CN105714110A - 型煤、该型煤的制备方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种型煤、该型煤的制备方法及装置。本发明的一实现例提供一种型煤，该型煤在铁水制备装置中装入熔融气化炉的穹顶(dome)部，所述铁水制备装置包括用于装入还原铁的所述熔融气化炉及与所述熔融气化炉连接并用于提供所述还原铁的还原炉。其中，所述型煤包括：第一混合物，该第一混合物包括大于0wt％且30wt％以下的无烟煤；及余量的粉煤。

Description

型煤、该型煤的制备方法及装置

技术领域

本发明的一实现例涉及一种铁水制备用型煤、该型煤的制备方法及装置。

背景技术

在将由粉矿和粉煤块状化而成的烧结矿及焦炭作为原料及燃料来使用的高炉制铣法中，出现可使用的原料及燃料的品质上的制约以及为了应对环境规制而投资的设备负担等的问题。

作为克服这种问题的示例，在美国公开专利第4,409,023号和第5,534,046号中公开有一种使用块状的还原铁直接制备熔融铣铁的方法及装置。在此，铁水制备装置由与填充床型或流化床型还原炉连接的熔融气化炉来构成。在熔融气化炉中还原在还原炉中未还原的还原铁并进行熔融而生产铁水。此时，该方法及装置的特征在于，向熔融气化炉供给的煤炭形成填充床，并且所产生的还原气被供给到填充床型或流化床型还原炉。

在这种熔融气化炉填充床中产生上述煤炭的气化反应和未还原的还原铁的还原反应、鼓风机前的燃烧反应、熔渣生成反应及增碳反应等各种反应，并且进行从上部下降的炉料和上升气体间的热交换等。为了顺利进行这种化学反应和传热现象，应保持好熔融气化炉填充床的空隙。为此，在上述的美国公开专利第4,409,023号和第5,534,046号中，将装入于熔融气化炉中的煤炭的粒度限制为8～35mm。然而，对于经开采及处理后的煤炭来说，通常8mm以上的块煤的量很少，并且这种块煤具有与粉煤相比灰分含量更高的缺点。因此，这种方法仍然具有在生产熔融铣铁的工序中不能有效地使用原料煤的问题。

为了解决这种问题，在美国公开专利第6,332,911号中公开有一种在熔融气化炉中使用微粉煤的方法。更为详细地，在具有相同成分和物性的原料煤中，8mm以上的块煤直接被装入熔融气化炉，8mm以下的微粉煤则通过将沥青质(bitumen)作为粘合剂来使用，成型为规定大小以上的块煤后再被装入熔融气化炉。但是，此方法不仅要考虑在相同原料煤中的8mm以上的块煤的特性，还要考虑将沥青质作为粘合剂来使用从而由8mm以下的微粉煤成型而成的成型煤的特性，因此具有很难选择用于控制熔融气化炉填充床特性的煤炭的种类，并且可控制的范围十分有限的问题。此外，沥青质粘合剂的价格与油价成正比，因此具有价格较高的缺点，并且具有在保持大约1000℃温度的熔融气化炉穹顶(dome)部分中易于热分解从而降低粉煤的结合功能的根本问题。

为了解决这种问题，韩国公开专利第2004-0004738号公开了如下的技术：该技术使用以糖蜜粘合剂为主的多种硬化剂，混合多种煤炭后制备型煤。该专利申请公开了此时能够提高熔融气化炉的填充床效率的煤炭配合、硬化剂选定、型煤体积及可用多种方式控制这些因素的工序的结构。

但是，这种方法需要开发进一步的控制装置，该控制装置在利用所制备的型煤生产铁水的过程中，增大熔融气化炉的效率而增加铁水的生产量，并且降低必要的燃料费而具有工序的经济性。为此，应降低在熔融气化炉中型煤的粉化(degradation)量，这样才能存在粒度大的型煤，来保证在熔融气化炉中可使气体和液体顺利通过的所谓的通气及通液性，从而能够增大反应效率和传热效率。此外，能够降低因粉化而产生，在工序中不能有效地使用的微粉(粉)的量。

为了降低所述型煤在熔融气化炉内的粉化现象，提出有几种方法。例如，在韩国公开专利第2012-0151311号中公开一种添加焦炭制备工序的副产物焦炭粉末或污泥的方法，在韩国公开专利第2012-0155437号中公开一种添加石墨的方法，在韩国公开专利第2012-0151312号中公开一种将各种煤炭或石油焦炭等碳源在800℃以上的高温中烧成后在型煤制备中进行混合的方法，并且显示出大大遏制型煤在高温中粉化的现象。

但是，韩国公开专利第2012-0151311号和第2012-0155437号中公开的技术具有难以保证原料以及价格昂贵的缺点。此外，韩国公开专利第2012-0151312号中公开的技术需要额外的烧成工序，因此具有制备成本上升的问题。

