CN106459768B - 焦炭的制造方法和焦炭以及配煤的均质性的评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供强度高、且自焦炉的挤出性优异的焦炭及其制造方法。另外,提供一种定量地评价配煤的均质性的评价方法。当对配煤进行搅拌混合时,使用由式(1)定义的混合度从开始搅拌混合起60秒后达到0.85以上的混合装置时,因为能够将配煤的准粒子破碎而均质化,所以能够制造焦炭强度和挤出性优异的焦炭。混合度=(σC0‑σC)/(σC0‑σCf)…(1)这里,混合度是从搅拌混合后的配煤采取试样,测定各试样的特性值,由试样间的特性值的标准偏差算出的值。σC0表示完全非混合时的特性值的标准偏差,σCf表示完全混合时的特性值的标准偏差,σC表示被采取的试样间的特性值的标准偏差。
Description
技术领域
本发明涉及通过将配煤装入焦炉进行干馏而制造焦炭的焦炭的制造方法和由该制造方法制造的焦炭以及配煤的均质性的评价方法。
背景技术
一般而言,在焦炉中,随着老化的进行产生各种作业障碍。这样的作业障碍中,无法将制造出的焦炭排出到炉外的“堵料”是及其严重的作业障碍。其原因是发生“堵料”时,会迫使焦炭的制造时程(production schedule)发生变更,所以焦炭的制造量减少,另外导致炉体的损伤,因此焦炉的寿命变短。因此,作业的最优先事项是降低“堵料”的发生频率。
发生“堵料”的机理大致如下。在一般的室炉式焦炉的作业中,装入炭化室内的配煤(coal blend)利用来自与炭化室邻接的燃烧室的热从炉壁侧依次被干馏,生成焦炭饼。这里,通常,焦炭饼本身经干馏而收缩,因此在炉壁与焦炭饼的外表面之间形成缝隙(以下,表述为间隙)。通过形成间隙,从而焦炭饼向炉外的排出(挤出)变得容易。
然而,由于焦炭饼的收缩不充分时无法形成足够大小的间隙,因此在挤出焦炭饼时,炉壁与焦炭饼的外表面之间的摩擦阻力变大而发生“堵料”。另外,炉壁表面的凹凸大的情况也同样地因炉壁与焦炭饼的外表面之间的摩擦阻力变大而发生“堵料”。炉壁表面的凹凸受伴随焦炉的老化的进行而产生的炉壁砖的磨损、脱落以及附着于炉壁的碳的生长等影响而增加。因此,“堵料”的发生频率随着焦炉的老化不可避免地增加。鉴于这样的背景,在老化的焦炉的作业中,通过实施各种对策而实现“堵料”的发生频率的降低。
作为降低“堵料”的发生频率的对策,湿煤作业作为最简易且有效的手段被广泛采用,上述湿煤作业是在不积极地使配煤的水分量从堆积于货场的状态时的水分量(因季节、天气而变动,但大致为8-14质量%)降低的情况下进行作业。通过增加配煤的水分量,从而配煤的装入堆积密度(bulk density)降低,间隙增加等,由于这些理由,减少挤出时的炉壁与焦炭饼的外表面之间的摩擦阻力,能够降低“堵料”的发生频率。
作为上述的具体的方法,专利文献1中公开了利用煤调湿设备调整配煤的水分量后在焦炉中对配煤进行干馏的技术。该技术基于预先测定的配煤的水分量与间隙的关系求出为了确保所希望的间隙而需要的配煤的目标水分量,以煤调湿设备的输出侧的配煤的总水分量达到目标水分量的方式控制煤调湿设备的热输入量,从而降低“堵料”的发生频率。
另外,专利文献2中公开了对煤塔内的煤局部地添加水,介由装煤车将该煤装入炭化室的技术。采用该技术,通过使提高了水分量的煤偏在于炭化室内的一部分,能够提高该部分的焦炭的收缩率而增大间隙,降低“堵料”的发生频率。
这些现有技术中共同的技术特征在于,通过增加装入焦炉的煤的水分量,从而增大干馏时的收缩来形成间隙。
另一方面,近年来,出于削减焦炭的使用量的目的,进行向高炉吹入微粉煤,要求强度高的焦炭,尤其是由JIS K2151的旋转强度试验法测定的旋转强度优异的焦炭。为了在高炉内高效且稳定地进行铁矿石的还原反应,要求通液性、通气性,但如果焦炭强度不足,则产生由于焦炭粒子的碰撞而在形成于被称为风口回旋区(raceway)的风口前面的空洞内、高炉下部阻碍通液性、通气性的问题。
提高焦炭强度的技术在各个制造工序中可以大致分为预先处理技术、配合技术和干馏技术这3种。其中,预先处理技术能够在不导致配煤的成本增加的情况下,以不受焦炉的生产率制约的方式设计设备,因此特别受重视。该预先处理技术按照相对于焦炭强度的处理方法主要分类为以下2种技术。
(1)提高配煤的装入堆积密度的技术(以下,表述为技术(1))
(2)将配煤均质化的技术(以下,表述为技术(2))
技术(1)的目的在于减少对焦炭强度造成影响的气孔缺陷的个数,通过机械地压实配煤来提高装入堆积密度,装入焦炉,能够降低煤粒子间的空隙,提高焦炭强度。具体而言,有装入一部分成型煤的方法、冲压法、和通过减少配煤的水分量而降低煤粒子间的附着力来提高装入堆积密度的方法等(参照非专利文献1)。但是,在许多焦炉中,导入了利用调湿设备、预热设备来降低配煤的水分量的工序。
与此相对,技术(2)的目的在于提高焦炭中的强度最弱的部分的强度。煤本来就由各种热特性、机械特性不同的组织构成,极其不均质。由这样不均质的煤制造的焦炭的组织当然也不均质。一般焦炭这样的脆性材料的强度以最弱环模型(weakest-link model)说明,由存在于材料内的强度最弱的部分的强度决定。因此,只要使焦炭的组织均质化,则强度平均化,因此技术(2)能够使作为焦炭整体的强度提高。
作为技术(2)的方法,有调整煤的粒度的方法(参照非专利文献1)。调整煤的粒度的方法的基本目的在于将煤粉碎得较细而使焦炭的组织为均质。另外,还已知通过利用转鼓混合机等混煤机处理煤,从而提高煤的混合度来实现焦炭的组织的均质化的方法(参照非专利文献2)。但是,根据现有的研究,确认了在焦炭的制造工艺中使用的配煤无须通过混煤机,介由输送途中的传送带的换载等就能充分地混合(参照非专利文献2)。因此,现在不使用混煤机而实现焦炭的组织的均质化的焦化厂也很多。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-27076号公报
