CN104395431B - 以萃余煤为主原料的焦炭 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焦炭，是将成形用原料成形为块状而成为成形物，对该成形物进行干馏而得到的焦炭。所述成形用原料含有以溶剂对煤进行萃取处理而制造无灰煤的过程产生的萃余煤、煤和水分，所述煤的含量为所述成形用原料的5质量％[干燥基准]以下(含0质量％)，所述水分的含量为所述成形用原料的8质量％[干燥基准]以下(含0质量％)。

Description

以萃余煤为主原料的焦炭

技术领域

本发明涉及将以溶剂对于煤进行萃取处理而制造无灰煤的过程中产生的萃余煤作为主原料的焦炭。

背景技术

近年来，在低灰分的碳材料的原料这一观点下，所谓无灰煤(超精煤)的开发活跃地进行。所谓无灰煤，就是以溶剂对于煤进行萃取处理，只分离溶解于该溶剂的成分，其后，通过除去溶剂而制造的煤(例如，参照专利文献1)。该无灰煤在结构上，具有从缩合芳环为2至3环的较低分子量的成分，到5、6环左右的高分子量成分的宽的分子量分布。另外，因为灰分不溶于溶剂，所以无灰煤实质上不含灰分，在加热下显示出高流动性，热流动性优异。在煤之中也有像粘结性煤这样在400℃前后显示出热塑性的，但无灰煤一般来说，不论原料煤的品位，都会在200～300℃下熔融(有软化熔融性)。因此，活用这一特性作为焦炭制造用粘结剂的应用开发被推进，另外，近年来，还尝试以该无灰煤作为碳材料原料使用，来制造碳材料。

在该无灰煤的制造中，以溶剂对煤进行萃取处理，分离含有可溶于溶剂的成分的溶液(萃取液)，产生含有不溶于溶剂的成分的残渣(固体成分浓缩液)。然后，从该残渣除去溶剂，能够得到萃余煤(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-26791号公报

专利文献2：日本专利第4061351号公报

发明所要解决的课题

萃余煤包含灰分且水分微量，也充分具有放热量。因此，例如，其可否作为焦炭原料的配煤的一部分使用，或不作为焦炭原料煤，而是可否用作锅炉燃料等各种燃料用的问题受到研究。

但是，只是将萃余煤仅作为焦炭配煤的一部分而置换不粘煤的一部分使用，而作为焦炭的主原料，需要更积极地加以利用。

发明内容

本发明是鉴于所述需要而完成的，其课题在于，提供一种以萃余煤为主原料的焦炭。

用于解决课题的手段

本发明提供以下的焦炭。

(1)一种焦炭，其特征在于，是将成形用原料成形为块状而成为成形物，对该成形物进行干馏而得到的焦炭，所述成形用原料含有以溶剂对煤进行萃取处理而制造无灰煤的过程中产生的萃余煤、煤和水分，所述煤的含量为所述成形用原料的5质量％[干燥基准]以下(含0质量％)，所述水分的含量为所述成形用原料的8质量％[干燥基准]以下(含0质量％)。

(2)根据(1)所述的焦炭，其作为高炉装入用焦炭使用。

(3)根据(2)所述的焦炭，其作为中心装入用焦炭使用。

(4)根据(2)所述的焦炭，其作为矿石层混合用焦炭使用。

(5)根据(1)所述的焦炭，其作为铸件用焦炭使用。

发明效果

根据本发明，通过对于以含有少量的无灰煤成分的萃余煤为主成分的成形用原料进行成形、干馏，在干馏中，所述萃余煤中的无灰煤成分软化、熔融而表现出粘结性，并作为粘结剂发挥作用，另一方面，除去无灰煤成分的萃余煤主体部分不发生软化熔融且没有膨胀性，在内部没有气孔生成，因此能够得到具有与普通的焦炭至少相同程度的强度，并且比普通的焦炭密度高的焦炭。另外，这样的高密度的焦炭，能够适合作为高炉装入用焦炭(特别是中心装入用焦炭、矿石层混合用焦炭)，或冲天炉等的铸件用焦炭使用。