发明内容

本发明的一实现例提供一种铁水制备用型煤，该铁水制备用型煤添加有煤化程度高而热方面稳定的无烟煤，因此热品质优异。

本发明的另一实现例提供一种铁水制备用型煤的制备方法及装置，该铁水制备用型煤的制备方法及装置通过添加煤化程度高而热方面稳定的无烟煤，从而制备热品质优异的型煤。

本发明的一实现例提供一种型煤，该型煤在铁水制备装置中装入熔融气化炉的穹顶(dome)部，所述铁水制备装置包括用于装入还原铁的所述熔融气化炉及与所述熔融气化炉连接并用于提供所述还原铁的还原炉，其中，所述型煤包括：第一混合物，该第一混合物包括大于0wt％且30wt％以下的无烟煤；及余量的粉煤。

所述无烟煤粒度可为大于0mm且5mm以下。

所述无烟煤可包括高阶无烟煤(meta-anthracite)。

所述型煤可进一步包括硬化剂，并且相对于100重量份的所述第一混合物可进一步包括1至5重量份的所述硬化剂。

所述硬化剂可为选自生石灰、消石灰、石灰石、碳酸钙、水泥、膨润土、黏土(clay)、硅石、硅酸盐、白云石、磷酸、硫酸及氧化物中的一种以上的物质。

所述型煤可进一步包括粘合剂，并且相对于100重量份的所述第一混合物可进一步包括5至15重量份的所述粘合剂。

所述粘合剂可为选自糖蜜、沥青质(bitumen)、石油沥青(asphalt)、煤焦油、煤焦沥青(pitch)、淀粉、水玻璃、塑料、高分子树脂及油中的一种以上的物质。

所述型煤的热强度指数可为70％以上。

本发明的另一实现例提供一种型煤的制备方法，其中所述方法包括；准备无烟煤的步骤；准备粉煤的步骤；准备混合有所述无烟煤和所述粉煤的第一混合物的步骤；及成型所述第一混合物以获得型煤的步骤，所述第一混合物包括大于0wt％且30wt％以下的无烟煤；及余量的粉煤。

准备混合有所述无烟煤和所述粉煤的第一混合物的步骤及成型所述第一混合物以获得型煤的步骤可为：准备混合有所述无烟煤和所述粉煤的第一混合物的步骤；制备在所述第一混合物中混合有硬化剂、粘合剂或其组合的第二混合物的步骤；及成型所述第二混合物以获得型煤的步骤。

相对于100重量份的所述第一混合物，所述硬化剂可为1至5重量份。

所述硬化剂可为选自生石灰、消石灰、石灰石、碳酸钙、水泥、膨润土、黏土(clay)、硅石、硅酸盐、白云石、磷酸、硫酸及氧化物中的一种以上物质。相对于100重量份的所述第一混合物，所述粘合剂可为5至15重量份。

所述粘合剂可为选自糖蜜、沥青质(bitumen)、石油沥青(asphalt)、煤焦油、煤焦沥青(pitch)、淀粉、水玻璃、塑料、高分子树脂及油中的一种以上物质。

在成型所述第一混合物以获得型煤的步骤中，所述成型可通过辊式压制机进行压缩而实现。

在准备所述无烟煤的步骤中，所述无烟煤的粒度可为大于0mm且5mm以下。

所述无烟煤可包括高阶无烟煤(meta-anthracite)。

所获得的所述型煤的热强度指数可为70％以上。

本发明的另一实现例提供一种型煤制备装置，该型煤制备装置为用于制备上述型煤的装置，其中，该型煤制备装置包括：无烟煤储存槽，用于储存无烟煤；无烟煤输送管，与所述无烟煤储存槽连接，用于向所述无烟煤储存槽输送所述无烟煤；粉煤储存槽，用于储存粉煤；粘合剂储存槽，用于储存粘合剂；硬化剂储存槽，用于储存硬化剂；混合器，用于将从所述无烟煤储存槽提供的无烟煤、从所述粉煤储存槽提供的粉煤、从所述粘合剂储存槽提供的粘合剂及从所述硬化剂储存槽提供的硬化剂相互混合，以提供混合物；及成型机，用于从所述混合器接收所述混合物，并成型所述混合物。

所述无烟煤储存槽可直接与所述混合器连接。

通过本发明的一实现例可提供一种铁水制备用型煤，该铁水制备用型煤添加有煤化程度高而热方面稳定的无烟煤，因此热品质优异。

通过本发明的另一实现例可提供一种铁水制备用型煤的制备方法及装置，该铁水制备用型煤的制备方法及装置通过添加煤化程度高而热方面稳定的无烟煤，从而制备热品质优异的型煤。