专利文献2:日本特开2007-9051号公报
非专利文献
非专利文献1:坂轮等著,“煤·焦炭”,2002年,日本钢铁协会,东京
非专利文献2:大越等,“焦炭循环(Coke circular)”,20卷,1971年,p.271
非专利文献3:山本等,“材料和工艺”,20卷,2007年,p.876
发明内容
为了使焦炉和高炉稳定地作业,必须兼得由配煤的收缩而得到的间隙确保和焦炭强度确保。
然而,在专利文献1、2记载的技术、技术(1)、(2)中有如下所示的问题,现状是无法兼得间隙确保和焦炭强度确保。
专利文献1记载的技术将为了抑制“堵料”的发生所需的间隙作为目标值,通过控制配煤的水分量来控制间隙。因此在抑制“堵料”的发生方面是有效的,但无法抑制焦炭强度的降低。同样地,专利文献2记载的技术也通过控制配煤的水分量来控制间隙,因此无法抑制焦炭强度的降低。
与此相对,技术(1)在提高焦炭强度方面是有效的,但因增加配煤的堆积密度而使间隙缩小,因此无法抑制“堵料”的发生。
技术(2)不仅对提高焦炭强度有效,对确保间隙也是有效的(参照非专利文献3)。然而,如果配煤的水分量变高,则即使将配煤粉碎得较细,煤粒子也介由水而凝聚,因此生成粗大的准粒子。即便使用转鼓混合机等以对流混合为主要目的的混煤机对准粒子化的配煤进行搅拌混合,准粒子也不被破碎地得以维持,因此焦炭内部的组织变得不均质,无法得到足够的焦炭强度。另外,对于上述准粒子而言,其行为和粒子的尺寸、组织之类的形态对焦炭强度的影响尚未充分阐明。因此,现状是破坏准粒子的理想的方法尚不明确。
根据如上的背景,为了提高焦炭强度,需要减少配煤的水分量,但“堵料”的发生频率增加,因此配煤的水分量反而有增加的趋势。实际上,在炉龄超过40年的老化炉中,现状是即使牺牲焦炭强度,也在将配煤的水分量保持于高位的状态下进行作业。
另一方面,在要破碎准粒子来提高均质性的情况下,以何种指标来评价均质性,具有何种程度的均质性能够得到理想的强度的焦炭尚不明确。
本发明是鉴于上述课题而进行的,目的在于提供强度高、且自焦炉的挤出性优异的焦炭及其制造方法。另外,目的在于提供一种定量地评价配煤的均质性的评价方法。
本发明人等鉴于上述的课题,从准粒子的观点考虑,对影响焦炭强度的配煤的均质性进行了深入的研究。
其结果,本发明人等发现了配煤的毫米级的均质性影响焦炭强度的可能性大。本发明人等发现了在配煤中粒径几毫米的单一品种的煤(以下,表述为单种煤)粒子较多的情况下,均质性变低,即使单种煤粒子是微粒,只要配煤不是充分混合的状态,则水分量超过6[质量%]时,粒径1[mm]以上的准粒子的质量比例增加,毫米级的均质性变低。
此外,作为定量地评价配煤的毫米级的均质性的方法,本发明人等还发现只要测定满足特定的条件的配煤的特性值即可。例如通过测定配煤中含有的硫浓度的变动,能够定量地评价均质性。
根据以上,本发明人等明确了能够评价配煤的毫米级的均质性的指标。然后得出了以下结论:只要用具有能够满足该指标的性能的混合机对配煤进行搅拌混合,则即使配煤的水分量超过6[质量%],也能够防止焦炭强度的降低。
本发明是基于上述见解的发明,特征如下。
[1]一种焦炭的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:制备步骤,配合2种以上的煤而制备配煤;搅拌混合步骤,将在该制备步骤中制备的配煤进行搅拌混合,从而将由煤粒子凝聚而形成的配煤中的准粒子中的至少一部分破碎;和,干馏步骤,将搅拌混合后的配煤装入焦炉进行干馏;在上述搅拌混合步骤中,使用混合装置,上述混合装置具有如下性能:由以下示出的式(1)求出的配煤的混合度从开始混合操作起60秒后达到0.85以上,
混合度=(σC0-σC)/(σC0-σCf)…(1)
这里,混合度是从搅拌混合后的配煤中采取试样,测定各试样的特性值,由试样间的特性值的标准偏差算出的值。σC0表示完全非混合时的特性值的标准偏差,σCf表示完全混合时的特性值的标准偏差,σC表示被采取的试样间的特性值的标准偏差。
[2]一种焦炭的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:制备步骤,配合2种以上的煤而制备配煤;搅拌混合步骤,将在该制备步骤中制备的配煤进行搅拌混合,从而将由煤粒子凝聚而形成的配煤中的准粒子中的至少一部分破碎;和,干馏步骤,将搅拌混合后的配煤装入焦炉进行干馏;在上述搅拌混合步骤中,使用混合装置,上述混合装置具有如下性能:由以下示出的式(2)求出的配煤的混合度从开始混合操作起60秒后达到0.85以上,
混合度=(σTS0-σTS)/(σTS0-σTSf)……(2)
这里,混合度是从搅拌混合后的配煤中采取试样,测定各试样中含有的硫浓度,由试样间的硫浓度的标准偏差算出的值。σTS0表示完全非混合时的硫浓度的标准偏差,σTSf表示完全混合时的硫浓度的标准偏差,σTS表示被采取的试样间的硫浓度的标准偏差。
[3]根据上述[1]或[2]所述的焦炭的制造方法,其特征在于,在上述搅拌混合步骤中,以配煤的混合度达到0.85以上的方式对配煤进行搅拌混合。
[4]根据上述[1]或[3]所述的焦炭的制造方法,其特征在于,上述配煤的(σC0-σCf)/Cave为0.40以上。
其中,Cave表示所测定的特性值的平均值。
[5]根据上述[2]或[3]所述的焦炭的制造方法,其特征在于,上述配煤的(σTS0-σTSf)/TSave为0.40以上。
其中,TSave表示被测定的硫浓度的平均值。
[6]根据上述[1]、[3]、[4]中任一项所述的焦炭的制造方法,其特征在于,上述混合度是从搅拌混合后的配煤的多个位置分别采取2g以下的试样,测定各试样的特性值,由试样间的特性值的标准偏差算出的值。
[7]根据上述[2]、[3]、[5]中任一项所述的焦炭的制造方法,其特征在于,混合度是从搅拌混合后的配煤的多个位置分别采取2g以下的试样,测定各试样的硫浓度,由试样间的硫浓度的标准偏差算出的值。
