CN114901782A - 混煤的制造方法和焦炭的制造方法 - Google Patents

混煤的制造方法和焦炭的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够制造在干馏后形成高强度的焦炭的混煤的混煤的制造方法和焦炭的制造方法。一种通过配合两个以上品种的煤来制造混煤的混煤的制造方法,其中,将惰质组组织为100体积%时的煤的表面张力设为γ100、将软化熔融组织为100体积%时的煤的表面张力设为γ0时,确定煤的γ0的范围,指定所述混煤中配合的各品种的煤1、2、…、i、…n中所述γ100在所述γ0的范围之外的煤i,测定所述煤i的TI,以使利用下述(1)式算出的w为20.4质量%以下的方式确定所述煤i的配合比例。w=Σ(xi×TIi)…(1)所述(1)式中,xi为所述煤i的配合比例(质量%),TIi为所述煤i中含有的惰质组组织的比例(体积%),w为煤的γ0的范围之外的惰质组组织在混煤中的质量比例(质量%)。

Description

混煤的制造方法和焦炭的制造方法
技术领域
本发明涉及能够制造高强度的焦炭的混煤的制造方法和焦炭的制造方法。
背景技术
在高炉中,为了制造铁水,理想的是作为高炉原料使用的焦炭为高强度。这是因为,如果焦炭的强度低,则在高炉内粉化,阻碍高炉的透气性,变得无法进行稳定的铁水的生产。
通常,焦炭通过将配合多种煤而得到的混煤利用炼焦炉进行干馏来制造。作为用于得到达到期望强度的焦炭的煤的配合方法,已知有各种方法,在专利文献1中公开了一种考虑了煤的相容性的煤的配合方法,其中,将对煤进行热处理而得到的半焦的表面张力作为指标。
“煤的相容性”是指混煤中的两个以上品种的煤各自发生相互作用的性质,由于煤的相容性,仅由该混煤中的各个煤得到的焦炭强度与由该混煤得到的焦炭强度之间有时加和性不成立。专利文献1中,以由对构成混煤的各品种的煤进行热处理而得到的半焦的表面张力和混煤中的各品种的煤的配合率(质量%)算出的界面张力的值作为指标来调整煤的配合率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5737473号公报
非专利文献
非专利文献1:D.W.Fuerstenau:International Journal of MineralProcessing,20(1987),153
发明内容
发明所要解决的问题
近年来,从稳定确保煤资源以及削减原料成本的观点出发,购入在多个场所开采的煤并将性状不同的两个以上品种的煤用于混煤的原料的必要性提高。即使在将性状不同的煤用于混煤的情况下,也可以通过专利文献1中公开的方法来制备可期待制造达到期望强度的焦炭的混煤。但是,存在如下问题:根据煤的不同,即使以通过专利文献1中提出的方法求出的质量比例配合两个以上品种的煤,也会制造出未达到高强度的焦炭。本发明是鉴于这样的课题而完成的发明,其目的在于提供能够制造在干馏后形成高强度的焦炭的混煤的混煤的制造方法和焦炭的制造方法。
用于解决问题的方法
用于解决上述课题的方法如下所述。
[1]一种混煤的制造方法,其是通过配合两个以上品种的煤来制造混煤的混煤的制造方法,其中,将惰质组组织为100体积%时的煤的表面张力设为γ100、将软化熔融组织为100体积%时的煤的表面张力设为γ0时,确定煤的γ0的范围,指定上述混煤中配合的各品种的煤1、2、…、i、…n的中上述γ100在上述γ0的范围之外的煤i,测定上述煤i的TI,以使利用下述(1)式算出的w为20.4质量%以下的方式确定上述煤i的配合比例。
w=Σ(xi×TIi)…(1)
上述(1)式中,xi为上述煤i的配合比例(质量%),TIi为上述煤i中含有的惰质组组织的比例(体积%),w为煤的γ0的范围之外的惰质组组织在上述混煤中的质量比例(质量%)。