附图说明

图1为表示一实现例的型煤制备装置的示意图。

图2为表示利用在图1所示型煤制备装置中制备的型煤的铁水制备装置的示意图。

具体实施方式

下面，对本发明的实现例进行详细说明。需要说明的是，本发明的实现例只是作为示例来提供的，本发明并不局限于此，本发明由所附的权利要求书的范畴来定义。

在整个说明书中，当提到某一部分“包括”某一结构要素时，只要没有特别相反的记载，其并不表示排除其他结构要素，而是表示可进一步包括其他结构要素。

本发明的一实现例提供一种型煤，该型煤在铁水制备装置中装入熔融气化炉的穹顶(dome)部，所述铁水制备装置包括用于装入还原铁的所述熔融气化炉及与所述熔融气化炉连接并用于提供所述还原铁的还原炉，其中，所述型煤包括：第一混合物，该第一混合物包括大于0wt％且30wt％以下的无烟煤；及余量的粉煤。

本法明的一实现例的型煤包括第一混合物。

更为详细地，本发明的一实现例的型煤的第一混合物包括无烟煤。

无烟煤是在煤炭中炭化程度最高的煤，因此具有较高的热传导率及较低的热膨胀性特点。当利用这种特点时，在高温的熔融气化炉的穹顶部中投入型煤并以迅速进行加热时，在热冲击和挥发成分的释放过程中能够保证热稳定性，并且能够降低型煤的热粉化现象。

更为详细地，就型煤的主成分炭材来说，在熔融气化炉的高温部中快速加热的过程中，在经过软化熔融及再固化过程时，因膨胀和收缩会导致裂纹，但即使在这种温度的变化过程中，无烟煤也能够较稳定地存在。

此外，无烟煤为煤化程度最高的煤种，具有水分和挥发成分的含量较低、固定碳相对高的特点，因此在释放过程中会引起粉化现象的挥发成分的量相对较少，并且被气化的量较少，因此具有能够增加以固体状态进入熔融气化炉的下部炉的型煤量的效果。此外，还具有无烟煤与其他用于制备焦炭的沥青煤等相比价格更低廉的经济层面的优点。

在本发明的一实现例中可包括大于0wt％且30wt％以下的无烟煤。此时，当所述无烟煤的含量超过30wt％时，具有与没有混合无烟煤的情况相比反而降低用于表示热品质的热强度指数的问题。因此将所述无烟煤的含量调节为上述范围。

在本发明的一实现例中所述无烟煤的粒度可为大于0mm且5mm以下，更为详细地，可为大于0mm且3mm以下。当所述无烟煤的粒度超过5mm时，型煤的热品质反而变差，因此将所述无烟煤的粒度限制为上述范围。

此时，就本说明书中的“粒度”来说，当粒子为球状时，所述粒度表示所述粒子的直径，当粒子由复杂的形状形成时，所述粒度表示对多次检测规定方向直径后的平均值。

在本发明的一实现例中，所述无烟煤可包括与通常的无烟煤(anthracite)相比炭化程度更高的高阶无烟煤(meta-anthracite)。

本发明的一实现例的型煤的第一混合物包括粉煤。

在本发明的一实现例中，可包括70wt％以上且100wt％以下的粉煤。但所述粉煤的这种含量由将所述无烟煤的含量排除在外的量来决定，因此并不局限于此。

可将原料煤按粒度筛选后，作为粉煤来提供。例如，可将具有8mm以下粒度的原料煤作为粉煤来提供。即，可将原料煤按粒度筛选，并分级为具有小粒度的粉煤和具有大粒度的块煤。可将具有小粒度的粉煤作为原料煤来使用，制备冷强度优异的型煤。对于具有大于8mm的粒度的原料煤即块煤来说，可直接装入熔融气化炉或者经破碎后再使用。另外，为了提高铁水的品质，可在粉煤中混合品质调节用煤炭。在此，作为品质调节用煤炭，可使用具有已设定数值以上的反射率的煤炭。

另外，仅用上述型煤的主成分即无烟煤和粉煤，有时不能提供在室温下形成凝聚体所需的结合力的情况。

此时，本发明的一实现例的型煤可进一步包括硬化剂、粘合剂或其组合。

更为详细地，当所述第一混合物的量为100重量份时，本发明的一实现例的型煤可进一步包括1至5重量份的硬化剂。在此，所述硬化剂可为选自生石灰、消石灰、石灰石、碳酸钙、水泥、膨润土、黏土(clay)、硅石、硅酸盐、白云石、磷酸、硫酸及氧化物中的一种以上的物质，但并不局限于此。当所述硬化剂的量过少时，不能充分地产生后述的粘合剂和硬化剂的化合结合，因此不能充分保证型煤的强度。此外，当硬化剂的量过多时，型煤内的灰分(ash)会增多，因此在熔融气化炉内不能充分地发挥作为燃料的作用。因此，将所述硬化剂的量调节为上述范围。