[8]根据上述[1]~[7]中任一项所述的焦炭的制造方法,其特征在于,上述制备步骤包括在配合2种以上的煤之前将该2种以上的煤粉碎的步骤。
[9]根据上述[1]~[8]中任一项所述的焦炭的制造方法,其特征在于,上述制备步骤包括使上述2种以上的煤调湿的步骤。
[10]根据上述[1]~[9]中任一项所述的焦炭的制造方法,其特征在于,对水分量为6质量%以上的配煤进行上述搅拌混合步骤。
[11]一种焦炭,其特征在于,是利用上述[1]~[10]中任一项所述的焦炭的制造方法而制造的。
[12]一种配煤的均质性的评价方法,其特征在于,在利用上述[1]、[3]、[4]、[6]、[8]~[10]中任一项所述的焦炭的制造方法制造焦炭时,
从搅拌混合前后的配煤的任意的位置采取试样,测定各试样的特性值,接下来,对(σC0-σCf)/Cave达到0.40以上的试样,由试样间的特性值的标准偏差利用式(3)算出混合度,根据上述混合度对配煤的均质性进行评价,
混合度=(σC0-σC)/(σC0-σCf)…(3)
σC0表示完全非混合时的特性值的标准偏差,σCf表示完全混合时的特性值的标准偏差,σC表示任意的混合状态下的特性值的标准偏差,Cave表示被测定的特性值的平均值。
[13]根据上述[12]所述的配煤的均质性的评价方法,其特征在于,上述特性值是各试样中含有的硫浓度。
[14]根据上述[12]或[13]所述的配煤的均质性的评价方法,其特征在于,上述特性值是从搅拌混合前后的配煤的任意的多个位置分别采取2g以下的试样而测定的值。
[15]根据上述[13]或[14]所述的配煤的均质性的评价方法,其特征在于,使用碳-硫分析计测定硫浓度。
[16]根据上述[12]~[15]中任一项所述的配煤的均质性的评价方法,其特征在于,向配煤中装入敏化剂进行搅拌。
[17]根据上述[16]所述的配煤的均质性的评价方法,其特征在于,上述敏化剂为选自油焦、煤沥青、柏油沥青中的任一种以上。
根据本发明,能够得到强度高、且自焦炉的挤出性优异的焦炭。另外,能够对配煤的均质性进行评价。
附图说明
图1是表示配煤的水分量与粒度分布的关系的图。
图2是用于说明间隙的评价方法的示意图。
图3是表示单种煤的混合前的水分量与焦炭强度的关系的图。
图4是表示煤中的粒径1[mm]以上的粒子的质量比例与焦炭强度的关系的图。
图5是表示单种煤的混合前的水分量与焦炭的光学组织的评价结果的图。
图6是表示混合机的搅拌混合时间与混合度的关系的图。
图7是表示60秒后的混合度与破碎度的关系的图。
图8是表示延迟油焦配合比例与(σC0-σCf)/Cave的关系的图。
图9是表示配煤的混合度与焦炭强度的关系的图。
图10是表示混合机的处理时间(平均滞留时间)与配煤的混合度的关系的图。
图11是表示混合机处理前的配煤的焦炭强度与利用混合机处理60秒(以平均滞留时间60秒进行处理)后的配煤的焦炭强度的关系的图。
具体实施方式
以下,详细说明了直到想到本发明为止的研究流程后,对本发明的一个实施方式进行说明。
〔配煤的均质性与焦炭强度的关系〕
本发明人等首先对配煤的水分量与准粒子的形成状况的关系进行了调查(实验1)。接下来,对准粒子化与配煤的均质性和焦炭强度的关系进行了调查(实验2、3)。
(实验1)
作为实验试样,使用冶金用焦炭的制造中使用的一般性状的配煤。将构成配煤的4种单种煤(A煤~D煤)的性状(平均最大反射率Ro[%]、吉氏最大流动度logMF[log ddpm]、挥发成分VM[质量%]、灰分Ash[质量%])以及配合率[质量%]与配煤的平均性状分别示于表1、表2。应予说明,平均最大反射率是基于JIS M8816测定的,吉氏最大流动度是基于JISM8801测定的,挥发成分和灰分是基于JIS M8812测定的。挥发成分和灰分是干基(drybasis)的值。
[表1]
[表1]
[表2]
[表2]
加权平均Ro[%] | 0.99 |
加权平均log MF[log ddpm] | 2.52 |
加权平均VM[质量%] | 27.8 |
加权平均Ash[质量%] | 8.2 |
将配煤粉碎制备成假定了实际作业的粒度分布(3[mm]以下:75[%]、超过3且为6以下[mm]:15[%]、超过6[mm]:10[%]。分别为干燥基准的质量%)。将配煤加热到107[℃]使水分量为0[质量%]后,添加水分使其融合一昼夜,制备8种样式的水分量(0、4、6、7、8、9、10、12[质量%])的配煤。其后,用振动筛一边对各配煤施加一定的冲击,一边筛5分钟,测定粒度分布。在通常的煤的粒度分布测定中,使煤试样干燥,使准粒子崩解后筛分出来进行分析。与此相对,本实验中,通过在煤保有水分的状态下进行筛分,能够测定准粒子的粒度分布。
在表3中示出配煤相对于水分量的粒度分布的测定结果。另外,在图1中示出配煤的水分量与粒度分布的关系。
如表3和图1所示,配煤的水分量达到4[质量%]之前,从初始(水分量0[质量%])的粒度分布中几乎未看到变化。与此相对,从配煤的水分量超过6[质量%]时起,特别是粒径1[mm]以上的大粒径的粒子的质量比例显著增加。利用光学显微镜对粒径1[mm]以上的大粒径的粒子进行观察,结果含有大量的准粒子化的粒子,因此确认了从水分量超过6[质量%]时起,进行准粒子化,这些准粒子即使受到筛振动时的冲击也未被破坏。
[表3]
(实验2)
为了调查准粒子化与配煤的均质性和对焦炭强度的影响,将在实验1中使用的A煤~D煤各自的水分量预先调整为3、4、6、8、10[质量%],使其准粒子化。以达到表1所示的配合率的方式将这些煤投入对流混合为主体的转鼓混合机后,混合60秒。通过目视确认了混合前后的准粒子的粒度分布几乎没有差别。接下来,以各配煤的水分量达到10[质量%]的方式利用喷雾添加不足部分的水分量,使其融合一昼夜。
按照以下的顺序对由这些配煤得到的焦炭强度进行评价。