附图说明

图1是示意性地表示用于制造为了制造本发明的焦炭所使用的萃余煤的改质煤制造装置的结构图。

具体实施方式

接着，对于制造本发明的焦炭(以下，也称为“萃余煤焦炭”。)的方法进行说明。萃余煤焦炭是将以萃余煤作为主成分的成形用原料成形为块状后，对该成形物进行干馏而得到的，而该萃余煤是由在制造无灰煤的过程产生的残渣制造的。还有，无灰煤和萃余煤是对煤进行改质而得到的改质煤。

在此，对用于制造萃余煤焦炭的各工序具体地加以说明之前，参照图1所示的结构图，对用于制造本发明中使用的萃余煤的改质煤制造装置的一例简单地加以说明。

如图1所示，改质煤制造装置1具备如下：供给溶剂的溶剂供给槽2；供给煤的煤供给槽3；接受来自溶剂供给槽2和煤供给槽3的供给物制备浆料后，从该浆料中萃取可溶于溶剂的煤成分(溶剂可溶成分)的萃取槽4；分离含有溶剂可溶成分的溶剂(萃取液)和含有不溶于溶剂的煤成分的残渣的分离槽5；从由分离槽5分离的萃取液中除去溶剂而回收无灰煤的无灰煤回收槽6；从由分离槽5分离的残渣的浆料中除去溶剂而回收萃余煤的萃余煤回收槽7。

在此，在无灰煤回收槽6从萃取液中被除去的溶剂，也可以再度返回溶剂供给槽2进行再利用。同样，在萃余煤回收槽7从残渣中被除去的溶剂，也可以再度返回溶剂供给槽2而进行再利用。因为灰分不溶解于溶剂，所以由无灰煤回收槽6回收的无灰煤实质上不含灰分，水分大约为0.5质量％以下，另外显示出比原料煤高的放热量。该无灰煤能够作为各种碳材料的原料、炼铁焦炭和型煤的粘结剂等使用。

还有，如果完全进行分离槽5中的溶剂可溶成分和溶剂所不需要的成分的分离，则如上述能够制造实质上不含灰分的无灰煤，但从追求经济的合理性和制品性能的观点出发，可允许一定程度的灰分和不需要的煤成分混入无灰煤。例如，即使无灰煤包含1～3质量％的灰分，对于用途来说也没有影响。

另一方面，由萃余煤回收槽7回收的萃余煤含有不溶解于溶剂的灰分。该萃余煤含有灰分且水分微量，也充分具有放热量。

以下，以该构成的改质煤制造装置1为例，对于制造本发明的成形物方法的一个实施方式进行说明。制造本发明的成形物的方法包括改质煤制造工序和成形工序。以下，对于各工序进行说明。

<改质煤制造工序>

本发明的改质煤制造工序是回收萃余煤的工序。此外，也是回收无灰煤的工序。即改质煤制造工序包含萃余煤回收工序和无灰煤回收工序。具体来说，首先，将由煤供给槽3供给的煤和由溶剂供给槽2供给的溶剂混合，在萃取槽4中从所述煤中萃取可溶于所述溶剂的煤成分。其后，在分离槽5中分离成萃取液和残渣，在萃余煤回收槽7中通过蒸馏法或蒸发法，从所述残渣分离所述溶剂而回收萃余煤。此外在这里，在无灰煤回收槽6中通过蒸馏法或蒸发法从所述萃取液分离所述溶剂而回收无灰煤。在此，所谓萃取液是指含有被溶剂萃取的煤成分的溶液，所谓残渣是指含有不溶于溶剂的煤成分(含有灰分的煤。即灰煤)的溶质。

