipiente com uma densidade de acondicionamento de 0,8 g/cm3 e uma espessura de camada de 10 mm preparando, deste modo, uma amostra, (2) esferas de vidro que têm um diâmetro de 2 mm são dispostas sobre a amostra, a fim de obter uma espessura de camada de 80 mm, (3) a amostra é aquecida a partir da temperatura ambiente até 550°C em uma taxa de aquecimento de 3°C/min. em uma atmosfera de gás inerte enquanto mantém a amostra e a camada de esfera de vidro em um volume constante, (4) a distância de permeação da amostra derretida que foi permeada na camada de esfera de vidro é medida.[00046] (21) The method for producing coke described in (20), in which the permeation distance distance is measured by (1) to (4) below, and the mixing ratio is determined by determining the proportions of coals that have a logarithmic value of maximum Gieseler fluidity, logMF, of not less than 3.0 so that the weighted average value of the measured permeation distances becomes not more than 15 mm, (1) a coal or an additive of cake formation is crushed so that particles with a particle diameter of no more than 2 mm represent 100% by mass, and the crushed coal or cake formation additive is packed in a container with a packing density of 0. 8 g/cm3 and a layer thickness of 10 mm, thereby preparing a sample, (2) glass spheres having a diameter of 2 mm are arranged on the sample in order to obtain a layer thickness of 80 mm , (3) the sample is heated from room temperature to 550°C at a heating rate of 3°C/min. In an inert gas atmosphere while keeping the sample and the glass bead layer in a constant volume, (4) the permeation distance of the molten sample that has been permeated into the glass bead layer is measured.

[00047] (22) O método para produzir coque descrito em (20), em que a distância de permeação é medida por (1) a (4) abaixo, e a razão de mistura é determinada determinando-se as proporções dos carvões que têm um valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima, logMF, de não menos que 3,0 de modo que o valor de média ponderada das distâncias de permeação medidas se torne não mais que 17 mm, (1) um carvão ou um aditivo de formação de torta é triturado, de modo que partículas com um diâmetro de partícula de não mais que 2 mm representem 100% em massa, e o carvão ou aditivo de formação de torta triturado seja acondicionado em um recipiente com uma densidade de acondicionamento de 0,8 g/cm3 e uma espessura de camada de 10 mm preparando, deste modo, uma amostra, (2) esferas de vidro que têm um diâmetro de 2 mm são dispostas sobre a amostra, a fim de obter uma espessura de camada de 80 mm, (3) a amostra é aquecida a partir da temperatura ambiente até 550°C em uma taxa de aquecimento de 3°C/min. em uma atmosfera de gás inerte enquanto aplica uma carga a partir de cima das esferas de vidro, de modo que 50 kPa sejam obtidos, (4) a distância de permeação da amostra derretida que foi permeada na camada de esfera de vidro é medida.[00047] (22) The method for producing coke described in (20), in which the permeation distance is measured by (1) to (4) below, and the mixing ratio is determined by determining the proportions of the coals that have a logarithmic value of maximum Gieseler fluidity, logMF, of not less than 3.0 so that the weighted average value of the measured permeation distances becomes not more than 17 mm, (1) a carbon or a carbon-forming additive cake is crushed so that particles with a particle diameter of no more than 2 mm represent 100% by mass, and the crushed coal or cake-forming additive is packed in a container with a packing density of 0.8 g /cm3 and a layer thickness of 10 mm, thereby preparing a sample, (2) glass spheres having a diameter of 2 mm are arranged on the sample in order to obtain a layer thickness of 80 mm, ( 3) the sample is heated from room temperature to 550°C at a heating rate of 3°C/min. in an inert gas atmosphere while applying a load from above the glass spheres, so that 50 kPa is obtained, (4) the permeation distance of the molten sample that has been permeated into the glass sphere layer is measured.

[00048] (23) Um método para produzir coque, que inclui: determinar de antemão marcas de carvões ou aditivos de formação de torta a serem adicionadas a uma mistura de carvão de coque, assim como, a razão de mistura total de um carvão ou carvões com logMF de menos que 3,0 em relação à mistura de carvão, medir a distância de permeação em relação ao carvão ou carvões que têm um valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima, lo- gMF, de não menos que 3,0, entre os carvões a serem adicionados à mistura de carvão de coque, determinar uma relação entre a distância de permeação de média ponderada dos carvões ou aditivos de formação de torta com logMF de não menos que 3,0 que serão adicionados às misturas de carvão, e a resistência de coque obtida com as misturas de carvão preparadas enquanto altera as proporções das marcas individuais de carvões, sendo que a relação é obtida alterando-se as proporções das marcas individuais de carvões ou aditivos de formação de torta com a razão de mistura total do carvão ou carvões com logMF de menos que 3,0 sendo mantida constante em relação à mistura de carvão, e ajustar a distância de permeação de média ponderada controlando-se a marca e a proporção dos carvões com logMF de não menos que 3,0 a fim de atingir a resistência de coque que não é menor que um valor desejado.[00048] (23) A method for producing coke, which includes: determining in advance brands of coals or cake-forming additives to be added to a coking coal mixture, as well as, the total mixing ratio of a coal or coals with a logMF of less than 3.0 relative to the coal mixture, measure the permeation distance relative to the coal or coals that have a logarithmic value of maximum Gieseler fluidity, logMF, of not less than 3.0, between the coals to be added to the coking coal mixture, determine a relationship between the weighted average permeation distance of the coals or cake-forming additives with logMF of not less than 3.0 that will be added to the coal mixtures, and the coke strength obtained from the prepared coal mixtures while changing the proportions of the individual brands of coals, the ratio being obtained by changing the proportions of the individual brands of coals or cake-forming additives with the total mixture ratio of the coal or coals with logMF of less than 3.0 being kept constant in relation to the coal mixture, and adjust the weighted average permeation distance by controlling the brand and proportion of coals with logMF of not less than 3.0 in order of achieving coke strength that is not less than a desired value.

[00049] (24) O método para produzir coque descrito em (23), em que a distância de permeação é medida sob condições selecionadas a partir da faixa descrita abaixo: um carvão ou um aditivo de formação de torta é triturado, de modo que partículas com um diâmetro de partícula de não mais que 3 mm representem não menos que 70% em massa; o material triturado é acondicionado em um recipiente com uma densidade de acondicionamento de 0,7 a 0,9 g/cm3 e uma espessura de camada de 5 a 20 mm preparando, deste modo, uma amostra; esferas de vidro que têm um diâmetro de 0,2 a 3,5 mm são dispostas sobre a amostra, a fim de obter uma espessura de camada de 20 a 100 mm; e a amostra é aquecida a partir da temperatura ambiente até 550°C em uma taxa de aumento de temperatura de 2 a 10°C/min. em uma atmosfera de gás inerte enquanto mantém a amostra e a camada de esfera de vidro em um volume constante. (25) O método para produzir coque descrito em (23), em que a distância de permeação é medida sob condições selecionadas a partir da faixa descrita abaixo:[00049] (24) The method for producing coke described in (23), in which the permeation distance is measured under conditions selected from the range described below: a coal or a cake-forming additive is crushed, so that particles with a particle diameter of not more than 3 mm represent not less than 70% by mass; the crushed material is packed in a container with a packing density of 0.7 to 0.9 g/cm3 and a layer thickness of 5 to 20 mm, thus preparing a sample; glass spheres having a diameter of 0.2 to 3.5 mm are arranged on the sample in order to obtain a layer thickness of 20 to 100 mm; and the sample is heated from room temperature to 550°C at a temperature increase rate of 2 to 10°C/min. in an inert gas atmosphere while maintaining the sample and glass sphere layer at a constant volume. (25) The method for producing coke described in (23), wherein the permeation distance is measured under conditions selected from the range described below:

[00050] um carvão ou um aditivo de formação de torta é triturado, de modo que partículas com um diâmetro de partícula de não mais que 3 mm representem não menos que 70% em massa; o material triturado é acondicionado em um recipiente com uma densidade de acondicionamento de 0,7 a 0,9 g/cm3 e uma espessura de camada de 5 a 20 mm preparando, deste modo, uma amostra; esferas de vidro que têm um diâmetro de 0,2 a 3,5 mm são dispostas sobre a amostra, a fim de obter uma espessura de camada de 20 a 100 mm; e a amos-tra é aquecida a partir da temperatura ambiente até 550°C em uma taxa de aumento de temperatura de 2 a 10°C/min. em uma atmosfera de gás inerte enquanto aplica uma carga a partir de cima das esferas de vidro, de modo que uma pressão de 5 a 80 kPa seja obtida.[00050] a coal or a cake-forming additive is crushed so that particles with a particle diameter of no more than 3 mm represent no less than 70% by mass; the crushed material is packed in a container with a packing density of 0.7 to 0.9 g/cm3 and a layer thickness of 5 to 20 mm, thus preparing a sample; glass spheres having a diameter of 0.2 to 3.5 mm are arranged on the sample in order to obtain a layer thickness of 20 to 100 mm; and the sample is heated from room temperature to 550°C at a temperature increase rate of 2 to 10°C/min. in an inert gas atmosphere while applying a load from above the glass spheres so that a pressure of 5 to 80 kPa is obtained.

Advantageous Effects of the Invention

[00051] De acordo com a presente invenção, é possível avaliar a plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta, isto é, a distância de permeação de um plástico térmico em estruturas defeituosas, o coeficiente de expansão durante a permeação, e a pressão durante a permeação enquanto simula as influências de estruturas defeituosas que estarão presentes ao redor da camada termicamente plástica de carvões e aditivos de formação de torta em um forno de coque, em particular, as influências de rachaduras presentes em uma camada de coque adjacente à camada termicamente plástica, assim como, reproduzir apropriadamente as condições de restrição que irão circundar o plástico térmico em um forno de coque. Em detalhes, a invenção torna possível medir a distância de permeação de um plástico térmico em estruturas defeituosas, o coeficiente de expansão durante a permeação, e a pressão durante a permeação enquanto simula uma taxa de cisalhamento na qual carvões e aditivos de formação de torta que foram plastificados em um forno de coque irá se mover e alterar formas. Com os valores medidos, as propriedades de coque e estrutu- ras de torta de coque podem ser estimadas com precisão mais alta que a obtida pelos métodos convencionais.[00051] According to the present invention, it is possible to evaluate the thermal plasticity of coals and cake-forming additives, that is, the permeation distance of a thermal plastic in defective structures, the expansion coefficient during permeation, and the pressure during permeation while simulating the influences of defective structures that will be present around the thermally plastic layer of coals and cake-forming additives in a coke oven, in particular, the influences of cracks present in a layer of coke adjacent to the layer thermally plastic, as well as appropriately reproducing the constraint conditions that will surround the thermal plastic in a coke oven. In detail, the invention makes it possible to measure the permeation distance of a thermal plastic into defective structures, the coefficient of expansion during permeation, and the pressure during permeation while simulating a shear rate at which coals and cake-forming additives that have been plasticized in a coke oven will move and change shapes. With the measured values, coke properties and coke cake structures can be estimated with higher accuracy than that obtained by conventional methods.

[00052] Deste modo, comportamentos termicamente plásticos do carvão em um forno de coque podem ser avaliados de maneira precisa, e os dados obtidos podem ser utilizados na produção de coque de alta resistência.[00052] In this way, thermally plastic behaviors of coal in a coke oven can be accurately evaluated, and the data obtained can be used in the production of high-strength coke.

Brief Description of the Drawings

[00053] A Figura 1 é uma vista esquemática que ilustra um exemplo de um aparelho para uso na invenção para medir a plasticidade térmica enquanto mantém uma amostra e um material de furo atravessante que tem furos atravessantes a partir de superfícies superiores até inferiores em um volume constante.[00053] Figure 1 is a schematic view illustrating an example of an apparatus for use in the invention for measuring thermal plasticity while maintaining a sample and a through-hole material that has through-holes from upper to lower surfaces in a volume constant.

[00054] A Figura 2 é uma vista esquemática que ilustra um exemplo de um aparelho para uso na invenção para medir a plasticidade térmica enquanto aplica uma carga constante sobre uma amostra e um material de furo atravessante.[00054] Figure 2 is a schematic view illustrating an example of an apparatus for use in the invention for measuring thermal plasticity while applying a constant load to a sample and a through-hole material.