将配煤17.1[kg]以堆积密度(干燥重量基准)达到725[kg/m3]的方式填充于干馏罐,以在干馏罐上放置10[kg]的砝码的状态在炉壁温度1050[℃]的电炉内干馏6小时后,从炉中取出进行氮冷却而得到焦炭。按照JIS K2151的旋转强度试验法对所得到的焦炭的强度进行了评价。以旋转速度15[rpm]旋转150次后,测定粒径为15[mm]以上的焦炭的质量比例,计算与旋转前的质量比×100作为转鼓强度DI(150/15)[-]。
接下来,按照以下的顺序对间隙进行评价。
图2(a)、(b)中示出间隙测定用的小型模拟干馏釜1的示意图。该小型模拟干馏釜1具有长度L:114[mm]×宽度W:190[mm]×高度H:120[mm]的尺寸,具备由砖形成的底板11、立设于底板11的金属制的一对侧板12a、12b和配设于一对侧板12a、12b上的由砖形成的顶板13。以堆积密度(干燥重量基准)达到775[kg/m3]的方式将2.244[kg]的配煤2填充于小型模拟干馏釜内,在炉壁温度1050[℃]的电炉内干馏4小时20分钟后,将该干馏釜从炉中取出进行氮冷却。分别使用激光测距仪对得到的焦炭饼3的侧面与侧板12a和12b的缝隙D进行测定。计算每个单面的缝隙D的平均值,将它们的和定义为间隙。
表4中示出混合前的水分量与焦炭强度和间隙的测定结果。另外,图3中示出混合前的水分量与焦炭强度的关系。
[表4]
[表4]
如表4和图3所示,混合前的水分量达到6[质量%]之前,焦炭强度为83.0以上且几乎不变化,但混合前的水分量超过6[质量%]时,焦炭强度急剧降低。与此相对,间隙不论混合前的水分量如何,都是几乎恒定的。
本发明的本发明人等认为混合前的水分量超过6[质量%]时焦炭强度急剧降低的理由如下。如图1所示,配煤的水分量超过6[质量%]时,粒径为1[mm]以上的准粒子的质量比例增加。单种煤的情况也相同,水分量超过6[质量%]时,进行准粒子化。推断该准粒子经搅拌混合未被破碎地存在时,成为显著不均质的配煤。认为在将这样的配煤干馏而得到的焦炭中,准粒子间的熔融性的差异等成为粗大的缺陷,容易从缺陷部产生破坏,因此得不到高强度。
为了证明以上的观点,图3中对测定了焦炭强度的各配煤中的粒径为1[mm]以上的准粒子的质量比例进行了测定。将其结果示于图4。另外,使用光学显微镜对得到的焦炭的组织进行观察。将焦炭的组织的特征分为“叶片状”、“针状”、“镶嵌状”、“各向同性”这4个种类,求出各个组织的比例。将其结果示于图5。
根据图4,能够确认在焦炭强度低至82.5和82.0的配煤中,与焦炭强度为83.0以上的配煤相比,粒径为1[mm]以上的准粒子的质量比例变高。另外,根据图5,如果混合前的水分量超过6[质量%],则均质的镶嵌状组织的比例减少,各向同性组织、针状组织的比例增加。
根据以上,如果混合前的水分量超过6[质量%],则因准粒子化而成为内部含有大量缺陷的不均质的组织的焦炭,因此产生强度的降低。因此,本发明人等认为只要能够破碎配煤中的准粒子,就能够提高焦炭的强度。应予说明,认为在表4中,无论混合前的水分量如何,间隙几乎恒定的原因在于配合后将水分量调整为10%。
〔配煤的混合度〕
基于上述结果,本发明人等进一步反复深入研究。其结果,本发明人等发现:着眼于配煤的搅拌混合度,结果可以用配煤的混合度来表示配煤中的准粒子的破碎的程度;以及作为配煤的混合度的评价方法,通过使用配煤的特性值,对搅拌混合前后的样品间的特性值的偏差进行测定,混合度能够作为数值数据而指标化。
作为配煤的混合度的评价方法,非专利文献2中公开了对包含转鼓混合机的配煤的预先处理工艺的混合度进行评价的结果。混合度是指将粉体的均质性定量化的一般的指标,存在几种定义式,但任一定义式均以作为对象的粉体的任意量为母体,从其中采取多个样品,对样品的特性值,例如浓度、密度、水分等进行测定,基于该测定值的样品间的偏差(分散、标准偏差、变动系数等)而求出。非专利文献2中,添加放射性同位素(Radioisotope)作为示踪剂,对由下述式(4)定义的混合度进行评价。
这里,M’表示混合度(%),CV0表示完全混合状态的示踪剂浓度的变动系数(=标准偏差/平均值),CV1表示基准混合状态的示踪剂浓度的变动系数,CV表示混合状态的示踪剂浓度的变动系数。
正如根据该定义式所明确的那样,混合度M’为如下指标:越接近完全混合,即,均质性越增加,其越接近100%,相反地,混合状态越接近基准,其越接近0%。非专利文献2中,采取JIS M8811的30号增量铲(increment shovel)(约300g)作为单一样品,求出该样品的示踪剂浓度,根据式(4)来评价混合度。煤的堆积密度根据水分、粒度而不同,在一般的焦炭制造中,大致为0.65~0.85g/cm3。即,样品尺寸当其质量约为300g时,其体积大致为350~450cm3,大致相当于一边为7~8cm的立方体。即,非专利文献2中记载的混合度可以说是对7~8cm左右的较大级别的均质性进行评价的指标。
但是,非专利文献2的方法中,无法对如图1所示的粒度的准粒子破碎这样的混合度的变化进行评价。也没有公开有关于混合度与焦炭强度的关系的信息,关于被认为存在与焦炭强度的对应关系的毫米级的均质性也未公开信息。
因此,本发明人等为了对毫米级的均质性进行评价,对煤的各种特性值和该特性值应满足的条件进行了研究。其结果发现优选用以下的式(1)表示混合度。
混合度=(σC0-σC)/(σC0-σCf)…(1)
这里,混合度是从搅拌混合前后的配煤的任意的位置采取试样,测定各试样的特性值,由试样间的特性值的标准偏差算出的值。σC0表示完全非混合时的特性值的标准偏差,σCf表示完全混合时的特性值的标准偏差,σC表示任意的混合状态下的特性值的标准偏差。
应予说明,任意的混合状态下的特性值的标准偏差是指以任意的混合状态采取的试样间的特性值的标准偏差。另外,作为特性值,可以利用煤中含有的成分、煤的物理特性、化学特性等,优选为因煤品种而值不同的特性值。例如可以利用煤中的特定的元素含有率、灰分含有率、灰分中的金属含有率、反射率、组织成分含有率、软化熔融特性等。
以下,对使用煤的硫浓度作为特性值的例子进行说明。
作为配煤的混合度的评价方法,通过使用配煤中含有的硫,对样品间的硫浓度的偏差进行测定,混合度能够作为数值数据而指标化。