[2]如[1]所述的混煤的制造方法,其中,在使用在350℃~800℃范围内的温度T℃下对煤进行加热处理而制作的半焦来测定表面张力的情况下,上述γ0的范围为(0.055T+10.4)mN/m以上且(0.041T+22.0)mN/m以下。
[3]如[1]所述的混煤的制造方法,其中,在使用在500℃下对煤进行加热处理而制作的半焦来测定表面张力的情况下,上述γ0的范围为37.9mN/m以上且42.5mN/m以下。
[4]一种焦炭的制造方法,其中,对通过[1]~[3]中任一项所述的混煤的制造方法制造的混煤进行干馏,从而制造焦炭。
发明效果
通过实施本发明的混煤的制造方法,能够制造在干馏后形成高强度的焦炭的混煤。通过将该混煤在炼焦炉中进行干馏,能够制造高强度的焦炭。
附图说明
图1是表示6个品种(A~F)的煤的表面张力的测定值散点(3点)和该散点的回归直线的图。
图2是表示混煤1~4的w与对混煤1~4进行干馏而制造的焦炭的焦炭强度的关系的图。
图3是表示煤的软化熔融组织为100体积%时的表面张力γ0与热处理温度的关系的图。
图4是表示进行热处理后的3种煤的表面张力γ100与热处理温度的关系的图。
具体实施方式
以下,通过本发明的实施方式对本发明进行说明。本实施方式的混煤的制造方法中,作为煤的成分,着眼于通过加热而软化熔融的成分(以下记载为软化熔融组织)和即使加热也不软化熔融的成分(以下记载为惰质组组织),以使可能使焦炭强度降低的煤的惰质组组织的质量比例为规定的比例以下的方式配合煤,从而制造混煤。通过将这样制造的混煤在炼焦炉中进行干馏,能够制造强度高的焦炭。
本实施方式的混煤的制造方法中,以使利用下述(1)式算出的处于混煤中含有的软化熔融组织的表面张力的范围外的惰质组组织的质量比例w(质量%)为20.4质量%以下的方式配合两个以上品种的煤。
w=Σ(xi×TIi)…(1)
将惰质组组织为100体积%的惰质组组织的表面张力设为γ100、将软化熔融组织为100体积%的软化熔融组织的表面张力设为γ0时,上述(1)式中,xi为混煤中含有的煤1、2、…、i、…n中γ100在γ0的范围之外的煤i的配合比例(质量%),TIi为煤i中含有的惰质组组织的比例(体积%)。
关于惰质组组织为100体积%时的惰质组组织的表面张力γ100和软化熔融组织为100体积%时的软化熔融组织的表面张力γ0,可以由相同品种的煤制备惰质组量不同的试样,在规定的温度下对这些试样进行热处理,由所得到的半焦的表面张力进行推定。
煤的惰质组组织比软化熔融组织硬,因此,在粉碎后的煤中,惰质组组织具有向粗粒侧富集的倾向。利用该倾向,将粉碎后的煤通过公知的分级方法而分为粒度大的粒子和粒度小的粒子,由此,可以由相同品种的煤制备惰质组量不同的试样。在使用例如筛分操作作为分级方法的情况下,将粉碎后的某一品种的煤用某一网眼的筛进行筛分时,筛上的粗粒的惰质组量比筛下的细粒的惰质组量多。对这样制备的惰质组量不同的试样测定总惰质组量,将试样在规定的温度下各自进行热处理,制成半焦。TI为JIS M 8816中规定的总惰质组量,表示煤中含有的惰质组组织的比例(体积%)。作为由相同品种的煤制备惰质组量不同的试样的方法,可以采用对粉碎后的煤进行比重分离的方法。一般而言,惰质组量多的粒子的比重大,因此,向具有某一比重的液体中投入煤并浮起的比重小的粒子的惰质组量少,沉降的比重大的粒子的惰质组量多。
在此,对煤的表面张力的测定中使用的半焦的制作方法和煤的表面张力的测定方法进行说明。半焦是指对煤进行热处理而得到的热处理物。本实施方式的说明中,记载为“煤的表面张力”时的煤不仅是煤,还包括热处理后的煤。对于惰质组组织的表面张力、软化熔融组织的表面张力,也同样地分别包括热处理后的煤的惰质组组织、热处理后的煤的软化熔融组织。半焦的表面张力在焦炭强度的预测、强度高的焦炭的制造中特别有用,因此,在本实施方式中对使用热处理后的煤、即半焦的表面张力的情况进行说明。在本实施方式中,半焦通过下述(a)~(c)来制造。
