RU2782524C1 - Method for assessing the quality of coal, methods for preparing a coal mix and method for producing coke - Google Patents

Method for assessing the quality of coal, methods for preparing a coal mix and method for producing coke Download PDF

Info

Publication number
RU2782524C1
RU2782524C1 RU2021126011A RU2021126011A RU2782524C1 RU 2782524 C1 RU2782524 C1 RU 2782524C1 RU 2021126011 A RU2021126011 A RU 2021126011A RU 2021126011 A RU2021126011 A RU 2021126011A RU 2782524 C1 RU2782524 C1 RU 2782524C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coal
surface tension
mixture
coke
inert component
Prior art date
Application number
RU2021126011A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дайсукэ ИГАВА
Юсукэ ДОХИ
Такаси МАЦУЙ
Original Assignee
ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН filed Critical ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН
Application granted granted Critical
Publication of RU2782524C1 publication Critical patent/RU2782524C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: group of inventions relates to a method for assessing the quality of coal used as a raw material for metallurgical coke, and to methods for preparing a coal mix using the values measured in the method for assessing the quality of coal, and also relates to a method for producing coke from the coal mix produced by the above method for preparing a coal mix. Method for assessing the quality of coal includes the following stages: preparing coal samples with different amounts of an inert component by grinding a single grade of coal; measuring the amount of the inert component of the corresponding coal samples and measuring the surface tension of the semi-coke produced by heat treatment of the corresponding coal samples; determining the surface tension γ100 corresponding to the 100% amount of the inert component, and the surface tension γ0 corresponding to the 0% amount of the inert component, using a regression line based on said amounts of the inert component and said surface tensions; and calculating the absolute value of the difference between the surface tension γ100 and the surface tension γ0; wherein the coal with an absolute difference value between γ100 and γ0 of 6 mN/m or more is not suitable as a raw material for coke, and coal with an absolute difference value between γ100 and γ0 of less than 6 mN/m is suitable as a raw material for coke. Method for preparing a coal mix containing at least two coal grades includes the following stages: determining the surface tension γ100 and the surface tension γ0 of each coal grade in the coal mix from the regression line determined by the above method for assessing the quality of coal, wherein the surface tension γ100 corresponds to the 100% amount of the inert component, the surface tension γ0 corresponds to the 0% amount of the inert component; determining the interphase tension of the coal mix based on said surface tension γ100, said surface tension γ0, the mixing ratio of each coal grade in the coal mix, and the mass fraction of the inert component and the mass fraction of the reactive component in each coal grade; determining the correlation between said interphase tension and the strength of coke produced from the coal mix; determining the interphase tension corresponding to the sought strength of coke based on said correlation; determining the mass fractions of said at least two coal grades so as to achieve the interphase tension corresponding to the sought strength of coke or a lower interphase tension; and preparing a coal mix by mixing said at least two coal grades in the above mass fractions.
EFFECT: development of methods for preparing a coal mix used to produce coke of the sought strength, and accurate determining of the mass fractions of these types of coal.
5 cl, 4 dwg, 5 tbl, 2 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Настоящее изобретение относится к способу оценки качества угля, который служит сырьём для металлургического кокса, и к способам приготовления угольной смеси, в которых используются измеренные значения, полученные в способе оценки качества угля. Настоящее изобретение также относится к способу получения кокса из угольной смеси, полученной указанным способом приготовления угольной смеси.The present invention relates to a method for evaluating the quality of coal that serves as a raw material for metallurgical coke, and methods for preparing a coal mixture that use the measured values obtained in the method for evaluating the quality of coal. The present invention also relates to a method for producing coke from a coal mixture obtained by said method for preparing a coal mixture.

Уровень техникиState of the art

Предпочтительно, чтобы металлургический кокс, который используется в качестве сырья доменной печи для производства чугуна в доменной печи, имел высокую прочность. Если кокс имеет низкую прочность, кокс разрушается в доменной печи, и разрушившийся кокс ухудшает проницаемость доменной печи; следовательно, стабильность производства чугуна ухудшается.Preferably, the metallurgical coke, which is used as a blast furnace feedstock for iron production in a blast furnace, has high strength. If the coke has low strength, the coke breaks down in the blast furnace, and the broken coke deteriorates the permeability of the blast furnace; consequently, the stability of pig iron production deteriorates.

Обычно кокс получают путём коксования угольной смеси, которую получают путём смешивания двух или более типов угля, в коксовой печи. Известны различные способы смешивания угля для получения кокса, имеющего искомую прочность.Usually, coke is produced by coking a coal mixture, which is obtained by mixing two or more types of coal, in a coke oven. There are various ways of mixing coal to obtain coke having the desired strength.

Патентная литература 1 раскрывает способ смешивания угля, который представляет собой способ, в котором учитывается совместимость угля. В этом способе с использованием в качестве показателя значения межфазного натяжения, рассчитанного на основе поверхностного натяжения полукокса, который получается путём термообработки каждой из марок угля, составляющих угольную смесь, и соотношения (массовая доля) смешения каждой из марок угля в угольной смеси, регулируется соотношение смешения угольной смеси. Используемый в описании термин «совместимость угля» относится к свойству, при котором несколько марок угля в угольной смеси взаимодействуют друг с другом. Известно, что в некоторых случаях, в зависимости от совместимости угля, свойство аддитивности не является действительным для прочностей коксов, полученных из соответствующих типов угля угольной смеси, и прочности кокса, полученного из угольной смеси.Patent Literature 1 discloses a coal mixing method, which is a method in which coal compatibility is taken into account. In this method, using as an indicator the value of interfacial tension calculated on the basis of the surface tension of semi-coke, which is obtained by heat treatment of each of the coal grades that make up the coal mixture, and the mixing ratio (mass fraction) of each of the coal grades in the coal mixture, the mixing ratio is adjusted coal mixture. Used in the description, the term "coal compatibility" refers to the property in which several grades of coal in the coal mixture interact with each other. It is known that in some cases, depending on the compatibility of the coal, the additivity property is not valid for the strengths of the cokes obtained from the respective types of coal of the coal mixture, and the strength of the coke obtained from the coal mixture.

Список цитированных источниковList of sources cited

Патентная литератураPatent Literature

PTL 1: Международная публикация № 2013/145680PTL 1: International Publication No. 2013/145680

Непатентная литератураNon-Patent Literature

НПЛ 1: D.W. Fuerstenau: International Journal of Mineral Processing, 20 (1987), 153NPL 1: D.W. Fuerstenau: International Journal of Mineral Processing, 20 (1987), 153

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Техническая проблемаTechnical problem

В последние годы, с точки зрения обеспечения оптимальной закупки угольных ресурсов и снижения стоимости сырья, становится все более необходимо приобретать уголь, добываемый более чем в одном месте, и использовать несколько марок угля с разными свойствами в качестве сырья для угольной смеси. В случаях, когда в угольной смеси должны использоваться несколько типов угля, обладающих различными свойствами, способ, раскрытый в Патентной литературе 1, может быть использован для приготовления угольной смеси, из которой, как ожидается, будет получен кокс, имеющий искомую прочность. Однако, что касается некоторых типов угля, были случаи, когда кокс, не имеющий искомой прочности, получался даже в случае, когда угольная смесь была приготовлена путём смешивания вместе нескольких марок угля в массовых долях, определённых способом, описанным в Патентной литературе 1.In recent years, in terms of ensuring the optimal procurement of coal resources and reducing the cost of raw materials, it has become increasingly necessary to purchase coal mined from more than one location and use several grades of coal with different properties as raw materials for coal mixture. In cases where several types of coal having different properties are to be used in the coal mixture, the method disclosed in Patent Literature 1 can be used to prepare a coal mixture from which coke having the desired strength is expected to be obtained. However, with regard to some types of coal, there have been cases where coke not having the desired strength was obtained even in the case where the coal mixture was prepared by mixing together several grades of coal in mass fractions determined by the method described in Patent Literature 1.

Настоящее изобретение было выполнено с учётом описанных выше случаев. Путём осуществления способа по настоящему изобретению для приготовления угольной смеси, типы угля, которые должны составлять угольную смесь, из которой может быть получен кокс, имеющий искомую прочность, и массовые доли этих типов угля могут быть точно определены по сравнению со способами известного уровня техники. Целью настоящего изобретения является создание таких способов приготовления угольной смеси. В дополнение к способам приготовления угольной смеси настоящее изобретение также предлагает способ получения кокса, в котором используется такой способ приготовления, и способ оценки качества угля, который служит сырьём для металлургического кокса.The present invention has been made in view of the cases described above. By carrying out the method of the present invention for preparing a coal mixture, the types of coal that should constitute a coal mixture from which coke having the desired strength can be obtained, and the mass fractions of these types of coal can be accurately determined compared to prior art methods. The purpose of the present invention is to provide such methods for the preparation of a coal mixture. In addition to methods for preparing coal mixture, the present invention also provides a method for producing coke using such a method for preparing coal, and a method for evaluating the quality of coal that serves as a raw material for metallurgical coke.

Решение проблемыSolution

Авторы настоящего изобретения обнаружили следующее явление: в случаях, когда варьировалось количество инертного компонента в угле, варьирование поверхностного натяжения полукокса, который был получен путём термообработки этого угля, относительно количества, на которое варьировалось количество инертного компонента (варьирование), варьировало между разными марками угля. Авторы настоящего изобретения изучили это явление и сначала разработали способ оценки качества угля на основе содержания инертного компонента угля и поверхностного натяжения полукокса.The inventors of the present invention found the following phenomenon: in cases where the amount of the inert component in the coal was varied, the variation in the surface tension of the char which was obtained by heat treatment of this coal, relative to the amount by which the amount of the inert component was varied (variation), varied between different grades of coal. The present inventors have studied this phenomenon and first developed a method for judging the quality of coal based on the content of the inert component of the coal and the surface tension of the char.

Например, в способе известного уровня техники, описанном в Патентной литературе 1, поверхностное натяжение полукокса, полученного термообработкой угля одной марки, даётся как среднее значение в распределении измеренных значений поверхностного натяжения. В понимании известного уровня техники было просто сделано предположение, что причиной того, что происходит распределение поверхностного натяжения, является неоднородность угля, и детали не были выяснены. Авторы настоящего изобретения выполнили более подробные исследования причин варьирования значений поверхностного натяжения полукокса, связанного с компонентами угля. Компоненты угля, которые особенно влияют на прочность кокса, представляют собой компонент, который размягчается и плавится при нагревании (компонент в дальнейшем может называться «реакционноспособный»), и компонент, который не размягчается или не плавится даже при нагревании (компонент в дальнейшем может называться как «инертный»). Основываясь на этом факте, авторы настоящего изобретения провели исследования для разработки способа оценки значений поверхностного натяжения полукокса, полученного в результате термообработки соответствующих двух компонентов.For example, in the prior art method described in Patent Literature 1, the surface tension of char obtained by heat treatment of one grade of coal is given as an average value in the distribution of measured values of surface tension. In the understanding of the prior art, it has simply been assumed that the reason that surface tension distribution occurs is the inhomogeneity of the coal, and the details have not been elucidated. The inventors of the present invention have made more detailed investigations into the reasons for the variation in the surface tension values of the char associated with coal components. The components of coal that particularly affect the strength of the coke are a component that softens and melts when heated (hereinafter, the component may be referred to as "reactive"), and a component that does not soften or melt even when heated (the component hereinafter may be referred to as "inert"). Based on this fact, the inventors of the present invention conducted research to develop a method for estimating the surface tension values of the char obtained by heat treatment of the respective two components.

В отношении компонентов угля не известны методы, позволяющие точно отделить компонент, который размягчается и плавится при нагревании, от компонента, который не размягчается и не плавится при нагревании; однако известно, что инертный компонент, который можно идентифицировать, наблюдая за углём под микроскопом, обычно соответствует компоненту в угле, который не размягчается и не плавится. Метод анализа содержания инертного компонента указан в JIS M 8816. Авторы настоящего изобретения использовали общее содержание инертного компонента (TI), охарактеризованное в JIS M 8816, в качестве содержания компонента, который не размягчается и не плавится при нагревании.With respect to coal components, no methods are known to accurately separate a component that softens and melts when heated from a component that does not soften or melt when heated; however, it is known that the inert component, which can be identified by observing the coal under a microscope, usually corresponds to the component in the coal that does not soften or melt. The method for analyzing the content of the inert component is specified in JIS M 8816. The inventors of the present invention used the total content of the inert component (TI) specified in JIS M 8816 as the content of the component that does not soften or melt when heated.

Трудно отделить компонент угля, который размягчается и плавится, от компонента угля, который не размягчается и не плавится. В качестве альтернативного средства для оценки поверхностного натяжения полукокса, полученного из соответствующих компонентов, авторы настоящего изобретения сосредоточили своё внимание на инертных компонентах. Авторы настоящего изобретения предприняли следующую попытку: разделить уголь на часть с высоким содержанием инертного компонента и часть с низким содержанием инертного компонента (содержание инертного компонента в дальнейшем может называться «количеством инертного компонента»); осуществить термообработку соответствующих частей для формирования полукокса; и, исходя из значений поверхностного натяжения полукокса, оценить значения поверхностного натяжения угля, имеющего содержание инертного компонента 100%, и значения поверхностного натяжения угля, имеющего содержание инертного компонента 0%.It is difficult to separate the coal component that softens and melts from the coal component that does not soften and melt. As an alternative means for evaluating the surface tension of the char made from the respective components, the inventors of the present invention have focused on the inert components. The inventors of the present invention made the following attempt: to separate the coal into a portion with a high content of the inert component and a portion with a low content of the inert component (the content of the inert component hereinafter may be referred to as the "amount of the inert component"); carry out heat treatment of the relevant parts to form semi-coke; and, based on the surface tension values of the char, estimate the surface tension values of coal having an inert component content of 100% and the surface tension values of coal having an inert component content of 0%.

Инертный компонент угля твёрже, чем реакционноспособный. Этот факт используется для разделения угля на часть с высоким количеством инертного компонента и часть с низким количеством инертного компонента. Поскольку инертный компонент более твёрдый, чем реакционноспособный, при измельчении угля инертный компонент имеет тенденцию концентрироваться в крупных частицах угля. Используя эту тенденцию, образцы с разными количествами инертного компонента могут быть приготовлены из угля одной и той же марки путём измельчения и просеивания. Полукокс получали путём термообработки таких образцов и измеряли его поверхностное натяжение. В результате авторы настоящего изобретения обнаружили, что варьирование поверхностных натяжений относительно варьирования количеств инертного компонента варьирует между различными марками угля; и в случае, когда образцы получали путём разделения угля на часть, имеющую высокое количество инертного компонента, и часть, имеющую низкое количество инертного компонента, обычно существует линейная зависимость между количествами инертного компонента образцов и поверхностными натяжениями полукокса, полученного термической обработкой этих образцов. Кроме того, авторы настоящего изобретения обнаружили, что, поскольку отношение между варьированием количеств инертного компонента и варьированием поверхностных натяжений влияет на прочность кокса, полученного из угольной смеси, которая включает эту марку угля, оценка того, является ли эта марка угля подходящей в качестве сырья для кокса может быть получена в зависимости от отношения между этими варьированиями.The inert component of coal is harder than the reactive component. This fact is used to separate the coal into a portion with a high amount of the inert component and a portion with a low amount of the inert component. Since the inert component is harder than the reactive component, the inert component tends to be concentrated in coarse coal particles when grinding coal. Using this trend, samples with different amounts of the inert component can be prepared from the same grade of coal by grinding and screening. Semi-coke was obtained by heat treatment of such samples and its surface tension was measured. As a result, the present inventors have found that the variation in surface tensions relative to the variation in the amounts of the inert component varies between different grades of coal; and in the case where the samples were obtained by separating the coal into a part having a high amount of an inert component and a part having a low amount of an inert component, there is usually a linear relationship between the amounts of the inert component of the samples and the surface tensions of the char obtained by heat treatment of these samples. In addition, the present inventors have found that since the relationship between varying the amounts of the inert component and varying the surface tension affects the strength of the coke obtained from the coal mixture that includes this coal grade, assessing whether this coal grade is suitable as a feedstock for coke can be obtained depending on the relationship between these variations.