得到改质煤(无灰煤和萃余煤)的方法可以采用公知的方法，溶剂种类和制造条件鉴于煤的性状、碳材料等作为使用用途的原料的设计而适当选择。典型的方法是将多数情况下为芳香族溶剂(供氢性或非供氢性的溶剂)的对于煤具有大溶解力的溶剂与煤混合并对其加热，萃取煤中的有机成分这样的方法。但是，为了更高效率且廉价地得到改质煤，例如，优选通过以下的方法制造改质煤。对于此方法而言，首先是在萃取槽4中，加热从煤供给槽3供给的煤和从溶剂供给槽2供给的非供氢性溶剂进行混合后的混合物(浆料)，萃取可溶于非供氢性溶剂的煤成分。其次，在分离槽5中，将萃取后的浆料分离成萃取液和残渣。然后，在无灰煤回收槽6中，从所述萃取液中分离所述非供氢性溶剂而回收无灰煤。另外，在萃余煤回收槽7中，从所述残渣中分离所述非供氢性溶剂而回收萃余煤。

作为溶剂萃取用的煤，没有特别限制，可以是萃取率(无灰煤回收率)高的烟煤，也可以是更廉价劣质煤(次烟煤、褐煤)。还有，优选煤预先粉碎成尽可能小的粒子，优选粒径(最大长度)为1mm以下。

非供氢性溶剂主要是由煤的干馏生成物精炼的、作为以双环芳香族为主的溶剂的煤衍生物。该非供氢性溶剂即使在加热状态下也稳定，与煤的亲和性优异，因此被溶剂萃取的可溶成分(在此为煤成分)的比例(以下，也称为萃取率)高，另外，是由蒸馏等方法可容易回收的溶剂。作为非供氢性溶剂主要的成分可列举作为双环芳香族的萘、甲基萘、二甲基萘、三甲基萘等，此外，作为非供氢性溶剂的成分，包含具有脂肪族侧链的萘类、蒽类、芴类，另外还包含其中具有联苯和长链脂肪族侧链的烷基苯。

通过使用非供氢性溶剂并进行加热萃取，能够提高煤的萃取率。另外，与极性溶剂不同，能够容易地回收溶剂，因此容易将溶剂循环使用。此外，因为不需要使用高价的氢、催化剂等，所以能够以低廉的成本使煤可溶化而得到改质煤，能够实现经济性的提高。还有，在本发明中，作为溶剂，不限定为以双环芳香族化合物为例的非供氢性溶剂。即，四氢化萘、煤液化油等供氢性溶剂虽然高价，但通常会带来很高的无灰煤收获率，因此作为溶剂使用供氢性溶剂也在本发明的范围内。

相对于溶剂的煤浓度虽然也根据原料煤的种类有所不同，但优选以干煤基准计为10～50质量％的范围，更优选为20～35质量％的范围。相对于溶剂的煤浓度低于10质量％时，相对于溶剂的量，萃取于溶剂的煤成分的比例变少，缺乏经济性。另一方面，煤浓度越高越优选，但若超过50质量％，则制备的浆料的粘度变高，浆料的移动、萃取液和残渣的分离容易变得困难。

浆料的加热温度优选为300～450℃的范围。通过使加热温度在这一范围，构成煤的分子间的键合减弱，引起缓和的热解，萃取率最高。加热温度低于300℃时，对于削弱构成煤的分子间的键合来说容易不充分，难以提高萃取率。另一方面，若超过450℃，则煤的热解反应变得非常活跃，引起生成的热解自由基的再键合，因此萃取率难以提高，另外难以引起煤的变质。还有，更优选为350～400℃。

加热时间(萃取时间)规范的是直至到达溶解平衡的时间，其实现在经济上不利。因此，由于根据煤的粒径、溶剂的种类等条件而有所不同，所以不能一概而论，但通常为10～60分钟左右。加热时间低于10分钟时，煤成分的萃取容易不充分，另一方面，即使超过60分钟，也无法进行更多萃取，因此不经济。