(a)将煤粉碎。关于煤的粉碎粒度,从由组织、性状等不均匀的煤制作均质的试样的观点出发,优选将煤粉碎至作为JIS M8812中记载的煤的工业分析中的粉碎粒度的粒径250μm以下,更优选粉碎至粒径200μm以下。
(b)将粉碎后的煤隔绝空气或在不活泼气体中以适当的加热速度加热至500℃。加热速度优选根据在炼焦炉中制造焦炭时的加热速度来确定。
(c)将加热后的煤在不活泼气体中冷却,从而制作半焦。
关于对煤进行加热的加热温度,从表面张力影响煤粒子间的粘接的观点出发,认为煤开始软化熔融的350℃以上至焦炭化完成的800℃为止的任一温度是适当的。但是认为,在作为加热温度的350~800℃中,特别有助于粘接的温度是软化熔融时的温度、即350~550℃,粘接结构在500℃附近确定。因此,作为加热温度,特别优选500℃附近的480~520℃,在本实施方式中将加热温度设定为500℃。加热优选在不与煤反应的不活泼气体(例如氮气、氩气、氦气等)气氛中进行。测定的表面张力的值根据制备半焦时的加热温度而变化,因此,由配合中使用的煤制备半焦时的加热优选对所有煤都在相同条件下进行。特别是,最高热处理温度特别优选设定为规定温度±10℃的范围内。
冷却优选在不与煤反应的不活泼气体气氛中进行。优选将热处理后的煤以10℃/秒以上的冷却速度进行骤冷。进行骤冷的理由是为了保持软化熔融状态下的分子结构,优选以认为分子结构不发生变化的10℃/秒以上的冷却速度进行冷却。可以使用冰水、水、或者液氮、氮气这样的不活泼气体等进行骤冷,但优选使用液氮进行骤冷。
煤的表面张力可以使用非专利文献1中记载的薄膜浮选法进行测定。该方法无论是对于煤还是由该煤得到的半焦都能够同样地应用。使用薄膜浮选法,求出微粉碎后的试样的表面张力的分布,将得到的表面张力的分布的平均值作为该试样的表面张力的代表值。
基于薄膜浮选法的表面张力的测定优选以下述方式进行。关于薄膜浮选法中使用的液体,由于煤或软化熔融时的煤的表面张力值分布在20~73mN/m的范围内,因此使用具有该范围内的表面张力的液体来进行。例如,可以使用乙醇、甲醇、丙醇、叔丁醇、丙酮等有机溶剂,由这些有机溶剂的水溶液制作具有20~73mN/m的表面张力的液体。关于要测定表面张力的样品的粒度,优选根据测定原理对接触角几乎等于0°时的表面张力进行测定,随着粉碎后的试样粒子的粒径变大,接触角增加,因此粒径越小越优选。但是,试样粒子的粒径小于53μm时,各粒子容易凝集,因此,优选将试样粒子粉碎至粒径53~150μm。使试样粒子落下到具有各种表面张力的液体中,对于各液体求出漂浮的试样粒子的质量比例,将其结果表示为频率分布曲线,求出表面张力分布。
图1是表示6个品种(A~F)的煤的惰质组量不同的试样的表面张力的散点(3点)和该散点的回归直线的图。图1的横轴为TI(体积%),纵轴为表面张力(mN/m)。如图1所示,对于各品种的煤,在TI与半焦的表面张力之间观察到近乎直线的关系。由该结果可知,对混煤中含有的各品种的煤由惰质组量不同的多个试样的表面张力的散点求出回归直线,求出该回归直线中的惰质组组织为100体积%(软化熔融组织为0体积%)时的TI=100所对应的值(γ100)和软化熔融组织为100体积%(惰质组组织为0体积%)时的TI=0所对应的值(γ0),由此,可以推定惰质组组织的表面张力γ100和软化熔融组织的表面张力γ0
如图1所示,不管煤的品种如何,γ0都收敛于某一范围,与此相对于,γ100根据煤的品种而大幅不同。由此可知,表面张力根据煤的品种而不同的原因是各煤中γ100不同。存在像图1的煤B、煤C那样γ100和γ0大幅不同的煤,另一方面,存在像煤A、煤F那样γ100和γ0几乎相同的煤。专利文献1中,没有考虑对煤的表面张力产生影响的γ100和γ0,因此认为,即使以通过专利文献1中提出的方法求出的质量比例配合两个以上品种的煤,有时也会制造出达不到高强度的焦炭。根据以往的见解,尚不知晓根据煤的组织成分的不同、对其组织成分进行热处理而得到的半焦的表面张力不同。本发明的发明人阐明了表面张力根据组织成分而存在差异,并基于该见解完成了本发明。