另外，当所述第一混合物的量为100重量份时，本发明的一实现例的型煤可进一步包括5至15重量份的粘合剂。在此，所述粘合剂可为选自糖蜜、沥青质(bitumen)、石油沥青(asphalt)、煤焦油、煤焦沥青(pitch)、淀粉、水玻璃、塑料、高分子树脂及油中的一种以上的物质，但并不局限于此。当所述粘合剂的量过少时，型煤的强度有可能变差。此外，当粘合剂的量过多时，在混合微粉煤和粘合剂时，会产生附着等的问题。因此将所述粘合剂的量调节为上述范围。

本发明的另一实现例提供一种型煤的制备方法，该型煤的制备方法包括：准备无烟煤的步骤；准备粉煤的步骤；准备混合有所述无烟煤和所述粉煤的第一混合物的步骤；及成型所述第一混合物以获得型煤的步骤，所述第一混合物包括大于0wt％且30wt％以下的无烟煤；及余量的粉煤。

更为详细地，在本发明的另一实现例中，准备混合有所述无烟煤和所述粉煤的第一混合物的步骤；及成型所述第一混合物以获得型煤的步骤可为，准备混合有所述无烟煤和所述粉煤的第一混合物的步骤；制备在所述第一混合物中混合有硬化剂、粘合剂或其组合的第二混合物的步骤；及成型所述第二混合物以获得型煤的步骤。

此时，当所述第一混合物的量为100重量份时，可包括1至5重量份的所述硬化剂。在此，所述硬化剂可为选自生石灰、消石灰、石灰石、碳酸钙、水泥、膨润土、黏土(clay)、硅石、硅酸盐、白云石、磷酸、硫酸及氧化物中的一种以上的物质，但并不局限于此。当所述硬化剂的量过少时，不能充分地产生后述的粘合剂和硬化剂的化合结合，因此不能充分保证型煤的强度。此外，当硬化剂的量过多时，型煤内的灰分(ash)会增多，因此在熔融气化炉内不能充分发挥作为燃料的作用。因此，将所述硬化剂的量调节为上述范围。

此外，当所述第一混合物的量为100重量份时，可包括5至15重量份的所述粘合剂。在此，所述粘合剂可为选自糖蜜、沥青质(bitumen)、石油沥青(asphalt)、煤焦油、煤焦沥青(pitch)、淀粉、水玻璃、塑料、高分子树脂及油中的一种以上的物质，但并不局限于此。当所述粘合剂的量过少时，型煤的强度有可能变差。此外，当粘合剂的量过多时，在混合微粉煤和粘合剂时，会产生附着等的问题。因此将所述粘合剂的量调节为上述范围。

在本发明的另一实现例的成型所述第一混合物以获得型煤的步骤中，所述成型可通过辊式压制机进行压缩而实现。

在准备用于遏制所述型煤的高温粉化的无烟煤的步骤中，所述无烟煤的粒度可为大于0mm且5mm以下。

所述无烟煤可包括与通常的无烟煤(anthracite)相比炭化程度更高的高阶无烟煤(meta-anthracite)。

另外，虽然图中未表示，在本发明的另一实现例的成型所述第一混合物以获得型煤的步骤；或/及成型所述第二混合物以获得型煤的步骤中，可在彼此相反的方向旋转的双辊之间装入混合物，并制备块状或条状的型煤。

本发明的又一实现例提供一种用于制备上述型煤的制备装置，该型煤制备装置包括：无烟煤储存槽，用于储存无烟煤；无烟煤输送管，与所述无烟煤储存槽连接，用于向所述无烟煤储存槽输送所述无烟煤；粉煤储存槽，用于储存粉煤；粘合剂储存槽，用于储存粘合剂；硬化剂储存槽，用于储存硬化剂；混合器，用于将从所述无烟煤储存槽提供的无烟煤、从所述粉煤储存槽提供的粉煤、从所述粘合剂储存槽提供的粘合剂及从所述硬化剂储存槽提供的硬化剂相互混合，并提供混合物；及成型机，用于从所述混合器接收所述混合物，并成型所述混合物。

图1为表示本发明的又一实现例的型煤制备装置100的示意图。

参照图1，型煤制备装置100包括粉煤储存槽10、无烟煤储存槽20、无烟煤输送管30、粘合剂储存槽40、硬化剂储存槽50、混合器60及成型机70。此外，型煤制备装置100进一步包括破碎机80、干燥机90、混合煤储存槽92、回收煤储存槽94及粒度筛选机801、803、805。根据需要，型煤制备装置100可进一步包括其他装置。在本发明所属领域中的技术人员能够容易理解在图1所示型煤制备装置100中包括的各设备的具体结构及操作方法，因此省略其详细说明。

粉煤储存槽10用于储存粉煤。为了提高型煤品质，也可使用品质调节用煤炭。此时，虽然在图1中未表示，可额外使用品质调节用煤炭储存槽，或者也可将品质调节用煤炭一同储存到粉煤储存槽10中。