[00055] A Figura 3 é uma vista esquemática que ilustra um material de furo atravessante com furos atravessantes circulares como um exemplo do material de furo atravessantes para uso na invenção.[00055] Figure 3 is a schematic view illustrating a through hole material with circular through holes as an example of the through hole material for use in the invention.

[00056] A Figura 4 é uma vista esquemática que ilustra uma camada de partícula esférica acondicionada como um exemplo dos materiais de furo atravessante para uso na invenção.[00056] Figure 4 is a schematic view illustrating a spherical particle layer packed as an example of the through-hole materials for use in the invention.

[00057] A Figura 5 é uma vista esquemática que ilustra uma camada acondicionada com cilindro como um exemplo dos materiais de furo atravessante para uso na invenção.[00057] Figure 5 is a schematic view illustrating a cylinder-packed layer as an example of the through-hole materials for use in the invention.

[00058] A Figura 6 é um gráfico que mostra resultados da medição da distância de permeação dos carvões termicamente plásticos no Exemplo 1.[00058] Figure 6 is a graph showing results of measuring the permeation distance of thermally plastic coals in Example 1.

[00059] A Figura 7 é um gráfico que mostra resultados da medição da distância de permeação de carvões termicamente plásticos no Exemplo 2.[00059] Figure 7 is a graph showing results of measuring the permeation distance of thermally plastic coals in Example 2.

[00060] A Figura 8 é um gráfico que mostra a relação entre a distância de permeação medida e a distância de permeação de média ponderada das misturas de carvão termicamente plástico no Exemplo 3.[00060] Figure 8 is a graph showing the relationship between the measured permeation distance and the weighted average permeation distance of the thermally plastic coal mixtures in Example 3.

[00061] A Figura 9 é um gráfico que mostra a relação entre a distância de permeação de média ponderada (medida ao aquecer sob uma carga constante) de um carvão com um valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima de logMF 3,0 que é adicionado a uma mistura de carvão, e a resistência ao tambor medida no Exemplo 4.[00061] Figure 9 is a graph showing the relationship between the weighted average permeation distance (measured when heating under a constant load) of a coal with a maximum logarithmic Gieseler fluidity value of logMF 3.0 which is added to a coal mixture, and the drum resistance measured in Example 4.

[00062] A Figura 10 é um gráfico que mostra a relação entre a distância de permeação de média ponderada (media ao aquecer em um volume constante) de um carvão com um valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima de logMF 3,0 que é adicionado a uma mistura de carvão, e a resistência ao tambor medida no Exemplo 4.[00062] Figure 10 is a graph showing the relationship between the weighted average permeation distance (averaged when heating in a constant volume) of a coal with a maximum logarithmic Gieseler fluidity value of logMF 3.0 which is added to a coal mixture, and the drum resistance measured in Example 4.

[00063] A Figura 11 é uma imagem que mostra uma estrutura de coque obtida através da carbonização de uma mistura de carvão A que continha carvão A que tem uma distância de permeação adequada.[00063] Figure 11 is an image showing a coke structure obtained by carbonizing a mixture of coal A that contained coal A that has a suitable permeation distance.

[00064] A Figura 12 é uma imagem que mostra uma estrutura de coque obtida através da carbonização de uma mistura de carvão F que continha carvão F que tem uma distância de permeação excessivamente grande.[00064] Figure 12 is an image showing a coke structure obtained by carbonizing a mixture of coal F that contained coal F that has an excessively large permeation distance.

Description of Modalities

[00065] Os aparelhos exemplificativos usados na invenção para medir a plasticidade térmica são ilustrados nas Figuras 1 e 2. O aparelho ilustrado na Figura 1 se dedica a aquecer uma amostra de um carvão ou um aditivo de formação de torta enquanto mantém a amostra e um material que tem furos atravessantes a partir de superfícies superiores até inferiores em um volume constante. O aparelho ilustrado na Figura 2 se dedica a aquecer uma amostra de um carvão ou um aditivo de formação de torta enquanto aplica uma carga constante sobre a amostra e um material de furo atravessante. Um carvão ou um aditivo de formação de torta é acondicionado em uma parte inferior de um recipiente 3 para fornecer uma amostra 1. Um material de furo atraves- sante 2 é disposto no topo da amostra 1. A amostra 1 é aquecida a ou acima de uma faixa de temperaturas na qual a amostra se torna amolecida e derretida, a fim de fazer com que a amostra permeie no material de furo atravessante 2. Esta distância de permeação é medida. O aquecimento acima é realizado em uma atmosfera de gás inerte. Aqui, o termo "gás inerte" se refere a um gás que não reagem com o carvão na faixa de temperatura de medição. Os gases típicos incluem gás ar- gônio, gás hélio e gás nitrogênio.[00065] Exemplary apparatus used in the invention to measure thermal plasticity are illustrated in Figures 1 and 2. The apparatus illustrated in Figure 1 is dedicated to heating a sample of a coal or a cake-forming additive while maintaining the sample and a material that has holes through it from upper to lower surfaces in a constant volume. The apparatus illustrated in Figure 2 is dedicated to heating a sample of a coal or cake-forming additive while applying a constant load to the sample and a through-hole material. A charcoal or cake-forming additive is placed in a lower part of a container 3 to provide a sample 1. A through-hole material 2 is disposed on top of the sample 1. The sample 1 is heated to or above a range of temperatures at which the sample becomes softened and melted in order to cause the sample to permeate into the through hole material 2. This permeation distance is measured. The above heating is carried out in an inert gas atmosphere. Here, the term "inert gas" refers to a gas that does not react with coal in the measuring temperature range. Typical gases include argon gas, helium gas and nitrogen gas.

[00066] No caso em que a amostra 1 é aquecida enquanto mantém a amostra 1 e o material de furo atravessante 2 em um volume constante, a pressão durante a permeação da amostra pode ser medida através do material de furo atravessante 2. Conforme ilustrado na Figura 1, uma haste de detecção de pressão 4 é disposta na superfície superior do material de furo atravessante 2, e uma célula de carga 6 é colocada em contato com a extremidade superior da haste de detecção de pressão 4 para medir a pressão. A fim de manter um volume constante, a célula de carga 6 é fixada a fim de não se mover em uma direção vertical. Antes de iniciar o aquecimento, o material de furo atravessante 2, a haste de detecção de pressão 4 e a célula de carga 6 são colocados em contato próximo em relação à amostra acondicionada no recipiente 3 a fim de assegurar que não exista nenhum vão entre qualquer um destes elementos. No caso em que o material de furo atravessante 2 é uma camada de partícula acondicionada, a haste de detecção de pressão 4 pode ser enterrada na camada de partícula acondicionada. Deste modo, é desejável que uma placa seja inserida entre o material de furo atra- vessante 2 e a haste de detecção de pressão 4.[00066] In the case where sample 1 is heated while maintaining sample 1 and through-hole material 2 in a constant volume, the pressure during permeation of the sample can be measured through the through-hole material 2. As illustrated in Figure 1, a pressure sensing rod 4 is arranged on the upper surface of the through hole material 2, and a load cell 6 is placed in contact with the upper end of the pressure sensing rod 4 to measure the pressure. In order to maintain a constant volume, the load cell 6 is fixed so that it does not move in a vertical direction. Before starting heating, the through hole material 2, the pressure sensing rod 4 and the load cell 6 are placed in close contact with the sample packed in the container 3 in order to ensure that there is no gap between any one of these elements. In the case where the through hole material 2 is a packed particle layer, the pressure sensing rod 4 can be buried in the packed particle layer. Therefore, it is desirable that a plate is inserted between the through-hole material 2 and the pressure sensing rod 4.

[00067] Quando a amostra 1 for aquecida enquanto aplica uma car- ga constante sobre a amostra 1 e o material de furo atravessante 2, permite-se que a amostra 1 seja expandida ou contraída, a fim de mover o material de furo atravessante 2 em uma direção vertical. Deste modo, o coeficiente de expansão durante a permeação de amostra pode ser medido através do material de furo atravessante 2. Para este propósito, conforme ilustrado na Figura 2, um haste de detecção de coeficiente de expansão 13 pode ser disposto na superfície superior do material de furo atravessante 2, um peso de carga 14 pode ser colocado sobre a extremidade superior da haste de detecção de coeficiente de expansão 13, e um medidor de deslocamento 15 pode ser disposto acima da unidade para medir o coeficiente de expansão. O medidor de deslocamento 15 pode ser capaz de medir o coeficiente de expansão em uma faixa em que a amostra pode ser expandida (-100% a 3000). Devido ao fato de que o interior do sistema de aquecimento precisa ser mantido em uma atmosfera de gás inerte, um medidor de deslocamento do tipo sem contato é adequado, e um medidor de deslocamento óptico é desejavelmente usado. A atmosfera de gás inerte é preferencialmente uma atmosfera de nitrogênio. No caso em que o material de furo atravessante 2 é uma camada de partícula acondicionada, a haste de detecção de coeficiente de expansão 13 pode ser enterrada na camada de partícula acondicionada. Deste modo, é desejável que uma placa seja inserida entre o material de furo atravessante 2 e a haste de detecção de coeficiente de expansão 13. A carga é preferencialmente aplicada de maneira uniforme sobre a superfície superior do material de furo atravessante disposto na superfície superior da amostra. É desejável que uma pressão de 5 a 80 kPa, de preferência, 15 a 55 kPa e, mais preferencialmente, 25 a 50 kPa seja aplicada sobre a área da superfície superior do material de furo atravessante. Esta pressão é preferencialmente ajustada com base na pressão de expansão de uma camada termicamente plástica em um forno de coque. Os presentes inventores estudaram a capacidade de reprodução de resultados de medição e o poder para a detecção de diferenças de marca em relação a diversos tipos de carvões. Como um resultado, os presentes inventores descobriram que uma pressão que é ligeiramente mais alta que a pressão de expansão em um forno, em detalhes, uma pressão de cerca de 25 a 50 kPa é mais preferível como uma condição de medição.[00067] When sample 1 is heated while applying a constant load to sample 1 and through-hole material 2, sample 1 is allowed to expand or contract in order to move through-hole material 2 in a vertical direction. In this way, the coefficient of expansion during sample permeation can be measured through the through-hole material 2. For this purpose, as illustrated in Figure 2, an expansion coefficient detection rod 13 can be arranged on the upper surface of the material. of through hole 2, a load weight 14 can be placed on the upper end of the coefficient of expansion detection rod 13, and a displacement meter 15 can be arranged above the unit for measuring the coefficient of expansion. The displacement meter 15 may be capable of measuring the coefficient of expansion over a range in which the sample can be expanded (-100% to 3000). Due to the fact that the interior of the heating system needs to be maintained in an inert gas atmosphere, a non-contact type displacement meter is suitable, and an optical displacement meter is desirably used. The inert gas atmosphere is preferably a nitrogen atmosphere. In the case where the through hole material 2 is a packed particle layer, the expansion coefficient detection rod 13 can be buried in the packed particle layer. Therefore, it is desirable that a plate is inserted between the through-hole material 2 and the expansion coefficient sensing rod 13. The load is preferably uniformly applied to the upper surface of the through-hole material disposed on the upper surface of the sample. It is desirable that a pressure of 5 to 80 kPa, preferably 15 to 55 kPa and more preferably 25 to 50 kPa be applied to the upper surface area of the through hole material. This pressure is preferably adjusted based on the expansion pressure of a thermally plastic layer in a coke oven. The present inventors studied the reproducibility of measurement results and the power for detecting brand differences in relation to various types of coals. As a result, the present inventors have found that a pressure that is slightly higher than the expansion pressure in a furnace, in detail, a pressure of about 25 to 50 kPa is more preferable as a measurement condition.

[00068] Desejavelmente, o meio de aquecimento é de um tipo capaz de aquecer a amostra em uma taxa de aumento de temperatura predeterminada enquanto mede a temperatura da amostra. Os exemplos específicos incluem um forno elétrico, um sistema de aquecimento externo que é uma combinação de um recipiente condutor e indução de alta frequência, e um sistema de aquecimento interno, tal como, microondas. No caso em que um sistema de aquecimento interno é adotado, precisa-se desenvolver um desenho que permita que a temperatura interna da amostra se torne uniforme. Por exemplo, é preferível desenvolver uma medida que aumente as propriedades de isola-mento térmico do recipiente.[00068] Desirably, the heating medium is of a type capable of heating the sample at a predetermined rate of temperature increase while measuring the temperature of the sample. Specific examples include an electric oven, an external heating system that is a combination of a conductive vessel and high frequency induction, and an internal heating system, such as microwaves. In the case where an internal heating system is adopted, a design needs to be developed that allows the internal temperature of the sample to become uniform. For example, it is preferable to develop a measure that increases the thermal insulation properties of the container.