接着,对能够制造强度高的焦炭的混煤的制造条件进行说明。煤在干馏过程中通过加热而软化熔融,粒子粘接后收缩。收缩速度根据煤、以及煤的组织成分而不同,因此,例如在由收缩速度不同的两种煤构成的混煤中,由于收缩速度的差异而在焦炭的制造过程中在煤的粘接界面产生龟裂。此时,煤间的界面的粘接强度弱时,龟裂增加,由于该龟裂而使焦炭强度降低,因此,无法由包含粘接强度弱的煤的混煤制造高强度的焦炭。半焦的表面张力对该粘接强度产生影响,粒子间的表面张力的差异越大,则粘接强度越小。如上所述,表面张力根据煤的品种而不同的原因是各煤中γ100不同,因此,γ100在γ0的范围内的煤在煤间、组织成分间的表面张力的差异小,可以说是不使焦炭强度降低的煤。另一方面,γ100在γ0的范围外的煤即使在煤间和同一煤内,表面张力的差异也大,可以说是使焦炭强度降低的煤。
因此,着眼于使焦炭强度降低的煤中含有的惰质组组织,对能够制造高强度的焦炭的混煤的制造条件是否可以使用γ100在γ0的范围外的煤的惰质组组织的质量比例进行了确认。表1示出该确认中使用的煤G~N的性状。表2示出以规定的质量比例配合煤G~N而得到的混煤1~4的性状。
[表1]
Figure BDA0003723255970000081
[表2]
Figure BDA0003723255970000082
表1、2的“lоgMF(lоg/ddpm)”是指通过JIS M8801的吉塞勒塑性仪法测定的煤的最高流动度(Maximum Fluidity:MF)的常用对数值。混煤的最高流动度lоgMF是混煤中的单种煤的lоgMF的加权平均值。表1、2的“Rо(%)”为JIS M 8816的煤或混煤的镜质组的平均最大反射率。表1、2的“TI(体积%)”为总惰质组量,通过JIS M 8816的煤或混煤的微细组织成分的测定方法和基于其解说中记载的Parr公式的下述(2)式算出。混煤的TI通过将混煤中含有的各品种的煤的TI与该煤的配合比例相乘而得到的值累计来算出。
惰质组量(体积%)=丝质体(体积%)+微粒体(体积%)+(2/3)×半丝质体(体积%)+矿物质(体积%)…(2)
本实施方式中,通过使用γ100在γ0的范围外的煤的惰质组组织的质量比例,对给焦炭强度带来不利影响的成分的影响定量地进行评价。由JIS的方法得到的TI为体积%的值,因此,准确来说,优选将体积%换算为质量%。但是,认为TI成分与除此以外的成分的密度相同,可以得到足以实用的效果,因此,将以体积%求出的TI值作为煤的惰质组组织的质量%的值使用。本实施方式的说明中,TI的质量%的值使用由JIS的测定方法求出的体积%的值。
表1的“表面张力(mN/m)”是使用薄膜浮选法对在500℃下进行加热处理而制作的半焦进行测定的表面张力。关于表1的“惰质组表面张力γ100(mN/m)”和“溶融组织表面张力γ0(mN/m)”,通过粉碎和筛分,由相同品种的煤制备3种惰质组量不同的试样,由3种试样的表面张力求出回归直线,将该回归直线中的TI=100所对应的值作为γ100,将TI=0所对应的值作为γ0
表1的煤是通常作为焦炭原料的煤使用的煤的例子。作为焦炭原料使用的煤的MF为0~60000ddpm(logMF为4.8以下)、Ro为0.6~1.8%、TI为3~50体积%的范围内,本实施方式的混煤的制造方法能够特别适合用于该范围内的煤。表1的煤的性状是logMF为0.48~3.47、Ro为0.64%~1.54%、TI为21.4体积%~43.0体积%,但本发明的应用不限于该范围的煤。另外,即使包含煤以外的添加物,也可以应用本发明的技术。
表2的“DI 150/15”是对煤(混煤)进行干馏而得到的焦炭的强度指数,是基于JISK 2151的旋转强度试验法对使装入了规定量焦炭的转鼓试验机以15rpm旋转150次后的粒径15mm以上的焦炭的质量比例进行测定、将与旋转前的质量比乘以100而得到的指数、即转鼓强度DI(150/15)。表2的w为在软化熔融组织的表面张力γ0的范围之外的惰质组组织的质量比例,使用下述(1)式来计算。