Авторы настоящего изобретения создали способы приготовления угольной смеси, используя параметры, идентифицированные при оценке, описанной выше. В способах приготовления угольной смеси по настоящему изобретению сделано предположение, что каждая из марок (одна марка) угля в угольной смеси состоит из инертного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 100%, и реакционноспособного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 0%; с использованием линии регрессии, которая основана на количествах инертного компонента угля и поверхностных натяжениях полукокса, полученного путём термообработки этих образцов, как определено с помощью метода оценки, описанного выше, определяют поверхностное натяжение γ100, которое соответствует содержанию инертного компонента 100%, и поверхностное натяжение γ0, которое соответствует содержанию инертного компонента 0%; и сделано предположение, что поверхностное натяжение полукокса, полученного из инертного компонента, равно γ100, а поверхностное натяжение полукокса, полученного из реакционноспособного компонента, равно γ0. В способах приготовления угольной смеси по настоящему изобретению, исходя из указанного предположения, межфазное натяжение рассчитывается из соотношения смешения, массовой доли инертного компонента, массовой доли реакционноспособного компонента, поверхностного натяжения γ100 и поверхностного напряжения γ0 каждой из марок углей угольной смеси; и на основе зависимости между межфазным натяжением и прочностью кокса, полученного из угольной смеси, определяются массовые доли соответствующих марок. Кроме того, можно определить массовые доли соответствующих марок в угольной смеси так, что доля угля в угольной смеси, имеющего высокое отношение варьирования поверхностного натяжения полукокса к варьированию количества инертного компонента, ограничена.The authors of the present invention have created methods for preparing a coal mixture using the parameters identified in the evaluation described above. In the methods for preparing the coal mixture of the present invention, it is assumed that each of the grades (one grade) of coal in the coal mixture consists of an inert component in which the proportion of the inert component is 100%, and a reactive component in which the proportion of the inert component is 0%; using a regression line that is based on the amounts of the inert component of the coal and the surface tensions of the char obtained by heat treatment of these samples, as determined using the evaluation method described above, determine the surface tension γ 100 , which corresponds to the content of the inert component of 100%, and the surface tension γ 0 , which corresponds to the content of the inert component 0%; and it is assumed that the surface tension of the char obtained from the inert component is γ 100 and the surface tension of the char obtained from the reactive component is γ 0 . In the methods for preparing the coal mixture of the present invention, based on this assumption, the interfacial tension is calculated from the mixing ratio, the mass fraction of the inert component, the mass fraction of the reactive component, the surface tension γ 100 and the surface stress γ 0 of each of the coal grades of the coal mixture; and based on the relationship between the interfacial tension and the strength of the coke obtained from the coal mixture, the mass fractions of the respective grades are determined. In addition, it is possible to determine the mass fractions of the respective grades in the coal mixture so that the proportion of coal in the coal mixture having a high ratio of variation in the surface tension of the char to the variation in the amount of the inert component is limited.

В частности, сущность настоящего изобретения сводится к следующему.In particular, the essence of the present invention is as follows.

(1) Способ оценки качества угля, включающий подготовку образцов угля, имеющих различные количества инертного компонента, путём измельчения одной марки угля; измерение количества инертного компонента соответствующих образцов угля и измерение поверхностного натяжения полукокса, полученного термической обработкой соответствующих образцов угля; и определение линии регрессии, которая основана на указанных количествах инертного компонента и указанных поверхностных натяжениях, и оценку качества угля с использованием в качестве показателя отношения варьирования поверхностных натяжений к варьированию количеств инертного компонента, определяемого по указанной линии регрессии.(1) A method for assessing the quality of coal, including preparing samples of coal having different amounts of an inert component by grinding one grade of coal; measuring the amount of the inert component of the respective coal samples and measuring the surface tension of the char obtained by heat treatment of the respective coal samples; and determining a regression line that is based on said amounts of inert component and said surface tensions, and evaluating coal quality using the ratio of variation in surface tension to variation in amounts of inert component determined from said regression line as an indicator.

(2) Способ приготовления угольной смеси, причём указанный способ представляет собой способ, предназначенный для приготовления угольной смеси, содержащей по меньшей мере две марки угля, при этом способ включает определение поверхностного натяжения γ100 и поверхностного натяжения γ0 каждой из марок угля угольной смеси по линии регрессии, определённой способом оценки качества угля согласно (1), при этом поверхностное натяжение γ100 соответствует количеству инертного компонента 100%, поверхностное натяжение γ0 соответствует количеству инертного компонента 0%; определение межфазного натяжения угольной смеси по указанному поверхностному натяжению γ100, указанному поверхностному натяжению γ0, соотношению смешения каждой из марок угля угольной смеси, а также массовой доле инертного компонента и массовой доле реакционноспособного компонента в каждой из марок угля; определение корреляции между указанным межфазным натяжением и прочностью кокса, полученного из указанной угольной смеси; на основе указанной корреляции определение межфазного натяжения, соответствующего искомой прочности кокса; определение массовых долей указанных по меньшей мере двух марок угля таким образом, чтобы достигалось межфазное натяжение, соответствующее искомой прочности кокса, или более низкое межфазное натяжение; и приготовление угольной смеси путём смешивания указанных по меньшей мере двух марок угля в указанных массовых долях.(2) A method for preparing a coal mixture, said method being a method for preparing a coal mixture containing at least two grades of coal, the method including determining the surface tension γ 100 and the surface tension γ 0 of each of the coal grades of the coal mixture according to regression line determined by the method of assessing the quality of coal according to (1), while the surface tension γ 100 corresponds to the amount of the inert component 100%, the surface tension γ 0 corresponds to the amount of the inert component 0%; determination of the interfacial tension of the coal mixture according to the specified surface tension γ 100 , the specified surface tension γ 0 , the mixing ratio of each of the coal grades of the coal mixture, as well as the mass fraction of the inert component and the mass fraction of the reactive component in each of the coal grades; determining the correlation between said interfacial tension and the strength of the coke produced from said coal mixture; on the basis of said correlation, determining the interfacial tension corresponding to the desired strength of the coke; determining the mass fractions of said at least two grades of coal so that an interfacial tension corresponding to the desired coke strength or a lower interfacial tension is achieved; and preparing a coal mixture by mixing said at least two grades of coal in said mass fractions.

(3) Способ приготовления угольной смеси, при этом указанный способ представляет собой способ, предназначенный для приготовления угольной смеси, содержащей по меньшей мере две марки угля, при этом способ включает определение поверхностного натяжения γ100 и поверхностного натяжения γ0 каждой из марок угля угольной смеси по линии регрессии, определённой способом оценки качества угля согласно (1), при этом поверхностное натяжение γ100 соответствует количеству инертного компонента 100%, поверхностное натяжение γ0 соответствует количеству инертного компонента 0%; определение массовых долей указанных по меньшей мере двух марок угля таким образом, чтобы достигалось межфазное натяжение 0,26 мН/м или менее, рассчитанное по указанному поверхностному натяжению γ100, указанному поверхностному натяжению γ0, соотношению смешения каждой из марок угля угольной смеси, а также массовой доле инертного компонента и массовой доле реакционноспособного компонента в каждой из марок угля; и приготовление угольной смеси путём смешивания указанных по меньшей мере двух марок угля в указанных массовых долях.(3) A method for preparing a coal mixture, which method is a method for preparing a coal mixture containing at least two grades of coal, the method including determining the surface tension γ 100 and the surface tension γ 0 of each of the coal grades of the coal mixture along the regression line determined by the method for assessing the quality of coal according to (1), while the surface tension γ 100 corresponds to the amount of the inert component 100%, the surface tension γ 0 corresponds to the amount of the inert component 0%; determining the mass fractions of said at least two grades of coal so that an interfacial tension of 0.26 mN/m or less is achieved, calculated from the specified surface tension γ 100 , the specified surface tension γ 0 , the mixing ratio of each of the coal grades of the coal mixture, and also the mass fraction of the inert component and the mass fraction of the reactive component in each of the coal grades; and preparing a coal mixture by mixing said at least two grades of coal in said mass fractions.

(4) Способ приготовления угольной смеси, причём указанный способ представляет собой способ, предназначенный для приготовления угольной смеси, содержащей по меньшей мере две марки угля, при этом способ включает определение поверхностного натяжения γ100 и поверхностного натяжения γ0 каждой из марок угля угольной смеси по линии регрессии, определённой способом оценки качества угля согласно (1), при этом поверхностное натяжение γ100 соответствует количеству инертного компонента 100%, поверхностное натяжение γ0 соответствует количеству инертного компонента 0%; и приготовление угольной смеси путём смешивания указанных по меньшей мере двух марок угля таким образом, чтобы массовая доля угля имеющего абсолютное значение разности между поверхностным натяжением γ100 и поверхностным натяжением γ0, равное 6 мН/м или более, составляла менее или равнялась 45 масс.% угольной смеси.(4) A method for preparing a coal mixture, wherein said method is a method for preparing a coal mixture containing at least two grades of coal, the method including determining the surface tension γ 100 and the surface tension γ 0 of each of the coal grades of the coal mixture according to regression line determined by the method of assessing the quality of coal according to (1), while the surface tension γ 100 corresponds to the amount of the inert component 100%, the surface tension γ 0 corresponds to the amount of the inert component 0%; and preparing a coal mixture by mixing said at least two grades of coal so that the mass fraction of coal having an absolute value of the difference between surface tension γ 100 and surface tension γ 0 equal to 6 mN/m or more is less than or equal to 45 wt. % coal mixture.

(5) Способ получения кокса, включающий приготовление угольной смеси с использованием способа приготовления угольной смеси согласно любому из пунктов (2) - (4); и получение кокса путём карбонизации указанной угольной смеси.(5) A method for producing coke, including preparing a coal mixture using the method for preparing a coal mixture according to any one of paragraphs (2) - (4); and obtaining coke by carbonizing said coal mixture.

Выгодные эффекты изобретенияBeneficial Effects of the Invention

С помощью настоящего изобретения типы угля, которые должны составлять угольную смесь, из которой может быть получен кокс, имеющий искомую прочность, и массовые доли этих типов угля могут быть точно определены по сравнению с методами известного уровня техники. Соответственно, можно приготовить угольную смесь, из которой можно получить кокс, имеющий искомую прочность. Кроме того, с помощью настоящего изобретения можно оценить качество угля, который служит сырьём для металлургического кокса.With the present invention, the types of coal that should constitute a coal mixture from which coke having the desired strength can be obtained, and the mass fractions of these types of coal can be accurately determined in comparison with prior art methods. Accordingly, it is possible to prepare a coal mixture from which coke having the desired strength can be obtained. In addition, the quality of coal, which serves as a raw material for metallurgical coke, can be assessed using the present invention.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг. 1 представляет график, иллюстрирующий взаимосвязь между межфазным натяжением, которое было вычислено способом, описанным в патентной литературе 1, и прочностью кокса.Fig. 1 is a graph illustrating the relationship between interfacial tension, which was calculated by the method described in Patent Literature 1, and coke strength.

Фиг. 2 представляет график, иллюстрирующий взаимосвязь между количеством инертного компонента в образцах угля и поверхностным натяжением полукокса, полученного термической обработкой этих образцов угля.Fig. 2 is a graph illustrating the relationship between the amount of the inert component in the coal samples and the surface tension of the char obtained by heat treatment of these coal samples.

Фиг. 3 представляет график, иллюстрирующий взаимосвязь между межфазным натяжением, которое было вычислено способом по настоящему изобретению, и прочностью кокса.Fig. 3 is a graph illustrating the relationship between interfacial tension, which was calculated by the method of the present invention, and coke strength.

Фиг. 4 представляет график, иллюстрирующий взаимосвязь между прочностью кокса и соотношением смешения малоценных углей.Fig. 4 is a graph illustrating the relationship between coke strength and low value coal mixing ratio.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Настоящее изобретение относится к способу оценки качества угля, и в этом способе используется поверхностное натяжение полукокса, полученного термообработкой угля. Настоящее изобретение также относится к способам приготовления угольной смеси, которая содержит по меньшей мере две марки угля, и в способах используются параметры, идентифицированные указанным методом оценки. В способе оценки качества угля, согласно настоящему осуществлению, используются поверхностное натяжение полукокса и межфазное натяжение, вычисленное из значений поверхностного натяжения. Соответственно, сначала будут описаны способ приготовления полукокса, способ измерения поверхностного натяжения полукокса и способ расчёта межфазного натяжения.The present invention relates to a method for assessing the quality of coal, and this method uses the surface tension of char obtained by heat treatment of coal. The present invention also relates to methods for preparing a coal mixture that contains at least two grades of coal, and the methods use the parameters identified by this evaluation method. The method for evaluating coal quality according to the present embodiment uses the surface tension of the char and the interfacial tension calculated from the surface tension values. Accordingly, the char preparation method, the method for measuring the surface tension of the char, and the method for calculating the interfacial tension will be described first.

Способ получения полукоксаMethod for obtaining semi-coke

Полукокс является термически обработанным продуктом, полученным путём термической обработки угля. Адгезионные явления в углях влияют на совместимость между различными типами угля и влияют на прочность кокса. Соответственно, в случаях, когда необходимо изучить адгезионные явления в углях, предпочтительно определять свойства расплава угля при температуре 350 - 800°C, при которой уголь нагревается, уголь фактически начинает размягчаться и плавиться и уголь слипается и затвердевает при завершении коксования. Однако не известны методы измерения свойств угольного расплава в таком высокотемпературном диапазоне. В случаях, когда измеряемым свойством является поверхностное натяжение, значение поверхностного натяжения угля в пластическом состоянии можно оценить, как описано в Патентной литературе 1, путём измерения поверхностного натяжения полукокса, который получают путём карбонизации угля нагреванием угля до температуры, при которой уголь размягчается и плавится, и последующего охлаждения.Semi-coke is a thermally processed product obtained by thermal treatment of coal. Adhesion phenomena in coals affect the compatibility between different types of coal and affect the strength of the coke. Accordingly, in cases where it is necessary to study adhesion phenomena in coals, it is preferable to determine the properties of the coal melt at a temperature of 350 to 800°C, at which the coal is heated, the coal actually begins to soften and melt, and the coal sticks together and solidifies when coking is completed. However, methods for measuring the properties of coal melt in such a high temperature range are not known. In cases where the measured property is surface tension, the value of the surface tension of coal in the plastic state can be estimated, as described in Patent Literature 1, by measuring the surface tension of char, which is obtained by carbonizing coal by heating coal to a temperature at which the coal softens and melts, and subsequent cooling.

Что касается температуры нагрева угля, нагрев должен осуществляться при температуре выше или равной 350°C, при которой уголь начинает размягчаться и плавиться, до 800°C, при которой коксование завершается, как описано выше. Это оправдано с точки зрения того, что поверхностное натяжение влияет на адгезию между частицами угля. При температурах нагрева 350 - 800°C температуры, которые особенно способствуют адгезии, являются температурами 350 - 550°C, которые являются температурами, при которых происходит размягчение и плавление, и считается, что структура адгезии определяется при около 500°C. Соответственно, предпочтительно, чтобы температура нагрева составляла 480 - 520°C, примерно 500°C. Предпочтительно, чтобы нагревание проводилось в атмосфере инертного газа (например, азота, аргона, гелия и т.п.), который не вступает в реакцию с углём.With regard to the heating temperature of the coal, heating should be carried out at a temperature greater than or equal to 350°C, at which the coal begins to soften and melt, up to 800°C, at which coking is completed as described above. This is justified from the point of view that surface tension affects the adhesion between coal particles. At heating temperatures of 350 to 800°C, temperatures that are particularly conducive to adhesion are temperatures of 350 to 550°C, which are temperatures at which softening and melting occurs, and it is believed that the adhesion structure is determined at about 500°C. Accordingly, it is preferable that the heating temperature is 480 to 520°C, about 500°C. Preferably, the heating is carried out in an atmosphere of inert gas (eg, nitrogen, argon, helium, etc.), which does not react with coal.

Предпочтительно, чтобы охлаждение производилось в атмосфере инертного газа, который не вступает в реакцию с углём. Кроме того, предпочтительно, чтобы карбонизированный уголь подвергался резкому охлаждению (тушению) со скоростью 10°C/секунду или выше. Причина тушения состоит в том, чтобы сохранить молекулярную структуру, достигнутую в пластическом состоянии, и поэтому предпочтительно, чтобы охлаждение проводилось при скорости охлаждения 10°C/секунду или выше, при которой считается, что молекулярная структура не меняется. Способы тушения включают методы, в которых используют жидкий азот, ледяную воду, воду или инертный газ, такой как газообразный азот. Предпочтительно, чтобы тушение проводилось с использованием жидкого азота. Охлаждение газом не является предпочтительным, потому что при таком охлаждении охлаждение внутренней части угля требует времени, и вариация скорости охлаждения является значительной. Охлаждение ледяной водой или водой не является предпочтительным, поскольку при таком охлаждении осаждение влаги влияет на измерение поверхностного натяжения.Preferably, cooling is carried out in an atmosphere of inert gas, which does not react with coal. In addition, it is preferable that the carbonized coal is subjected to rapid cooling (quenching) at a rate of 10°C/second or higher. The reason for the quenching is to keep the molecular structure achieved in the plastic state, and therefore it is preferable that the cooling be carried out at a cooling rate of 10° C./second or higher, at which the molecular structure is considered not to change. Extinguishing methods include methods using liquid nitrogen, ice water, water, or an inert gas such as nitrogen gas. Preferably, the extinguishing is carried out using liquid nitrogen. Gas cooling is not preferred because, in such cooling, the cooling of the interior of the coal takes time and the variation in the cooling rate is significant. Cooling with ice water or water is not preferred because moisture deposition during such cooling affects the measurement of surface tension.