可溶于非供氢性溶剂的煤成分的萃取优选在惰性气体的存在下进行。这是由于若与氧接触则有可能起火，因此危险，另外，使用氢时成本变高。作为使用的惰性气体，优选使用廉价的氮，但没有特别限定。另外，压力根据萃取时的温度、使用的溶剂的蒸气压也有所不同，优选为1.0～2.0MPa。压力低于溶剂的蒸气压时，则溶剂挥发而无法固定为液相，不能进行萃取。为了使溶剂固定为液相，需要高于溶剂的蒸气压的压力。另一方面，若压力过高，则设备的成本、运转成本变高，不经济。

按照这样将萃取了煤成分之后的浆料分离成萃取液和残渣。作为将浆料分离成萃取液和残渣的方法，通常已知有借助各种的过滤方法、离心分离的方法。但是，在利用过滤的方法中需要频繁更换过滤器，另外，利用离心分离的方法中，容易引起因未溶解煤成分造成的堵塞，工业上实施这些方法有困难。因此，优选可以进行流体的连续操作、在低成本下也适合大量的处理的重力沉降法。由此，从相当于所述分离槽5的重力沉降槽的上部，能够得到作为含有被溶剂萃取的煤成分的溶液的萃取液(以下，也称为上清液)，从重力沉降槽的下部，能够得到作为含有不溶于溶剂的煤成分的溶质的残渣(以下，也称为固体成分浓缩液)。还有，虽然理想的是萃取液和残渣完全分离，但尽管是少量的，在萃取液的一部分中混入残渣、或残渣的一部分中混入萃取液。

然后，从该上清液(萃取液)中，通过分离非供氢性溶剂而得到无灰煤。另外，从固体成分浓缩液(残渣)中，通过分离非供氢性溶剂而得到萃余煤。从上清液、固体成分浓缩液中分离溶剂的方法可以采用通常的蒸馏法和蒸发法(喷雾干燥法等)等，由上清液能够得到实质上不含灰分的无灰煤。另外，由固体成分浓缩液能够得到含有灰分的萃余煤。还有，萃余煤的回收和无灰煤的回收先进行哪个均可，也可以同时进行。然后，按照这样由改质煤制造装置1制造的萃余煤供于成形工序。

在此，从固体成分浓缩液(残渣)分离非供氢性溶剂而回收萃余煤时，通过在非供氢性溶剂的沸点以上的温度进行的蒸馏法或蒸发法分离非供氢性溶剂，因此从固体成分浓缩液回收而得到的萃余煤例如是温度为150～300℃左右的高温状态，是水分量为0.2～3.0质量％左右的干燥状态。

另外，从固体成分浓缩液回收而得到的萃余煤是微粉状，粒径(最大长度)是0.2～1.0mm左右。但是，在萃余煤之中也一并存在粒径(一次粒径)为0.2～1.0mm左右的粒子凝集的二次粒子。该二次粒子的粒径(二次粒径)根据萃余煤的回收条件也有所不同，但例如为0.2～50mm左右。

按照这样，萃余煤之所以呈微粉状而得到，是因为在改质煤制造工序中通常使用3mm以下、或1mm以下的原料煤，但在所述萃取过程中进行煤颗粒的溶解、崩溃、微细化。如此，因为萃余煤原本就是以微粉状取得，所以在制作后段的成形物之前，基本上不需要将萃余煤粉碎至微粉的工序(但是，有凝集而粗大化的二次粒子混杂时有时需要进行破碎、粉碎，其负荷没有将煤粉碎的情况那么大。)，能够削减粉碎成本，通过使用萃余煤能够削减焦炭制造成本。相对于此，如果不使用萃余煤而只用煤制作成形物，则需要使煤微粉化或需要添加粘结剂，存在焦炭的制造成本上升的问题。