w=Σ(xi×TIi)…(1)
上述(1)式中,xi为混煤中含有的各品种的煤1、2、…、i、…n中γ100在软化熔融组织的表面张力γ0的范围之外的煤i的配合比例(质量%),TIi为该煤i的TI。w为在软化熔融组织的表面张力γ0的范围之外的惰质组组织的质量比例。软化熔融组织的表面张力γ0的范围可以仅限于混煤中含有的两个以上品种的煤,也可以不限于混煤中含有的两个以上品种的煤而确定为对多种煤分析的半焦的γ0的范围。例如,对于在焦炭工厂以库存保有的焦炭制造用的所有煤,求出其半焦的γ0,确定其最大值与最小值之间的范围作为软化熔融组织的表面张力γ0的范围,由此,不限于混煤中含有的煤,作为焦炭原料的煤使用的煤也可以应用本实施方式的混煤的制造方法。
进行表1、表2所示的试验时,不限于煤G~N,将以库存保有的所有煤在500℃下进行热处理而得到的半焦的γ0的最小值为37.9mN/m、最大值为42.5mN/m。因此,将本实施方式中的软化熔融组织的表面张力γ0的范围以通过500℃的热处理得到的半焦的值计为37.9mN/m以上且42.5mN/m以下。因此,表1所示的煤G~N中,具有在软化熔融组织的表面张力γ0的范围之外的惰质组组织的煤为煤G、煤I、煤J、煤K和煤L。
w的计算中,将作为具有在软化熔融组织的表面张力γ0的范围之外的惰质组组织的煤的煤G、煤I、煤J、煤K和煤L的各配合比例与各煤的TI相乘并将它们累计,由此算出混煤中含有的煤中在软化熔融组织的表面张力γ0的范围之外的煤的惰质组组织的质量比例。例如,混煤1中,煤G的惰质组组织的质量比例为0.300×0.400×100=12.0质量%,煤I的惰质组组织的质量比例为0.160×0.300×100=4.8质量%,煤J的惰质组组织的质量比例为0.200×0.354×100=7.1质量%,煤K的惰质组组织的质量比例为0.029×0.214=0.6质量%,煤L的惰质组组织的质量比例为0.058×0.218=1.3质量%,将它们累计,由此算出w=25.8质量%。
图2是表示混煤1~4的w与对混煤1~4进行干馏而制造的焦炭的焦炭强度的关系的图。图2的横轴为w(质量%),纵轴为焦炭的转鼓强度(%)。如图2所示,w为17.7质量%的混煤4和w为20.4质量%的混煤3的焦炭强度为82.0%,与此相对,w为23.1质量%的混煤2的焦炭强度变为80.2%。w为25.8质量%的混煤1的焦炭强度变为78.2%,与w为23.1%的混煤2相比,焦炭强度进一步降低。
由图2可知,w为20.4质量%以下时,焦炭强度不会降低,另一方面,w大于20.4质量%时,随着w变大,焦炭强度大幅降低。优选被认为使焦炭强度降低的在软化熔融组织的表面张力γ0的范围之外的煤的惰质组组织的质量比例低。因此,w的下限为0质量%。
根据这些结果,本实施方式的混煤的制造方法中,以使利用上述(1)算出的w为20.4质量%以下的方式配合各品种的煤来制造混煤。由此,可防止混煤中含有的使焦炭强度降低的惰质组组织的增加,能够制造在干馏后形成高强度的焦炭的混煤。然后,将该混煤装入到炼焦炉的炭化室中,进行干馏,由此能够制造强度高的焦炭。一般而言,制造焦炭时的干馏温度设定为900℃以上即可。
煤的表面张力根据半焦制造时的加热温度而变化。因此,在使用在500℃下对煤进行加热处理而制作的半焦来测定表面张力的情况下,混煤中含有的煤中,半焦的γ100在γ0的范围之外的煤i是γ100小于37.9mN/m或大于42.5mN/m的煤。
煤的表面张力随着半焦制造时的加热温度增高而变大。因此,在提高半焦制造时的加热温度的情况下,γ100和γ0均变大。因此,对改变半焦的制备温度时的本实施方式的混煤的制造方法的有效性进行了确认。