可通过使煤炭经过粒度筛选机801分为块煤和粉煤后，将粉煤储存在粉煤储存槽10中。例如，可将具有8mm以下粒度的煤炭作为粉煤来使用。另外，通过粒度筛选机801分离后的块煤可直接装入熔融气化炉(未图示)。

如图1所示，无烟煤储存槽20可包括第一无烟煤储存槽201或/及第二无烟煤储存槽203。

更为详细地，在第一无烟煤储存槽201中可储存未被破碎的无烟煤，所储存的所述无烟煤经与上述粉煤混合、干燥及破碎后，制成具有对型煤制备适合的粒度的原料煤。

另外，第二无烟煤储存槽203用于储存经额外的破碎机破碎而被调节好粒度的无烟煤，因此无需进行前处理，可直接在混合器60中与粘合剂及硬化剂进行混合。

无烟煤输送管30可包括第一无烟煤输送管303或/及第二无烟煤输送管301。第一无烟煤输送管303或/及第二无烟煤输送管301分别与第一无烟煤储存槽201或/及第二无烟煤储存槽203连接。例如，含有大量水分的无烟煤可通过设置在第一无烟煤输送管303上的输送带等向第一无烟煤储存槽201供给，并可利用第二无烟煤输送管301，借助气体压力将无烟煤向第二无烟煤储存槽203输送。因此，在制备型煤时，能够流畅而迅速地供给无烟煤。

干燥机90用于对粉煤和无烟煤进行干燥。即，由粉煤储存槽10提供的粉煤和由无烟煤储存槽20提供的无烟煤在干燥机90中干燥。粉煤和无烟煤在干燥机90中相互混合的同时，通过热风等适当地控制水分量。

在粒度筛选机803中对混合煤进行分级，对于规定粒度以上的混合煤，在破碎机80中进行破碎。破碎后的混合煤和小于规定粒度的混合煤被储存在混合煤储存槽92中。向混合器60提供储存在混合煤储存槽92中的混合煤。

如图1所示，粘合剂被储存在粘合剂储存槽40。粘合剂用于将粉煤和无烟煤相互结合，并制成适于型煤制备的状态。粘合剂储存槽40与混合器60连接，用于向混合器60供给粘合剂。

另外，硬化剂被储存在硬化剂储存槽50中。硬化剂可以与粉煤、无烟煤及粘合剂相互结合而使型煤硬化，从而使型煤的强度最优化。硬化剂储存槽50与混合器60连接，用于向混合器60供给硬化剂。

混合器60用于将粉煤、无烟煤、粘合剂及硬化剂等相互混合，提供用于制备型煤的混合物。另外，第二无烟煤储存槽203也可以与混合器60直接连接，并向混合器60直接供给无烟煤。此时，通过第二无烟煤储存槽203供给的无烟煤为水分和粒度得到控制的状态，因此可直接在混合器60中使用。

如图1所示，成型机70包括沿彼此相反的方向旋转的一对辊。向一对辊之间供给混合物，并通过一对辊对混合物进行压缩，以制备型煤。另外，对制备后的型煤通过粒度筛选机805重新分级后，将粉煤储存在回收煤储存槽94中。储存在回收煤储存槽94中的粉煤可重新被供给到混合器50，并且作为型煤的原料来使用。结果能够提高粉煤的利用效率。

将常温下制备的型煤(briquet)投入于保持大约1000℃高温的熔融气化炉的填充床上部的穹顶(dome)部，并迅速加热。

图2为示意地表示铁水制备装置200的图，该铁水制备装置200与图1所示型煤制备装置100连接，并且使用在型煤制备装置100中制备的型煤。

参照图2，铁水制备装置200包括熔融气化炉210及还原炉220。此外，根据需要，铁水制备装置200可包括其他装置。

还原炉220用于装入铁矿石并对铁矿石进行还原。被装入到还原炉220的铁矿石预先经过干燥后，通过还原炉220的过程中被制成还原铁。还原炉220为填充床型还原炉，从熔融气化炉210接收还原气，并在该还原炉220内形成填充床。

在图1所示型煤制备装置100中制备的型煤被装入于图2所示熔融气化炉210中，因此熔融气化炉210的内部形成有煤炭填充床。熔融气化炉210的上部形成有穹顶部2101。在形成为与熔融气化炉210的其他部分相比更宽空间的穹顶部2101中存在高温的还原气。型煤被装入熔融气化炉210的穹顶部2101后，被迅速加热而降落至熔融气化炉210的下部。通过型煤的热分解反应而生成的烧焦物(char)移动至熔融气化炉210的下部并与通过鼓风机230供给的氧气进行发热反应。其结果，型煤可作为将熔融气化炉210保持为高温的热源来使用。另外，烧焦物提供通气性，因此在熔融气化炉210的下部产生的大量的气体和由还原炉220供给的还原铁能够更为容易且均匀地通过熔融气化炉210内的煤炭填充床。