В настоящем изобретении примеры операций термической обработки, выполняемой с углём, описаны ниже в пунктах (а) - (с).In the present invention, examples of heat treatment operations performed on coal are described in (a) to (c) below.

(а) Уголь измельчается. Что касается размера измельчённых частиц угля, с точки зрения приготовления гомогенного образца из угля, который является неоднородным с точки зрения компонентов, свойств и т.п., предпочтительно, чтобы уголь был измельчён до размера частиц менее или равного 250 мкм, что является размером частиц для технического анализа угля, описанного в JIS M 8812. Более предпочтительно, уголь измельчают до меньшего размера частиц, менее или равного 200 мкм.(a) Coal is pulverized. With regard to the size of the pulverized coal particles, in terms of preparing a homogeneous sample from the coal which is inhomogeneous in terms of components, properties, and the like, it is preferable that the coal be pulverized to a particle size of less than or equal to 250 µm, which is the particle size for the technical analysis of coal described in JIS M 8812. More preferably, the coal is crushed to a smaller particle size less than or equal to 200 µm.

(b) Уголь, измельчённый в процессе (а), нагревают с соответствующей скоростью нагрева в состоянии без доступа воздуха или в атмосфере инертного газа. Достаточно нагреть уголь до температуры в указанном выше диапазоне 350 - 800°C. Предпочтительно, чтобы скорость нагрева была скоростью в соответствии со скоростью нагрева, используемой при производстве кокса в коксовой печи.(b) The coal pulverized in process (a) is heated at an appropriate heating rate in an airless state or in an inert gas atmosphere. It is sufficient to heat the coal to a temperature in the above range of 350 - 800°C. Preferably, the heating rate is a rate in accordance with the heating rate used in the production of coke in a coke oven.

(c) Уголь, нагретый во время операции (b), охлаждают. Предпочтительно, чтобы охлаждение осуществлялось описанным выше образом.(c) The coal heated during operation (b) is cooled. Preferably, the cooling is carried out in the manner described above.

Метод измерения поверхностного натяжения полукоксаMethod for measuring the surface tension of semi-coke

Известные методы измерения поверхностного натяжения обычного вещества включают метод лежащей капли, метод поднятия жидкости в капилляре, методы максимального давления проскальзывания пузырька газа, методы взвешивания капли, метод висячей капли, метод отрыва кольца, методы смачивания пластины (Вильгельми), методы определения угла натекания/оттекания, метод колеблющейся пластины и т.п. Поскольку уголь состоит из различных молекулярных структур и его поверхностное натяжение неоднородно, измерение поверхностного натяжения угля может быть выполнено с использованием метода, который может оценивать распределение поверхностного натяжения, и примером метода является метод плёночной флотации, описанный в непатентной литературе 1. Этот метод может использоваться как для угля, так и для полукокса, полученного из угля, аналогичным образом, и распределение поверхностных натяжений угля может быть определено с использованием тонко измельченного образца угля. Среднее значение в полученном распределении поверхностных натяжений обозначено как репрезентативное значение поверхностных натяжений образца угля. В случаях, когда полукокс используется в качестве образца, предпочтительно, чтобы температура термообработки для термообработки угля находилась в диапазоне температур термопластичности угля. Подробности метода измерения описаны в Патентной литературе 1.Known methods for measuring the surface tension of ordinary matter include the sessile drop method, capillary liquid rising method, gas bubble maximum slip pressure methods, drop weighing methods, hanging drop method, ring tear method, plate wetting methods (Wilhelmy), inflow/outflow angle methods , oscillating plate method, etc. Since coal is composed of various molecular structures and its surface tension is not uniform, the measurement of coal surface tension can be performed using a method that can estimate the surface tension distribution, and an example of the method is the film flotation method described in non-patent literature 1. This method can be used as for coal, and for semi-coke produced from coal, in a similar way, and the distribution of surface tensions of coal can be determined using a finely divided sample of coal. The average value in the obtained distribution of surface tensions is designated as a representative value of the surface tensions of the coal sample. In cases where char is used as a sample, it is preferable that the heat treatment temperature for heat treatment of coal is in the range of coal thermoplasticity temperatures. Details of the measurement method are described in Patent Literature 1.

Метод расчёта межфазного натяженияMethod for calculating interfacial tension

Метод расчёта межфазного натяжения заключается в следующем. Поскольку внимание сосредоточено на двух марках угля из ряда марок угля, включённых в угольную смесь, метод включает стадию определения межфазного натяжения γij, которое представляет собой межфазное натяжение между двумя типами полукокса, полученными из соответствующих двух марок угля, и стадию расчёта межфазного натяжения γсмеси, которое представляет собой межфазное натяжение угольной смеси, исходя из межфазного натяжения γij и массовой доли каждой из марок угля в угольной смеси. Поскольку межфазное натяжение γсмеси угольной смеси рассчитывается на основе межфазного натяжения между различными типами полукокса, межфазное натяжение γсмеси можно рассматривать как значение, соответствующее межфазному натяжению полукокса, полученного из угольной смеси; однако в настоящем изобретении межфазное натяжение, определённое описанным способом, называется межфазным натяжением γсмеси угольной смеси.The method for calculating interfacial tension is as follows. Since attention is focused on two grades of coal from a number of grades of coal included in the coal mixture, the method includes the step of determining the interfacial tension γ ij , which is the interfacial tension between two types of semi-coke obtained from the corresponding two grades of coal, and the step of calculating the interfacial tension γ of the mixture , which is the interfacial tension of the coal mixture, based on the interfacial tension γ ij and the mass fraction of each of the coal grades in the coal mixture. Since the interfacial tension γ of the mixture of coal mixture is calculated based on the interfacial tension between different types of char, the interfacial tension γ of the mixture can be considered as the value corresponding to the interfacial tension of the char obtained from the coal mixture; however, in the present invention, the interfacial tension determined by the described method is called the interfacial tension γ of the coal mixture mixture.

Теперь будет описана стадия определения межфазного натяжения γij между двумя марками полукокса. Для двух типов обычных веществ их межфазное натяжение может быть измерено непосредственно, или значение межфазного натяжения может быть определено из поверхностного натяжения соответствующих веществ. Например, рассматривая различные вещества i и j, межфазное натяжение γij между веществом i и веществом j может быть определено из поверхностного натяжения γi вещества i и поверхностного натяжения γj вещества j. Межфазное натяжение γij между веществом i и веществом j может быть представлено уравнением [1] ниже, которое является уравнением Гирифалко-Гуда.The step of determining the interfacial tension γ ij between two grades of char will now be described. For two types of ordinary substances, their interfacial tension can be measured directly, or the interfacial tension value can be determined from the surface tension of the respective substances. For example, considering different substances i and j, the interfacial tension γ ij between substance i and substance j can be determined from the surface tension γ i of substance i and the surface tension γ j of substance j. The interfacial tension γ ij between substance i and substance j can be represented by the equation [1] below, which is the Girifalco-Goode equation.

Figure 00000001
Figure 00000001

В уравнении [1] ϕ является параметром взаимодействия; параметр взаимодействия ϕ может быть определён экспериментально и, как известно, варьирует в зависимости от веществ i и j. Кроме того, D. Li и A. W. Neumann et al. предположили, что значение параметра взаимодействия ϕ увеличивается с увеличением разницы между значением поверхностного натяжения γi вещества i и значением поверхностного натяжения γj вещества j, и, соответственно, предложено уравнение [2] ниже, которое является уравнением, выведенным из уравнения [1].In equation [1], ϕ is the interaction parameter; the interaction parameter ϕ can be determined experimentally and, as is known, varies depending on substances i and j. In addition, D. Li and AW Neumann et al. assumed that the value of the interaction parameter ϕ increases with increasing difference between the surface tension value γ i of substance i and the surface tension value γ j of substance j, and accordingly, equation [2] below is proposed, which is an equation derived from equation [1].

Figure 00000002
Figure 00000002

В уравнении [2] β представляет постоянную, полученную экспериментальным путём. D. Li и A. W. Neumann et al. выполнили расчёты и установили, что β составляет 0,0001247 (м2/мДж)2. Предполагая, что вещество i представляет собой полукокс i, полученный из угля i, а вещество j представляет собой полукокс j, полученный из угля j, межфазное натяжение γij между полукоксом i и полукоксом j можно рассчитать по формуле измерением поверхностного натяжения γi полукокса i и поверхностного натяжения γj полукокса j и подстановкой значений поверхностного натяжения в уравнение [1] или уравнение [2]. В случаях, когда используется уравнение [1], значение параметра взаимодействия ϕ необходимо определять экспериментально. Соответственно, с точки зрения упрощения расчёта межфазного натяжения предпочтительно использовать уравнение [2], в котором используется расчётное значение параметра взаимодействия.In equation [2], β represents a constant obtained experimentally. D. Li and A. W. Neumann et al. performed calculations and found that β is 0.0001247 (m 2 /mJ) 2 . Assuming that substance i is char i made from coal i and substance j is char j made from coal j, the interfacial tension γij between char i and char j can be calculated from the formula by measuring the surface tension γi of char i and the surface tension γj of char j and substituting the surface tension values into equation [1] or equation [2]. In cases where equation [1] is used, the value of the interaction parameter ϕ must be determined experimentally. Accordingly, from the point of view of simplifying the calculation of interfacial tension, it is preferable to use the equation [2], which uses the calculated value of the interaction parameter.

Теперь будет описана стадия расчёта межфазного натяжения γсмеси угольной смеси. В случаях, когда марки угля в угольной смеси и их массовые доли известны, можно рассчитать межфазное натяжение полукокса, полученного из угольной смеси. Предполагая, что в случае, когда в угольной смеси присутствуют n марок угля, их массовые доли обозначаются как wi (что представляет массовые доли 1-го, 2-го, ... i-го, ... и n-го угля), вероятность наличия границ раздела i-j, образованных между полукоксом, полученным из угля i, и полукоксом, полученным из угля j, может быть представлена как произведение wi и wj. Когда межфазное натяжение на границах раздела полукокса обозначено как γij, можно определить межфазное натяжение γсмеси, которое представляет собой межфазное натяжение полукокса, полученного из угольной смеси, в которой смешаны n марок угля, выражающееся следующим уравнением [3].Now, the stage of calculating the interfacial tension γ of a mixture of coal mixture will be described. In cases where the grades of coal in the coal mixture and their mass fractions are known, it is possible to calculate the interfacial tension of semi-coke obtained from the coal mixture. Assuming that in the case when n grades of coal are present in the coal mixture, their mass fractions are denoted as w i (which represents the mass fractions of the 1st, 2nd, ... i-th, ... and n-th coal ), the probability of having interfaces ij formed between the char produced from coal i and the char produced from coal j can be represented as the product of w i and w j . When the interfacial tension at the interfaces of the char is denoted as γij, it is possible to determine the interfacial tension γ of the mixture , which is the interfacial tension of the char obtained from a coal mixture in which n grades of coal are mixed, expressed by the following equation [3].

Figure 00000003
Figure 00000003

Фактически в уравнении [3] предпочтительно, чтобы каждый wi и wj выражался как массовая доля полукокса в смеси полукокса, полученной из угольной смеси. Однако относительное содержание типов полукокса, которые получены из соответствующих типов угля в смеси полукоксов, существенно не отличаются от относительного содержания соответствующих типов угля в угольной смеси. Соответственно, каждый wi и wj выражается как массовая доля угля в угольной смеси.In fact, in equation [3], it is preferable that each w i and w j be expressed as the mass fraction of char in the char mixture obtained from the coal mixture. However, the relative content of char types that are derived from the respective coal types in the char mixture does not differ significantly from the relative content of the respective coal types in the coal mixture. Accordingly, each w i and wj is expressed as the mass fraction of coal in the coal mixture.

В настоящем изобретении сделано предположение, что несколько типов полукокса, полученного из соответствующих типов угля, и его составляющих, образующих угольную смесь, смешивают и межфазное натяжение γсмеси соответствует межфазному натяжению смеси полукокса, которая, как предполагается, является результатом смешивания. То есть настоящее изобретение не основывается на фактическом приготовлении смеси полукокса, и межфазное натяжение настоящего изобретения представляет собой показатель (значение), определяемый из поверхностных натяжений полукокса и массовых долей угля, из которого получен полукокс, в угольной смеси.In the present invention, it is assumed that several types of char produced from respective types of coal and its constituents forming a coal mixture are mixed and the interfacial tension γ of the mixture corresponds to the interfacial tension of the char mixture, which is supposed to be the result of mixing. That is, the present invention is not based on the actual preparation of the char mixture, and the interfacial tension of the present invention is an indicator (value) determined from the surface tensions of the char and the mass fractions of coal from which the char is obtained in the coal mixture.

Теперь будет описан сравнительный эксперимент, который был проведён для определения взаимосвязи между межфазным натяжением γсмеси и прочностью кокса DI150/15, полученного из угольной смеси, приготовленной смешиванием нескольких марок угля; межфазное натяжение γсмеси рассчитывалось с использованием способа, раскрытого в Патентной литературе 1, для сравнения с настоящим изобретением.Now, a comparative experiment will be described which was carried out to determine the relationship between the interfacial tension γ of the mixture and the strength of coke DI150/15 obtained from a coal mixture prepared by mixing several grades of coal; the interfacial tension γ of the mixture was calculated using the method disclosed in Patent Literature 1 for comparison with the present invention.

Сравнительный экспериментComparative experiment

Было приготовлено несколько угольных смесей, каждая из которых была сформирована из нескольких марок угля, и угольные смеси были карбонизированы с использованием электрической печи, которая может имитировать условия карбонизации коксовой печи. Соответственно был получен кокс.Several coal mixtures were prepared, each of which was formed from several grades of coal, and the coal mixtures were carbonized using an electric furnace that can simulate the carbonization conditions of a coke oven. Accordingly, coke was obtained.

Поверхностное натяжение полукокса, полученного термической обработкой при 500°C, каждой из марок угля, составляющих угольную смесь, было измерено, а межфазное натяжение γсмеси было рассчитано с использованием уравнения [2] и уравнения [3]. Кроме того, прочность по испытанию в барабане DI (150/15) использовалась в качестве прочности кокса. В частности, в соответствии с методом испытания на прочность в барабане кокса JIS K 2151, машина для испытания в барабане, загруженная заранее определённым количеством кокса, вращалась со скоростью 15 об/мин 150 раз, и затем измеряли массовую долю кокса, имеющего диаметр частиц 15 мм или более. Прочность по испытанию в барабане DI (150/15) представляет массовое отношение указанной массовой доли к массовой доле перед вращением.The surface tension of the char obtained by heat treatment at 500° C. of each of the coal grades constituting the coal mixture was measured, and the interfacial tension γ of the mixture was calculated using Equation [2] and Equation [3]. In addition, the drum strength DI (150/15) was used as the strength of the coke. Specifically, according to the JIS K 2151 coke drum strength test method, a drum testing machine loaded with a predetermined amount of coke was rotated at 15 rpm 150 times, and then the mass fraction of coke having a particle diameter of 15 mm or more. The drum strength DI (150/15) represents the mass ratio of the specified mass fraction to the mass fraction before rotation.

Уголь, использованный в сравнительном эксперименте, и его свойства показаны в таблице 1.The carbon used in the comparative experiment and its properties are shown in Table 1.