首先,作为特性值,使用煤的硫浓度求出混合度。接下来,为了使用混合度求出合适的搅拌混合范围,将1[mm]以上的准粒子的破碎比例作为破碎度而求出,从而明确了与混合度的关系。
首先,对于混合度而言,对定义和测定方法的例子进行说明。以下,对其顺序和评价方法进行详细说明。本实验例中如下进行。
(1)搅拌开始并稳定后,从60秒后的配煤约8t中采取15个约100g的试样。
(2)从各样品中选定1个不含有粒径超过6mm的粗大的粒子的规定量(例如1g)的样品。
(3)测定各样品中含有的硫浓度,将其值作为约100g的样品的代表值。算出由用相同的方法测定的15个约100g的样品得到的代表值的标准偏差,算出由式(2)定义的混合度。
混合度=(σTS0-σTS)/(σTS0-σTSf)…(2)
这里,σTS0表示完全非混合时的硫浓度的标准偏差,σTSf表示完全混合时的硫浓度的标准偏差,σTS表示被采取的试样间的硫浓度的标准偏差。
理论上可以导出完全非混合时的样品的特性值间的偏差。以下示出其顺序。考虑从完全非混合状态的配煤中随机取样N个。此时,对构成配煤的各单种煤取样的概率分别相当于该单种煤的配合率。例如,如果将煤1的特性值设为C1,将配合率设为x1,则只要能够理想地实现随机取样,则Nx1个样品的特性值就为C1。因此,完全非混合时的上述特性值的标准偏差可以像下述式(5)那样导出。如果采用煤中的硫浓度作为特性值,则求出上述σTS0。
这里,σC0表示完全非混合状态的特性值的标准偏差,i表示构成配煤的各单种煤的识别序号,n表示构成配煤的各单种煤的总数,xi表示构成前述配煤的各单种煤i的配合比例,表示由下述(6)式算出的前述配煤的特性值的加权平均值,Ci表示构成前述配煤的各单种煤i的特性值。
另外,完全混合时的特性值(例如硫浓度)的标准偏差可以推断为将微粉碎的煤充分混合进行多次分析而得的值的无偏方差的平方根。这是基于可以由来自母体的样本的无偏方差的平方根推断母体的标准偏差的原理。认为完全混合时的特性值的标准偏差是分析误差(即,假定对完全相同的样品进行多次分析时的标准偏差),因此可以使用已知的值作为分析误差。另外,作为简便的方法,可以设为σCf(在上述例子中为σTSf)=0。该简便的方法在分析精度足够高的情况下在数学上是妥当的,由于σCf取一定的值,因此可以作为作业管理上的简便的方法而采用。
另外,当求解混合度时,优选混合度为从搅拌混合后的配煤的多个位置分别采取2g以下的试样,测定各试样的特性值,由试样间的特性值的标准偏差算出的值。因为从多个位置分别采取2g以下的试样,所以在混合度为0.85以上的情况和小于0.85的情况下可看到大的强度的差异,从而进一步得到本发明的效果。
硫浓度的分析使用堀场制作所株式会社制的碳-硫分析计EMIA810,如下进行。在燃烧舟中称量0.1g试样,用0.7g的氧化铝粉末覆盖试样。将燃烧舟装入1450℃的电炉内,在氧气流中使煤燃烧,累计160秒所产生的二氧化硫浓度,换算成配煤中的硫浓度。应予说明,配煤的搅拌混合度的评价可以使用由电子探针显微分析仪(EPMA)得到的元素分布图。由EPMA得到的元素分布图是检测被电子束激发的硫的特性X射线而得到分布图像的手法。通过对硫的分布图像进行图像解析,能够评价分散状态,但存在包括试样调整、高级的技术和测定需要较长时间的缺点。另一方面,使用碳-硫分析计时,每个试样的分析时间短,可以用少量的试样进行简易分析,因此更优选。另外,由于硫的检测灵敏度非常高,因此也有无需以下记载的昂贵的敏化剂的优点。
应予说明,为了评价混合度,特性值也可以添加根据平均值而不同的物质作为敏化剂而进行测定。例如,也可以加入相对于配煤的总量为大于0.001倍且小于1倍的量的由上述式(6)求出的加权平均值的1.5倍以上的成分含量的物质作为敏化剂进行测定。只要敏化剂为实质上不对焦炭强度造成不良影响的范围,也可以以加入了敏化剂的状态进行干馏而制造焦炭。
例如,硫为煤中原来含有的元素,但为了灵敏度更好地进行分析,可以加入含有大量硫的敏化剂。特别优选敏化剂为在焦炭制造工艺中作为煤代替物质而配合的油焦、出于提高焦炭强度的目的而在配煤中含有的煤沥青、柏油沥青等粘结剂。
另外,优选使用(σC0-σCf)/Cave为0.40以上的配煤。为了提高混合度的评价精度,优选作为完全非混合时的特性值的标准偏差的σC0较大。本发明人等对各种条件进行了研究,结果发现优选使用具有(σC0-σCf)/Cave为0.40以上、更优选为0.55以上的特性值的配煤。这里,Cave为测定的特性值的平均值。作为Cave,可以使用将构成配煤的各品种的配合比例作为权重对构成配煤的各品种的特性值进行加权平均而得的加权平均值。另外,视为σCf=0的情况下,也可以使用σC0/Cave为0.42以上、更优选为0.57以上的特性值。
接下来,对于破碎度,对定义和测定方法进行阐述。
(1)准备涂布有粉末状的荧光涂料(SINLOIHI株式会社制,FX-305)的煤作为示踪剂。该荧光涂料具有在紫外线照射下发光的性质。
(2)以粒径1[mm]以上的粒子的面积比例达到约5[%]的方式向配煤中添加该示踪剂,接着将水分量调整为10[质量%]后,进行搅拌混合操作。
(3)在紫外线照射下使用数码相机对该配煤进行拍摄。在得到的图像中,因为示踪剂发出荧光,所以对亮度、明度等设定适当的阈值,仅选取示踪剂粒子,测定其粒径。这里,示踪剂的粒径可以采用每2[°]对连接所选取的示踪剂部分的外周的2点且通过重心的直径进行测定而得的平均值。另外,示踪剂的粒径也可以使用由数码相机的图像处理得到的当量圆直径。
(4)破碎度通过将搅拌混合操作后的粒径测定值代入以下示出的式(7)而算出。
破碎度=1-A/A0…(7)
这里,式(7)中的参数A为搅拌混合操作后的粒径1[mm]以上的面积比例,A0为初始的粒径1[mm]以上的面积比例(约5[%])。即,准粒子越被破碎,破碎度成为越接近1的值。
(实验3)