[00069] A fim de simular os comportamentos termicamente plásticos de carvões e aditivos de formação de torta em um forno de coque, a taxa de aquecimento precisa corresponder a uma taxa de aquecimento para o carvão em um forno de coque. A taxa de aquecimento para o carvão ao redor das temperaturas de amolecimento e fusão em um forno de coque é geralmente de 2 a 10°C/min., embora variável dependendo de uma localização dentro do forno e condições de operação e, desejavelmente, de 2 a 4°C/min. e, de maneira mais desejável, cerca de 3°C/min. em termos de taxa de aquecimento média. No caso de carvões de baixa fluidez, tais como, carvões de não coque e carvões ligeiramente de coque, entretanto, o aquecimento a 3°C/min. resulta em uma distância de permeação pequena e expansão pequena que podem ser difíceis de detectar. Geralmente, sabe-se que o carvão é aprimorado em fluidez de acordo com um plastômetro Gieseler ao ser rapidamente aquecido (vide, por exemplo, Literatura de Não Patente 3). Deste modo, no caso de um carvão com uma distância de per- meação, por exemplo, de 1 mm ou menos, a medição pode ser realizada em uma taxa de aquecimento aumentada de 10 a 1000°C/min. a fim de aumentar sensibilidade de detecção.[00069] In order to simulate the thermally plastic behaviors of coals and cake-forming additives in a coke oven, the heating rate needs to correspond to a heating rate for coal in a coke oven. The heating rate for coal around the softening and melting temperatures in a coke oven is generally 2 to 10°C/min, although variable depending on location within the oven and operating conditions and, desirably, 2 to 4°C/min. and, more desirably, about 3°C/min. in terms of average heating rate. In the case of low fluidity coals, such as non-coking coals and slightly coking coals, however, heating at 3°C/min. results in a small permeation distance and small expansion that can be difficult to detect. It is generally known that coal is improved in fluidity according to a Gieseler plastometer by being rapidly heated (see, for example, Non-Patent Literature 3). Therefore, in the case of a coal with a permeation distance of, for example, 1 mm or less, the measurement can be carried out at an increased heating rate of 10 to 1000°C/min. in order to increase detection sensitivity.

[00070] Uma vez que a medição visa avaliar a plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta, o aquecimento pode ser realizado em tal extensão em que a temperatura é aumentada em temperaturas de amolecimento e fusão de carvões e aditivos de formação de torta. Devido às temperaturas de amolecimento e fusão de carvões e aditivos de formação de torta para a produção de coque, o aquecimento pode ser realizado em uma taxa de aquecimento predeterminada de 0°C (temperatura ambiente) a 550°C e, de preferência, de 300 a 550°C que é uma faixa de temperaturas na qual o carvão se torna amolecido e derretido.[00070] Since the measurement aims to evaluate the thermal plasticity of coals and cake-forming additives, heating can be carried out to such an extent that the temperature is increased at softening and melting temperatures of coals and cake-forming additives . Due to the softening and melting temperatures of coals and cake-forming additives for coke production, heating can be carried out at a predetermined heating rate of 0°C (room temperature) to 550°C, and preferably from 300 to 550°C which is a temperature range at which coal becomes softened and melted.

[00071] O material de furo atravessante é, desejavelmente, aquele cujo coeficiente de permeabilidade pode ser medido ou calculado de antemão. As configurações exemplificativas dos materiais incluem materiais integrais que têm furos atravessantes, e camadas acondicionadas de partícula. Os exemplos dos materiais integrais que têm furos atravessantes incluem materiais que têm furos atravessantes circulares 16, conforme ilustrado na Figura 3, os materiais que têm furos atravessantes retangulares, e materiais que têm furos atravessantes irregulares. As camadas acondicionadas de partícula são amplamente classificadas em camadas de partícula esférica acondicionadas e camadas de partícula não esférica acondicionadas. Os exemplos das camadas de partícula esférica acondicionadas incluem camadas formadas de partículas acondicionadas 17, tais como, esferas, conforme ilustrado na Figura 4. Os exemplos das camadas de partícula não esférica acondicionadas incluem camadas de partículas irregulares e camadas formadas por cilindros acondicionados 18, conforme ilustrado na Figura 5. A fim de assegurar a capacidade de reprodução da medição, o coeficiente de permeabilidade é, desejavelmente, tão uniforme quanto possível ao longo do material. Para medição simples, é desejável que o material permita o cálculo fácil de seu coeficiente de permeabilidade. Deste modo, uma camada de partícula esférica acondicionada é particularmente desejada para uso como o material de furo atravessante na presente invenção. A substância que forma o material de furo atravessante não é particularmente especificada desde que não seja substancialmente deformada a ou acima das temperaturas de amolecimento e fusão do carvão, em detalhes, até 6000C, e não reaja com o carvão. A altura do material não é particularmente limitada desde que o material seja alto o bastante para aceitar a permeação de fusão de carvão. No caso em que uma camada de carvão com uma espessura de 5 a 20 mm é aquecida, a altura do material de furo atra- vessante é de aproximadamente cerca de 20 a 100 mm.[00071] The through hole material is, desirably, one whose permeability coefficient can be measured or calculated in advance. Exemplary material configurations include integral materials that have through holes, and packed particle layers. Examples of integral materials that have through holes include materials that have circular through holes 16, as illustrated in Figure 3, materials that have rectangular through holes, and materials that have irregular through holes. Particle packed layers are broadly classified into packed spherical particle layers and packed non-spherical particle layers. Examples of packed spherical particle layers include layers formed from packed particles 17, such as spheres, as illustrated in Figure 4. Examples of packed non-spherical particle layers include layers of irregular particles and layers formed from packed cylinders 18, as shown in Fig. illustrated in Figure 5. In order to ensure repeatability of the measurement, the permeability coefficient is desirably as uniform as possible throughout the material. For simple measurement, it is desirable that the material allows easy calculation of its permeability coefficient. Therefore, a packed spherical particle layer is particularly desired for use as the through-hole material in the present invention. The substance forming the through-hole material is not particularly specified as long as it is not substantially deformed at or above the softening and melting temperatures of coal, in particular up to 6000C, and does not react with coal. The height of the material is not particularly limited as long as the material is tall enough to accept coal melt permeation. In the case where a coal layer with a thickness of 5 to 20 mm is heated, the height of the through-hole material is approximately about 20 to 100 mm.

[00072] É necessário que o coeficiente de permeabilidade do material de furo atravessante seja ajustado supondo-se que o coeficiente de permeabilidade de falhas grandes esteja presente em uma camada de coque. Os presentes inventores estudaram um coeficiente de permeabilidade particularmente preferido na invenção enquanto consideram os fatores constituintes de tais falhas grandes e supõem os tamanhos destas. Como um resultado, os presentes inventores descobriram que um coeficiente de permeabilidade de 1 x 108 a 2 x 109 m-2 é mais adequado. Este coeficiente de permeabilidade é derivado com base na lei de Darcy representada pela Equação (1) abaixo: ΔP/L = K • μ • u (1)[00072] It is necessary that the permeability coefficient of the through hole material be adjusted assuming that the permeability coefficient of large flaws is present in a coke layer. The present inventors have studied a particularly preferred coefficient of permeability in the invention while considering the constituent factors of such large flaws and assuming the sizes thereof. As a result, the present inventors have found that a permeability coefficient of 1 x 108 to 2 x 109 m-2 is more suitable. This permeability coefficient is derived based on Darcy's law represented by Equation (1) below: ΔP/L = K • μ • u (1)

[00073] em que ΔP é a perda de pressão [Pa] dentro do material de furo atravessante, L é a altura [m] do material de furo atravessante, K é o coeficiente de permeabilidade [m-2], μ é a viscosidade [Pa^s] do fluido, e u é a velocidade [m/s] do fluido. Por exemplo, no caso em que uma camada de esferas de vidro com um diâmetro de partícula uniforme é usada como o material de furo atravessante, é desejável selecionar esferas de vidro com um diâmetro de cerca de 0,2 mm a 3,5 mm, de maneira mais desejável, 2 mm, a fim de atingir o coeficiente de permeabilidade adequado mencionado acima.[00073] where ΔP is the pressure loss [Pa] within the through hole material, L is the height [m] of the through hole material, K is the permeability coefficient [m-2], μ is the viscosity [Pa^s] of the fluid, and u is the velocity [m/s] of the fluid. For example, in the case where a layer of glass beads with a uniform particle diameter is used as the through hole material, it is desirable to select glass beads with a diameter of about 0.2 mm to 3.5 mm, more desirably 2 mm in order to achieve the appropriate permeability coefficient mentioned above.

[00074] Os carvões e aditivos de formação de torta para medição de amostras são triturados de antemão e são acondicionados com uma densidade de acondicionamento predeterminada e uma espessura de camada predeterminada. O tamanho de partícula triturada pode ser similar a um tamanho de partícula de carvão carregada em um forno de coque (partículas com um diâmetro de partícula de não mais que 3 mm que representam cerca de 70 a 80% em massa, em relação ao total). Alternativamente, o material de amostra é preferencialmente triturado, de modo que partículas com um diâmetro de partícula de não mais que 3 mm representem não menos que 70% em massa. Devido ao fato de que a medição é efetuada com um aparelho pequeno, é particularmente preferível que todo o material triturado tenha um diâmetro de partícula de não mais que 2 mm. O material triturado pode ser acondicionado com uma densidade de 0,7 a 0,9 g/cm3 de acordo com uma densidade de acondicionamento possível em um forno de coque. Com base nos resultados de estudos sobre capacidade de reprodução e poder de detecção, os presentes inventores descobriram que a densidade de acondicionamento de 0,8 g/cm3 é preferível. Com base na espessura de uma camada termicamente plástica em um forno de coque, a espessura da camada acondicionada pode ser de 5 a 20 mm. Os estudos sobre a capacidade de reprodução e poder de detecção efetuados pelos presentes inventores revelaram que uma es- pessura de camada de 10 mm é preferível.[00074] The cake-forming coals and additives for measuring samples are crushed beforehand and are packed with a predetermined packing density and a predetermined layer thickness. The crushed particle size may be similar to a coal particle size loaded into a coke oven (particles with a particle diameter of no more than 3 mm representing about 70 to 80% by mass of the total) . Alternatively, the sample material is preferably crushed so that particles with a particle diameter of no more than 3 mm represent no less than 70% by mass. Due to the fact that the measurement is carried out with a small apparatus, it is particularly preferable that all crushed material has a particle diameter of no more than 2 mm. The crushed material can be packed with a density of 0.7 to 0.9 g/cm3 according to a packing density possible in a coke oven. Based on the results of studies on reproducibility and detection power, the present inventors have found that a packing density of 0.8 g/cm3 is preferable. Based on the thickness of a thermally plastic layer in a coke oven, the thickness of the packed layer can be 5 to 20 mm. Studies on reproducibility and detection power carried out by the present inventors revealed that a layer thickness of 10 mm is preferable.