对于各种煤品种,将半焦的制备温度变为400℃和600℃,除此以外,使用与上述的方法同样的方法求出γ0。图3是表示煤的软化熔融组织为100体积%时的表面张力γ0与热处理温度的关系的图。图3的横轴为加热处理温度(℃),纵轴为表面张力γ0(mN/m)。如图3所示,半焦的制备温度增高时,观察到γ0的值升高的倾向。但是,即使在改变半焦的制备温度的情况下,也与在500℃下制备半焦的情况同样地观察到γ0收敛于一定范围的倾向。
将半焦的制备温度(℃)设为T时,由在各处理温度下求出的γ0的最小值得到的回归直线为γ0=0.055T+10.4(mN/m)。同样地,由在各处理温度下求出的γ0的最大值得到的回归直线为γ0=0.041T+22.0(mN/m)。即,将半焦的制备温度设为T(℃)时,其半焦的惰质组组织为100%时的表面张力γ100小于γ0的最小值γ0=0.055T+10.4(mN/m)的情况下,该煤可以说是使焦炭强度降低的煤。同样地,半焦的惰质组组织为100%时的表面张力γ100大于γ0的最大值γ0=0.041T+22.0(mN/m)的情况下,该煤可以说是使焦炭强度降低的煤。
图4是表示进行热处理后的3种煤的表面张力γ100与热处理温度的关系的图。图4的横轴为加热处理温度(℃),纵轴为表面张力γ100(mN/m)。如图4所示,对于煤O而言,半焦的制备温度为400℃~600℃中的任一温度时,γ100都小于γ0的最小值γ0=0.055T+10.4(mN/m)。因此,煤O被判断为使焦炭强度降低的煤。对于煤P而言,半焦的制备温度为400℃~600℃中的任一温度时,γ100都落入γ0的最大值与最小值之间。因此,煤P被判断为不使焦炭强度降低的煤。对于煤Q而言,半焦的制备温度为400℃~600℃的范围内中的任一温度时,γ100都大于γ0的最大值γ0=0.041T+22.0(mN/m)。因此,煤Q被判断为使焦炭强度降低的煤。
可见,对于各个品种的煤而言,即使改变半焦的制备温度,γ0与γ100的大小关系也不发生变化。因此可知,根据在500℃下制备的半焦的值由表2、图2求出的优选的w的上限值20.4质量%这一值即使在半焦的制备温度不同的情况下也可以作为在γ0的范围之外的惰质组组织的质量比例的上限值使用。本实施方式的混煤的制造方法中,半焦的制备温度优选设定为作为煤的开始软化熔融的温度的350℃至焦炭化完成的800℃的范围内。半焦的制备温度更优选设定为能够明确判断使焦炭强度降低的可能性的400℃以上且600℃以下的范围内。
如上所述,确定作为焦炭制造的原料使用的各个品种的煤中的γ0的范围,并且对混煤的制造中使用的各品种的煤求出γ100。由γ0的范围和各品种的煤的γ100来指定γ100在γ0的范围之外、使焦炭强度降低的煤的品种。另外,测定被指定使焦炭强度降低的品种的煤的TI,以使惰质组组织的比例为上限值以下的方式确定使焦炭强度降低的煤的配合比例,由此,能够制造在干馏后形成高强度的焦炭的混煤。通过对这样制造的混煤进行干馏,能够实现强度高的焦炭的制造。
本实施方式的混煤的制造方法中,通过使用对煤进行加热处理而制备的半焦的表面张力的例子进行了说明,但不限于此,也可以使用未进行加热处理的煤的表面张力。如上所述,薄膜浮选法中,煤和由该煤得到的半焦都可以同样地应用,可以测定表面张力。此外,γ0和γ100可以通过测定表面张力而由煤试样求出,也可以通过由任何煤物性进行推定而求出。作为测定或推定的值,可以使用由他人提供的值。关于γ0的范围,将半焦的制备温度设为T(℃)时,也可以确定为最小值γ0=0.055T+10.4(mN/m)以上且最大值γ0=0.041T+22.0(mN/m)以下的范围内。

Claims (4)

1.一种混煤的制造方法,其是通过配合两个以上品种的煤来制造混煤的混煤的制造方法,其中,
将惰质组组织为100体积%时的煤的表面张力设为γ100、将软化熔融组织为100体积%时的煤的表面张力设为γ0时,
确定煤的γ0的范围,
指定所述混煤中配合的各品种的煤1、2、…、i、…n中所述γ100在所述γ0的范围之外的煤i,