另外，在此过程中，型煤会受到热冲击，并且在急剧释放构成型煤的挥发成分的过程中会产生裂纹和破坏现象而粉化。

以如此小的大小粉化的型煤滞留在熔融气化炉的下部期间，为了使上升的气体顺利通过，同时使被熔融而滴下的铁水或熔渣顺利流动，有必要管理为所述型煤的粒度较大地保持。

为了使型煤在熔融气化炉内以较大的粒度存在，需要将在高温条件下不易粉化的热品质作为重要的品质指数来管理。对这种热品质起到影响的型煤的热粉化因子有如下因子。

第一、型煤内部和外部之间的温差即温度梯度。由于该因子，会产生因煤炭成型体即型煤的收缩及膨胀程度的差异而导致的裂纹(crack)等初期粉化现象。

第二、在配合煤中包含的挥发成分因快速加热而膨胀并且向型煤外侧快速释放的过程中，型煤结构会产生缺陷。遏制这种型煤的高温粉化的方法中有在型煤制备时添加如无烟煤、石墨或在高温中烧成的碳源等在高温中热稳定的物质，从而降低所述粉化原因的方法。

在本发明中，可通过添加能够降低上述粉化的原因且能以低价容易获得的无烟煤，来在型煤被投入于高温熔融气化炉的穹顶部中并被快速加热时，保证热冲击和挥发成分的释放过程中的热稳定性，并且降低型煤的热粉化现象。

下面记载本发明的实施例及比较例。但需要说明的是，下面的实施例只是本发明的一实施例，本发明并不局限于以下的实施例。

实施例

实施例1

混合具有在以下表1中提示的挥发成分、灰分及固定碳含量的煤炭95wt％和无烟煤5wt％。此时，经检测发现所述煤炭和无烟煤中5mm以下粒度的比率为90％。

[表1]

(单位：％)

	挥发成分	灰分	固定碳
				煤炭	22.2	9.6	68.2
无烟煤	5.3	16.6	80.0

在所述混合物中，相对于100重量份的所述混合物，混合有作为硬化剂的3重量份的生石灰和作为粘合剂的8重量份的糖蜜。

将上述混合原料在混合实验装置中均匀地混合之后，利用双辊成型机(doublerollpress)制备型煤。

实施例2

除了在实施例1中混合煤炭90wt％和无烟煤10wt％外，通过与实施例1相同的方法制备型煤。

实施例3

除了在实施例1中混合煤炭85wt％和无烟煤15wt％外，通过与实施例1相同的方法制备型煤。

实施例4

除了在实施例1中混合煤炭80wt％和无烟煤20wt％外，通过与实施例1相同的方法制备型煤。

实施例5

除了在实施例1中混合煤炭75wt％和无烟煤25wt％外，通过与实施例1相同的方法制备型煤。

实施例6

除了在实施例1中混合煤炭70wt％和无烟煤30wt％外，通过与实施例1相同的方法制备型煤。

实施例7

除了在实施例2中取代在所述[表1]中提示的无烟煤，使用具有在下面[表2]中提示的挥发成分、灰分及固定碳的含量的无烟煤外，通过与实施例2相同的方法制备型煤。

[表2]

(单位：％)

	挥发成分	灰分	固定碳
				无烟煤	5.8	17.3	76.9

实施例8

除了在实施例7中混合煤炭70wt％和无烟煤30wt％外，通过与实施例7相同的方法制备型煤。

实施例9

除了在实施例2中取代在所述[表1]中提示的无烟煤，使用具有在下面[表3]中提示的挥发成分、灰分及固定碳的含量的高阶无烟煤外，通过与实施例2相同的方法制备型煤。

[表3]

(单位：％)

	挥发成分	灰分	固定碳
				高阶无烟煤	4.4	9.1	86.5

实施例10

除了在实施例9中混合煤炭70wt％和无烟煤30wt％外，通过与实施例9相同的方法制备型煤。

比较例1

除了在实施例1中使用煤炭100wt％外，通过与实施例1相同的方法制备型煤。

比较例2

除了在实施例1中混合煤炭60wt％和无烟煤40wt％外，通过与实施例1相同的方法制备型煤。

评价

评价1：冷品质评价

所谓的冷品质是指，以制备后的型煤在常温下被装入熔融气化炉之前的输送和储存过程中可能会受到的各种物理粉化条件为基准，在常温状态下的强度品质，在此利用降落强度指数来评价所述冷品质。