[00075] É essencialmente desejável que a distância de permeação de um carvão termicamente plástico ou um aditivo de formação de torta termicamente plástico seja mensurável de maneira constante e contínua durante o aquecimento. Entretanto, a medição constante é difícil, por exemplo, devido às influências do alcatrão gerado a partir da amostra. A expansão e permeação do carvão através do aquecimento são fenômenos irreversíveis. Deste modo, uma vez que o carvão foi expandido ou permeado, o formato deste é substancialmente mantido mesmo se o carvão for resfriado. Com base neste fato, a medição pode ser realizada de tal modo que após a permeação de uma fusão de carvão ter terminado, todo o recipiente seja resfriado e a extensão na qual a permeação ocorreu durante o aquecimento é determinada medindo-se uma distância de permeação após o resfriamento. Por exemplo, o material de furo atravessante pode ser removido do recipiente resfriado e a distância pode ser diretamente medida com um calibre vernier ou uma régua. No caso em que o material de furo atravessante são partículas, o plástico térmico que foi permeado nos espaços vazios interpartículas liga a camada de partícula através da distância de permeação. Deste modo, desde que uma relação entre a massa e a altura da camada de partícula acondicionada tenha sido medida de antemão, a distância de permeação pode ser calculada medindo-se a massa de partículas que não são ligadas entre si após a conclusão da permeação, e subtraindo a massa medida a partir da massa inicial para fornecer a massa das partículas ligadas.[00075] It is essentially desirable that the permeation distance of a thermally plastic coal or a thermally plastic cake-forming additive is measurable in a constant and continuous manner during heating. However, constant measurement is difficult, for example due to the influences of tar generated from the sample. The expansion and permeation of coal through heating are irreversible phenomena. Thus, once the coal has been expanded or permeated, its shape is substantially maintained even if the coal is cooled. Based on this fact, the measurement can be carried out in such a way that after the permeation of a coal melt has ended, the entire vessel is cooled and the extent to which permeation has occurred during heating is determined by measuring a permeation distance. after cooling. For example, the through-hole material can be removed from the cooled container and the distance can be directly measured with a vernier caliper or ruler. In the case where the through-hole material is particles, the thermal plastic that has been permeated into the interparticle voids binds the particle layer across the permeation distance. In this way, as long as a relationship between the mass and height of the packed particle layer has been measured beforehand, the permeation distance can be calculated by measuring the mass of particles that are not bonded together after permeation is completed, and subtracting the measured mass from the initial mass to give the mass of the bound particles.

[00076] A equação (1) descrita acima inclui o termo de viscosidade (11). Deste modo, o termo de viscosidade do plástico térmico que foi permeado no material de furo atravessante pode ser derivado dos parâmetros medidos, de acordo com a invenção. Por exemplo, no caso em que a amostra é aquecida enquanto a amostra e o material de furo atravessante são mantidos em um volume constante, AP corresponde à pressão durante a permeação, L à distância de permeação e u à velocidade de permeação, de modo que o termo viscosidade possa ser derivado substituindo-se os parâmetros acima na Equação (1). Alternativamente, no caso em que a amostra é aquecida enquanto uma carga constante é aplicada sobre a amostra e o material de furo atra- vessante, AP corresponde à pressão da carga aplicada, L à distância de permeação e u à velocidade de permeação, de modo que a viscosidade pode ser derivada de maneira similar substituindo-se os parâmetros acima na Equação (1).[00076] Equation (1) described above includes the viscosity term (11). In this way, the viscosity term of the thermal plastic that has been permeated into the through-hole material can be derived from the measured parameters in accordance with the invention. For example, in the case where the sample is heated while the sample and through-hole material are maintained at a constant volume, AP corresponds to the pressure during permeation, L to the permeation distance, and u to the permeation velocity, so that the Viscosity term can be derived by substituting the above parameters into Equation (1). Alternatively, in the case where the sample is heated while a constant load is applied to the sample and through-hole material, AP corresponds to the pressure of the applied load, L to the permeation distance, and u to the permeation velocity, so that viscosity can be derived in a similar way by substituting the above parameters into Equation (1).

[00077] Conforme demonstrado acima, a plasticidade térmica de carvões e aditivos de formação de torta é avaliada medindo-se uma distância de permeação, a pressão ou o coeficiente de expansão de carvões termicamente plásticos e aditivos de formação de torta termica- mente plásticos. Aqui, a frase "plasticidade térmica de uma amostra (um carvão ou um aditivo de formação de torta) é avaliada" na invenção significa que pelo menos a distância de permeação, a pressão e o coeficiente de expansão são medidos e, com base nos valores medidos, indicadores para avaliar quantitativamente os comportamentos de fusão de carvão, assim como, os fenômenos consequentes (por exemplo, propriedades de coque produzido, resistência à pressão de coque) são obtidos. Os valores medidos da distância de permeação, da pressão e do coeficiente de expansão podem ser usados em combinação com outros valores de propriedade (por exemplo, MF). Alternativamente, um ou mais entre a distância de permeação, a pressão e o coeficiente de expansão selecionados podem ser usados sozinhos. No último caso, a avaliação da plasticidade térmica é referida sendo produzida quando os valores medidos da distância de permeação, da pressão e do coeficiente de expansão forem obtidos. Ou seja, medir a distância de permea- ção, a pressão e o coeficiente de expansão tem substancialmente o mesmo sentido que avaliar a plasticidade térmica. Ademais, a distância de permeação, a pressão e o coeficiente de expansão podem ser usados como parâmetros na estimação da resistência de coque, de modo que se torne possível produzir o coque que tem resistência adequada através da mistura de carvões de inúmeras marcas. O indicador mais comum de resistência de coque é a resistência ao tambor em temperatura normal. Além da resistência ao tambor, outras propriedades de coque, tais como, CSR (resistência de coque após reação) (resistência após reação de CO2), resistência e microrresistência à tração podem ser estimadas com base nos parâmetros acima, de modo que se torne possível produzir o coque que tem resistência desejada através da mistura de carvões de inúmeras marcas.[00077] As demonstrated above, the thermal plasticity of coals and cake-forming additives is evaluated by measuring a permeation distance, pressure or expansion coefficient of thermally plastic coals and thermally plastic cake-forming additives. Here, the phrase "thermal plasticity of a sample (a coal or a cake-forming additive) is evaluated" in the invention means that at least the permeation distance, the pressure and the expansion coefficient are measured and, based on the values Measured, indicators to quantitatively evaluate coal melting behaviors as well as consequent phenomena (e.g. properties of produced coke, pressure resistance of coke) are obtained. The measured values of permeation distance, pressure and coefficient of expansion can be used in combination with other property values (e.g. MF). Alternatively, one or more of the selected permeation distance, pressure, and coefficient of expansion may be used alone. In the latter case, the assessment of thermal plasticity is referred to as being produced when the measured values of permeation distance, pressure and coefficient of expansion are obtained. In other words, measuring the permeation distance, pressure and expansion coefficient has substantially the same meaning as evaluating thermal plasticity. Furthermore, permeation distance, pressure and coefficient of expansion can be used as parameters in estimating coke strength, so that it becomes possible to produce coke that has adequate strength by mixing coals of numerous brands. The most common indicator of coke strength is drum strength at normal temperature. In addition to drum strength, other coke properties such as CSR (coke strength after reaction) (strength after CO2 reaction), strength and micro tensile strength can be estimated based on the above parameters so that it becomes possible produce coke that has the desired strength by mixing coals from numerous brands.

[00078] Em uma teoria de mistura de carvão convencional para estimar a resistência de coque, imagina-se que a resistência de coque seja determinada principalmente por uma refletância de vitrinito máxima média (Ro) e um valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima (MF) (logMF) de carvão (vide, por exemplo, Literatura de Não Patente 4). A fluidez Gieseler é um indicador de fluidez exibido quando o carvão for termicamente plástico, e é representada em termos da velocidade ro- tacional de uma haste de agitação de um plastômetro Gieseler, isto é, o grau de rotações por 1 minuto em unidade ddpm (divisão de mostrador por minuto). A propriedade de carvão usada é a fluidez máxima (MF). Alternativamente, o logaritmo comum de ddpm é algumas vezes usado. Devido ao fato de que se imagina que a distância de permea- ção, de acordo com a invenção, seja um parâmetro que indica a fluidez sob condições que simulam comportamentos termicamente plásticos em um forno de coque, este parâmetro será superior a um valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima logMF na estimação de propriedades de coque ou estruturas de torta de coque.[00078] In a conventional coal mixing theory for estimating coke strength, the coke strength is imagined to be determined primarily by an average maximum vitrinite reflectance (Ro) and a logarithmic value of maximum Gieseler fluidity (MF). (logMF) of coal (see, for example, Non-Patent Literature 4). Gieseler fluidity is an indicator of fluidity displayed when the coal is thermally plastic, and is represented in terms of the rotational speed of a stirring rod of a Gieseler plastometer, that is, the degree of rotations per 1 minute in units ddpm ( dial division per minute). The coal property used is maximum fluidity (MF). Alternatively, the common logarithm of ddpm is sometimes used. Due to the fact that the permeation distance, according to the invention, is imagined to be a parameter that indicates fluidity under conditions that simulate thermally plastic behaviors in a coke oven, this parameter will be greater than a logarithmic value of maximum Gieseler fluidity logMF in estimating coke properties or coke cake structures.

[00079] Esta superioridade da distância de permeação é esperável a princípio com base no fato de que o método de medição simula um ambiente em um forno de coque, e foi confirmado pelos resultados de um estudo que examinou as influencias da distância de permeação na resistência de coque. Na verdade, descobriu-se através do método de avaliação inventivo que carvões com logMF similar têm distâncias de permeação diferentes dependendo das marcas. Confirmou-se adicionalmente que a resistência de coque é afetada de maneira diferente quando os carvões que têm distâncias de permeação forem misturados e produzidos no coque. Em detalhes, conforme será demonstrado posteriormente nos Exemplos, uma relação ocorre de modo que a resistência de coque seja diminuída após o valor de distância de perme- ação exceda um determinado limite. As razões para isto são consideradas da seguinte maneira.[00079] This superiority of the permeation distance is expected in principle based on the fact that the measurement method simulates an environment in a coke oven, and was confirmed by the results of a study that examined the influences of the permeation distance on the resistance of coke. In fact, it was discovered through the inventive evaluation method that coals with similar logMF have different permeation distances depending on the brands. It was further confirmed that coke strength is affected differently when coals that have permeation distances are mixed and produced in coke. In detail, as will be demonstrated later in the Examples, a relationship occurs such that the coke resistance is decreased after the permeation distance value exceeds a certain threshold. The reasons for this are considered as follows.

[00080] Quando os carvões que têm uma distância de permeação longa forem misturados, a proporção de carvões que exibe propriedades de fusão suficientes durante a carbonização é considerada alta. Entretanto, supõe-se que os carvões que têm uma distância de per- meação excessivamente longa permeiam entre as partículas de carvão circundantes em tal extensão marcada em que as regiões onde estas partículas de carvão estiveram presentes são deixadas como cavidades grandes, levando a falhas. Embora um conceito convencional baseado na fluidez Gieseler máxima tenha antecipado a possibili-dade de uma redução na resistência de coque no caso de uma mistura de carvão que apresenta fluidez muito alta (vide, por exemplo, Literatura de Não Patente 4), ainda é impossível esclarecer comportamentos de marcas individuais que têm fluidez alta. Uma das razões para isto ocorre provavelmente devido ao fato de que a medição de fluidez Gieseler convencional é incapaz de uma medição precisa de propriedades em fluidez alta devido ao efeito Weissenberg mencionado acima. O método inventivo de medição permitiu a avaliação mais precisa de propriedades de fusões, particularmente, em fluidez alta. Deste modo, a presente invenção efetuou avanços significativos ao tornar possível esclarecer as diferenças em propriedades entre plásticos térmicos que eram difíceis de distinguir por métodos convencionais, assim como, ao permitir a melhor avaliação de uma relação entre comportamentos termicamente plásticos e estruturas de coque.[00080] When coals that have a long permeation distance are mixed, the proportion of coals that exhibit sufficient melting properties during carbonization is considered high. However, it is assumed that coals that have an excessively long permeation distance permeate between the surrounding coal particles to such a marked extent that the regions where these coal particles were present are left as large cavities, leading to failures. Although a conventional concept based on maximum Gieseler fluidity has anticipated the possibility of a reduction in coke strength in the case of a coal mixture that exhibits very high fluidity (see, for example, Non-Patent Literature 4), it is still impossible clarify behaviors of individual brands that have high fluidity. One of the reasons for this is probably due to the fact that conventional Gieseler fluidity measurement is incapable of accurate measurement of properties at high fluidity due to the Weissenberg effect mentioned above. The inventive measurement method allowed for more accurate assessment of melt properties, particularly at high fluidity. Thus, the present invention has made significant advances by making it possible to clarify differences in properties between thermal plastics that were difficult to distinguish by conventional methods, as well as by allowing better evaluation of a relationship between thermally plastic behaviors and coke structures.

[00081] Os presentes inventores estabeleceram condições de medição adequadas no método inventivo, e concluíram um método para produzir coque de alta resistência usando os resultados de medição.[00081] The present inventors have established suitable measurement conditions in the inventive method, and have completed a method for producing high-strength coke using the measurement results.