本发明人等对使用搅拌混合类型、性能不同的5种混合机,对添加了敏化剂、将水分量调整为10[质量%]的配煤进行一定时间的搅拌混合处理时的破碎度和混合度进行评价。对于混合度而言,从配煤采取15个样品尺寸1g的试样,测定各试样的硫浓度,基于该测定值算出混合度。使用的5种混合机中的混合机A是现有的焦化厂中广泛使用的对流混合为主体的转鼓混合机。混合机C~E是剪切混合型的混合机,混合机B是复合产生对流混合和剪切混合的类型的混合机。这里,对流混合是指以试样的对流和扩散为主体的混合,剪切混合是指伴随试样的剪切、碰撞、磨碎等的混合。
将各混合机的搅拌混合时间与混合度的关系示于图6。另外,将搅拌时间为60秒时的混合度与破碎度的关系示于图7。图7中,从混合度和破碎度小的一方起依次表示混合机A、B、C、D、E的数据。
如图7所示,确认了破碎度在混合度为0.75~0.85的范围内变化较大。即,可知只要配煤的混合度为0.85以上,优选为0.9以上,则准粒子破碎,能够制造(毫米级的)均质的焦炭。根据以上,本发明中从搅拌混合前后的配煤的任意的位置采取试样,测定各试样的特性值,由试样间的特性值的标准偏差利用上述式(1)算出混合度,根据混合度对配煤的均质性进行评价。例如,从搅拌混合前后的配煤的任意的位置采取试样,测定各试样中含有的硫浓度,接下来,由试样间的硫浓度的标准偏差利用上述式(2)算出混合度,根据混合度对配煤的均质性进行评价。然后,在制造焦炭时,以混合度达到0.85以上的方式进行搅拌混合。如后述的实施例所示,这基于以下情况:对配煤的混合度与将该配煤干馏而得到的焦炭的强度的关系进行调查,根据所得的结果,只要配煤的混合度为0.85以上,就能得到足够高的强度的焦炭。作为搅拌混合的方法,例如可举出使用具有从开始混合操作起60秒后混合度达到0.85以上这样的性能的混合装置。
根据图6,可知混合机C~E的60秒后的配煤的混合度达到0.85以上,适合于本发明的焦炭制造的混合机是剪切混合为主体的混合机C~E。与此相对,在现有的焦化厂中采用的对流混合主体的转鼓混合机A中,准粒子几乎不破碎。在复合发生对流混合和剪切混合的类型的混合机B中,通过使搅拌混合时间长于60秒,从而混合度提高至0.75左右,与混合机A相比,虽然进行了准粒子的破碎,但60秒后的配煤的混合度小于0.85。因此,即便是对流混合型、复合发生对流混合和剪切混合的类型的混合机,只要能够进行搅拌混合以使60秒后的配煤的混合度为0.85以上,优选为0.9以上,就可以用于本发明的焦炭制造。
在进行实际作业的混合机中,根据处理的方法而存在分批式的混合机和连续式的混合机。在分批式的混合机中,处理时间相当于搅拌混合时间,在连续式的混合机中,平均滞留时间相当于搅拌混合时间。无论何种方式的混合机,只要对滞留60秒后的配煤的混合度进行测定,混合度为0.85以上,优选为0.9以上,就可以作为合适的设备而采用。在焦炭的制造中需要处理几百[t/h]以上的庞大的量的煤,因此导入到焦炭的生产线的混合机的处理方法优选处理能力高的连续式。另外,焦炭的制造工序包括粉碎、混合、干燥(包括部分干燥)等,配煤在各个工序中的处理、输送的过程中混合,逐渐进行均质化。因此,无论从均质性方面考虑,还是从效率方面考虑,优选利用混合机进行的搅拌混合处理如果为混合工序以后,则尽可能在装入焦炉之前进行。
应予说明,干燥工序中无需使煤的水分全部蒸发,干燥工序中也包括减少含有水分的部分干燥、调湿操作。另外,配煤可以含有粘结材料、油类、粉末焦炭、石油焦炭、树脂类、废弃物等添加物。
〔焦炭的制造方法〕
配合2种以上的煤来制备配煤。接下来,对在制备步骤中制备的配煤进行搅拌混合,从而将由煤粒子凝聚而形成的配煤中的准粒子中的至少一部分破碎。此时,使用具有由上述式(1)求出的配煤的混合度从开始混合操作起60秒后达到0.85以上的性能的混合装置。此外,将搅拌混合后的配煤装入焦炉进行干馏。通过以上来制造焦炭。
应予说明,在制备配煤时,优选在配合2种以上的煤之前将2种以上的煤粉碎。这样,因为在配合2种以上的煤之前将2种以上的煤粉碎,所以由搅拌混合产生的焦炭强度提高的效果大。
另外,在进行搅拌混合时,从间隙的观点考虑,优选对水分量为6质量%以上的配煤进行。另外,如果是进行搅拌混合时的配煤的水分量超过6质量%的情况,则与不进行搅拌混合,或者搅拌混合不充分的情况相比,以混合度达到0.85以上的方式进行搅拌混合所带来的焦炭强度的提高效果大。因此,更优选对水分量超过6质量%的配煤进行搅拌混合。
实施例1
向具有表1所示的性状的4种单种煤(A煤~D煤)中添加水分使其融合一昼夜,将水分量调整为3~14[质量%]。使用搅拌混合方式不同的前述的混合机A~E,以达到表1所示的配合率的方式将这些单种煤搅拌混合60秒来制备配煤。以堆积密度(干燥重量基准)达到725[kg/m3]的方式将制备好的配煤17.1[kg]填充于干馏罐,以在干馏罐之上放置10[kg]的砝码的状态在炉壁温度1050[℃]的电炉内干馏6小时后,从炉中取出进行氮冷却而得到焦炭。对得到的焦炭的转鼓强度DI(150/15)和间隙进行测定。转鼓强度DI(150/15)的测定方法与上述的方法相同。间隙的测定如下进行。
将堆积密度(干燥重量基准)775[kg/m3]的配煤2.244[kg]填充于间隙测定用的小型模拟干馏釜内,在炉壁温度1050[℃]的电炉内干馏4小时20分钟。将干馏釜从炉中取出进行氮冷却。使用激光测距仪对得到的焦炭饼的侧面与左右的侧板的缝隙进行测定。算出左右的缝隙的平均值,将和定义为间隙。
将各试样的混合时的水分量、转鼓强度DI(150/15)、间隙示于表5。
[表5]