<成形工序>

成形工序，是以所述回收的萃余煤作为主成分，不使用粘结剂，成形为块状而作为成形物的工序。这里所说的成形物是将以萃余煤为主成分的成形用原料成形为块状而得到的，具有规定的立体结构的成形体。成形物的成形，例如可以使用压缩成形、双辊式压片成形等成形机，对成形物进行成形。

成形用原料在成形时，以后述的方式含有水分，因此优选为120℃以下，但另一方面，比室温高出一定程度的方法容易成形，能够得到强度进一步提高的成形物。具体来说优选为30℃以上，更优选为60～90℃的范围。这样的温度是成形用原料填充到成形用的金属模具中的时刻的温度。因此，成形用原料的温度低时，可以以成形时的温度成为30℃以上的方式预先用加热器等加热成形用原料后，将其填充到金属模具中，或者也可以用加热器等加热金属模具，并一边成形一边加热。

还有，对于成形物而言，为了确保在干馏后得到的焦炭的强度，将萃余煤作为主成分，使萃余煤占成形用原料的90质量％[干基]以上，优选为95质量％[干基]以上。在此，所谓“质量％[干基]”，意思是相对于干燥状态的成形用原料的质量％。

另外，在成形物的成形时，由改质煤制造工序得到的萃余煤混有所述粗大的二次粒子时，也可以实施破碎、粉碎来进行萃余煤的粒径调整，将该粒径调整后的萃余煤导入成形机。

另外，在成形物的成形时，出于改善连续成形中的粉状的萃余煤的流动性的目的，也可以对于萃余煤添加粒径调整为1mm以下、优选为0.5mm以下的粉状的煤并导入成形机。对于所述粉状的煤而言，使其粒径越小，则成形物的强度越上升，但若50μm以下的比例达到30质量％以上，则反而难以成形，因此不宜。还有，例如所谓粒径为1mm以下的粉状的煤，意思是用网眼1mm以下的筛子(金属制网筛，规格编号JIS Z 8801-1(2006))摇晃粉碎后的粉煤时筛下去的粉末。在萃余煤中添加所述粉状的煤时，若添加量过多，则焦炭的强度降低，因此，该粉状的煤的相对于包含其在内的全体(成形用原料)质量的比例至多为5质量％[干基]。按照这样成为粉状等而添加的煤的种类没有特别限定，可以从强粘结煤、中强粘结煤、弱粘结煤、非粘结煤或锅炉用煤等之中任意选择。

另外，在成形物的成形时，为了更有效率地(以高生产率)进行成形，优选调整成形用原料的水分含量。但是，若过度提高成形用原料的水分含量，则成形物的表观密度降低，干馏后得到的焦炭的表观密度也降低(即，气孔率上升)，得不到具有期望的密度的焦炭。因此，成形用原料的水分含量为8质量％以下。如果从成形的效率化的观点出发，则成形用原料的水分含量的优选范围是0.5～8质量％，更优选为1～3质量％。

另外，成形物的尺寸可以根据要求适当变更。例如为的圆柱状(体积570cm³)。

按照以上说明，制造成形物的方法包括改质煤制造工序、成形工序。而且，在制造该成形物的方法中，在不对所述各工序造成不良影响的范围内，也可以在所述各工序之间或前后包括其他工序，例如，粉碎原料煤的煤粉碎工序、和除去废物等多余物的除去工序等。

<干馏工序>

在干馏工序中，干馏所述成形物而制造焦炭。干馏可以使用公知的方法。例如，可列举室式炉或连续式干馏炉(竖炉)。干馏条件未特别限定，可以采用普通的干馏条件。例如干馏温度为950～1200℃，更优选为1000℃～1050℃，干馏时间为8～24h，更优选为10～20h。

若以所述的条件干馏成形物，则是其升温过程中，萃余煤中残留的无灰煤成分软化并熔融而表现出粘结性，作为粘结剂发挥作用，另一方面，除去无灰煤成分的萃余煤本体部分不会软化熔融且没有膨胀性，因此内部没有气泡发生。然后，若达到更高温，则无灰煤成分再固化而焦炭化，因此能够得到与普通的焦炭至少相同程度的强度，并且因为内部没有气孔生成，所以能够得到比普通的焦炭更高密度的焦炭。