Examples Example 1

[00082] Serão descritos os exemplos de medição de aquecimento de volume constante para amostras de carvões e aditivos de formação de torta em combinação com um material que tem furos atravessantes a partir de superfícies superiores até inferiores. A distância de perme- ação e a pressão durante a permeação foram medidas usando 17 tipos de carvões e 4 tipos de aditivos de formação de torta (carvões A a Q, aditivos de formação de torta R a U) como amostras. A Tabela 1 descreve propriedades (refletância máxima média: Ro, valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima: logMF, teor de matéria volátil: VM, teor de cinza: Cinza) dos carvões e dos aditivos de formação de torta usados. A medição da fluidez dos aditivos de formação de torta usados no presente documento através de um método de plastômetro Gieseler resultou em valores logarítmicos comuns de todas estas fluidezes de Gieseler máximas (logMF) sendo 4,8, que era o limite de detecção. Tabela 1 [00082] Examples of measuring constant volume heating for samples of coals and cake-forming additives in combination with a material that has through holes from upper to lower surfaces will be described. The permeation distance and pressure during permeation were measured using 17 types of coals and 4 types of cake-forming additives (coals A to Q, cake-forming additives R to U) as samples. Table 1 describes properties (average maximum reflectance: Ro, logarithmic value of maximum Gieseler fluidity: logMF, volatile matter content: VM, ash content: Ash) of the coals and cake-forming additives used. Measuring the fluidity of the cake-forming additives used herein by a Gieseler plastometer method resulted in common logarithmic values of all these maximum Gieseler fluidities (logMF) being 4.8, which was the limit of detection. Table 1

[00083] Com o uso de um aparelho similar aquele ilustrado na Figura 1, a distância de permeação e a pressão durante a permeação foram medidas. O sistema de aquecimento era um sistema de aquecimento por indução de alta frequência. Ou seja, um elemento de aquecimento 8 e um recipiente 3 na Figura 1 eram uma bobina de aquecimento por indução e um recipiente de grafite dielétrico. O recipiente 3 tinha 18 mm de diâmetro e 37 mm de altura. As esferas de vidro que têm um diâmetro de 2 mm foram usadas como um material de furo atravessante 2. O recipiente foi carregado com 2,04 g de uma amostra que foi triturada em um diâmetro de partícula de não mais que 2 mm e foi seca a vácuo a temperatura ambiente. Um peso que pesa 200 g foi solto a partir de cima da amostra cinco vezes com uma distância de queda de 20 mm acondicionando, deste modo, a amostra. (Neste momento, a espessura da camada de amostra era de 10 mm.) A seguir, as esferas de vidro com um diâmetro de 2 mm foram dispostas na camada acondicionada da amostra 1, a fim de atingir uma espessura de 25 mm preparando, deste modo, uma camada de esfera de vidro acondicionada como o material de furo atravessante 2. Na camada de esfera de vidro acondicionada, um disco de silimanita com um diâmetro de 17 mm e uma espessura de 5 mm foi disposto, e uma haste de quartzo como uma haste de detecção de pressão 4 foi adicionalmente disposta nesta. Com o uso de gás nitrogênio como um gás inerte, a amostra foi aquecida a partir da temperatura ambiente a 550°C em uma taxa de aquecimento de 3°C/min. Durante o aquecimento, a pressão transmitida através da haste de detecção de pressão 4 foi medida com uma célula de carga 6. Após a conclusão do aquecimento, o resfriamento foi realizado em uma atmosfera de nitrogênio. As esferas que não aderiram ao plástico térmico foram coletadas a partir do recipiente resfriado 3, e a massa destas foi medida.[00083] Using a device similar to that illustrated in Figure 1, the permeation distance and pressure during permeation were measured. The heating system was a high-frequency induction heating system. That is, a heating element 8 and a container 3 in Figure 1 were an induction heating coil and a dielectric graphite container. Container 3 was 18 mm in diameter and 37 mm in height. Glass spheres having a diameter of 2 mm were used as a through-hole material 2. The container was loaded with 2.04 g of a sample that was crushed to a particle diameter of no more than 2 mm and dried. in vacuum at room temperature. A weight weighing 200 g was dropped from the top of the sample five times with a falling distance of 20 mm, thereby packing the sample. (At this time, the thickness of the sample layer was 10 mm.) Next, glass spheres with a diameter of 2 mm were arranged on the packed layer of sample 1 in order to reach a thickness of 25 mm, thus preparing In this way, a glass sphere layer packed as the through hole material 2. On the glass sphere layer packed, a sillimanite disc with a diameter of 17 mm and a thickness of 5 mm was arranged, and a quartz rod as a pressure sensing rod 4 was additionally arranged therein. Using nitrogen gas as an inert gas, the sample was heated from room temperature to 550°C at a heating rate of 3°C/min. During heating, the pressure transmitted through the pressure sensing rod 4 was measured with a load cell 6. After completion of heating, cooling was carried out in a nitrogen atmosphere. The spheres that did not adhere to the thermal plastic were collected from the cooled container 3, and their mass was measured.

[00084] A distância de permeação foi determinada com base na altura de acondicionamento da camada de esfera que foi aderida em conjunto. Uma relação foi obtida de antemão entre a altura de acondicionamento e a massa da camada de esfera de vidro acondicionada, de modo que se tornou possível que a partir da massa de esferas que aderiram entre si ao plástico térmico, a altura de acondicionamento de tais esferas de vidro fosse derivada, conforme mostrado na Equação (2) abaixo. A distância de permeação foi derivada a partir da Equação (2). L = (G - M) x H ... (2)[00084] The permeation distance was determined based on the packing height of the sphere layer that was adhered together. A relationship was obtained in advance between the packaging height and the mass of the packaged glass sphere layer, so that it became possible that from the mass of spheres that adhered to each other to the thermal plastic, the packaging height of such spheres of glass was derived, as shown in Equation (2) below. The permeation distance was derived from Equation (2). L = (G - M) x H... (2)

[00085] em que L é a distância de permeação [mm], G a massa [g] das esferas de vidro acondicionadas, M a massa [g] das esferas que não aderiram entre si ao plástico térmico, e H a altura da camada acondicionada por 1 g das esferas de vidro acondicionadas neste aparelho experimental [mm/g].[00085] where L is the permeation distance [mm], G the mass [g] of the packaged glass spheres, M the mass [g] of the spheres that did not adhere to each other to the thermal plastic, and H the height of the layer packed per 1 g of the glass spheres packed in this experimental apparatus [mm/g].

[00086] Para os aditivos de formação de torta, a distância de per- meação foi medida usando-se um recipiente de amostra com o mesmo diâmetro, conforme descrito acima, porém, com uma altura de 100 mm, e dispondo-se a camada de esfera de vidro acondicionada com uma espessura de 80 mm sobre a amostra. Esta configuração foi adotada devido ao fato de que distância de permeação dos aditivos de formação de torta era grande. De maneira separada, foram realizados testes em que um carvão foi acondicionado com uma espessura de camada de amostra constante enquanto alteram a altura do recipiente e a espessura da camada de esfera de vidro acondicionada. Os valores medidos da distância de permeação são idênticos desde que a es-pessura da camada de esfera de vidro acondicionada seja maior que a distância de permeação.[00086] For cake-forming additives, the permeation distance was measured using a sample container with the same diameter as described above, but with a height of 100 mm, and arranging the layer of glass sphere placed with a thickness of 80 mm on the sample. This configuration was adopted due to the fact that the permeation distance of the cake-forming additives was large. Separately, tests were carried out in which a charcoal was packed with a constant sample layer thickness while changing the height of the container and the thickness of the packed glass sphere layer. The measured values of the permeation distance are identical as long as the thickness of the packed glass sphere layer is greater than the permeation distance.

[00087] A Tabela 2 descreve os resultados de medição da distância de permeação e da pressão máxima durante a permeação. A Figura 6 mostra uma relação entre os resultados de medição da distância de permeação e os valores logarítmicos de fluidez Gieseler máxima (lo- gMF). (A representação gráfica excluiu os valores de aditivos de formação de torta cujo valor MF não foi medido de maneira precisa). Tabela 2 [00087] Table 2 describes the measurement results of the permeation distance and maximum pressure during permeation. Figure 6 shows a relationship between permeation distance measurement results and logarithmic values of maximum Gieseler fluidity (logMF). (The graphical representation excluded the values of cake-forming additives whose MF value was not accurately measured). Table 2

[00088] A partir da Figura 6, a distância de permeação mostrou uma determinada extensão de correlação com o logMF, embora inúmeras marcas tenham desviado da correlação. Ademais, os resultados de medição para os aditivos de formação de torta na Tabela 2 mostraram que as diferenças nas propriedades de aditivos de formação de torta foram observados de maneira bem sucedida. Tal discriminação foi impossível com os métodos convencionais. Em uma medição na qual uma amostra e um material de furo atravessante são aquecidos em um volume constante, os fatores que irão afetar a distância de permeação são, conforme mostrado na Equação (1), a viscosidade μ da amostra e a pressão de expansão AP da amostra, que variam de amostra para amostra. Deste modo, as distâncias de permeação e as pressões medidas enquanto aquecem as amostras de carvões e aditivos de formação de torta em combinação com o material de furo atravessante em um volume constante são consideradas opor refletir o estado da fusão em um forno de coque. Devido ao fato de se supõe que a condição de fusão e a pressão de carvões termicamente plásticos e aditivos de formação de torta termicamente plásticos afetem a estrutura de coque após a carbonização, pode-se dizes que tais parâmetros são particu-larmente efetivos na estimação de resistência de coque.[00088] From Figure 6, the permeation distance showed a certain extent of correlation with the logMF, although numerous brands deviated from the correlation. Furthermore, the measurement results for the cake-forming additives in Table 2 showed that the differences in the properties of cake-forming additives were successfully observed. Such discrimination was impossible with conventional methods. In a measurement in which a sample and a through-hole material are heated in a constant volume, the factors that will affect the permeation distance are, as shown in Equation (1), the sample viscosity μ and the expansion pressure AP of the sample, which vary from sample to sample. Thus, permeation distances and pressures measured while heating samples of coals and cake-forming additives in combination with through-hole material in a constant volume are considered to reflect the state of fusion in a coke oven. Due to the fact that the melting condition and pressure of thermally plastic coals and thermally plastic cake forming additives are assumed to affect the coke structure after carbonization, it can be said that such parameters are particularly effective in estimating coke resistance.

[00089] Ademais, devido ao fato da pressão exercida durante a permeação da amostra ser o resultado da medição de pressão realizada em um ambiente de medição que simula os comportamentos de expansão em um forno de coque, pode-se dizer que este parâmetro é efetivamente usado a fim de estimar a pressão aplicada à parede de um forno de coque durante a carbonização do carvão em um forno de coque.[00089] Furthermore, due to the fact that the pressure exerted during sample permeation is the result of pressure measurement carried out in a measurement environment that simulates expansion behaviors in a coke oven, it can be said that this parameter is effectively used in order to estimate the pressure applied to the wall of a coke oven during the carbonization of coal in a coke oven.