关于降落强度指数，则通过将型煤样品2kg在5m的高度上进行四次自由降落后，由20mm以上粒度的重量百分比来表示。

评价2：热品质评价

所谓的热品质是指，常温的型煤可耐受在高温的熔融气化炉中可能会受到的各种物理、化学、热条件的品质，在此利用热强度指数来评价所述热品质。

热强度指数为，以型煤在熔融气化炉内粉化的行为中，起到最大影响的快速加热时的粉化及因颗粒间磨损而导致的粉化为主进行了标准化的指数。

在温度上升至1000℃并保持该温度的旋转反应管中，装入常温的型煤样品1000g后，以10rpm的转速使样品反应60分钟。此时，作为反应气体使用惰性氮气，并且反应中的反应管的温度保持为1000℃。对反应后生成的型煤烧焦物(char)进行粒度分析，并以10mm以上粒度的型煤烧焦物在全部型煤烧焦物的重量中所占的百分比来表示型煤的热强度指数。即，热强度指数的评价较高的型煤，相对较少地产生因在熔融气化炉穹顶部中的快速热冲击以及颗粒间磨损所引起的粉化，因此该型煤可判断为在熔融气化炉填充床中有可能以大粒子的烧焦物存在。

评价结果

结果1：工业分析结果

[表4]中表示，在实施例1、2、4、6和比较例1、2中制备的型煤的工业分析(ISO17246：2010，CoalProximateanalysis)结果。

[表4]

参照[表4]可知，无烟煤的配比越高，型煤的固定碳的含量越高。型煤内固定碳的含量越高，熔融气化炉内流入更多的固体碳源，因此可以期待作为有用的燃料的功能。

结果2：冷品质评价结果

[表5]中表示根据评价1的方法评价的实施例1～6和比较例1、2的降落强度指数。

[表5]

参照[表5]可知，随着无烟煤添加量的增加，降落强度指数没有多大的变化。

结果3：热品质评价结果

(1)[表6]中表示根据评价2的方法评价的实施例1～10和比较例1、2的热强度指数。

[表6]

参照[表6]可知，在没有混合无烟煤的比较例1中热强度指数为64.2％，但随着无烟煤配比的增加，热强度指数的值也在增加，并且经检测发现在15～20wt％的无烟煤的配比中热强度指数显示70％以上的最大值，但在配比为40wt％的比较例2中，热强度指数低于没有配合无烟煤的比较例1。

此外可知，这种倾向在使用与实施例1～6相比固定碳的含量稍微低的无烟煤的实施例7及8和使用高阶无烟煤的实施例9及10中也显示类似的结果。

(2)如实施例1、2、4、6和比较例1、2那样制备型煤，此时以3mm以下的粒度微细地破碎无烟煤。根据评价2的方法评价热品质之后在[表7]中表示该热强度指数。

[表7]

参照[表7]，在以3mm以下的粒度微细地破碎无烟煤的情况下，与无烟煤的粒度设为5mm以下并进行评价时相比，热强度指数显示为增加。由此可见，为了提高增大热强度指数的效果，优选将无烟煤的粒度较小地破碎后再进行混合。

实验例

将通过上述实施例确认的事实，直接应用在为了生产铁水而作业中的熔融气化炉，并且确认了其效果。作为被应用的所述熔融气化炉，使用铁水年生产量为80万吨的设备。

在搅拌机中混合8mm以下的粉煤87.4wt％、生石灰2.8wt％及液状粘合剂糖蜜9.8wt％后，在捏和机中经过进一步捏合，之后利用辊成型机由混合原料制备型煤。

之后，以上述粉煤和无烟煤混合后的量为基准，将无烟煤逐步增加到8％、12％，并且将各条件连续应用48小时后，在[表8]中表示熔融生铁温度及燃料费的检测结果。在此，熔融生铁温度利用浸渍型测温装置在浇道中检测被排出的熔融生铁，燃料费则利用熔融生铁生产量和所使用的燃料量来综合计算。

[表8]

从[表8]可知，能够获得与前述实施例同样地明显改善的热强度指数结果。

此外，当将这种增加无烟煤的添加比来制备的型煤装入实际作业中的熔融气化炉时，能够确认熔融生铁的温度上升。认为这一现象是因为随着型煤热品质的改善，熔融气化炉填充床中的型煤粒度也增加，换热效率得到改善所引起的。

另外认为，随着型煤热品质的改善，即随着热强度指数的增加，型煤在熔融气化炉内的粉化消耗量减少，并且随着无烟煤配比的增加，型煤中的固定碳含量也增加(参照[表4])，因此降低了用于生产铁水的燃料费。

本发明并不局限于上述实施例，可通过不同的多种形式制备，并且在本发明所属技术领域中的技术人员可以理解，在不改变本发明的技术思想及必要技术特征的情况下也能以其他具体形式实施本发明。因此，上述实施例在各方面均为示意性的说明，而不应理解为仅限于此。