测定所述煤i的TI,
以使利用下述(1)式算出的w为20.4质量%以下的方式确定所述煤i的配合比例,
w=Σ(xi×TIi)…(1)
所述(1)式中,xi为所述煤i的以质量%计的配合比例,TIi为所述煤i中含有的惰质组组织的以体积%计的比例,w为煤的γ0的范围之外的惰质组组织在所述混煤中的以质量%计的质量比例。
2.如权利要求1所述的混煤的制造方法,其中,在使用在350℃~800℃范围内的温度T℃下对煤进行加热处理而制作的半焦来测定表面张力的情况下,所述γ0的范围为(0.055T+10.4)mN/m以上且(0.041T+22.0)mN/m以下。
3.如权利要求1所述的混煤的制造方法,其中,在使用在500℃下对煤进行加热处理而制作的半焦来测定表面张力的情况下,所述γ0的范围为37.9mN/m以上且42.5mN/m以下。
4.一种焦炭的制造方法,其中,对通过权利要求1~权利要求3中任一项所述的混煤的制造方法制造的混煤进行干馏,从而制造焦炭。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000356610A (ja) * 1999-04-13 2000-12-26 Nkk Corp 石炭の溶融性およびコークス強度の評価方法、コークスの製造方法
KR20120043950A (ko) * 2010-10-27 2012-05-07 현대제철 주식회사 코크스 제조용 원료탄 장입 방법
CN102491307A (zh) * 2011-11-25 2012-06-13 淄博矿业集团有限责任公司 一种共缩聚制备中间相炭微球的方法
WO2013145679A1 (ja) * 2012-03-27 2013-10-03 Jfeスチール株式会社 コークス製造用石炭の配合方法及びコークスの製造方法
JP2014218648A (ja) * 2013-04-09 2014-11-20 Jfeスチール株式会社 配合炭の製造方法及びそれを用いたコークスの製造方法
CN104220557A (zh) * 2012-03-27 2014-12-17 杰富意钢铁株式会社 煤的配合方法及混煤以及焦炭制造方法
CN105073953A (zh) * 2013-02-21 2015-11-18 杰富意钢铁株式会社 冶金用焦炭的制造方法
JP2015232125A (ja) * 2014-05-15 2015-12-24 Jfeスチール株式会社 コークスの製造方法
US9970921B2 (en) * 2013-04-12 2018-05-15 Jfe Steel Corporation Method for evaluating weathering degree of coal, method for evaluating coking property of weathered coal, method for controlling weathering degree of coal, and method for producing coke

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4135983A (en) * 1970-12-28 1979-01-23 Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Method for improving coking property of coal for use in production of cokes
JPS6229968Y2 (zh) 1980-08-12 1987-08-01
JP5071578B2 (ja) * 2010-09-01 2012-11-14 Jfeスチール株式会社 コークス製造用石炭の調製方法