制造的焦炭(萃余煤焦炭)的强度和密度优选以强度指数DI6009.5计为85以上且低于88，以气孔率计为36％以下。这样的强度和密度，例如，可以根据萃余煤中的无灰煤成分的含量、成形物中的萃余煤的比例，适当调整水分的添加量等来实现。还有，之所以使强度指数DI6009.5的优选范围的上限为8，是出于考虑到焦炭的制造成本的经济性的观点。

还有如后所述，由于在高炉操作中萃余煤焦炭会与普通的焦炭并用(即，将普通的焦炭的一部分置换成萃余煤利用焦炭)，所以推荐例如在以室式炉进行干馏时，一边在一部分的碳化室制造萃余煤焦炭，一边由另外余下的碳化室制造普通的焦炭。当然，也可以例如定期地使用室式炉的全碳化室制作并储存萃余煤利用焦炭。

接下来，对于将以上述方式制造的萃余煤焦炭作为高炉装入用焦炭使用的方法进行说明。

<高炉装入用焦炭>

以上述方式制造的萃余煤焦炭具有与高炉用的普通的焦炭至少同等的强度，具有比普通的焦炭更高的密度，因此作为高炉装入用焦炭，可以与普通的焦炭一起从高炉炉顶装入使用。

萃余煤焦炭也可以与普通的焦炭混合，以形成焦炭层的方式装入，但作为中心装入用焦炭或矿石层混合用焦炭，特别推荐与普通的焦炭分开另行装入使用。

即，中心加焦法是经由与通常的装入不同的途径向高炉中心部装入一部分焦炭的方法。根据此装入法，在高炉中心部使矿石量减少，可抑制碳溶损反应，粉发生少的健全的焦炭被供给到炉芯。其结果是，炉芯的通液性良好，出铁时铁水通过炉床的中心部流出。即，炉床上的铁水的环状流动受到抑制，能够防止炉床壁温度的上升，能够延长炉寿命。

在此，若使用高密度的萃余煤焦炭作为中心装入用焦炭，则在其高密度化带来的惯性力增大的作用下，炉芯的高度减少，其结果是，能够复原陷入到不稳定化的炉芯，并且流动范围变宽，且因为活塞流区域扩展至炉下部，所以，也能够获得抑制悬料等的失常现象的作用(参照河合秀树等，“中心装入粒子的密度、摩擦特性对高炉内固体粒子流动和炉芯性能造成的影响的数值分析”，铁与钢，社团法人日本铁钢协会，2008年，第94卷，第4号，p.107-114)，可以更确实地发挥所述中心焦炭法的效果。

另一方面，焦炭混合装入法，是使矿石中混合少量的焦炭而装入到高炉中，形成矿石层的方法，在矿石层内由于矿石的气体还原而发生的C02，在焦炭作用下再生为CO，从而使矿石的还原性提高，通过使软熔带的通气性提高，高炉稳定操作，还原材比率减少。

在此，若将高密度的萃余煤焦炭作为矿石层混合用焦炭使用，则与矿石的表观密度的差变小，因此可抑制矿石层内的焦炭偏析，矿石层内的气体的偏流受到抑制，炉身部的气体流动得到改善，可以更确实地发挥所述焦炭混合装入的效果。还有，一般来说，若焦炭的密度变高，则可知气化反应性降低，有可能阻碍矿石的还原性提高作用。但是，萃余煤焦炭借助高浓度的灰分中包含的金属元素(Fe等)对于气化反应的催化剂作用，虽然密度高，但气化反应性不小，没有阻碍矿石的还原性提高作用。