附图标记说明

10：粉煤储存槽

20、201、203：无烟煤储存槽

30、301、302：无烟煤输送管

40：粘合剂储存槽

50：硬化剂储存槽

60：混合器

70：成型机

80：破碎机

90：干燥机

92：混合煤储存槽

94：回收煤储存槽

100：型煤制备装置

200：铁水制备装置

210：熔融气化炉

220：填充床型还原炉

230：鼓风机

801、803、805：粒度筛选机

2101：穹顶部

Claims (20)

1.一种型煤，所述型煤在铁水制备装置中装入熔融气化炉的穹顶部，所述铁水制备装置包括用于装入还原铁的所述熔融气化炉及与所述熔融气化炉连接并用于提供所述还原铁的还原炉，其中，

所述型煤包括：第一混合物，该第一混合物包括大于0wt％且30wt％以下的无烟煤；及余量的粉煤。

2.根据权利要求1所述的型煤，其中，

所述无烟煤的粒度大于0mm且5mm以下。

3.根据权利要求1所述的型煤，其中，

所述无烟煤包括高阶无烟煤。

4.根据权利要求1所述的型煤，其中，

所述型煤进一步包括硬化剂，并且相对于100重量份的所述第一混合物进一步包括1至5重量份的所述硬化剂。

5.根据权利要求4所述的型煤，其中，

所述硬化剂为选自生石灰、消石灰、石灰石、碳酸钙、水泥、膨润土、黏土、硅石、硅酸盐、白云石、磷酸、硫酸及氧化物中的一种以上的物质。

6.根据权利要求1所述的型煤，其中，

所述型煤进一步包括粘合剂，并且相对于100重量份的所述第一混合物进一步包括5至15重量份的所述粘合剂。

7.根据权利要求6所述的型煤，其中，

所述粘合剂为选自糖蜜、沥青质、石油沥青、煤焦油、煤焦沥青、淀粉、水玻璃、塑料、高分子树脂及油中的一种物质。

8.根据权利要求1所述的型煤，其中，

所述型煤的热强度指数为70％以上。

9.一种型煤的制备方法，其中包括；

准备无烟煤的步骤；

准备粉煤的步骤；

准备混合有所述无烟煤和所述粉煤的第一混合物的步骤；及

成型所述第一混合物以获得型煤的步骤，

所述第一混合物包括大于0wt％且30Wt％以下的无烟煤；及余量的粉煤。

10.根据权利要求9所述的型煤的制备方法，其中，

准备混合有所述无烟煤和所述粉煤的第一混合物的步骤及成型所述第一混合物以获得型煤的步骤为：准备混合有所述无烟煤和所述粉煤的第一混合物的步骤；制备在所述第一混合物中混合有硬化剂、粘合剂或其组合的第二混合物的步骤；及成型所述第二混合物以获得型煤的步骤。

11.根据权利要求10所述的型煤的制备方法，其中，

相对于100重量份的所述第一混合物，所述硬化剂为1至5重量份。

12.根据权利要求11所述的型煤的制备方法，其中，

所述硬化剂为选自生石灰、消石灰、石灰石、碳酸钙、水泥、膨润土、黏土、硅石、硅酸盐、白云石、磷酸、硫酸及氧化物中的一种以上物质。

13.根据权利要求10所述的型煤的制备方法，其中，

相对于100重量份的所述第一混合物，所述粘合剂为5至15重量份。

14.根据权利要求13所述的型煤的制备方法，其中，

所述粘合剂为选自糖蜜、沥青质、石油沥青、煤焦油、煤焦沥青、淀粉、水玻璃、塑料、高分子树脂及油中的一种以上物质。

15.根据权利要求9所述的型煤的制备方法，其中，

在成型所述第一混合物以获得型煤的步骤中，所述成型通过辊式压制机进行压缩而实现。

16.根据权利要求9所述的型煤的制备方法，其中，

在准备所述无烟煤的步骤中，所述无烟煤的粒度为大于0且5mm以下。

17.根据权利要求9所述的型煤的制备方法，其中，

所述无烟煤包括高阶无烟煤。

18.根据权利要求9所述的型煤的制备方法，其中，

所获得的所述型煤的热强度指数为70％以上。

19.一种型煤制备装置，用于制备根据权利要求1～8中的任一项所述的型煤，其中所述型煤制备装置包括：

无烟煤储存槽，用于储存无烟煤；

无烟煤输送管，与所述无烟煤储存槽连接，用于向所述无烟煤储存槽输送所述无烟煤；

粉煤储存槽，用于储存粉煤；

粘合剂储存槽，用于储存粘合剂；

硬化剂储存槽，用于储存硬化剂；

混合器，用于将从所述无烟煤储存槽提供的无烟煤、从所述粉煤储存槽提供的粉煤、从所述粘合剂储存槽提供的粘合剂及从所述硬化剂储存槽提供的硬化剂相互混合，以提供混合物；及

成型机，用于从所述混合器接收所述混合物，并成型所述混合物。

20.根据权利要求19所述的型煤制备装置，其中，

所述无烟煤储存槽直接与所述混合器连接。