Example 2

[00090] Os exemplos de medição serão descritos em que os carvões e aditivos de formação de torta como amostras foram aquecido enquanto se aplica uma carga constante à amostra e um material que tem furos atravessantes a partir de superfícies superiores até inferiores. A distância de permeação e o coeficiente de expansão durante a permeação foram medidos em relação aos mesmos carvões e aditivos de formação de torta que no Exemplo 1, isto é, 17 tipos de carvões e 4 tipos de aditivos de formação de torta (carvões A a Q, aditivos de formação de torta R a U) mostrados na Tabela 1. Com o uso de um apa- relho similar aquele ilustrado na Figura 2, a distância de permeação e o coeficiente de expansão durante a permeação foram medidos. O sistema de aquecimento era um sistema de aquecimento por indução de alta frequência. Ou seja, um elemento de aquecimento 8 e um recipiente 3 na Figura 2 eram uma bobina de aquecimento por indução e um recipiente de grafite dielétrico. O recipiente 3 tinha 18 mm de diâmetro e 37 mm de altura. As esferas de vidro que têm um diâmetro de 2 mm foram usadas como um material de furo atravessante. O recipiente 3 foi carregado com 2,04 g de uma amostra que foi triturada com um diâmetro de partícula de não mais que 2 mm e foi seca a vácuo a temperatura ambiente. Um peso que pesa 200 g foi solto a partir de cima da amostra cinco vezes com uma distância de queda de 20 mm acon-dicionando, deste modo, a amostra 1. A seguir, as esferas de vidro com um diâmetro de 2 mm foram dispostas na camada acondicionada da amostra 1, a fim de atingir uma espessura de 25 mm preparando, deste modo, uma camada de esfera de vidro acondicionada como o material de furo atravessante 2. Na camada de esfera de vidro acondicionada, um disco de silimanita com um diâmetro de 17 mm e uma espessura de 5 mm foi disposto, e uma haste de quartzo como uma haste de detecção de coeficiente de expansão 13 foi adicionalmente disposta nesta. Além disso, um peso 14 que pesa 1,3 kg foi colocado no topo da haste de quartzo. Como um resultado, a pressão aplicada sobre o disco de silimanita foi de 50 kPa. Com o uso de gás nitrogênio como um gás inerte, a amostra foi aquecida a 550°C em uma taxa de aquecimento de 3°C/min. Durante o aquecimento, um deslocamento foi medido com um laser medidor de deslocamento, e o coeficiente de expansão foi calculado a partir da altura com a qual a amostra foi acondicionada. Após a conclusão do aquecimento, o resfriamento foi realizado em uma atmosfera de nitrogênio. As esferas que não aderiram ao plástico térmico foram coletadas a partir do recipiente resfriado, e a massa destas foi medida. A distância de permeação foi derivada a partir da Equação (2).[00090] Measurement examples will be described in which coals and cake-forming additives such as samples were heated while applying a constant load to the sample and a material that has through holes from upper to lower surfaces. The permeation distance and expansion coefficient during permeation were measured with respect to the same coals and cake-forming additives as in Example 1, i.e., 17 types of coals and 4 types of cake-forming additives (coals A to Q, cake forming additives R to U) shown in Table 1. Using an apparatus similar to that illustrated in Figure 2, the permeation distance and expansion coefficient during permeation were measured. The heating system was a high-frequency induction heating system. That is, a heating element 8 and a container 3 in Figure 2 were an induction heating coil and a dielectric graphite container. Container 3 was 18 mm in diameter and 37 mm in height. Glass spheres having a diameter of 2 mm were used as a through-hole material. Container 3 was charged with 2.04 g of a sample which was ground to a particle diameter of no more than 2 mm and was vacuum dried at room temperature. A weight weighing 200 g was dropped from the top of the sample five times with a falling distance of 20 mm, thus housing sample 1. Next, glass spheres with a diameter of 2 mm were arranged in the packed layer of sample 1 in order to achieve a thickness of 25 mm, thereby preparing a packed glass sphere layer as the through hole material 2. In the packed glass sphere layer, a sillimanite disk with a diameter of 17 mm and a thickness of 5 mm was arranged, and a quartz rod as an expansion coefficient detection rod 13 was additionally arranged therein. Additionally, a weight 14 weighing 1.3 kg was placed on top of the quartz rod. As a result, the pressure applied to the sillimanite disc was 50 kPa. Using nitrogen gas as an inert gas, the sample was heated to 550°C at a heating rate of 3°C/min. During heating, a displacement was measured with a laser displacement meter, and the expansion coefficient was calculated from the height at which the sample was packed. After completion of heating, cooling was carried out in a nitrogen atmosphere. The spheres that did not adhere to the thermal plastic were collected from the cooled container, and their mass was measured. The permeation distance was derived from Equation (2).

[00091] Na medição da distância de permeação dos aditivos de formação de torta, neste exemplo também, os testes foram realizados ao usar um recipiente maior e aumentando a espessura da camada de esfera de vidro acondicionada de maneira similar no Exemplo 1. Confirmou-se que a espessura da camada de esfera de vidro acondicionada não afetou os valores medidos da distância de permeação sob as condições do Exemplo 2.[00091] In measuring the permeation distance of the cake-forming additives, in this example too, the tests were carried out by using a larger container and increasing the thickness of the glass sphere layer packaged in a similar way in Example 1. It was confirmed that the thickness of the packed glass sphere layer did not affect the measured values of the permeation distance under the conditions of Example 2.

[00092] A Tabela 3 descreve os resultados de medição da distância de permeação e o coeficiente de expansão final. A Figura 7 mostra a relação entre os resultados de medição da distância de permeação e os valores logarítmicos da fluidez Gieseler máxima (logMF). (A representação gráfica excluiu os valores de aditivos de formação de torta cujo valor MF não foi medido de maneira precisa). Tabela 3 [00092] Table 3 describes the measurement results of the permeation distance and the final expansion coefficient. Figure 7 shows the relationship between the permeation distance measurement results and the logarithmic values of the maximum Gieseler fluidity (logMF). (The graphical representation excluded the values of cake-forming additives whose MF value was not accurately measured). Table 3

[00093] A partir da Figura 7, a distância de permeação medida neste exemplo é mostrada para ter uma determinada extensão de correlação com logMF. Entretanto, também, descobriu-se que algumas marcas exibiram distâncias de permeação diferentes mesmo que seus valores logMF fossem similar. Em particular, esta tendência foi observada em uma região logMF mais alta. Devido ao fato de que se descobriu que o erro da medição da distância de permeação com este aparelho era de 0,6 em termos de erro padrão repetindo-se um teste três vezes sob as mesmas condições, uma diferença significativa na distância de permeação foi mostrada em relação ao carvão H e ao carvão K que trem logMF substancialmente igual. Com base apenas na relação representada pela Equação (I), pode-se supor que as marcas com o mesmo logMF terão uma viscosidade similar μ em um estado derre- tido e, deste modo, as distâncias de permeação serão idênticas. As razões para esta suposição consistem no fato de que AP e K são constantes nesta medição independente das amostras a serem analisadas, assim como, no fato de que o logMF de um carvão é substancialmente correlacionado às temperaturas nas quais o carvão exibe propriedades de fusão (no presente documento, tais temperaturas correspondem ao tempo de fusão) e, portanto, o termo u pode considerado substancialmente constante. Durante a carbonização do carvão, entretanto, os fenômenos de geração de gás e expansão são observados simultaneamente com a fusão do carvão devido ao afastamento de matérias voláteis. Deste modo, supõe-se que os valores da distância de permeação obtidos nesta medição reflitam as influências com-binadas da permeação da fusão na camada de esfera acondicionada e a geração de gás a partir da fusão na camada de esfera. Devido ao fato de que se supõe que estes valores sejam fatores que determinam a estrutura de coque após a carbonização, pode-se dizer que tais parâmetros são particularmente efetivos na estimação da resistência de coque.[00093] From Figure 7, the permeation distance measured in this example is shown to have a certain extent of correlation with logMF. However, it was also found that some brands exhibited different permeation distances even though their logMF values were similar. In particular, this trend was observed in a higher logMF region. Due to the fact that the error of measuring permeation distance with this apparatus was found to be 0.6 in terms of standard error by repeating a test three times under the same conditions, a significant difference in permeation distance was shown. in relation to coal H and coal K which have substantially equal logMF. Based only on the relationship represented by Equation (I), it can be assumed that brands with the same logMF will have a similar viscosity μ in a molten state and, therefore, the permeation distances will be identical. The reasons for this assumption consist of the fact that AP and K are constants in this measurement regardless of the samples being analyzed, as well as the fact that the logMF of a coal is substantially correlated to the temperatures at which the coal exhibits melting properties ( in this document, such temperatures correspond to the melting time) and, therefore, the term u can be considered substantially constant. During coal carbonization, however, the phenomena of gas generation and expansion are observed simultaneously with coal melting due to the removal of volatile matters. Therefore, it is assumed that the permeation distance values obtained in this measurement reflect the combined influences of melt permeation in the packed sphere layer and gas generation from melt in the sphere layer. Due to the fact that these values are assumed to be factors that determine the coke structure after carbonization, it can be said that such parameters are particularly effective in estimating coke strength.

[00094] Ademais, os coeficientes de expansão final descritos na Tabela 3 são valores de coeficiente de expansão a 550°C. Devido ao fato de os resultados na Tabela 3 surgirem a partir da medição do coeficiente de expansão em um ambiente de medição que simula os comportamentos de expansão em um forno de coque, pode-se dizer que os dados são efetivos para estimar a resistência de coque, assim como, para estimar um vão entre a parede de um forno de coque e uma massa de coque.[00094] Furthermore, the final expansion coefficients described in Table 3 are expansion coefficient values at 550°C. Because the results in Table 3 arise from measuring the expansion coefficient in a measurement environment that simulates expansion behaviors in a coke oven, it can be said that the data is effective for estimating coke strength. , as well as, to estimate a gap between the wall of a coke oven and a mass of coke.

Example 3

[00095] Se existia uma aditividade da distância de permeação a mesma foi investigada de acordo com o mesmo método de medição que no Exemplo 2.[00095] If there was an additivity of the permeation distance, it was investigated according to the same measurement method as in Example 2.

[00096] Duas marcas foram selecionadas a partir de 4 tipos de carvões (carvões V a Y) e foram misturadas em diversas razões de mistura para fornecerem misturas de carvão como amostras. As amostras foram submetidas à medição da distância de permeação. A Tabela 4 descreve os carvões usados e propriedades (Ro, logMF, VM, Cinza) das misturas de carvão. Aqui, as propriedades das misturas de carvão são valores de média ponderada de propriedades de carvões individuais medidos de acordo com as proporções de mistura. Os resultados de medição da distância de permeação também são descritos na Tabela 4. A Figura 8 mostra uma relação entre as distâncias de permea- ção de média ponderada e as distâncias de permeação medidas das misturas de carvão. Tabela 4 [00096] Two brands were selected from 4 types of coals (coals V to Y) and were mixed in various mixing ratios to provide coal mixtures as samples. The samples were subjected to permeation distance measurement. Table 4 describes the coals used and properties (Ro, logMF, VM, Ash) of the coal mixtures. Here, the properties of coal mixtures are weighted average values of properties of individual coals measured according to the mixture proportions. The permeation distance measurement results are also described in Table 4. Figure 8 shows a relationship between the weighted average permeation distances and the measured permeation distances of the coal mixtures. Table 4

[00097] A partir da Figura 8, mostrou-se que existe uma aditividade muito boa para as distâncias de permeação medidas neste exemplo. Consequentemente, o valor de distância de permeação de uma mistura de carvão formada por dois ou mais tipos de carvões pode ser de-terminada medindo-se realmente r a distância de permeação de uma amostra da mistura de carvão, ou medindo-se previamente as distâncias de permeação de carvões individuais a serem misturados e estimar a distância de permeação calculando-se o valor de média ponderada.[00097] From Figure 8, it was shown that there is very good additivity for the permeation distances measured in this example. Consequently, the permeation distance value of a coal mixture formed by two or more types of coals can be determined by actually measuring the permeation distance of a sample of the coal mixture, or by previously measuring the permeation distances. permeation of individual coals to be mixed and estimate the permeation distance by calculating the weighted average value.

[00098] Em relação aos carvões usados para misturas de carvão, diversas qualidades e graus geralmente são medidos de antemão em relação a cada marca, e os dados obtidos são usados na mistura de carvões. Consequentemente, é preferível do ponto de vista prático que a distância de permeação seja medida de antemão em relação a cada lote de marca permitindo, deste modo, o cálculo fácil da distância de permeação de uma mistura de carvão.[00098] In relation to coals used for coal blends, various qualities and grades are generally measured in advance for each brand, and the data obtained is used in coal blending. Consequently, it is preferable from a practical point of view that the permeation distance is measured in advance for each brand batch, thereby allowing easy calculation of the permeation distance of a coal mixture.

Example 4

[00099] Os valores de plasticidade térmica de carvões obtidos na presente invenção foram aplicados à estimação da resistência de coque e a efetividade destes foi examinada.[00099] The thermal plasticity values of coals obtained in the present invention were applied to the estimation of coke resistance and their effectiveness was examined.

[000100] Conforme descrito acima, considera-se que a distância de permeação, de acordo com a invenção, seja um parâmetro superior a um valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima logMF na estimação de propriedades de coque e estruturas de torta de coque. Deste modo, um teste de carbonização e um teste de resistência de coque após a carbonização foram realizados conforme descrito abaixo, a fim de examinar como a resistência de coque pode ser afetada quando o coque tiver sido produzido usando carvões que têm substancialmente o mesmo logMF e distâncias de permeação diferentes.[000100] As described above, the permeation distance, according to the invention, is considered to be a parameter superior to a logarithmic value of maximum Gieseler fluidity logMF in the estimation of coke properties and coke cake structures. Therefore, a carbonization test and a post-carbonization coke strength test were carried out as described below in order to examine how coke strength may be affected when coke has been produced using coals that have substantially the same logMF and different permeation distances.