还有，对于萃余煤焦炭而言，其灰分含量为10～20质量％左右(参照后述实施例)，相比普通的焦炭的低于10质量％而言变高，因此若与普通的焦炭一起装入高炉中，则在高炉内生成的熔渣量有可能增加。但是，装入高炉中的焦炭总量之中，用作中心装入用、矿石层混合用的焦炭的比例至多分别为数质量％左右，因此相对于装入高炉的焦炭全体的灰分含量并不是那么高，对于在高炉内生成的熔渣量几乎不造成影响。

接着，对于将萃余煤焦炭作为铸件用焦炭使用的方法进行说明。

萃余煤焦炭因为高强度且高密度，所以除了适合作为上述的高炉的中心装入用焦炭、矿石层混合用焦炭使用以外，也能够适用为铸件用焦炭。

即，在作为铸铁熔炉代表性的冲天炉中，作为竖炉的热源和增碳剂，使用的是焦炭，在焦炭之中，特别使用的是高密度且大块状而且粒径统一的焦炭(例如60mm以上的块)，即所谓的铸件用焦炭。为了制造这样的焦炭，一直以来，除了普通的原料煤以外，还使用无烟煤、石油焦炭20～40质量％，还有沥青5～15质量％(焦炭备忘录2001年版，p.101)。之所以提高无烟煤、石油焦炭的比例，是因为这些原料在干馏过程中不会膨胀，能够抑制成为焦炭密度的降低原因的气孔生成。另外，沥青的使用是为了弥补由于没有粘结性的无烟煤、石油焦炭的使用导致的焦炭强度降低。铸件用焦炭和高炉炼铁用焦炭的典型的物性示于表1中(焦炭备忘录2001年版，p.34-35)。

【表1】

	气孔率(％)	真密度(g/cm3)
			高炉炼铁用焦炭	49	1.84～1.86
铸件用焦炭	36～40	1.84～1.91

萃余煤焦炭如下述的实施例所示，因为满足所述铸件用焦炭的物性，所以作为铸件用焦炭也能够适用。

还有，对于萃余煤焦炭而言，其灰分含量为10～20质量％左右(参照后述实施例)，与作为铸件用焦炭允许的10质量％的程度相比稍高，因此单独使用存在顾虑，但与普通的铸件用焦炭并用而将焦炭整体的灰分含量调整到10质量％的程度以下，则使用上没有问题。

【实施例】

以下列举实施例更具体地说明本发明，但本发明不受下述实施例限定，在能够符合前、后述的主旨的范围内也可以适当变更实施，这些均包含在本发明的技术范围内。

[萃余煤的制造]

以澳大利亚产烟煤作为原料煤(灰分量：6.8质量％)，对于该原料煤5kg，混合4倍量(20kg)的溶剂(1-甲基萘(新日铁化学社制造))而制备浆料。以1.2MPa的氮对该浆料加压，在内容积30L的间歇式高压釜中以370℃、1小时的条件进行萃取处理(相当于前述的图1的由萃取槽4进行的处理)。将该浆料在保持有同一温度、压力的重力沉降槽内分离成上清液(萃取液)和固体成分浓缩液(相当于前述的图1的由分离槽5进行的处理)。接着，从该固体成分浓缩液中，以使用氮气流的蒸馏法分离、回收溶剂，从而得到萃余煤(相当于前述的图1的由萃余煤回收槽7进行的处理)。基于上述溶剂萃取的无灰煤与萃余煤的收率分别是51质量％和46质量％。另外，得到的粉状的萃余煤在水分量：0.1质量％、灰分量：12.5质量％、残存在萃余煤中的无灰煤浓度：1.0～5.0质量％的范围内。

[成形工序]