EP3722393A1 (en) * 2011-10-14 2020-10-14 Jfe Steel Corporation Method for manufacturing coke
EP2980187B1 (en) 2012-03-27 2021-01-13 JFE Steel Corporation Preparation method for coal mixture for coke production, coal mixture, and coke production method
WO2013145677A1 (ja) * 2012-03-27 2013-10-03 Jfeスチール株式会社 石炭間の接着性の評価方法
WO2020179576A1 (ja) * 2019-03-04 2020-09-10 Jfeスチール株式会社 石炭の評価方法及び配合炭の調製方法並びにコークスの製造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000356610A (ja) * 1999-04-13 2000-12-26 Nkk Corp 石炭の溶融性およびコークス強度の評価方法、コークスの製造方法
KR20120043950A (ko) * 2010-10-27 2012-05-07 현대제철 주식회사 코크스 제조용 원료탄 장입 방법
CN102491307A (zh) * 2011-11-25 2012-06-13 淄博矿业集团有限责任公司 一种共缩聚制备中间相炭微球的方法
WO2013145679A1 (ja) * 2012-03-27 2013-10-03 Jfeスチール株式会社 コークス製造用石炭の配合方法及びコークスの製造方法
CN104220557A (zh) * 2012-03-27 2014-12-17 杰富意钢铁株式会社 煤的配合方法及混煤以及焦炭制造方法
CN104245889A (zh) * 2012-03-27 2014-12-24 杰富意钢铁株式会社 焦炭制造用煤的配合方法及焦炭的制造方法
CN105073953A (zh) * 2013-02-21 2015-11-18 杰富意钢铁株式会社 冶金用焦炭的制造方法
JP2014218648A (ja) * 2013-04-09 2014-11-20 Jfeスチール株式会社 配合炭の製造方法及びそれを用いたコークスの製造方法
US9970921B2 (en) * 2013-04-12 2018-05-15 Jfe Steel Corporation Method for evaluating weathering degree of coal, method for evaluating coking property of weathered coal, method for controlling weathering degree of coal, and method for producing coke
JP2015232125A (ja) * 2014-05-15 2015-12-24 Jfeスチール株式会社 コークスの製造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
平传娟;周俊虎;程军;杨卫娟;岑可法;: "混煤热解过程中的表面形态", 化工学报, vol. 58, no. 07, 31 July 2007 (2007-07-31) *
张代林;黄大中;王坤;郑明东;: "相近煤化度炼焦煤的镜质组特性研究", 燃料与化工, vol. 46, no. 05 *

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AU2020421315A1 (en) 2022-07-14

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