Таблица 1Table 1

УгольCoal log MF (log/ddpm)log MF (log/ddpm) Ro (%)Ro(%) TI (%)TI (%) Летучие вещества (по сухой массе)Volatile substances (by dry weight) Зола (по сухой массе)Ash (by dry weight) Поверхностное натяжение γ (мН/м)Surface tension γ (mN/m) AA 0,900.90 1,591.59 23,623.6 17,517.5 9,39.3 40,340.3 BB 1,231.23 1,491.49 18,718.7 18,118.1 8,68.6 40,140.1 CC 0,480.48 1,561.56 21,021.0 17,117.1 10,810.8 39,139.1 RR 2,972.97 1,201.20 20,420.4 24,224.2 10,810.8 40,540.5

В сравнительном эксперименте были приготовлены угли A - C и R, как показано в Таблице 1, и угли A - C и R были смешаны в массовых долях, показанных в Таблице 2. Соответственно были приготовлены угольные смеси 1 - 4.In a comparative experiment, coals A - C and R were prepared as shown in Table 1, and coals A - C and R were mixed in the mass fractions shown in Table 2. Charcoal mixtures 1 - 4 were prepared accordingly.

Таблица 2table 2

Угольная смесь 1Coal mixture 1 Угольная смесь 2Charcoal mix 2 Угольная смесь 3Coal mix 3 Угольная смесь 4Charcoal mix 4 Массовая доля (%) угля AMass fraction (%) of coal A 50fifty -- -- 30thirty Массовая доля (%) угля BMass fraction (%) of coal B -- 50fifty -- 20twenty Массовая доля (%) угля C Mass fraction (%) of coal C -- 50fifty -- Массовая доля (%) угля R Mass fraction (%) of coal R 50fifty 50fifty 50fifty 50fifty log MF (log/ddpm)log MF (log/ddpm) 1,941.94 2,102.10 1,721.72 2,002.00 Ro (%)Ro(%) 1,391.39 1,341.34 1,381.38 1,371.37 TI (%)TI (%) 22,022.0 19,519.5 20,720.7 21,021.0 γсмеси (мН/м)γ mixture (mN/m) 0,00030.0003 0,00130.0013 0,01590.0159 0,00080.0008 DI150/15 (-)DI150/15 (-) 82,082.0 82,682.6 81,081.0 82,582.5

В Таблице 1 «Поверхностное натяжение (мН/м)» представляет поверхностное натяжение полукокса, полученного путём термообработки каждого из углей A - C и R, и является средним значением распределения поверхностного натяжения, измеренного с помощью метода плёночной флотации. В Таблице 1 и Таблице 2 «Ro (%)» представляет средний максимальный показатель отражения витринита угля (угольной смеси) в соответствии с JISM 8816, а «TI (%)» представляет количество инертного компонента (об.%) для анализа мацералов угля, вычисляемых с использованием метода определения мацералов угля (угольной смеси) JISM 8816 и уравнения [4], представленного ниже, которое основано на уравнении Парра, описанном в объяснении метода.In Table 1, "Surface Tension (mN/m)" represents the surface tension of the char obtained by heat treatment of each of coals A - C and R, and is the average value of the surface tension distribution measured by the film flotation method. In Table 1 and Table 2, "Ro (%)" represents the average maximum reflectance of coal vitrinite (charcoal mixture) according to JISM 8816, and "TI (%)" represents the amount of inert component (vol.%) for the analysis of coal macerals, calculated using the JISM 8816 method for determining macerals of coal (coal mixture) and the equation [4] below, which is based on the Parr equation described in the explanation of the method.

Количество инертного компонента (об.%) = фузинит (об.%) + микринит (об.%) + (2/3) семифузинит (об.%) + минеральное вещество (об.%) ... [4]Amount of inert component (vol.%) = fusinite (vol.%) + micrinite (vol.%) + (2/3) semifusinite (vol.%) + mineral substance (vol.%) ... [4]

В Таблицах 1 и 2 «logMF» представляет собой десятичный логарифм максимальной текучести (MF) угля или угольной смеси, измеренной методом с использованием пластометра Гизелера, описанным в JISM 8801. Максимальный logMF текучести угольной смеси равен средневзвешенному значению логорифмов MF соответствующих марок угля в угольной смеси. В «Зола (по сухой массе)» и «Летучие вещества (по сухой массе)» в Таблице 1 значения являются измеренными значениями по сухой массе образца, определёнными методом экспресс-анализа, описанным в JISM 8812.In Tables 1 and 2, "logMF" is the logarithm of the maximum flowability (MF) of the coal or coal mixture, as measured by the Gieseler plastometer method described in JISM 8801. . In "Ash (by dry weight)" and "Volatile matter (by dry weight)" in Table 1, the values are the measured values by dry weight of the sample, determined by the rapid analysis method described in JISM 8812.

В Таблице 2 γсмеси представляет межфазное натяжение угольных смесей 1 - 4, вычисленное из значения поверхностного натяжения γ, показанного в Таблице 1, и массовых долей, показанных в Таблице 2, в соответствии с уравнением [2] и уравнением [3]. «DI150/15 (-)» представляет прочность кокса, полученного карбонизацией угольных смесей 1 - 4.In Table 2, mixture γ represents the interfacial tension of coal mixtures 1 to 4, calculated from the surface tension value γ shown in Table 1 and the mass fractions shown in Table 2 according to Equation [2] and Equation [3]. "DI150/15 (-)" represents the strength of coke obtained by carbonization of coal mixtures 1 to 4.

Фиг. 1 представляет график, иллюстрирующий взаимосвязь между межфазным натяжением γсмеси, которое было вычислено способом, описанным в Патентной литературе 1, и прочностью кокса DI150/15 (-). Как видно из фиг. 1, в угольных смесях 1, 2 и 4 значения межфазного натяжения γсмеси были близки к 0, но имелись варьирования прочности кокса DI150/15. В угольной смеси 3 значения межфазного натяжения γсмеси и прочности кокса DI150/15 показали тенденцию, отличную от таковой для угольных смесей 1, 2 и 4.Fig. 1 is a graph illustrating the relationship between the interfacial tension γ of the mixture , which was calculated by the method described in Patent Literature 1, and the coke strength DI150/15 (-). As can be seen from FIG. 1, in coal mixtures 1, 2 and 4, the values of interfacial tension γ of the mixture were close to 0, but there were variations in the coke strength DI150/15. In coal mixture 3, the values of interfacial tension γ of the mixture and coke strength DI150/15 showed a trend different from that for coal mixtures 1, 2, and 4.

Патентная литература 1 утверждает, что между межфазным натяжением γсмеси и прочностью DI150/15 сохраняется высокая корреляционная взаимосвязь. В некоторых случаях наблюдается тенденция высокой корреляционной взаимосвязи между межфазным натяжением смеси и прочностью DI150/15, тогда как в других случаях, как показано на фиг. 1, взаимосвязь не сохраняется.Patent Literature 1 states that a high correlation relationship is maintained between the interfacial tension γ of the mixture and the strength DI150/15. In some cases, there is a tendency for a high correlation relationship between the interfacial tension of the mixture and the strength of DI150/15, while in other cases, as shown in Fig. 1, the relationship is not preserved.

Теперь будут описаны осуществления настоящего изобретения. Сначала будет описан способ оценки качества угля согласно настоящему осуществлению.Now, embodiments of the present invention will be described. First, the coal quality evaluation method according to the present embodiment will be described.

Метод оценки качества угляCoal quality assessment method

В способе оценки качества угля согласно настоящему осуществлению образцы угля, имеющие различные количества инертных компонентов, готовят путём измельчения одной марки угля, и определяют содержание инертных компонентов в соответствующих образцах угля. Кроме того, измеряют поверхностное натяжение полукокса, полученного путём термообработки соответствующих приготовленных образцов угля. Отношение варьирования поверхностных натяжений к варьированию содержаний инертных компонентов определяют по линии регрессии, которая основана на указанных содержаниях инертных компонентов и указанных значениях поверхностного натяжения. Используя это отношение в качестве показателя, оценивают качество угля, который должен служить сырьём для металлургического кокса.In the coal quality evaluation method according to the present embodiment, coal samples having different amounts of inert components are prepared by grinding one grade of coal, and the content of inert components in the respective coal samples is determined. In addition, the surface tension of the char obtained by heat treatment of the respective prepared coal samples is measured. The ratio of surface tension variation to inert content variation is determined from a regression line that is based on reported inert content and reported surface tension values. Using this ratio as an indicator, the quality of the coal to be used as a raw material for metallurgical coke is evaluated.

Оценка поверхностного натяжения полукокса, полученного из инертного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 100%, и поверхностного натяжения полукокса, полученного из реакционноспособного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 0%Evaluation of the surface tension of the char obtained from the inert component, in which the proportion of the inert component is 100%, and the surface tension of the char obtained from the reactive component, in which the proportion of the inert component is 0%

Предполагается, что каждая из марок угля, составляющих угольную смесь, состоит из инертного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 100%, и реакционноспособного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 0%. Образцы угля с различным количеством инертного компонента готовят путём измельчения угля одной марки. Измеряют количества инертного компонента образцов угля и измеряют поверхностные натяжения полукокса, полученного термической обработкой соответствующих образцов угля. Определяется линия регрессии, основанная на указанных значениях содержания инертного компонента и поверхностного натяжения. По линии регрессии определяют поверхностное натяжение γ100 и поверхностное натяжение γ0. Поверхностное натяжение γ100 представляет поверхностное натяжение инертного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 100%, а поверхностное натяжение γ0 представляет собой поверхностное натяжение реакционноспособного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 0%. γ100, определяемое таким образом, можно рассматривать как соответствующее поверхностному натяжению инертного компонента угля, превращённого в полукокс; однако в настоящем осуществлении γ100 относится к «поверхностному натяжению γ100 инертного компонента». Точно так же γ0 можно рассматривать как соответствующее поверхностное натяжение реакционноспособного компонента угля, превращённого в полукокс; однако в настоящем осуществлении γ0 относится к «поверхностному натяжению реакционноспособного компонента».It is assumed that each of the grades of coal constituting the coal mixture consists of an inert component, in which the proportion of the inert component is 100%, and a reactive component, in which the proportion of the inert component is 0%. Coal samples with different amounts of an inert component are prepared by grinding coal of the same brand. The quantities of the inert component of the coal samples are measured and the surface tensions of the char obtained by heat treatment of the respective coal samples are measured. A regression line is determined based on the specified inert content and surface tension values. The regression line determines the surface tension γ 100 and the surface tension γ 0 . The surface tension γ 100 represents the surface tension of the inert component in which the proportion of the inert component is 100%, and the surface tension γ 0 represents the surface tension of the reactive component in which the proportion of the inert component is 0%. γ 100 defined in this way can be considered as corresponding to the surface tension of the inert component of the coal converted to char; however, in the present implementation, γ 100 refers to "surface tension γ 100 of the inert component". Similarly, γ 0 can be considered as the corresponding surface tension of the reactive component of coal converted to char; however, in the present implementation, γ 0 refers to the "surface tension of the reactive component".

Теперь будет описан метод определения линии регрессии. Сначала просеиваются образцы угля, полученные измельчением одной марки угля. Когда уголь измельчается, большое количество инертного компонента находится в крупных частицах. Соответственно, массовая доля инертного компонента в измельчённом угле варьирует в результате измельчения и просеивания. Эксперимент 1, описанный ниже, был проведён, чтобы продемонстрировать, что массовая доля инертного компонента может варьироваться, и может быть определена линия регрессии. В эксперименте 1 использовали угли A - C и R, которые были приготовлены в сравнительном эксперименте.The method for determining the regression line will now be described. First, samples of coal obtained by grinding one brand of coal are sieved. When coal is crushed, a large amount of the inert component is in large particles. Accordingly, the mass fraction of the inert component in the crushed coal varies as a result of grinding and screening. Experiment 1, described below, was carried out to demonstrate that the mass fraction of the inert component can vary and a regression line can be determined. Experiment 1 used coals A - C and R, which were prepared in a comparative experiment.

Эксперимент 1Experiment 1

Угли A - C и R измельчали и просеивали. Соответственно, были приготовлены образцы угля, содержащие большое количество реакционноспособного компонента, который представляет собой компонент, отличный от инертного, и образцы угля, содержащие большое количество инертного компонента. Эти образцы угля были подвергнуты измерению содержания составляющих фракций, которое было выполнено с использованием метода точечного подсчета с помощью оптического микроскопа в соответствии с JIS M 8816. Соответственно, было измерено общее содержание инертного компонента TI. Кроме того, полукокс был получен путём термообработки соответствующих образцов угля при 500°C, и поверхностное натяжение γ соответствующих типов полукокса было измерено с использованием метода плёночной флотации. Поверхностное натяжение γ полукокса представляет среднее значение в распределении поверхностного натяжения, определяемого методом плёночной флотации. Дополнительно готовили стандартные образцы углей A - C и R, которые были приготовлены без проведения измельчения или просеивания, измеряли общее содержание инертного компонента TI каждого из стандартных образцов угля и поверхностное натяжение полукокса, который был получен путём термообработки соответствующих образцов при 500°C.Coals A - C and R were crushed and sieved. Accordingly, coal samples containing a large amount of a reactive component that is a component other than an inert component and coal samples containing a large amount of an inert component were prepared. These coal samples were subjected to the measurement of constituent fractions, which was carried out using the method of point counting using an optical microscope in accordance with JIS M 8816. Accordingly, the total content of the inert component TI was measured. In addition, the char was obtained by heat treatment of the respective coal samples at 500°C, and the surface tension γ of the respective types of char was measured using the film flotation method. The surface tension γ of the char represents the average value in the surface tension distribution determined by the film flotation method. Additionally, standard samples of coals A - C and R were prepared, which were prepared without grinding or sifting, the total content of the inert component TI of each of the standard samples of coal and the surface tension of semi-coke, which was obtained by heat treatment of the corresponding samples at 500°C, were measured.

Фиг. 2 представляет график, иллюстрирующий кривую, которая показывает взаимосвязь между содержанием инертного компонента TI образцов угля и поверхностным натяжением γ полукокса, полученного термообработкой этих образцов угля, и иллюстрирующий линии регрессии на графике. Каждая из линий регрессии, показанных на фиг. 2, является простой линией регрессии, рассчитанной с использованием метода наименьших квадратов, так что ошибка на трёх кривых, показывающих взаимосвязь между общим количеством инертного компонента TI и поверхностным натяжением γ, может быть минимизирована. Поверхностное натяжение γ0, которое соответствует количеству инертного компонента TI, равному 0%, и поверхностное натяжение γ100, которое соответствует количеству инертного компонента TI, равному 100%, можно рассчитать с помощью линии регрессии. В качестве примера, поверхностное натяжение γ0 и поверхностное натяжение γ100 образцов угля из угля А показаны на фиг. 2. Из фиг. 2 видно, что массовая доля инертного компонента может быть изменена путём измельчения и просеивания и может быть получено уравнение линейной регрессии с высокой корреляцией между поверхностным натяжением γ и количеством инертного компонента TI.Fig. 2 is a graph illustrating a curve that shows the relationship between the content of the inert component TI of the coal samples and the surface tension γ of the char obtained by heat treatment of these coal samples, and illustrating the regression lines in the graph. Each of the regression lines shown in Fig. 2 is a simple least squares regression line, so that the error on the three curves showing the relationship between the total inert component TI and surface tension γ can be minimized. The surface tension γ 0 , which corresponds to the amount of the inert component TI equal to 0%, and the surface tension γ 100 , which corresponds to the amount of the inert component TI equal to 100%, can be calculated using a regression line. As an example, surface tension γ 0 and surface tension γ 100 of coal samples from coal A are shown in FIG. 2. From FIG. 2 shows that the mass fraction of the inert component can be changed by grinding and sieving and a linear regression equation can be obtained with a high correlation between the surface tension γ and the amount of the inert component TI.

Общее содержание инертного компонента TI (%) каждого из стандартных образцов углей A - C и R представляет объёмную долю инертного компонента угля; однако, поскольку удельный вес инертного компонента по существу равен удельному весу реакционноспособного компонента, объёмная доля рассматривалась как приблизительный эквивалент массовой доли. Массовые доли (%) реакционноспособных компонентов стандартных образцов угля рассчитывались путём вычитания значения количества инертного компонента TI из общей массовой доли (100%). Массовые доли (%) инертных и реакционноспособных компонентов углей A - C и R, а также их поверхностное натяжение γ100 и поверхностное натяжение γ0 показаны в Таблице 3. Как описано в настоящем осуществлении, массовая доля инертного компонента может быть количеством инертного компонента (объёмная доля), определённым методом JIS M 8816 и уравнением [4], а массовая доля реакционноспособного компонента может быть значением, полученным вычитанием количества инертного компонента (объёмной доли) из 1.The total content of the inert component TI (%) of each of the standard samples of coals A - C and R represents the volume fraction of the inert component of the coal; however, since the specific gravity of the inert component is essentially equal to the specific gravity of the reactive component, the volume fraction was considered to be approximately equivalent to the mass fraction. The mass fractions (%) of the reactive components of standard coal samples were calculated by subtracting the value of the amount of the inert component TI from the total mass fraction (100%). The mass fractions (%) of the inert and reactive components of coals A - C and R, as well as their surface tension γ 100 and surface tension γ 0 are shown in Table 3. As described in the present implementation, the mass fraction of the inert component may be the amount of the inert component (volume percentage) determined by the method of JIS M 8816 and the equation [4], and the mass fraction of the reactive component can be the value obtained by subtracting the amount of the inert component (volume fraction) from 1.