[000101] Referindo-se à Tabela 1 usada nos Exemplos 1 e 2, o car- vão A, o carvão F e o carvão G (cada um com logMF de não menos que 3,5) foram selecionados como "carvões MF similares". Cada um destes carvões foi misturado a 20% em massa junto com diversos carvões como o equilíbrio, de modo que os valores de média ponderada Ro e os valores de média ponderada logMF das misturas de carvão como um todo podem ser os mesmos preparando, deste modo, as misturas de carvão (misturas de carvão A, F e G). O carvão A, o carvão F e o carvão G são tais tipos de carvões que têm uma MF entre carvões usada na produção de coque e frequentemente são usados a fim de aprimorar a adesão de partículas de carvão na produção de coque. Ademais, as misturas de carvão que incluem inúmeras marcas com logMF > 3,0 ao mesmo tempo (mistura de carvão AF, mistura de carvão FG e mistura de carvão FGK) foram preparadas a fim de testar as propriedades de misturas de carvão que contêm tais carvões de MF alta. Estas misturas de carvão foram preparadas de modo que as qualidades e graus médios possam ser Ro = 0,99 a 1,05 e logMF = 2,0 a 2,3. A Tabela 5 descreve as marcas e proporções dos carvões usados nas respectivas misturas de carvão, as distâncias de permeação de volume constante de média ponderada (calculadas a partir dos valores na Tabela 2) e as distâncias de permeação de pressão constante de média ponderada (calculadas a partir dos valores na Tabela 3) dos carvões com logMF > 3,0 nas misturas de carvão, e a resistência do coque produzido. Tabela 5 Tabela 5 - continuação [000101] Referring to Table 1 used in Examples 1 and 2, coal A, coal F and coal G (each with logMF of not less than 3.5) were selected as "similar MF coals" . Each of these coals was mixed at 20% by mass together with several coals as the balance, so that the weighted average Ro values and the weighted average logMF values of the coal mixtures as a whole can be the same by preparing, in this way , coal mixtures (coal mixtures A, F and G). Coal A, Coal F and Coal G are such types of coals that have an intercoal MF used in coke production and are often used in order to improve the adhesion of coal particles in coke production. Furthermore, coal blends including numerous brands with logMF > 3.0 at the same time (AF coal blend, FG coal blend and FGK coal blend) were prepared in order to test the properties of coal blends containing such high MF coals. These coal mixtures were prepared so that the average qualities and grades could be Ro = 0.99 to 1.05 and logMF = 2.0 to 2.3. Table 5 describes the brands and proportions of coals used in the respective coal blends, the weighted-average constant volume permeation distances (calculated from the values in Table 2), and the weighted-average constant pressure permeation distances (calculated from the values in Table 3) of coals with logMF > 3.0 in coal mixtures, and the strength of the coke produced. Table 5 Table 5 - continued

[000102] Cada um dos carvões na Tabela 5 foi usado após ser triturado de modo que partículas com um diâmetro de partícula de não mais que 3 mm representassem 100% em massa. Ademais, o teor de água foi ajustado, de modo que o teor de água em toda a mistura de carvão possa ser de 8% em massa. A mistura de carvão que pesa 16 kg foi acondicionada em uma caixa de carbonização, de modo que a densidade aparente possa ser de 750 kg/m3, e um peso de 10 kg tenha sido colocado nesta. A mistura de carvão foi, então, carbonizada em um forno elétrico em uma temperatura de parede de forno de 1050°C por 6 horas, removida do forno, e resfriada em uma atmosfera de nitrogênio para fornecer um coque. A resistência de coque do coque obtido foi determinada com base em um método de teste de resistência ao tambor de acordo com JIS K 2151, em que o tambor foi girado a 15 rpm e a proporção de massa de partículas de coque que tinham um diâmetro de partícula de não menos que 15 mm após 150 rotação foi calculada. A razão de massa desta para a proporção de massa antes das rotações foi calculada para fornecer um índice de resistência ao tambor de DI 150/15. Ademais, os resultados das medições de CRI (reatividade de CO2), CSR (resistência após a reação de CO2, todas medidas de acordo com um método ISO 18894), e micror- resistência (MSI+65) também são descritos.[000102] Each of the coals in Table 5 was used after being crushed so that particles with a particle diameter of no more than 3 mm represented 100% by mass. Furthermore, the water content was adjusted so that the water content in the entire coal mixture could be 8% by mass. The coal mixture weighing 16 kg was packed in a carbonization box, so that the apparent density could be 750 kg/m3, and a weight of 10 kg was placed in it. The coal mixture was then carbonized in an electric furnace at a furnace wall temperature of 1050°C for 6 hours, removed from the furnace, and cooled in a nitrogen atmosphere to provide a coke. The coke strength of the obtained coke was determined based on a drum strength test method in accordance with JIS K 2151, in which the drum was rotated at 15 rpm and the mass proportion of coke particles that had a diameter of particle size of no less than 15 mm after 150 rotation was calculated. The mass ratio of this to the mass ratio before rotations was calculated to give a drum resistance index of ID 150/15. Furthermore, the results of measurements of CRI (CO2 reactivity), CSR (resistance after CO2 reaction, all measured according to an ISO 18894 method), and microresistance (MSI+65) are also described.

[000103] A Figura 9 mostra uma relação entre o valor de média pon-derada da distância de permeação de pressão constante do carvão em cada mistura de carvão com um valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima de logMF 3,0 (a distância de permeação medida no Exemplo 2 aquecendo-se a amostra de carvão enquanto se aplica uma carga constante sobre a amostra de carvão e o material de furo atravessan- te), e a resistência ao tambor do coque carbonizado a partir de cada mistura de carvão. A partir da comparação das resistências de mistura de carvão A, da mistura de carvão F e da mistura de carvão G que continham o carvão A, o carvão F e o carvão G, respectivamente, em 20% em massa como o carvão de MF similar, a resistência ao tambor foi mostrada mais alta à medida que a distância de permeação do carvão de MF similar era mais curta. Ademais, os resultados das resistências ao tambor da mistura de carvão A, da mistura de carvão F e da mistura de carvão AF mostram que existe uma aditividade entre a distância de permeação e a resistência ao tambor dos carvões de MF similares. Estes resultados, em combinação com os resultados da mistura de carvão FG e da mistura de carvão FGK, mostram que a resistência de coque diminui quando o valor de média ponderada da distância de permeação de pressão constante do carvão na mistura de carvão com um valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima de logMF 3,0 excede 17 mm. Deste modo, a produção de coque de alta resistência pode ser realizada regulando-se o valor de média ponderada da distância de permeação de pressão constante do carvão na mistura de carvão com um valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima de logMF > 3,0 para ser de não mais que 17 mm.[000103] Figure 9 shows a relationship between the weighted average value of the constant pressure permeation distance of the coal in each coal mixture with a maximum logarithmic Gieseler fluidity value of logMF 3.0 (the measured permeation distance in Example 2 by heating the coal sample while applying a constant load to the coal sample and the through-hole material), and the drum strength of the carbonized coke from each coal mixture. From the comparison of the strengths of coal mixture A, coal mixture F and coal mixture G which contained coal A, coal F and coal G, respectively, at 20% by mass as coal of similar MF , the drum resistance was shown to be higher as the permeation distance of similar MF coal was shorter. Furthermore, the results of the drum resistance of coal mixture A, coal mixture F and coal mixture AF show that there is an additivity between the permeation distance and the drum resistance of similar MF coals. These results, in combination with the results of the FG coal mixture and the FGK coal mixture, show that the coke strength decreases when the weighted average value of the constant pressure permeation distance of the coal in the coal mixture with a logarithmic value maximum Gieseler fluidity of logMF 3.0 exceeds 17 mm. In this way, the production of high-strength coke can be realized by regulating the weighted average value of the constant pressure permeation distance of the coal in the coal mixture with a logarithmic maximum Gieseler fluidity value of logMF > 3.0 to be of no more than 17 mm.

[000104] A seguir, a Figura 10 mostra uma relação entre o valor de média ponderada da distância de permeação de volume constante do carvão em cada mistura de carvão com um valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima de logMF > 3,0 (a distância de permeação medida no Exemplo 1 aquecendo-se a amostra de carvão em combinação com o material de furo atravessante em um volume constante), e a resistência ao tambor do coque carbonizado a partir de cada mistura de carvão.[000104] Next, Figure 10 shows a relationship between the weighted average value of the constant volume permeation distance of the coal in each coal mixture with a logarithmic value of maximum Gieseler fluidity of logMF > 3.0 (the distance of permeation measured in Example 1 by heating the coal sample in combination with the through-hole material at a constant volume), and the drum resistance of the carbonized coke from each coal mixture.

[000105] Uma tendência similar, embora ligeiramente mais fraca que na Figura 9, foi confirmada também na Figura 10. Deste modo, mostrou-se que os valores da distância de permeação obtidos nesta medição afetam a resistência de coque em ambos os casos em que tais valores são determinados pela medição de aquecimento de volume constante e pela medição de aquecimento de carga constante. Deter-minou-se que quando a distância de permeação de volume constante for adotada como um indicador, o valor de média ponderada da distância de permeação de volume constante do carvão na mistura de carvão com um valor logarítmico de fluidez Gieseler máxima de logMF > 3,0 é preferencialmente regulado para ser de não mais que 15 mm. Devido ao fato de que a medição da distância de permeação em relação a um carvão idêntico fornece resultados diferentes dependendo das condições de medição usadas, é necessário que os carvões sejam avaliados sob condições substancialmente idênticas. Aqui, o termo "substancialmente idêntico" significa que os produtos da espessura de camada de amostra e a densidade de acondicionamento se encontram dentro de ±20%, os tipos dos materiais de furo atravessante (por exemplo, camadas de partícula esférica acondicionadas ou camadas acondicionadas com cilindro) são iguais, porém, os diâmetros das esferas ou cilindros se encontram dentro de ±20%, e as taxas de aquecimento se encontram dentro de ±20p. As condições de medição podem ser usadas de maneira prática sem nenhum problema desde que as diferenças se encontrem dentro das faixas acima. Obtendo-se previamente, com base nos valores medidos sob tais condições, conforme definido acima, as correlações, conforme ilustrado nas Figuras 9 e 10, entre a distância de permeação de um carvão de MF alta em uma mistura de carvão e a resistência de coque obtida através da carbonização da mistura de carvão, se torna possível determinar a extensão na qual a distância de permeação do carvão de MF alta deve ser ajustada a fim de obter uma resistência de coque desejada. Ademais, CSR foi medido em relação ao coque produzido a partir da mistura de carvão FG e da mistura de carvão FGK. Como um resultado, uma tendência similar à resistência ao tambor JIS foi observada, com CSR do coque a partir da mistura de carvão FG sendo 55,4 (reatividade CRI = 29,7) e CSR do coque a partir da mistura de carvão FGK sendo 59,5 (reatividade CRI = 29,5). Em geral, sabe-se que quando as reativida- des CRI de coque forem similares, CSR mostra uma boa correlação com a resistência ao tambor JIS. Esta tendência foi confirmada também com as amostras nos Exemplos. As tendências similares à resistência ao tambor JIS também foram observadas para microrresistência e resistência a tração indireta.[000105] A similar trend, although slightly weaker than in Figure 9, was also confirmed in Figure 10. In this way, it was shown that the permeation distance values obtained in this measurement affect the coke resistance in both cases where such values are determined by constant volume heating measurement and constant load heating measurement. It was determined that when the constant volume permeation distance is adopted as an indicator, the weighted average value of the constant volume permeation distance of the coal in the coal mixture with a logarithmic maximum Gieseler fluidity value of logMF > 3 .0 is preferably set to be no more than 15 mm. Because measuring the permeation distance relative to an identical coal gives different results depending on the measurement conditions used, it is necessary that the coals be evaluated under substantially identical conditions. Here, the term "substantially identical" means that the products of the sample layer thickness and the packing density are within ±20%, the types of the through-hole materials (e.g., packed spherical particle layers or packed layers with cylinder) are the same, however, the diameters of the spheres or cylinders are within ±20%, and the heating rates are within ±20%. The measuring conditions can be used practically without any problems as long as the differences are within the above ranges. Previously obtaining, based on the values measured under such conditions, as defined above, the correlations, as illustrated in Figures 9 and 10, between the permeation distance of a high MF coal in a coal mixture and the coke resistance obtained through carbonization of the coal mixture, it becomes possible to determine the extent to which the permeation distance of the high MF coal must be adjusted in order to obtain a desired coke strength. Furthermore, CSR was measured in relation to coke produced from the FG coal mixture and the FGK coal mixture. As a result, a similar trend to JIS drum resistance was observed, with CSR of coke from the FG coal blend being 55.4 (CRI reactivity = 29.7) and CSR of coke from the FGK coal blend being 59.5 (CRI reactivity = 29.5). In general, it is known that when coke CRI reactivities are similar, CSR shows a good correlation with JIS drum resistance. This trend was also confirmed with the samples in the Examples. Similar trends to JIS drum strength were also observed for microstrength and indirect tensile strength.