根据表5,可知通过使用搅拌混合60秒后的配煤的混合度为0.85以上、优选为0.9以上的性能的混合机C、D、E中的任一种进行搅拌混合,进行准粒子的破碎,即使水分量为6[质量%]以上,也能够制造焦炭强度和间隙这两者优异的焦炭。即,可知在使用混合机A、B的情况下,水分量超过6质量%时,得到的焦炭的强度与各水分为6质量%的情况相比大幅降低,与此相对,使用搅拌混合60秒后的配煤的混合度达到0.85以上的混合机C、D、E时,水分量超过6质量%时得到的焦炭的强度与水分量为3~6质量%时几乎等同,由搅拌产生的焦炭强度提高效果大。应予说明,间隙如上述的试验方法所述,在堆积密度一定的条件下进行干馏,因此在表5中观测不到由水分量引起的测定结果的差异,但在实际作业中,已知如果水分变高,则干燥基准下的焦炉炭化室内装入煤的堆积密度变低,因此收缩量变大,本发明的方法在对水分高的配煤进行干馏的情况下特别优选。
实施例2
本发明人等改变评价混合度时的试样的条件,对所测定的混合度与焦炭强度的关系进行调查。
样品尺寸影响混合度的检测灵敏度。即,样品尺寸越小,受到具有偏离配煤的平均值的特性值的粒子的影响越大。与此相对,如果样品尺寸大,则样品中会含有各种特性的粒子,特性值得到平均化而偏差变小。因此,样品尺寸小的样品的混合度的检测灵敏度变高。与此相对,进行特性值的分析需要某种程度的样品量,为少量的样品时,分析误差括大。本发明人等通过干馏试验对样品尺寸如何影响混合度、如何影响焦炭强度的差异的检测进行了调查。
作为配煤,使用实际上在商业用焦炉中使用的配煤(基础配煤)、和在基础配煤中添加0.1~50%的延迟油焦作为敏化剂的配煤,实施粉碎、配合、调湿操作。其后,对300kg的配煤,使用搅拌能力不同的混合机,变更搅拌时间来制造各种混合状态的配煤。将构成在试验中使用的配煤的单种煤(E煤~T煤)和延迟油焦的性状(平均最大反射率Ro[%]、吉氏最大流动度logMF[log ddpm]、挥发成分VM[质量%]、灰分Ash[质量%]、总硫(TS)[质量%])示于表6,将基础配煤的平均性状示于表7。
[表6]
[表6]
[表7]
[表7]
焦炭强度按照以下的顺序评价。各配煤的干馏中使用实验室1/4t炉。以自由落下的方式将约200[kg]的配煤装入炉内,在炉壁温度950[℃]的电炉内干馏23小时后,从炉中取出进行氮冷却而得到焦炭。得到的焦炭的强度基于JIS K2151的旋转强度试验法,对以旋转速度15[rpm]旋转150次后的粒径为15[mm]以上的焦炭的质量比例进行测定,将与旋转前的质量比×100作为转鼓强度DI(150/15)而算出。
对于配煤的混合度,采取15个规定的样品尺寸的样品,对由JISM8813规定的总硫量进行测定,由上述式(1)算出混合度。应予说明,配煤的σC0在基础配煤中为0.18质量%,在含有延迟油焦的配煤中为0.20~1.31质量%,(σC0-σCf)/Cave分别为0.33、0.36~1.00。另外,σCf均为0.008质量%。
将延迟油焦的配合比例与(σC0-σCf)/Cave的关系示于图8。根据图8,可知(σC0-σCf)/Cave相对于敏化剂的配合比例显示出最大值。
接下来,对于添加延迟油焦而得到的(σC0-σCf)/Cave=1.00的配煤,改变样品尺寸求出混合度,对求出的混合度与对配煤进行干馏而得到的焦炭的强度的关系进行了调查。将得到的结果示于图9。相同强度的点是由同一配煤得到的焦炭。根据图9,可知即使是相同的配煤,测量的混合度也会随着样品尺寸而变化,因此对同一强度绘制多个点。可知样品尺寸越大,所观测的混合度的最大值与最小值之差越小,混合度的检测灵敏度降低。确认了样品尺寸为15g以下时,混合度提高,随之焦炭强度提高的趋势。因此,可知为了检测混合度,样品尺寸优选为15g以下,更优选为2g以下。样品尺寸的下限可以根据特性值的分析方法的观点来确定,优选为0.1g以上。
根据图9,以样品尺寸为2g以下的条件,在混合度为0.85以上的情况和小于0.85的情况下,焦炭强度可看到较大差异。可知为了将焦炭强度保持为高位,优选以混合度为0.85以上的方式进行搅拌。
实施例3
对(σC0-σCf)/Cave对混合度的测量值造成的影响进行了调查。改变在基础配煤中的延迟油焦添加量来制备(σC0-σCf)/Cave不同的配煤。接下来,使用搅拌能力不同的搅拌机对配煤进行搅拌,在样品尺寸为1g的条件下求出搅拌后的混合度的值。在表8中示出用搅拌能力最高的混合机E、搅拌能力最低的混合机A行进搅拌时各自搅拌后的混合度、和两者之差。
[表8]
[表8]
根据表8,可知在(σC0-σCf)/Cave为0.36以下的条件下,用混合机A和E进行混合后测定的混合度的值之差几乎不存在。另一方面,在(σC0-σCf)/Cave为0.40以上的条件下,混合度之差变大,变得能够检测到混合度的差异。根据以上的结果,可知优选采用(σC0-σCf)/Cave为0.40以上、更优选为0.55以上的配煤。应予说明,此时,(σC0-σCf)/Cave为0.40以上的情况下,混合度为0.85以上时焦炭强度为82.5以上,在混合度小于0.85的条件下,焦炭强度小于82.5。
实施例4
在本发明的方法中,对设置于实用焦炉的混合机的混合度进行了评价,对焦炭强度进行了评价。焦炭生产线的预先处理工艺的最终阶段,即,在输送到焦炉之前导入混合机。混合机是连续式的,具有混合度从开始混合操作起60秒后(即,在平均滞留时间为60秒的条件下)达到0.85以上的性能。
对由混合机的处理时间引起的配煤的混合度的变化进行了调查。特性值设为JISM8813中规定的总硫量。应予说明,以配煤中含有10%的延迟油焦的方式进行添加。此时的σTS0为0.98,(σTS0-σTSf)/TSave为0.99。配煤的母体设为混合机输入侧、输出侧的传送带上的约6t单位。使用JIS M8811的50号的取样勺从其中采取多个约1.2kg作为样本,进一步从各个样本采取15个样品尺寸约1g的样品。对各个样品实施JIS M8813的总硫量的测定。混合度由上述式(2)进行计算。将得到的结果示于图10。根据图10,可知混合机的平均滞留时间越长,混合度越提高。