Таблица 3Table 3

УгольCoal КомпонентComponent Массовая доля (%)Mass fraction (%) Поверхностное натяжение γ100 (мН/м)Surface tension γ 100 (mN/m) Поверхностное натяжение γ0 (мН/м)Surface tension γ 0 (mN/m) AA ИнертныйInert 23,623.6 37,037.0 -- Реакционноспособныйreactive 76,476.4 -- 41,341.3 BB ИнертныйInert 18,718.7 41,241.2 -- Реакционноспособныйreactive 81,381.3 -- 39,839.8 CC ИнертныйInert 21,021.0 35,535.5 -- Реакционноспособныйreactive 79,079.0 -- 40,040.0 RR ИнертныйInert 20,420.4 40,840.8 -- Реакционноспособныйreactive 79,679.6 -- 40,340.3

Оценка качества угля, в которой в качестве показателя используется варьирование поверхностных натяжений по отношению к варьированию количеств инертного компонентаAssessment of coal quality, which uses as an indicator the variation in surface tension in relation to the variation in the amounts of an inert component

Авторы настоящего изобретения обнаружили явление, при котором в случаях, когда содержание инертного компонента угля варьировало, варьирование поверхностных натяжений полукокса, который был получен путём термообработки угля, по сравнению с варьированием количеств инертного компонента, варьировало между разными марками угля. Например, на фиг. 2, рассматривая угли A и C, их линии регрессии имели большой наклон по абсолютной величине, что указывает на то, что варьирование поверхностных натяжений полукокса по сравнению с варьированием количеств инертного компонента было большим. Что касается угля B и угля R, их линии регрессии имели небольшой наклон по абсолютной величине, что указывает на то, что варьирование поверхностных натяжений полукокса относительно варьирования количеств инертного компонента было небольшим.The inventors of the present invention found a phenomenon in which, in cases where the content of the inert component of coal varied, the variation in the surface tension of the char which was obtained by heat treatment of coal, compared with the variation in the amounts of the inert component, varied between different grades of coal. For example, in FIG. 2, considering coals A and C, their regression lines had a large slope in absolute value, indicating that the variation in the surface tension of the char compared to the variation in the amounts of the inert component was large. For coal B and coal R, their regression lines had a slight slope in absolute value, indicating that the variation in the surface tension of the char relative to the variation in the amounts of the inert component was small.

В частности, в случае, когда содержание инертного компонента изменяется от 0% до 100%, варьирование поверхностных натяжений равно разности между γ100 и γ0, то есть γ100 - γ0. γ100 - γ0 угля А составляет -4,3 мН/м. γ100 - γ0 угля C составляет -4,5 мН/м. С другой стороны, γ100 - γ0 угля B составляет 1,4 мН/м, а γ100 - γ0 угля R составляет 0,5 мН/м. Поскольку варьирование поверхностных натяжений выражается как абсолютное значение γ100 - γ0, уголь A и уголь C являются углями, имеющими высокое отношение варьирования поверхностных натяжений полукокса к варьированию количеств инертного компонента, по сравнению с углём B и углём R.In particular, in the case where the content of the inert component changes from 0% to 100%, the variation in surface tension is equal to the difference between γ 100 and γ 0 , that is, γ 100 - γ 0 . γ 100 - γ 0 coal A is -4.3 mN/m. γ 100 - γ 0 coal C is -4.5 mN/m. On the other hand, γ 100 - γ 0 of coal B is 1.4 mN/m, and γ 100 - γ 0 of coal R is 0.5 mN/m. Since the variation in surface tension is expressed as an absolute value of γ 100 - γ 0 , coal A and coal C are coals having a high ratio of char surface tension variation to inert component variation, compared to coal B and coal R.

Как показано в Таблице 2, в экспериментальных примерах угольных смесей 1 - 3, уголь R был включён в количестве 50 масс.%, а угли A - C были добавлены к нему, соответственно, в количестве 50 масс.%. Обратите внимание, что угольная смесь 2 имеет самую высокую прочность кокса. Уголь B, который был добавлен к угольной смеси 2, представляет собой уголь, имеющий небольшое варьирование поверхностных натяжений полукокса по сравнению с варьированием количеств инертного компонента. Напротив, угольная смесь 1 и угольная смесь 3, которые имеют низкую прочность кокса, являются угольными смесями, в которых смешивают уголь A или уголь C, который имеет большое варьирование поверхностных натяжений полукокса по сравнению с варьированием количеств инертного компонента. То есть, в случае добавления угля, имеющего большое варьирование поверхностных натяжений полукокса по сравнению с варьированием количеств инертного компонента, в результате прочность кокса снижалась.As shown in Table 2, in the experimental examples of coal mixtures 1 - 3, coal R was included in the amount of 50 wt.%, and coals A - C were added to it, respectively, in the amount of 50 wt.%. Note that coal blend 2 has the highest coke strength. Coal B, which was added to the coal mixture 2, is a coal having little variation in the surface tension of the char as compared to the variation in the amounts of the inert component. On the contrary, coal mixture 1 and coal mixture 3, which have low coke strength, are coal mixtures in which coal A or coal C is mixed, which has a large variation in the surface tension of the char compared to the variation in the amounts of the inert component. That is, in the case of adding coal having a large variation in the surface tension of the char as compared to varying the amounts of the inert component, as a result, the strength of the coke decreased.

Сравнивают угольную смесь 1 и угольную смесь 4. В угольной смеси 4 количество угля А было уменьшено на 20% по сравнению с угольной смесью 1, и соответственно был добавлен уголь В. То есть уголь B, у которого небольшое варьирование поверхностных натяжений полукокса относительно варьирования количеств инертного компонента, заменил часть, соответствующую 20 масс.% угля A, у которого большое варьирование поверхностных натяжений полукокса по отношению к варьированию количеств инертного компонента. Поскольку прочность кокса угольной смеси 4 выше, чем прочность кокса угольной смеси 1, очевидно, что уголь, имеющий небольшое варьирование поверхностных натяжений полукокса по сравнению с варьированием количеств инертного компонента, является углем, благоприятным в качестве сырья для кокса, повышающим прочность кокса.Coal mixture 1 and coal mixture 4 are compared. In coal mixture 4, the amount of coal A was reduced by 20% compared to coal mixture 1, and coal B was added accordingly. the inert component replaced the portion corresponding to 20 wt.% of coal A, which has a large variation in the surface tension of the char with respect to the variation in the amounts of the inert component. Since the coke strength of the coal mixture 4 is higher than that of the coal mixture coke 1, it is clear that coal having little variation in the surface tension of the char compared with the variation in the amounts of the inert component is a favorable coal as a raw material for coke, increasing coke strength.

Описанные выше результаты показывают, что в случаях, когда варьирование поверхностных натяжений полукокса по сравнению с варьированием количеств инертного компонента используется в качестве показателя, можно определить, что уголь, имеющий небольшое варьирование поверхностных натяжений полукокса, подходит в качестве сырья для кокса. Считается, что результаты основаны на влиянии межфазного натяжения на прочность кокса. То есть уголь, имеющий большое варьирование поверхностных натяжений полукокса по сравнению с варьированием количеств инертного компонента, имеет большую разницу между значением γ100 и значением γ0. Разница означает, что, если предположить, что уголь состоит из компонента, который размягчается и плавится, и компонента, который не размягчается и не плавится, поверхностные натяжения полукокса, полученного из соответствующих двух компонентов, значительно различаются. Когда предполагается, что одна марка угля состоит из компонента, который размягчается и плавится, и компонента, который не размягчается или плавится, а не является гомогенной, в случае, когда сырьё для кокса образуется путём смешивания угля, сырьё включает компоненты, имеющие существенно различающееся поверхностное натяжение полукокса. По мере увеличения разницы в поверхностном натяжении увеличивается межфазное натяжение, и, следовательно, межфазное натяжение γсмеси угольной смеси, включающей компоненты, имеющие значительно различающиеся поверхностное натяжение полукокса, является высоким, что снижает адгезионную способность на границах раздела. В результате, предположительно, ухудшается прочность кокса.The results described above show that in cases where the variation in the surface tension of the char compared to the variation in the amounts of the inert component is used as an indicator, it can be determined that coal having little variation in the surface tension of the char is suitable as a coke feedstock. The results are believed to be based on the effect of interfacial tension on coke strength. That is, coal having a large variation in the surface tension of the char compared to the variation in the amounts of the inert component has a large difference between the value of γ 100 and the value of γ 0 . The difference means that, assuming that the coal is composed of a component that softens and melts and a component that does not soften or melt, the surface tensions of the char produced from the respective two components are significantly different. When it is assumed that one grade of coal consists of a component that softens and melts and a component that does not soften or melts and is not homogeneous, in the case where the raw material for coke is formed by mixing coal, the raw material includes components having significantly different surface char tension. As the difference in surface tension increases, the interfacial tension increases, and therefore, the interfacial tension γ of the mixture of the coal mixture including components having significantly different surface tension of the char is high, which reduces the adhesiveness at the interfaces. As a result, presumably, the strength of the coke deteriorates.

Теперь будут описаны осуществления способа приготовления угольной смеси. Существует три варианта способа приготовления угольной смеси. В способе приготовления угольной смеси по первому осуществлению вычисляется межфазное натяжение и определяется корреляция между межфазным натяжением и прочностью кокса; из указанной корреляции определяется межфазное натяжение, соответствующее искомой прочности кокса; и угольную смесь получают смешиванием угля в таких массовых долях, что достигается указанное межфазное натяжение или более низкое межфазное натяжение. В способе приготовления угольной смеси по второму осуществлению угольную смесь готовят путём смешивания угля в таких массовых долях, что достигается расчётное межфазное натяжение 0,26 мН/м или менее. В способе приготовления угольной смеси по третьему осуществлению угольную смесь готовят таким образом, что доля в смеси неблагоприятного угля, как оценено описанным выше способом оценки качества угля, ограничена. Сначала будет описан способ приготовления угольной смеси первого осуществления.Now will be described the implementation of the method of preparing coal mixture. There are three options for the preparation of coal mixture. In the coal mixture preparation method of the first embodiment, the interfacial tension is calculated and the correlation between the interfacial tension and coke strength is determined; from this correlation, the interfacial tension corresponding to the desired coke strength is determined; and the coal mixture is obtained by mixing coal in such mass fractions that the specified interfacial tension or a lower interfacial tension is achieved. In the method for preparing a coal mixture according to the second implementation, the coal mixture is prepared by mixing coal in such mass fractions that a calculated interfacial tension of 0.26 mN/m or less is achieved. In the charcoal mixture preparation method of the third embodiment, the charcoal mixture is prepared such that the proportion of unfavorable coal in the mixture as judged by the coal quality evaluation method described above is limited. First, the method for preparing the coal mixture of the first embodiment will be described.

Способ приготовления угольной смеси первого осуществленияThe method of preparing the coal mixture of the first implementation

Способ приготовления угольной смеси по первому осуществлению включает стадии 1 - 3, как описано ниже.The method for preparing the coal mixture according to the first implementation includes stages 1 to 3, as described below.

Стадия 1Stage 1

На стадии 1 предполагается, что каждая из марок угля, составляющих угольную смесь, состоит из инертной части, в которой доля инертного компонента составляет 100%, и реакционноспособной части, в которой доля инертного компонента равна 0%. Образцы угля, имеющие различные количества инертного компонента, готовят путём измельчения одной марки угля, и измеряют количество инертного компонента в соответствующих образцах угля. Кроме того, измеряют поверхностное натяжение полукокса, полученного путём термообработки соответствующих образцов угля, определяют линию регрессии, основанную на указанных количествах инертного компонента и указанных поверхностных натяжениях, и, исходя из линии регрессии, определяют поверхностное натяжение γ100, которое соответствует содержанию инертного компонента 100%, и поверхностное натяжение γ0, которое соответствует содержанию инертного компонента 0%.At stage 1, it is assumed that each of the coal grades that make up the coal mixture consists of an inert part, in which the proportion of the inert component is 100%, and a reactive part, in which the proportion of the inert component is 0%. Coal samples having different amounts of the inert component are prepared by grinding one grade of coal, and the amount of the inert component in the respective coal samples is measured. In addition, the surface tension of the char obtained by heat treatment of the respective coal samples is measured, a regression line is determined based on the indicated amounts of the inert component and the indicated surface tensions, and, based on the regression line, the surface tension γ 100 is determined, which corresponds to the content of the inert component of 100% , and surface tension γ 0 , which corresponds to the content of the inert component of 0%.

Стадия 2Stage 2

На стадии 2, следующей за стадией 1, делается допущение, что поверхностное натяжение полукокса, полученного из инертного компонента, равно поверхностному натяжению γ100, а поверхностное натяжение полукокса, полученного из расплава и реакционноспособного компонента, равно поверхностному натяжению γ0, а межфазное натяжение γсмеси рассчитывается из массовой доли инертного компонента, массовой доли реакционноспособного компонента, поверхностного натяжения γ100 и поверхностного натяжения γ0 каждой марки с помощью уравнения [1] или уравнения [2] и уравнения [3].In step 2, following step 1, it is assumed that the surface tension of the char obtained from the inert component is equal to the surface tension γ 100 , and the surface tension of the char obtained from the melt and the reactive component is equal to the surface tension γ 0 , and the interfacial tension γ the mixture is calculated from the mass fraction of the inert component, the mass fraction of the reactive component, surface tension γ 100 and surface tension γ 0 of each brand using equation [1] or equation [2] and equation [3].

В настоящем осуществлении предполагается, что одна марка угля сформирована из двух типов угля, а именно, угля, образованного из инертного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 100%, и угля, образованного из реакционноспособного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 0%, и предполагается, что поверхностное натяжение полукокса, полученного угля, образованного из инертного компонента, равно поверхностному натяжению γ100, а поверхностное натяжение полукокса, полученного из угля, образованного из реакционноспособного компонента, равно поверхностному натяжению γ0. В настоящем осуществлении, основываясь на этих предположениях, межфазное натяжение γсмеси рассчитывается с использованием уравнения [1] или [2] и уравнения [3].In the present embodiment, it is assumed that one grade of coal is formed from two types of coal, namely, coal formed from an inert component in which the proportion of the inert component is 100%, and coal formed from a reactive component in which the proportion of the inert component is 0%. , and it is assumed that the surface tension of the char obtained from the coal formed from the inert component is equal to the surface tension γ 100 , and the surface tension of the char obtained from the coal formed from the reactive component is equal to the surface tension γ 0 . In the present implementation, based on these assumptions, the interfacial tension γ of the mixture is calculated using equation [1] or [2] and equation [3].

То есть, в настоящем осуществлении, в случае, когда n марок угля фактически присутствуют в угольной смеси, делаются следующие допущения: присутствуют 2 (типа) × n (количество марок) типов угля, причём из двух один уголь, образован инертным компонентом, и один уголь, образован реакционноспособным компонентом; и массовые доли угля, образованного инертным компонентом, и угля, образованного реакционноспособным компонентом, обозначены как wi (что представляет массовые доли 1-го, 2-го, ... i-го, ... и 2×n-го угля). Подставляя поверхностное натяжение γ100 и поверхностное натяжение γ0 этих типов угля, которые, как предполагается, присутствуют, для γi и γj в уравнении [1] или [2], можно рассчитать межфазное натяжение γij, которое является межфазным натяжением между двумя типами полукокса, полученного из двух марок угля. Межфазное натяжение γсмеси можно рассчитать по межфазному натяжению γij с помощью уравнения [3]. Что касается уравнения [3], массовые доли wi и wj угля, образованного инертным компонентом, и угля, образованного реакционноспособным компонентом, в угольной смеси, могут быть рассчитаны путём умножения массовой доли одной марки угля в угольной смеси на каждую из массовых долей инертных и реакционноспособных компонентов в образце стандартного угля (см., например, таблицу 3).That is, in the present implementation, in the case where n coal grades are actually present in the coal mixture, the following assumptions are made: 2 (types) × n (number of grades) types of coal are present, and out of two, one coal is formed by an inert component, and one coal formed by the reactive component; and the mass fractions of the coal formed by the inert component and the coal formed by the reactive component are denoted as w i (which represents the mass fractions of the 1st, 2nd, ... i-th, ... and 2×n-th coal ). By substituting the surface tension γ 100 and the surface tension γ 0 of these types of coal that are assumed to be present for γ i and γ j in equation [1] or [2], one can calculate the interfacial tension γ ij , which is the interfacial tension between two types of semi-coke obtained from two grades of coal. The interfacial tension γ of the mixture can be calculated from the interfacial tension γ ij using the equation [3]. With regard to equation [3], the mass fractions w i and w j of coal formed by the inert component and coal formed by the reactive component in the coal mixture can be calculated by multiplying the mass fraction of one grade of coal in the coal mixture by each of the mass fractions of inert and reactive components in a sample of standard coal (see, for example, table 3).