[000106] Conforme demonstrado acima, revelou-se que a distância de permeação de um carvão de MF alta afetou muito a resistência de coque. Em particular, a razão pela qual a distância de permeação de um carvão de MF alta tem efeitos acentuados provavelmente consiste no fato de que as diferenças na distância de permeação se tornam maiores à medida que os carvões têm MF mais alta, conforme mostrado na Figura 6 e Figura 7. Os carvões de MF baixa têm diferenças limitadas na distância de permeação entre marcas e, deste modo, é provável que suas distâncias de permeação não exerçam influências significativas. Ademais, é provável que a avaliação da plasticidade térmica dos carvões de MF alta através de um método de plastômetro Gieseler tenha sido insuficiente devido ao efeito Weissenberg mencionado acima e à presença do limite superior mensurável. O método inventivo aprimora a falhas possuídas pelos métodos convencionais, e torna possível obter uma nova descoberta que diz respeito às influências da plasticidade térmica na resistência de coque.[000106] As demonstrated above, it was revealed that the permeation distance of a high MF coal greatly affected the coking resistance. In particular, the reason why the permeation distance of a high MF coal has pronounced effects probably consists of the fact that differences in permeation distance become larger as coals have higher MF, as shown in Figure 6 and Figure 7. Low MF coals have limited differences in permeation distance between brands and therefore their permeation distances are unlikely to exert significant influences. Furthermore, it is likely that the assessment of the thermal plasticity of high MF coals using a Gieseler plastometer method was insufficient due to the Weissenberg effect mentioned above and the presence of the measurable upper limit. The inventive method improves the flaws possessed by conventional methods, and makes it possible to obtain a new discovery concerning the influences of thermal plasticity on coke strength.

[000107] A seguir, as razões pelas quais a distância de permeação afetou a resistência de coque foram examinadas observando-se com um microscópio óptico a estrutura de coque obtida através da carbonização da mistura de carvão A que continha 20% em massa do carvão A cuja distância de permeação foi imagina como apropriada, assim como, a estrutura de coque obtida através da carbonização da mistura de carvão F que continha 20% em massa do carvão F cuja distância de permeação foi imaginada como excessivamente longa. A Figura 11 e a Figura 12 mostram imagens da mistura de carvão A e da mistura de carvão F, respectivamente, tiradas em 100 aumentos.[000107] Next, the reasons why the permeation distance affected the coke strength were examined by observing with an optical microscope the coke structure obtained through the carbonization of the coal A mixture that contained 20% by mass of coal A whose permeation distance was imagined to be appropriate, as well as the coke structure obtained through the carbonization of the coal mixture F which contained 20% by mass of coal F whose permeation distance was imagined to be excessively long. Figure 11 and Figure 12 show images of coal mixture A and coal mixture F, respectively, taken at 100 magnifications.

[000108] A partir da comparação entre as imagens mostradas na Figura 11 e Figura 12, mostrou-se que o coque a partir da carbonização da mistura de carvão F que continha o carvão F com uma distância de permeação excessivamente longa tinha paredes de poro mais finas 20 e poros grandes distorcidos 21 como um resultado da ligação entre os poros, comparado ao coque a partir da carbonização da mistura de carvão A que continha o carvão A com uma distância de permeação apropriada. Relatou-se que a resistência de coque se torna mais alta à medida que as paredes de poro são mais espessa e os poros têm uma circularidade mais alta (vide, por exemplo, Literatura de Não Patente 5). Consequentemente, confirmou-se que a distância de permeação do carvão afeta a formação de uma estrutura de coque durante a carboni-zação e, consequentemente, afeta a resistência do coque.[000108] From the comparison between the images shown in Figure 11 and Figure 12, it was shown that the coke from the carbonization of the F coal mixture that contained the F coal with an excessively long permeation distance had longer pore walls. fines 20 and large distorted pores 21 as a result of bonding between the pores, compared to coke from the carbonization of coal A mixture that contained coal A with an appropriate permeation distance. It has been reported that coke strength becomes higher as the pore walls are thicker and the pores have a higher circularity (see, for example, Non-Patent Literature 5). Consequently, it was confirmed that the coal permeation distance affects the formation of a coke structure during carbonization and, consequently, affects the strength of the coke.

[000109] Os resultados nos Exemplos mostram que a distância de permeação, que é medida aquecendo-se a amostra de carvão enquanto se aplica uma carga constante sobre a amostra de carvão e o material de furo atravessante ou aquecendo-se a amostra de carvão enquanto se mantém a amostra e o material de furo atravessante em um volume constante, é um fator que afeta a resistência de coque produzido a partir do carvão e que não pode ser responsável pelos fatores convencionais, assim como, mostram que a utilização da distância de permeação em combinação com outros parâmetros convencionais na estimação de resistência de coque irá permitir a estimação altamente precisa da resistência. Ademais, agora é aparente que a produção de coque de alta resistência é possível misturando-se carvões com base nas distâncias de permeação medidas sob condições preferidas. Lista de Referências Numéricas 1 Amostra 2 Material de furo atravessante que tem furos atravessantes a partir de superfícies superiores até inferiores 3 Recipiente 4 Haste de detecção de pressão 5 Camisa 6 Célula de carga 7 Termômetro 8 Elemento de aquecimento 9 Detector de temperatura 10 Controlador de temperatura 11 Entrada de gás 12 Saída de gás 13 Haste de detecção de coeficiente de expansão 14 Peso 15 Medidor de deslocamento 16 Furo atravessante circular 17 Partícula acondicionada 18 Cilindro acondicionado 20 Parede de poro 21 Poro[000109] The results in the Examples show that the permeation distance, which is measured by heating the coal sample while applying a constant load to the coal sample and the through hole material or by heating the coal sample while Keeping the sample and the through hole material in a constant volume is a factor that affects the resistance of coke produced from coal and cannot be accounted for by conventional factors, as well as showing that the use of permeation distance in combination with other conventional parameters in coke strength estimation will allow highly accurate estimation of strength. Furthermore, it is now apparent that the production of high-strength coke is possible by blending coals based on permeation distances measured under preferred conditions. Numerical Reference List 1 Sample 2 Through-hole material that has through holes from top to bottom surfaces 3 Container 4 Pressure sensing rod 5 Jacket 6 Load cell 7 Thermometer 8 Heating element 9 Temperature detector 10 Temperature controller 11 Gas inlet 12 Gas outlet 13 Expansion coefficient detection rod 14 Weight 15 Displacement meter 16 Circular through hole 17 Packed particle 18 Packed cylinder 20 Pore wall 21 Pore

Claims

1. Method for producing coke, characterized by the fact that it comprises: a step of measuring the permeation distance, which is a thermal plasticity of the coal, in relation to the coal or coals to be added in a mixture of coking coal that has a logarithmic value of maximum Gieseler fluidity, logMF, of not less than 3.0, a step of determining, based on a weighted average value of the measured permeation distances, the mixing ratio of the coals having a logarithmic value of maximum Gieseler fluidity, logMF, of not less than 3.0, and a step of carbonizing the coals that have been mixed according to the determined mixing ratio, wherein: the step of measuring the permeation distance is carried out by (1) to (4) below, and the step of determining the mixing ratio is carried out by determining the proportions of the coals that have a logarithmic value of maximum Gieseler fluidity, logMF, of not less than 3.0 so that the value of the weighted average of the measured permeation distances becomes not more than 15 mm, (1) a coal or a cake-forming additive is crushed so that particles with a particle diameter of not more than 2 mm represent 100% in mass, and the crushed charcoal or cake-forming additive is packed in a container with a packing density of 0.8 g/cm3 and a layer thickness of 10 mm, thereby preparing a sample, (2) beads of glass having a diameter of 2 mm are arranged over the sample in order to obtain a layer thickness of 80 mm, (3) the sample is heated from room temperature to 550°C at a heating rate of 3°C/min in an inert gas atmosphere while maintaining the sample and glass bead layer at a constant volume, (4) the permeation distance of the molten sample that has been permeated into the glass bead layer is measured, or where: the step of measuring the permeation distance is carried out by (5) to (8) below, and the step of determining the mixing ratio is carried out by determining the proportions of coals that have a logarithmic fluidity value maximum Gieseler, logMF, of not less than 3.0 so that the weighted average value of the measured permeation distances becomes not more than 17 mm, (5) a coal or a cake-forming additive is crushed, so that particles with a particle diameter of no more than 2 mm represent 100% by mass, and the crushed coal or cake-forming additive is packed in a container with a packing density of 0.8 g/cm3 and a thickness of 10 mm layer thus preparing a sample, (6) glass spheres having a diameter of 2 mm are arranged on the sample in order to obtain a layer thickness of 80 mm, (7) the sample is heated from room temperature to 550°C at a heating rate of 3°C/min in an inert gas atmosphere while applying a load from above the glass spheres, so that 50 kPa is obtained, ( 8) The permeation distance of the melted sample that has been permeated into the glass sphere layer is measured.

2. Method for producing coke, characterized in that it comprises: a step of determining in advance brands of coals or cake-forming additives to be added to a coking coal mixture, as well as, the total mixing ratio of a coal or coals with a logarithmic value of maximum Gieseler fluidity, logMF, of less than 3.0 with respect to the coal mixture, a step of measuring the permeation distance with respect to the coal or coals having a logarithmic value of maximum Gieseler fluidity , logMF, of not less than 3.0, among the coals to be added to the coking coal mixture, a step of determining a relationship between the weighted average permeation distance of the coals or cake-forming additives with logMF of not less than 3.0 which will be added to the coal mixtures, and the coke strength obtained with the coal mixtures prepared while altering the proportions of the individual brands of coals, the ratio being obtained by changing the proportions of the individual brands of coals. coals or cake-forming additives with the total mixture ratio of the coal or coals with logMF of less than 3.0 being kept constant with respect to the coal mixture, a step of adjusting the weighted average permeation distance by controlling the brand and the proportion of coals with logMF of not less than 3.0 in order to achieve coke strength that is not less than a desired value, and a step of carbonizing coals that have been mixed according to the average permeation distance adjusted weighted.

3. Method for producing coke according to claim 2, characterized in that the step of measuring the permeation distance is carried out under conditions selected from the range described below: a coal or a cake-forming additive is crushed so that particles with a particle diameter of not more than 3 mm represent not less than 70% by mass; the crushed material is packed in a container with a packing density of 0.7 to 0.9 g/cm3 and a layer thickness of 5 to 20 mm, thus preparing a sample; glass spheres having a diameter of 0.2 to 3.5 mm are arranged on the sample in order to obtain a layer thickness of 20 to 100 mm; and the sample is heated from room temperature to 550°C at a temperature rise rate of 2 to 10°C/min in an inert gas atmosphere while maintaining the sample and glass bead layer at a constant volume .

4. Method for producing coke according to claim 2, characterized in that the step of measuring the permeation distance is carried out under conditions selected from the range described below: a coal or a cake-forming additive is crushed so that particles with a particle diameter of not more than 3 mm represent not less than 70% by mass; the crushed material is packed in a container with a packing density of 0.7 to 0.9 g/cm3 and a layer thickness of 5 to 20 mm, thus preparing a sample; glass spheres having a diameter of 0.2 to 3.5 mm are arranged on the sample in order to obtain a layer thickness of 20 to 100 mm; and the sample is heated from room temperature to 550°C at a temperature rise rate of 2 to 10°C/min in an inert gas atmosphere while applying a load from above the glass beads, so that a pressure of 5 to 80 kPa is obtained.