对因导入混合机而引起的由实用焦炉制造的焦炭的强度的变化进行了调查。将不进行混合机的处理的情况(混合度≒0.74)与进行以平均滞留时间计约为60秒的处理的情况(混合度≒0.90%)的焦炭强度示于图11。应予说明,验证期间中,每8小时对焦炭强度进行测定。根据图11确认了使用两侧95%的置信区间的t检验的结果是通过混合机的搅拌处理使转鼓强度有意地提高。除此以外,使用两侧95%的置信区间的F检定的结果是强度的偏差也有意地减少。认为偏差减少的主要原因在于伴随混合机的导入,不仅毫米级的均质性提高,更宏观的均质性也提高。
如上所述,通过将本发明中评价的混合度作为指标,进行使混合度提高的操作,能够实现焦炭强度的提高及其偏差的减少。
以上,对适用于由本发明人完成的发明的实施方式进行了说明,但本发明不限定于构成由本实施方式得到的本发明所公开的一部分的阐述和附图。即,本领域技术人员等基于本实施方式而完成的其它实施方式、实施例和应用技术等都包含于本发明的范畴中。
符号说明
1 小型模拟干馏釜
2 配煤
3 焦炭饼
11 底板
12a、12b 侧板
13 顶板
Claims (20)
1.一种焦炭的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
制备步骤,配合2种以上的煤而制备配煤,
搅拌混合步骤,将在该制备步骤中制备的配煤进行搅拌混合,从而将由煤粒子凝聚而形成的配煤中的准粒子中的至少一部分破碎,和
干馏步骤,将搅拌混合后的配煤装入焦炉中进行干馏;
在所述搅拌混合步骤中,使用混合装置,所述混合装置具有如下性能:由以下示出的式(1)求出的配煤的混合度从开始混合操作起60秒后达到0.85以上,
混合度=(σC0-σC)/(σC0-σCf)…(1)
这里,混合度是从搅拌混合后的配煤中采取试样,测定各试样的特性值,由试样间的特性值的标准偏差算出的值;σC0表示完全非混合时的特性值的标准偏差,σCf表示完全混合时的特性值的标准偏差,σC表示被采取的试样间的特性值的标准偏差。
2.根据权利要求1所述的焦炭的制造方法,其特征在于,在所述搅拌混合步骤中,以配煤的混合度达到0.85以上的方式对配煤进行搅拌混合。
3.根据权利要求1或2所述的焦炭的制造方法,其特征在于,所述配煤的(σC0-σCf)/Cave为0.40以上,
其中,Cave表示被测定的特性值的平均值。
4.根据权利要求1或2所述的焦炭的制造方法,其特征在于,所述混合度是从搅拌混合后的配煤的多个位置分别采取2g以下的试样,测定各试样的特性值,由试样间的特性值的标准偏差算出的值。
5.根据权利要求1或2所述的焦炭的制造方法,其特征在于,所述制备步骤包括在配合2种以上的煤之前将该2种以上的煤粉碎的步骤。
6.根据权利要求1或2所述的焦炭的制造方法,其特征在于,所述制备步骤包括使所述2种以上的煤调湿的步骤。
7.根据权利要求1或2所述的焦炭的制造方法,其特征在于,对水分量为6质量%以上的配煤进行所述搅拌混合步骤。
8.一种焦炭的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
制备步骤,配合2种以上的煤而制备配煤,
搅拌混合步骤,将在该制备步骤中制备的配煤进行搅拌混合,从而将由煤粒子凝聚而形成的配煤中的准粒子中的至少一部分破碎,和
干馏步骤,将搅拌混合后的配煤装入焦炉中进行干馏;
在所述搅拌混合步骤中,使用混合装置,所述混合装置具有如下性能:由以下示出的式(2)求出的配煤的混合度从开始混合操作起60秒后达到0.85以上,
混合度=(σTS0-σTS)/(σTS0-σTSf)…(2)
这里,混合度是从搅拌混合后的配煤中采取试样,测定各试样中含有的硫浓度,由试样间的硫浓度的标准偏差算出的值;σTS0表示完全非混合时的硫浓度的标准偏差,σTSf表示完全混合时的硫浓度的标准偏差,σTS表示被采取的试样间的硫浓度的标准偏差。
9.根据权利要求8所述的焦炭的制造方法,其特征在于,在所述搅拌混合步骤中,以配煤的混合度达到0.85以上的方式对配煤进行搅拌混合。
10.根据权利要求8或9所述的焦炭的制造方法,其特征在于,所述配煤的(σTS0-σTSf)/TSave为0.40以上,
其中,TSave表示被测定的硫浓度的平均值。
11.根据权利要求8或9所述的焦炭的制造方法,其特征在于,混合度是从搅拌混合后的配煤的多个位置分别采取2g以下的试样,测定各试样的硫浓度,由试样间的硫浓度的标准偏差算出的值。
12.根据权利要求8或9所述的焦炭的制造方法,其特征在于,所述制备步骤包括在配合2种以上的煤之前将该2种以上的煤粉碎的步骤。
13.根据权利要求8或9所述的焦炭的制造方法,其特征在于,所述制备步骤包括使所述2种以上的煤调湿的步骤。
14.根据权利要求8或9所述的焦炭的制造方法,其特征在于,对水分量为6质量%以上的配煤进行所述搅拌混合步骤。
15.一种配煤的均质性的评价方法,其特征在于,在由权利要求1~7中任一项所述的焦炭的制造方法制造焦炭时,
从搅拌混合前后的配煤的任意的位置采取试样,测定各试样的特性值,接下来,对(σC0-σCf)/Cave达到0.40以上的试样,由试样间的特性值的标准偏差利用式(3)算出混合度,根据所述混合度对配煤的均质性进行评价,
混合度=(σC0-σC)/(σC0-σCf)…(3)
σC0表示完全非混合时的特性值的标准偏差,σCf表示完全混合时的特性值的标准偏差,σC表示任意的混合状态下的特性值的标准偏差,Cave表示被测定的特性值的平均值。
16.根据权利要求15所述的配煤的均质性的评价方法,其特征在于,所述特性值是各试样中含有的硫浓度。
17.根据权利要求15或16所述的配煤的均质性的评价方法,其特征在于,所述特性值是从搅拌混合前后的配煤的任意的多个位置分别采取2g以下的试样而测定的值。
18.根据权利要求16所述的配煤的均质性的评价方法,其特征在于,使用碳-硫分析计测定硫浓度。
19.根据权利要求15或16所述的配煤的均质性的评价方法,其特征在于,向配煤中装入敏化剂并进行搅拌。
20.根据权利要求19所述的配煤的均质性的评价方法,其特征在于,所述敏化剂为油焦、煤沥青、柏油沥青中的任一种以上。
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