Эксперимент 2 проводился следующим образом. Что касается угольных смесей 5 - 14, каждая из которых сформирована из двух или более углей D - N, перечисленных в Таблице 4, предполагая, что присутствуют два типа угля, а именно уголь, образованный инертным компонентом, и уголь, образованный реакционноспособным компонентом, как описано выше, рассчитывается межфазное натяжение γсмеси и определяется соотношение между межфазным натяжением γсмеси и прочностью кокса DI150/15 (-). Результаты анализа, показанные в Таблице 4, измерены тем же методом, что и описан в описании к Таблице 1. Поверхностное натяжение представляет среднее значение в распределении поверхностного натяжения, полученном путём измерения с использованием метода плёночной флотации поверхностного натяжения полукокса, полученного в результате термообработки соответствующих типов угля при 500°C. Поверхностное натяжение инертного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 100%, и поверхностное натяжение реакционноспособного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 0%, составляют значения γ100 и γ0, соответственно, рассчитанные по методике, описанной в эксперименте 1.Experiment 2 was carried out as follows. With regard to the coal mixtures 5 to 14, each of which is formed from two or more coals D to N listed in Table 4, assuming that there are two types of coal, namely the coal formed by the inert component and the coal formed by the reactive component, as described above, the interfacial tension γ of the mixture is calculated, and the relationship between the interfacial tension γ of the mixture and the coke strength DI150/15 (-) is determined. The analysis results shown in Table 4 are measured by the same method as described in the description of Table 1. Surface tension represents the average value in the surface tension distribution obtained by measuring, using the film flotation method, the surface tension of char obtained by heat treatment of the respective types coal at 500°C. The surface tension of the inert component, in which the proportion of the inert component is 100%, and the surface tension of the reactive component, in which the proportion of the inert component is 0%, are the values γ 100 and γ 0, respectively, calculated by the method described in experiment 1.

Таблица 4Table 4

Маркаbrand log MF (log/ddpm)log MF (log/ddpm) Ro (%)Ro(%) TI (%)TI (%) Летучие вещества
(масс.% по сухой массе)
Volatiles
(wt.% dry weight)
Зола
(масс.% по сухой массе)
Ash
(wt.% dry weight)
Поверхностное натяжение (мН/м)Surface tension (mN/m) Поверхностное натяжение инертного компонента (мН/м)Surface tension of the inert component (mN/m) Поверхностное натяжение реакционно-способного компонента (мН/м)Surface tension of the reactive component (mN/m)
DD 2,952.95 1,101.10 37,837.8 25,725.7 9,39.3 40,140.1 43,143.1 38,338.3 EE 2,482.48 1,241.24 38,438.4 23,323.3 8,48.4 39,339.3 41,241.2 38,138.1 FF 1,041.04 1,231.23 45,645.6 21,621.6 8,08.0 40,240.2 41,241.2 39,339.3 GG 2,772.77 0,970.97 43,443.4 27,027.0 9,29.2 40,940.9 44,944.9 37,937.9 HH 2,582.58 0,980.98 33,833.8 27,127.1 8,38.3 41,141.1 44,844.8 39,239.2 II 0,480.48 0,990.99 46,646.6 25,725.7 9,89.8 41,341.3 44,744.7 38,438.4 JJ 1,791.79 0,970.97 32,432.4 29,029.0 8,78.7 40,240.2 44,944.9 37,937.9 KK 0,850.85 1,541.54 21,421.4 18,618.6 10,710.7 38,738.7 37,137.1 39,139.1 LL 3,473.47 0,640.64 21,821.8 42,142.1 6,86.8 41,641.6 49,449.4 39,439.4 MM 2,852.85 1,181.18 30,830.8 23,323.3 10,410.4 39,839.8 42,042.0 38,838.8 NN 2,652.65 1,171.17 29,229.2 22,822.8 10,210.2 39,839.8 42,142.1 38,838.8

Эксперимент 2Experiment 2

Соотношение смешения каждой из марок, качества угольных смесей и прочность DI(150/15) кокса, полученного карбонизацией соответствующих угольных смесей, показаны в Таблице 5. Значения logMF, Ro, TI, золы и летучих веществ являются средневзвешенными, в соответствии с соотношением смешения, значениями результатов анализа для типов угля, включённых в угольную смесь. «γсмеси» является значением, вычисленным тем же методом, что и метод, описанный на Стадии 2. В данном примере малоценный уголь был определён как уголь, имеющий абсолютное значение γ100 - γ0, равное 6 мН/м или более; γ100 - γ0 представляет варьирование поверхностных натяжений полукокса относительно варьирования содержания инертного компонента. Соответственно, доля малоценного угля представляет сумму долей угля в смеси, имеющих абсолютное значение γ100 - γ0, равное 6 мН/м или более.The mixing ratio of each of the grades, the quality of the coal mixtures and the strength DI(150/15) of the coke obtained by carbonization of the respective coal mixtures are shown in Table 5. The values of logMF, Ro, TI, ash and volatiles are weighted average, according to the mixing ratio, the values of the analysis results for the types of coal included in the coal mixture. "γ mixture " is a value calculated by the same method as the method described in Step 2. In this example, low-value coal was defined as coal having an absolute value of γ 100 - γ 0 equal to 6 mN/m or more; γ 100 - γ 0 represents the variation in the surface tension of the char relative to the variation in the content of the inert component. Accordingly, the proportion of low-value coal is the sum of the proportions of coal in the mixture having an absolute value of γ 100 - γ 0 equal to 6 mN/m or more.

В примерах смешения в Таблице 5 уголь смешан таким образом, что Ro угольной смеси составлял около 1,03%. В примерах смешения, приведённых в Таблице 2, использовали уголь, имеющий Ro 1,20 - 1,59%, а Ro угольных смесей составлял от 1,30 до 1,40%. Однако, что касается угольной смеси для производства кокса, обычно смешивают большое количество марок угля (от 5 до 20 марок), имеющих различные свойства угля, и ограничение смешиванием небольшого числа марок угля не является предпочтительным, потому что в таком случае гибкость работы ограничивается в результате ограничения на уголь, подлежащий смешиванию. Поскольку уголь с высоким Ro обычно бывает дорогим, в эксперименте 2 использовали угольные смеси, имеющие более низкий Ro, чем Ro в примерах смешения, приведённых в Таблице 2, поскольку эксперимент 2 был разработан для использования реальных рабочих условий.In the mixing examples in Table 5, the coal was mixed such that the Ro of the coal mixture was about 1.03%. In the blending examples shown in Table 2, coal having a Ro of 1.20 to 1.59% was used, and the Ro of the coal mixtures ranged from 1.30 to 1.40%. However, with regard to the coal mixture for coke production, it is common to mix a large number of coal grades (5 to 20 grades) having different coal properties, and limiting the blending of a small number of coal grades is not preferable, because in such a case, operation flexibility is limited as a result. restrictions on the coal to be blended. Because high Ro coals tend to be expensive, experiment 2 used coal blends having a lower Ro than the mixing examples in Table 2 because experiment 2 was designed to use real operating conditions.

В настоящем осуществлении качества угольных смесей не ограничиваются примерами, показанными в Таблице 5. Что касается среднего качества угольной смеси, могут использоваться следующие диапазоны, чтобы можно было подходящим образом использовать настоящее изобретение: Ro, 0,9 - 1,4%; log MF 1,7 - 3,0 (logddpm); и TI 15 - 40%. Особенно предпочтительны следующие диапазоны: Ro 0,9 - 1,3%; log MF, 2,0 - 3,0 (logddpm); и TI 20 - 40%. Что касается качества угля отдельных марок, уголь может быть следующим, чтобы можно было подходящим образом использовать настоящее изобретение: Ro 0,6 - 1,7 (%); MF, 0 - 60000 ddpm; TI 3 - 45 (%); летучие вещества 3 - 45%; зола 1 - 20%; и поверхностное натяжение (среднее значение в распределении) 36 - 46 мН/м.In the present implementation, the qualities of the coal mixtures are not limited to the examples shown in Table 5. With regard to the average quality of the coal mixture, the following ranges can be used so that the present invention can be suitably used: Ro, 0.9 - 1.4%; log MF 1.7 - 3.0 (logddpm); and TI 15 - 40%. The following ranges are particularly preferred: Ro 0.9-1.3%; log MF, 2.0 - 3.0 (logddpm); and TI 20 - 40%. With regard to the quality of individual grades of coal, the coal may be as follows, so that the present invention can be suitably used: Ro 0.6 - 1.7 (%); MF, 0 - 60000dpm; TI 3 - 45 (%); volatile substances 3 - 45%; ash 1 - 20%; and surface tension (average value in distribution) 36 - 46 mN/m.

Таблица 5Table 5

УгольCoal Угольная смесь 5Coal mixture 5 Угольная смесь 6Coal mixture 6 Угольная смесь 7Coal mixture 7 Угольная смесь 8Coal mixture 8 Угольная смесь 9Coal mixture 9 Угольная смесь 10Coal mixture 10 Угольная смесь 11Coal mixture 11 Угольная смесь 12Coal mixture 12 Угольная смесь 13Coal mixture 13 Угольная смесь 14Coal mixture 14 DD 30,030.0 30,030.0 30,030.0 EE 30,030.0 30,030.0 30,030.0 FF 30,030.0 30,030.0 GG 30,030.0 30,030.0 HH 7,07.0 25,025.0 II 18,618.6 18,018.0 8,08.0 16,016.0 15,815.8 17,617.6 13,013.0 17,317.3 0,00.0 11,011.0 JJ 25,125.1 25,025.0 10,510.5 23,023.0 24,124.1 16,016.0 23,023.0 7,97.9 0,00.0 17,017.0 KK 4,94.9 1,11.1 1,01.0 4,74.7 2,52.5 0,70.7 0,00.0 0,00.0 0,00.0 0,00.0 LL 9,69.6 14,914.9 21,621.6 4,04.0 9,49.4 18,518.5 9,29.2 21,421.4 21,421.4 5,05.0 MM 0,00.0 0,00.0 18,418.4 8,08.0 8,48.4 10,410.4 16,816.8 20,420.4 23,623.6 19,019.0 NN 11,811.8 11,011.0 3,53.5 14,314.3 9,99.9 6,86.8 8,08.0 3,03.0 0,00.0 18,018.0 log MF
(log/ddpm)
log MF
(log/ddpm)
2,112.11 2,102.10 2,092.09 2,112.11 2,242.24 2,242.24 2,372.37 2,372.37 2,372.37 2,382.38
Ro (%)Ro(%) 1,0331.033 1,0341.034 1,0301.030 1,0321.032 1,0331.033 1,0331.033 1,0331.033 1,0331.033 1,0291.029 1,0321.032 TI (%)TI (%) 34,734.7 34,734.7 34,834.8 36,436.4 34,534.5 34,334.3 34,434.4 34,034.0 34,134.1 35,935.9 Зола (масс.%
по сухой
массе)
Ash (wt.%
dry
mass)
9,29.2 8,78.7 8,58.5 9,49.4 9,29.2 8,78.7 9,39.3 8,88.8 8,48.4 9,59.5
Летучие вещества (масс.% по
сухой массе)
Volatile substances (wt.% by
dry weight)
27,427.4 27,927.9 27,827.8 26,626.6 27,427.4 2828 27,327.3 28,228.2 27,827.8 26,526.5
γсмеси γ mixtures 0,280.28 0,290.29 0,240.24 0,310.31 0,270.27 0,280.28 0,260.26 0,270.27 0,220.22 0,280.28 Доля малоценного угля (%)Share of low-value coal (%) 53,353.3 57,957.9 40,140.1 73,073.0 49,349.3 52,152.1 45,245.2 46,646.6 21,421.4 63,063.0 DI150/15 (-)DI150/15 (-) 78,778.7 79,479.4 80,380.3 78,678.6 79,179.1 79,779.7 80,580.5 80,080.0 80,680.6 79,379.3

Что касается Таблицы 5, γсмеси рассчитывалось следующим образом. Например, в случае угля D в угольной смеси 5 из Таблицы 5 доля в смеси угля D составляет 30%. Для угольной смеси 5 было сделано предположение, что уголь D образован из двух типов угля, а именно из угля, образованного инертным компонентом, и угля, образованного реакционноспособным компонентом. Доля в смеси угля, образованного из инертного компонента угля D, была определена как составляющая 11,3%; что было получено путём умножения доли в смеси угля D, которая составляет 30%, на долю инертного компонента угля D, которая составляла 37,8%. Доля в смеси угля, образованного реакционноспособным компонентом угля D, была определена как составляющая 18,7%; что было получено путём умножения доли в смеси угля D, которая составляет 30%, на долю реакционноспособного компонента в угле D, которая составляет 62,2%. Таким образом, для каждого из типов угля, уголь, образованный из инертного компонента, и уголь, образованный из реакционноспособного компонента угля, каждый рассматривался так, как если бы уголь был одной маркой угля, и γсмеси рассчитана с использованием уравнения [3].With respect to Table 5, the γ of the mixture was calculated as follows. For example, in the case of coal D in coal mixture 5 of Table 5, the proportion of coal D in the mixture is 30%. For coal mixture 5, it was assumed that coal D is formed from two types of coal, namely, coal formed by an inert component and coal formed by a reactive component. The proportion in the mixture of coal formed from the inert component of coal D was determined to be 11.3%; which was obtained by multiplying the proportion in the mixture of coal D, which is 30%, by the proportion of the inert component of coal D, which was 37.8%. The proportion in the mixture of coal formed by the reactive component of coal D was determined to be 18.7%; which was obtained by multiplying the proportion in the mixture of coal D, which is 30%, by the proportion of the reactive component in coal D, which is 62.2%. Thus, for each of the types of coal, the coal formed from the inert component and the coal formed from the reactive component of the coal were each treated as if the coal were the same grade of coal, and the γ of the mixture was calculated using the equation [3].

Фиг. 3 представляет график, иллюстрирующий взаимосвязь между межфазным натяжением γсмеси, которое было вычислено способом по настоящему изобретению, и прочностью кокса DI150/15 (-). Как показано штрихпунктирной кривой на фиг. 3, очевидно, что существует корреляция между межфазным натяжением γсмеси и прочностью кокса DI150/15 (-); то есть, когда межфазное натяжение γсмеси увеличивается, прочность кокса DI150/15 (-) уменьшается. Кривая может быть получена путём построения кривой корреляции с использованием метода наименьших квадратов или от руки на графике, таком как на фиг. 3.Fig. 3 is a graph illustrating the relationship between the interfacial tension γ of the mixture , which was calculated by the method of the present invention, and the coke strength DI150/15 (-). As shown by the dash-dotted curve in FIG. 3, it is obvious that there is a correlation between the interfacial tension γ of the mixture and the coke strength DI150/15 (-); that is, when the interfacial tension γ of the mixture increases, the coke strength DI150/15 (-) decreases. The curve can be obtained by plotting a correlation curve using the least squares method or by hand on a graph such as in FIG. 3.