将按照这样得到的萃余煤粉碎至1mm以下，不添加粘结剂，而添加煤和水分使其添加量进行各种变化，从而制作下述表2所示的、煤的配合比率或水分含量各不相同的成形用原料。还有，作为煤，使用将所述原料煤(澳大利亚产烟煤)粉碎至1mm以下的煤。然后，将该成形用原料350g填充到内径90mm的金属模具中，施加表面压力：3吨/cm²，在金属模具温度100℃下成形为圆柱状的压块(成形物)。对于成形的压块，测定水分含量、表观密度和压块强度。还有，压块的表观密度根据其直径和高度与质量进行计算。另外，压块强度是通过使用压块试验机沿着相对于圆柱状的压块中心轴垂直的方向施加压缩载荷，测定直到破坏的载荷而求得。

[干馏工序]

然后，对于如此制造的压块(成形物)，使用小型加热炉在N₂气氛下，以干馏温度：1000℃、升温速度3℃/min的条件进行干馏。

[焦炭物性的测定]

对于经过所述干馏而焦炭化的压块(焦炭)，进行落下强度以及真密度和气孔率的测定。还有，落下强度使用落下强度试验机，依据J IS K2151测定。

[试验结果]

试验结果示于表2中。在干馏后的压块(焦炭)中，能够得到气孔率36％以下且落下强度85以上的结果时为合格。还有，在表2中，对于脱离本发明的规定范围的、不满足合格基准的，对数值等引下划线表示。

【表2】

如上述表2所示，试样No.1～4、6、7是满足本发明的要件的发明例，干馏后的焦炭的物性满足合格标准，具有充分的强度，并且能够得到密度高的焦炭。

相对于此，试样No.5的成形用原料中的水分过剩，另一方面，试样No.8、9的成形用原料中的煤过剩，干馏后的焦炭的物性均不满足合格标准。

因此，能够确认本发明的焦炭(萃余煤焦炭)作为焦炭非常高强度且高密度，适合作为高炉用焦炭，特别是中心装入用或矿石层混合用的焦炭，或者作为冲天炉等的铸件用焦炭使用。

详细并参照特定的实施方式说明了本申请，但可以不脱离本发明的精神和范围而加以各种变更和修改，这对于本领域技术人员而言是明确的。

本申请基于2012年6月29日申请的日本专利申请(专利申请2012-146481)，其内容参照并援引于此。

产业上的可利用性

根据本发明，通过对于以含有少量的无灰煤成分的萃余煤为主成分的成形用原料进行成形并干馏，在干馏中，所述萃余煤中的无灰煤成分软化、熔融而表现出粘结性，作为粘结剂发挥作用，另一方面，除去无灰煤成分以外的萃余煤主体部分不会软化熔融且没有膨胀性，在内部没有生成气孔，因此能够得到具有与普通的焦炭至少相同程度的强度，并且比普通的焦炭密度高的焦炭。另外，这样的高密度的焦炭，能够适合作为高炉装入用焦炭(特别是中心装入用焦炭、矿石层混合用焦炭)，或冲天炉等的铸件用焦炭使用。

符号说明

1...改质煤制造装置

2...溶剂供给槽

3...煤供给槽

4...萃取槽

5...分离槽

6...无灰煤回收槽

7...萃余煤回收槽

Claims (5)

1.一种焦炭，其特征在于，是将成形用原料成形为块状而成为成形物，对该成形物进行干馏所得到的焦炭，所述成形用原料含有以溶剂对煤进行萃取处理而制造无灰煤的过程中产生的萃余煤、煤和水分，所述煤的含量以干燥基准计，为所述成形用原料的5质量％以下且包含0质量％，所述水分的含量以干燥基准计，为所述成形用原料的8质量％以下且包含0质量％，并且，残存在所述萃余煤中的无灰煤的浓度为1.0～5.0质量％。

2.一种权利要求1所述的焦炭的用途，其中，作为高炉装入用焦炭使用。

3.根据权利要求2所述的焦炭的用途，其中，作为中心装入用焦炭使用。

4.根据权利要求2所述的焦炭的用途，其中，作为矿石层混合用焦炭使用。

5.一种权利要求1所述的焦炭的用途，其中，作为铸件用焦炭使用。