Стадия 3Stage 3

На стадии 3 межфазное натяжение γсмеси, соответствующее искомой прочности, определяется из корреляции, определённой на стадии 2. Поскольку при увеличении межфазного натяжения γсмеси адгезия между частицами угля уменьшается, угольная смесь должна быть приготовлена путём смешивания марок угля в таких массовых долях, при которых достигается указанное определённое межфазное натяжение γсмеси или более низкое межфазное натяжение. В случае, когда межфазное натяжение рассчитывается из поверхностного натяжения полукокса, полученного из угля, который входит в состав угольной смеси, и массовых долей угля, а вычисленное межфазное натяжение равно или менее межфазного натяжения, соответствующего искомой прочности кокса, угольная смесь должна быть приготовлена путём смешивания нескольких марок угля в указанных массовых долях. Можно ожидать, что кокс, полученный карбонизацией угольной смеси, приготовленной таким образом, будет иметь искомую или большую прочность.At stage 3, the interfacial tension γ of the mixture , corresponding to the desired strength, is determined from the correlation determined at stage 2. Since with an increase in the interfacial tension γ of the mixture , the adhesion between coal particles decreases, the coal mixture must be prepared by mixing coal grades in such mass fractions at which the specified defined interfacial tension γ of the mixture or a lower interfacial tension is achieved. In the case when the interfacial tension is calculated from the surface tension of semi-coke obtained from coal, which is part of the coal mixture, and mass fractions of coal, and the calculated interfacial tension is equal to or less than the interfacial tension corresponding to the desired coke strength, the coal mixture must be prepared by mixing several grades of coal in the specified mass fractions. It can be expected that the coke obtained by carbonizing the coal mixture prepared in this way will have the desired or greater strength.

Уголь, который будет использоваться при приготовлении угольной смеси на стадии 3, может отличаться от угля, использованного в эксперименте 2 относительно стадии 2. Стадия 2 реализуется для определения корреляции между γсмеси угольной смеси и прочностью кокса путём проведения, предварительно, испытания на получение кокса с использованием конкретной угольной смеси. На стадии 3 на основе корреляции, заранее определённой на стадии 2, уголь может быть свободно выбран таким образом, чтобы достигалось γсмеси, равное или меньше, чем значение, при котором обеспечивается искомая прочность. В этом случае предпочтительно обеспечить, чтобы средние свойства угольной смеси, используемой в испытании на получение кокса, которое предварительно проводится на стадии 2, имели значения, близкие к средним свойствам угольной смеси, приготовленной на стадии 3. В этом случае прочность кокса, полученного из угольной смеси, приготовленной на стадии 3, можно спрогнозировать более точно. Например, более предпочтительно обеспечить следующие различия между средними характеристиками угольной смеси, используемой на стадии 2, и средними характеристиками угольной смеси, приготовленной на стадии 3: разница в средней отражательной способности, менее или равна 0,2%; и разница в log MF, менее или равна 1,0 (logddpm). Более предпочтительно, чтобы испытание на стадии 2 проводилось с использованием половины или более типов угля, используемых на стадии 3. Однако, независимо от свойств угольной смеси, при условии, что γсмеси угольной смеси равно или менее значения γсмеси, при котором обеспечивается искомая прочность кокса, можно ожидать получения кокса, имеющего более высокую прочность, чем в случае угольной смеси, имеющей значение γсмеси выше или равное указанному значению γсмеси.The coal that will be used in the preparation of the coal mixture in stage 3 may differ from the coal used in experiment 2 with respect to stage 2. Stage 2 is implemented to determine the correlation between γ of the mixture of coal mixture and coke strength by conducting, previously, a coke test with using a specific coal mixture. In step 3, based on the correlation predetermined in step 2, the coal can be freely selected so that a γ of the mixture is achieved equal to or less than the value at which the desired strength is achieved. In this case, it is preferable to ensure that the average properties of the coal mixture used in the test for coke production, which is previously carried out in stage 2, have values close to the average properties of the coal mixture prepared in stage 3. In this case, the strength of the coke obtained from the coal the mixture prepared in step 3 can be predicted more accurately. For example, it is more preferable to provide the following differences between the average characteristics of the carbon mixture used in stage 2 and the average characteristics of the coal mixture prepared in stage 3: the difference in average reflectance is less than or equal to 0.2%; and a difference in log MF less than or equal to 1.0 (logddpm). More preferably, the stage 2 test is carried out using half or more of the types of coal used in stage 3. However, regardless of the properties of the coal mixture, provided that the γ of the mixture of the coal mixture is equal to or less than the value of γ of the mixture , which provides the desired strength coke, one can expect to obtain a coke having a higher strength than in the case of a coal mixture having a mixture γ value greater than or equal to the indicated mixture γ value.

В примерах, представленных в Таблице 5 и на фиг. 3, может быть получен кокс с предпочтительной прочностью кокса 78,5 - 80,5. При необходимости более высокая прочность кокса может быть достигнута путём изменения типа используемого угля и/или подготовки качества угольной смеси. В частности, поскольку прочность кокса увеличивается при увеличении Ro угольной смеси, может быть проведено испытание на получение кокса, в котором используется более высокое Ro угольной смеси, чем Ro в примерах Таблицы 5, для изменения значения γсмеси, и в условиях смешивания может быть определено соотношение между γсмеси и прочностью кокса; на основе указанного соотношения можно определить γсмеси для производства кокса, имеющего искомую прочность.In the examples presented in Table 5 and in FIG. 3, coke with a preferred coke strength of 78.5-80.5 can be produced. If necessary, higher coke strength can be achieved by changing the type of coal used and/or preparing the quality of the coal mixture. In particular, since the strength of the coke increases with increasing Ro of the coal mixture, a coke production test using a higher Ro of the coal mixture than Ro in the examples of Table 5 can be carried out to change the γ value of the mixture , and under mixing conditions can be determined the ratio between γ of the mixture and coke strength; on the basis of this ratio, it is possible to determine the γ of the mixture for the production of coke having the desired strength.

В способе приготовления угольной смеси по первому осуществлению исполнитель, выполняющий стадии 1 и 2, может отличаться от исполнителя, выполняющего стадию 3. Стадия 1 и стадия 2 могут выполняться заранее, а на стадии 3 межфазное натяжение γсмеси может быть определено на основе предварительно определенной корреляции. То есть, даже когда исполнитель, выполняющий стадии 1 и 2, отличается от исполнителя, выполняющего стадию 3, может быть реализован способ приготовления угольной смеси по первому осуществлению. Точно так же исполнитель, выполняющий стадию 1, может отличаться от исполнителя, выполняющего стадию 2 и стадию 3. То есть корреляция между прочностью кокса и γсмеси может быть определена на основе заранее определённых поверхностных натяжений γ100 и γ0. Теперь будет описан способ приготовления угольной смеси второго осуществления.In the coal mixture preparation method of the first embodiment, the performer performing steps 1 and 2 may be different from the performer performing step 3. Step 1 and step 2 may be performed in advance, and in step 3, the interfacial tension γ of the mixture may be determined based on a predetermined correlation . That is, even when the performer performing steps 1 and 2 is different from the performer performing step 3, the charcoal mixture preparation method of the first embodiment can be implemented. Similarly, the performer performing stage 1 may be different from the performer performing stage 2 and stage 3. That is, the correlation between coke strength and γ of the mixture can be determined based on predetermined surface tensions γ 100 and γ 0 . Now, the method for preparing the coal mixture of the second embodiment will be described.

Способ приготовления угольной смеси второго осуществленияThe method of preparing the coal mixture of the second implementation

Способ приготовления угольной смеси второго осуществления включает стадии α и β, как описано ниже.The method for preparing the coal mixture of the second implementation includes stages α and β, as described below.

Стадия αStage α

На стадии α делается предположение, что каждая из марок угля, составляющих угольную смесь, образована из инертного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 100%, и реакционноспособного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 0%. После этого образцы угля, имеющие различные количества инертного компонента, готовят путём измельчения одной марки угля и измеряют количества инертного компонента соответствующих образцов угля. Кроме того, измеряют поверхностное натяжение полукокса, полученного путём термообработки соответствующих образцов угля, определяют линию регрессии, основанную на указанных количествах инертного компонента и указанных поверхностных натяжениях и, исходя из линии регрессии, определяют поверхностное натяжение γ100, которое соответствует содержанию инертного компонента 100%, и поверхностное натяжение γ0, которое соответствует содержанию инертного компонента 0%. Стадия α такая же, как Стадия 1 способа приготовления угольной смеси по первому осуществлению, и поэтому избыточные описания опускаются.In step α, it is assumed that each of the coal grades that make up the coal mixture is formed from an inert component in which the proportion of the inert component is 100%, and a reactive component in which the proportion of the inert component is 0%. Thereafter, coal samples having different amounts of the inert component are prepared by grinding one grade of coal, and the amounts of the inert component of the respective coal samples are measured. In addition, the surface tension of the char obtained by heat treatment of the respective coal samples is measured, a regression line is determined based on the indicated amounts of the inert component and the indicated surface tensions, and, based on the regression line, the surface tension γ 100 is determined, which corresponds to the content of the inert component of 100%, and surface tension γ 0 , which corresponds to the content of the inert component of 0%. Step α is the same as Step 1 of the charcoal preparation method of the first embodiment, and therefore redundant descriptions are omitted.

Стадия βStage β

На стадии β делается допущение, что поверхностное натяжение полукокса, полученного из инертного компонента, равно поверхностному натяжению γ100, а поверхностное натяжение полукокса, полученного из реакционноспособного компонента, равно поверхностному натяжению γ0. После этого межфазное натяжение γсмеси рассчитывается на основе соотношения смешения каждой из марок, массовых долей инертного компонента и реакционноспособного компонента, поверхностного натяжения γ100 и поверхностного натяжения γ0 с использованием уравнения [3]. Эта стадия, которая предназначена для определения межфазного натяжения, аналогична Стадии 2 способа приготовления угольной смеси по первому осуществлению, и поэтому избыточные описания опущены.In step β, it is assumed that the surface tension of the char obtained from the inert component is equal to the surface tension γ 100 and that the surface tension of the char obtained from the reactive component is equal to the surface tension γ 0 . After that, the interfacial tension γ of the mixture is calculated based on the mixing ratio of each of the brands, the mass fractions of the inert component and the reactive component, the surface tension γ 100 and the surface tension γ 0 using the equation [3]. This step, which is for determining the interfacial tension, is the same as Step 2 of the charcoal preparation method of the first embodiment, and therefore redundant descriptions are omitted.

На стадии β массовая доля каждой из марок угля, составляющих угольную смесь, задаётся так, чтобы достигалось расчётное межфазное натяжение 0,26 мН/м или менее. Как показано штрихпунктирной кривой на фиг. 3, в случаях, когда угольная смесь приготовлена путём смешивания нескольких марок угля в определённых массовых долях, так что расчётное межфазное натяжение γсмеси составляет 0,26 мН/м или менее, снижение прочности кокса, полученного при карбонизации этой угольной смеси, может быть предотвращено, и, следовательно, можно ожидать получения кокса, имеющего высокую прочность. Результаты на фиг. 3 основаны на результатах приготовления полукокса, проводимого термообработкой угля при 500°C. Соответственно, предпочтительно использовать значение поверхностного натяжения полукокса, полученного при 500°C. Однако величина межфазного натяжения существенно не меняется при изменении температуры приготовления полукокса. Соответственно, даже в тех случаях, когда полукокс получают при другой температуре, приготовление кокса, имеющего высокую прочность, может быть реализовано путём обеспечения того, что угольная смесь имела значение межфазного натяжения 0,26 мН/м или менее.At stage β, the mass fraction of each of the coal grades that make up the coal mixture is set so that a design interfacial tension of 0.26 mN/m or less is achieved. As shown by the dash-dotted curve in FIG. 3, in cases where the coal mixture is prepared by mixing several grades of coal in certain mass fractions, so that the calculated interfacial tension γ of the mixture is 0.26 mN/m or less, the decrease in the strength of the coke obtained by carbonizing this coal mixture can be prevented. , and hence coke having high strength can be expected. The results in FIG. 3 are based on the results of the preparation of semi-coke, carried out by heat treatment of coal at 500°C. Accordingly, it is preferable to use the value of the surface tension of the char produced at 500°C. However, the value of interfacial tension does not change significantly with a change in the temperature of preparation of semi-coke. Accordingly, even in cases where the char is produced at a different temperature, the preparation of a coke having high strength can be realized by ensuring that the coal mixture has an interfacial tension value of 0.26 mN/m or less.

В способе приготовления угольной смеси второго осуществления стадия α может быть реализована заранее для определения поверхностного натяжения γ100 и поверхностного натяжения γ0 угля, а стадия β может быть реализована с использованием предварительно определённого поверхностного натяжения γ100 и поверхностного натяжения γ0. То есть, даже когда исполнитель, выполняющий стадию α, отличается от исполнителя, выполняющего стадию β, может быть реализован способ приготовления угольной смеси второго осуществления. Теперь будет описан способ приготовления угольной смеси третьего осуществления.In the coal mixture preparation method of the second embodiment, the α step can be implemented in advance to determine the surface tension γ 100 and the surface tension γ 0 of the coal, and the β step can be implemented using the predetermined surface tension γ 100 and the surface tension γ 0 . That is, even when the performer performing step α is different from the performer performing step β, the charcoal mixture preparation method of the second embodiment can be implemented. The method for preparing the coal mixture of the third embodiment will now be described.

Способ приготовления угольной смеси третьего осуществленияThe method of preparing coal mixture of the third implementation

Способ приготовления угольной смеси третьего осуществления включает стадии A и B, как описано ниже. В третьем осуществлении варьирование поверхностных натяжений относительно варьирования содержаний инертного компонента используется в качестве показателя. Как показано в Таблице 2, уголь, имеющий небольшое варьирование поверхностных натяжений полукокса по сравнению с варьированием содержаний инертного компонента, оценивается как подходящий в качестве сырья для кокса, а уголь, имеющий большое варьирование поверхностных натяжений полукокса по сравнению с варьированием содержаний инертного компонента оценивается как непригодный в качестве сырья для кокса. В Таблице 2 количество используемых типов угля невелико и ограничено, а значения Ro угольных смесей больше, чем значения обычно используемых угольных смесей. Соответственно, на основе результатов Таблицы 5, которые были получены при условиях смешивания, более близких к реальным условиям смешивания, были проведены исследования критериев варьирования поверхностных натяжений полукокса по сравнению с варьированием содержаний инертного компонента, которые используется для оценки угля.The method for preparing the coal mixture of the third implementation includes stages A and B, as described below. In a third embodiment, the variation in surface tension relative to the variation in inert component contents is used as an indicator. As shown in Table 2, coal having a small variation in char surface tension compared to variation in inert component contents is judged to be suitable as a coke feedstock, and coal having a large variation in char surface tension compared to variation in inert component contents is judged unsuitable. as raw material for coke. In Table 2, the number of coal types used is small and limited, and the Ro values of coal mixtures are larger than those of commonly used coal mixtures. Accordingly, based on the results of Table 5, which were obtained under mixing conditions closer to real mixing conditions, studies were carried out on the criteria for varying the surface tension of char compared to varying the contents of the inert component, which is used to evaluate coal.

Стадия АStage A

На стадии А третьего осуществления делается допущение, что каждая из марок угля, составляющих угольную смесь, образована из инертного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 100%, и реакционноспособного компонента, в котором доля инертного компонента составляет 0%. После этого образцы угля, имеющие различные количества инертного компонента, готовят путём измельчения одной марки угля и измеряют количества инертного компонента соответствующих образцов угля. Кроме того, измеряют поверхностное натяжение полукокса, полученного путём термообработки соответствующих образцов угля, определяют линию регрессии, основанную на указанных содержаниях инертного компонента и указанных поверхностных натяжениях, и, исходя из линии регрессии, определяют поверхностное натяжение γ100, которое соответствует содержанию инертного компонента 100%, и поверхностное натяжение γ0, которое соответствует содержанию инертного компонента 0%. Стадия A аналогична Стадии 1 способа приготовления угольной смеси по первому осуществлению и Стадии α способа приготовления угольной смеси по второму осуществлению, и поэтому избыточные описания опускаются.In step A of the third implementation, it is assumed that each of the grades of coal constituting the coal mixture is formed from an inert component in which the proportion of the inert component is 100%, and a reactive component in which the proportion of the inert component is 0%. Thereafter, coal samples having different amounts of the inert component are prepared by grinding one grade of coal, and the amounts of the inert component of the respective coal samples are measured. In addition, the surface tension of the char obtained by heat treatment of the respective samples of coal is measured, a regression line is determined based on the indicated contents of the inert component and the indicated surface tensions, and, based on the regression line, the surface tension γ 100 is determined, which corresponds to the content of the inert component of 100% , and surface tension γ 0 , which corresponds to the content of the inert component of 0%. Step A is the same as Step 1 of the charcoal preparation method of the first embodiment and Step α of the charcoal preparation method of the second embodiment, and therefore redundant descriptions are omitted.

Стадия BStage B

На стадии B предполагается, что поверхностное натяжение полукокса, полученного из инертного компонента, равно поверхностному натяжению γ100, а поверхностное натяжение полукокса, полученного из реакционноспособного компонента, равно поверхностному натяжению γ0. После этого уголь, неблагоприятный в качестве сырья для кокса, определяется на основе абсолютного значения разности между γ100 и γ0, и угольная смесь готовится так, чтобы доля в смеси неблагоприятного угля была низкой. Из углей от D - N, перечисленных в Таблице 4, уголь, имеющий разность между γ100 и γ0 6 мН/м или более, был отнесён к малоценному углю, который не подходит в качестве сырья для кокса, а уголь, имеющий разность между γ100 и γ0 менее 6 мН/м был отнесён к ценному углю, который подходит в качестве сырья для кокса. Была исследована взаимосвязь между долей в смеси малоценных углей и прочностью кокса.In step B, it is assumed that the surface tension of the char obtained from the inert component is equal to the surface tension γ 100 and the surface tension of the char obtained from the reactive component is equal to the surface tension γ 0 . Thereafter, coal unfavorable as a raw material for coke is determined based on the absolute value of the difference between γ 100 and γ 0 , and the coal mixture is prepared so that the proportion of unfavorable coal in the mixture is low. Of the coals from D to N listed in Table 4, the coal having a difference between γ 100 and γ 0 6 mN/m or more was classified as low value coal, which is not suitable as a raw material for coke, and the coal having a difference between γ 100 and γ 0 less than 6 mN/m were classified as valuable coal, which is suitable as a raw material for coke. The relationship between the proportion of low-value coals in the mixture and the strength of the coke was investigated.

Фиг.4 представляет график, иллюстрирующий взаимосвязь между прочностью кокса и долей в смеси малоценных углей. Как показано на фиг. 4, очевидно, что существует высокая корреляция между прочностью кокса и долей в смеси малоценных углей, имеющих разность между γ100 и γ0, составляющую 6 мН/м или более. То есть уголь, имеющий абсолютное значение γ100 - γ0, равное 6 мН/м или более, относится к малоценному углю, не подходящему в качестве сырья для кокса. Соответственно, угольная смесь должна быть приготовлена путём смешивания угля таким образом, чтобы доля в смеси малоценных углей была менее или равна 45 масс.%. В случаях, когда угольная смесь готовится таким образом, полученная угольная смесь представляет собой угольную смесь, из которой, как ожидается, будет получен кокс, имеющий высокую прочность. Этот результат также основан на величине поверхностного натяжения полукокса, полученного при 500°C. Однако можно использовать значение для полукокса, полученного при другой температуре, и в таком случае также может быть сделана аналогичная оценка. Уголь, имеющий абсолютное значение γ100 - γ0 6 мН/м или более, может быть отнесён к малоценному углю, не подходящему в качестве сырья для кокса, и, следовательно, предпочтительно, чтобы доля в смеси такого угля была как можно ниже. То есть предпочтительно, чтобы нижний предел доли в смеси угля, имеющего абсолютное значение γ100 - γ0, равное 6 мН/м или более, составлял 0%.4 is a graph illustrating the relationship between coke strength and low value coal blend ratio. As shown in FIG. 4, it is clear that there is a high correlation between the strength of the coke and the mixture ratio of low-value coals having a difference between γ 100 and γ 0 of 6 mN/m or more. That is, coal having an absolute value of γ 100 - γ 0 equal to 6 mN/m or more refers to low-value coal, not suitable as a raw material for coke. Accordingly, the coal mixture should be prepared by mixing coal in such a way that the proportion of low-value coals in the mixture is less than or equal to 45 wt.%. In cases where the coal mixture is prepared in this way, the obtained coal mixture is a coal mixture from which coke having high strength is expected to be obtained. This result is also based on the surface tension of the char produced at 500°C. However, a value for char produced at a different temperature may be used, in which case a similar estimate may also be made. Coal having an absolute value of γ 100 - γ 0 6 mN/m or more can be classified as low-value coal, not suitable as a raw material for coke, and therefore it is preferable that the proportion in the mixture of such coal is as low as possible. That is, it is preferable that the lower limit of the proportion in the mixture of coal having an absolute value of γ 100 - γ 0 equal to 6 mN/m or more is 0%.

В способе приготовления угольной смеси по третьему осуществлению стадия A может быть реализована заранее для определения поверхностного натяжения γ100 и поверхностного натяжения γ0 угля, а стадия B может быть реализована с использованием предварительно определённого поверхностного натяжения γ100 и поверхностного натяжения γ0. То есть, даже когда исполнитель, выполняющий стадию A, отличается от исполнителя, выполняющего стадию B, может быть реализован способ приготовления угольной смеси третьего осуществления.In the coal mixture preparation method of the third embodiment, step A may be implemented in advance to determine the surface tension γ 100 and surface tension γ 0 of coal, and step B can be implemented using a predetermined surface tension γ 100 and surface tension γ 0 . That is, even when the performer performing step A is different from the performer performing step B, the charcoal mixture preparation method of the third embodiment can be implemented.

Согласно описанию, с помощью настоящего изобретения можно оценить, является ли марка угля подходящей в качестве сырья для металлургического кокса. Кроме того, типы угля, которые должны составлять угольную смесь, из которой может быть получен кокс, имеющий искомую прочность, и массовые доли типов угля могут быть точно определены по сравнению с методами известного уровня техники. В результате может быть реализовано получение кокса, имеющего искомую прочность.According to the description, with the help of the present invention it is possible to evaluate whether the grade of coal is suitable as a raw material for metallurgical coke. In addition, the types of coal that should constitute a coal mixture from which coke having the desired strength can be obtained, and the mass fractions of coal types can be accurately determined by comparison with prior art methods. As a result, the production of coke having the desired strength can be realized.

Claims (23)

1. Способ оценки качества угля, причем указанный способ включает:1. A method for assessing the quality of coal, and this method includes: приготовление образцов угля, имеющих различные количества инертного компонента, путём измельчения одной марки угля;preparation of coal samples having different amounts of an inert component by grinding one brand of coal; измерение количества инертного компонента соответствующих образцов угля и измерение поверхностного натяжения полукокса, полученного термической обработкой соответствующих образцов угля; measuring the amount of the inert component of the respective coal samples and measuring the surface tension of the char obtained by heat treatment of the respective coal samples; определение поверхностного натяжения γ100, соответствующего количеству инертного компонента 100%, и поверхностного натяжения γ0, соответствующего количеству инертного компонента 0%, с использованием линии регрессии, основанной на указанных количествах инертного компонента и указанных поверхностных натяжениях; иdetermining the surface tension γ 100 corresponding to the amount of the inert component of 100%, and the surface tension γ 0 corresponding to the amount of the inert component 0%, using a regression line based on the indicated amounts of the inert component and the indicated surface tensions; and вычисление абсолютного значения разности между поверхностным натяжением γ100 и поверхностным натяжением γ0;calculating the absolute value of the difference between the surface tension γ 100 and the surface tension γ 0 ; при этом уголь, имеющий абсолютное значение разности между γ100 и γ0 6 мН/м или более, является не подходящим в качестве сырья для кокса, а уголь, имеющий абсолютное значение разности между γ100 и γ0 менее 6 мН/м, является подходящим в качестве сырья для кокса.wherein the coal having an absolute value of the difference between γ 100 and γ 0 of 6 mN/m or more is not suitable as a raw material for coke, and the coal having an absolute value of the difference between γ 100 and γ 0 of less than 6 mN/m is suitable as raw material for coke. 2. Способ приготовления угольной смеси, причем указанный способ представляет собой способ, предназначенный для приготовления угольной смеси, содержащей по меньшей мере две марки угля, при этом способ включает:2. A method for preparing a coal mixture, moreover, this method is a method for preparing a coal mixture containing at least two grades of coal, and the method includes: определение поверхностного натяжения γ100 и поверхностного натяжения γ0 каждой из марок угля угольной смеси по линии регрессии, определённой способом оценки качества угля по п. 1, при этом поверхностное натяжение γ100 соответствует количеству инертного компонента 100%, поверхностное натяжение γ0 соответствует количеству инертного компонента 0%;determination of surface tension γ 100 and surface tension γ 0 of each of the coal grades of the coal mixture along the regression line determined by the method for assessing the quality of coal according to clause 1, while the surface tension γ 100 corresponds to the amount of the inert component 100%, the surface tension γ 0 corresponds to the amount of the inert component 0%; определение межфазного натяжения угольной смеси по указанному поверхностному натяжению γ100, указанному поверхностному натяжению γ0, соотношению смешения каждой из марок угля угольной смеси, а также массовой доле инертного компонента и массовой доле реакционноспособного компонента в каждой из марок угля; determination of the interfacial tension of the coal mixture according to the specified surface tension γ 100 , the specified surface tension γ 0 , the mixing ratio of each of the coal grades of the coal mixture, as well as the mass fraction of the inert component and the mass fraction of the reactive component in each of the coal grades; определение корреляции между указанным межфазным натяжением и прочностью кокса, полученного из указанной угольной смеси;determining the correlation between said interfacial tension and the strength of the coke produced from said coal mixture; на основе указанной корреляции определение межфазного натяжения, соответствующего искомой прочности кокса;on the basis of said correlation, determining the interfacial tension corresponding to the desired strength of the coke; определение массовых долей указанных по меньшей мере двух марок угля таким образом, чтобы достигалось межфазное натяжение, соответствующее искомой прочности кокса, или более низкое межфазное натяжение; иdetermining the mass fractions of said at least two grades of coal so that an interfacial tension corresponding to the desired coke strength or a lower interfacial tension is achieved; and приготовление угольной смеси путём смешения указанных по меньшей мере двух марок угля в указанных массовых долях.preparation of a coal mixture by mixing said at least two grades of coal in the specified mass fractions. 3. Способ приготовления угольной смеси, причем указанный способ представляет собой способ, предназначенный для приготовления угольной смеси, содержащей по меньшей мере две марки угля, при этом способ включает:3. A method for preparing a coal mixture, moreover, this method is a method for preparing a coal mixture containing at least two grades of coal, and the method includes: определение поверхностного натяжения γ100 и поверхностного натяжения γ0 каждой из марок угля угольной смеси по линии регрессии, определённой способом оценки качества угля по п. 1, при этом поверхностное натяжение γ100 соответствует количеству инертного компонента 100%, поверхностное натяжение γ0 соответствует количеству инертного компонента 0%; determination of surface tension γ 100 and surface tension γ 0 of each of the coal grades of the coal mixture along the regression line determined by the method for assessing the quality of coal according to clause 1, while the surface tension γ 100 corresponds to the amount of the inert component 100%, the surface tension γ 0 corresponds to the amount of the inert component 0%; определение массовых долей указанных по меньшей мере двух марок угля таким образом, чтобы достигалось межфазное натяжение 0,26 мН/м или менее, рассчитанное по указанному поверхностному натяжению γ100, указанному поверхностному натяжению γ0, соотношению смешения каждой из марок угля угольной смеси, а также массовой доле инертного компонента и массовой доле реакционноспособного компонента в каждой из марок угля; иdetermining the mass fractions of said at least two grades of coal so that an interfacial tension of 0.26 mN/m or less is achieved, calculated from the specified surface tension γ 100 , the specified surface tension γ 0 , the mixing ratio of each of the coal grades of the coal mixture, and also the mass fraction of the inert component and the mass fraction of the reactive component in each of the coal grades; and приготовление угольной смеси путём смешения указанных по меньшей мере двух марок угля в указанных массовых долях.preparation of a coal mixture by mixing said at least two grades of coal in the specified mass fractions. 4. Способ приготовления угольной смеси, причем указанный способ представляет собой способ, предназначенный для приготовления угольной смеси, содержащей по меньшей мере две марки угля, при этом способ включает:4. A method for preparing a coal mixture, moreover, this method is a method for preparing a coal mixture containing at least two grades of coal, and the method includes: определение поверхностного натяжения γ100 и поверхностного натяжения γ0 каждой из марок угля угольной смеси по линии регрессии, определённой способом оценки качества угля по п. 1, при этом поверхностное натяжение γ100 соответствует количеству инертного компонента 100%, поверхностное натяжение γ0 соответствует количеству инертного компонента 0%; иdetermination of surface tension γ 100 and surface tension γ 0 of each of the coal grades of the coal mixture along the regression line determined by the method for assessing the quality of coal according to clause 1, while the surface tension γ 100 corresponds to the amount of the inert component 100%, the surface tension γ 0 corresponds to the amount of the inert component 0%; and приготовление угольной смеси путём смешивания указанных по меньшей мере двух марок угля таким образом, чтобы массовая доля угля, имеющего абсолютное значение разности между поверхностным натяжением γ100 и поверхностным натяжением γ0, равное 6 мН/м или более, составляла менее или равнялась 45 масс.% угольной смеси.preparation of a coal mixture by mixing said at least two grades of coal so that the mass fraction of coal having an absolute value of the difference between surface tension γ 100 and surface tension γ 0 equal to 6 mN/m or more is less than or equal to 45 wt. % coal mixture. 5. Способ получения кокса, включающий:5. A method for producing coke, including: приготовление угольной смеси с использованием способа приготовления угольной смеси по любому из пп. 2-4; иpreparation of a coal mixture using the method of preparing a coal mixture according to any one of paragraphs. 2-4; and получение кокса путём карбонизации указанной угольной смеси.obtaining coke by carbonization of said coal mixture.
RU2021126011A 2019-03-04 2020-02-26 Method for assessing the quality of coal, methods for preparing a coal mix and method for producing coke RU2782524C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-038505 2019-03-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2782524C1 true RU2782524C1 (en) 2022-10-28

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013145680A1 (en) * 2012-03-27 2013-10-03 Jfeスチール株式会社 Preparation method for coal mixture for coke production, coal mixture, and coke production method
WO2013145678A1 (en) * 2012-03-27 2013-10-03 Jfeスチール株式会社 Method for blending coal, blended coal, and method for producing coke
RU2562491C2 (en) * 2010-09-01 2015-09-10 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Method to assess thermoplasticity of coals and coking additives and method of coke production
JP2015193829A (en) * 2014-03-28 2015-11-05 Jfeスチール株式会社 Coke production method
RU2570875C1 (en) * 2011-10-14 2015-12-10 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Coke production process
RU2640183C2 (en) * 2013-04-12 2017-12-26 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Method for evaluation of coal slacking degree, method for evaluation of set coal degree, method to control degree of coal slacking and method for coke production

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2562491C2 (en) * 2010-09-01 2015-09-10 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Method to assess thermoplasticity of coals and coking additives and method of coke production
RU2570875C1 (en) * 2011-10-14 2015-12-10 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Coke production process
WO2013145680A1 (en) * 2012-03-27 2013-10-03 Jfeスチール株式会社 Preparation method for coal mixture for coke production, coal mixture, and coke production method
WO2013145678A1 (en) * 2012-03-27 2013-10-03 Jfeスチール株式会社 Method for blending coal, blended coal, and method for producing coke
RU2640183C2 (en) * 2013-04-12 2017-12-26 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Method for evaluation of coal slacking degree, method for evaluation of set coal degree, method to control degree of coal slacking and method for coke production
JP2015193829A (en) * 2014-03-28 2015-11-05 Jfeスチール株式会社 Coke production method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mikiya NAGAYAMA ET AL "Evaluation of Coal Compatibility Effect in Coke Strength by Surface Tension of Semi-coke" // ISIJ International, v.57, N 6, 2017, pp. 989-995. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI490325B (en) Method for blending coal and mixing of carbon and coke
US20220163501A1 (en) Method of evaluating coal, methods of preparing coal blend, and method of producing coke
US9845439B2 (en) Method for blending coals for cokemaking and method for producing coke
EP2832824B1 (en) Preparation method for coal mixture for coke production and coke production method
KR101756760B1 (en) 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
RU2782524C1 (en) Method for assessing the quality of coal, methods for preparing a coal mix and method for producing coke
CA3162218C (en) Method for producing coal blend and method for producing coke
RU2801572C1 (en) Method for producing coal mixture and method for producing coke
RU2794598C1 (en) Method for evaluating surface tension of coal and method for obtaining coke
RU2803512C1 (en) Method for evaluation of surface tension of inert components of coal, method for evaluation of surface tension of coal and method for obtaining coke
CA3152870A1 (en) Method for estimating surface tension of coal and method for producing coke
JP5854075B2 (en) Method for blending coal for coke production, and method for producing coke
CN114556079A (en) Method for estimating surface tension of coal inertinite structure, method for estimating surface tension of coal, and method for producing coke