TW201544589A - 焦炭的製造方法和焦炭以及混合煤的均質性的評價方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的目的在於提供一種強度高、且自焦炭爐的推出性優異的焦炭及其製造方法。另外，本發明提供一種對混合煤的均質性進行定量評價的評價方法。於對混合煤進行攪拌混合時，若使用於自開始攪拌混合起60秒後由式（1）所定義的混合度成為0.85以上的混合裝置，則可將混合煤的準粒子碎裂而將其均質化，因此可製造焦炭強度與推出性優異的焦炭。   混合度=（σC0 -σC）/（σC0 -σCf）…（1）   此處，混合度是自攪拌混合後的混合煤中採取試樣，對各試樣的特性值進行測定，並根據試樣間的特性值的標準偏差所算出的值。σC0 表示完全非混合時的特性值的標準偏差，σCf表示完全混合時的特性值的標準偏差，σC表示所採取的試樣間的特性值的標準偏差。

Description

焦炭的製造方法和焦炭以及混合煤的均質性的評價方法
本發明是有關於一種藉由將混合煤裝入焦炭爐並進行乾餾而製造焦炭的焦炭的製造方法及藉由該製造方法所製造的焦炭以及混合煤的均質性的評價方法。
通常， 於焦炭爐中， 伴隨著老化的進行， 會產生各種操作障礙。在由此產生的操作障礙中，無法將所製造的焦炭排出爐外的「堵料」是極為嚴重的操作障礙。其原因在於，在產生「堵料」的情形時，由於強行變更焦炭的製造排程，因此焦炭的製造量減少，且由於會導致爐體的損傷，因此焦炭爐的壽命變短。因此， 操作的最優先事項是降低「堵料」的產生頻度。
產生「堵料」的機制大致如以下所述。於通常的室爐式焦炭爐的操作中，裝入碳化室內的混合煤因來自鄰接於碳化室的燃燒室的熱而自爐壁側起依序被乾餾，而生成焦炭餅（coke cake）。此處，通常由於焦炭餅本身因乾餾而收縮，因此於爐壁與焦炭餅的外表面之間形成空隙（以下記作間隙（clearance））。藉由形成間隙，變得容易將焦炭餅向爐外排出（推出）。
然而，若焦炭餅的收縮不充分，則由於未形成足夠大小的間隙，因此於推出焦炭餅時，爐壁與焦炭餅的外表面之間的摩擦阻力變大，從而產生「堵料」。另外，於爐壁表面的凹凸大的情形時亦同樣，因爐壁與焦炭餅的外表面之間的摩擦阻力變大而產生「堵料」。爐壁表面的凹凸因受到伴隨焦炭爐老化的進行而爐壁磚磨耗或脫落及附著於爐壁的碳的沈積等影響而增加。因此，「堵料」的產生頻度伴隨焦炭爐的老化而不可避免地增加。基於此種背景，於老化的焦炭爐的操作中，謀求藉由採取各種對策來降低「堵料」的產生頻度。
作為降低「堵料」的產生頻度的對策，作為最簡單、且有效的手段，廣泛採用濕煤操作，即不主動使混合煤的水分量自堆積於場地的狀態時的水分量（根據氣候或天氣而有所變動，大致為8質量%～14質量%）減少而進行操作。藉由增加混合煤的水分量，基於混合煤的裝入體積密度（bulk density）降低、間隙增加等理由，可降低推出時的爐壁與焦炭餅的外表面之間的摩擦阻力，降低「堵料」的產生頻度。
作為所述具體方法，專利文獻1中揭示有於利用煤濕度調整設備調整混合煤的水分量後，於焦炭爐中將混合煤進行乾餾的技術。該技術是基於預先測定的混合煤的水分量與間隙的關係而求出確保所需的間隙所必需的混合煤的目標水分量，藉由以煤濕度調整設備的出料側的混合煤的總水分量達到目標水分量的方式控制煤濕度調整設備的進熱量，從而降低「堵料」的產生頻度。
另外，專利文獻2中揭示有對煤塔內的煤局部添加水，經由裝煤車將該煤裝入碳化室的技術。根據該技術，藉由使水分量經提高的煤偏向於碳化室內的一部分，提高該部分的焦炭的收縮率而增大間隙，從而可降低「堵料」的產生頻度。
該些現有技術所共通的技術特徵在於藉由增加裝入焦炭爐的煤的水分量，來增大乾餾時的收縮而形成間隙。
另一方面，近年來，為了削減焦炭的使用量，而將微粉煤吹入高爐，必需強度高的焦炭，尤其是必需藉由JIS K2151的旋轉強度試驗法所測定的旋轉強度優異的焦炭。於高爐內，為了高效率且穩定地進行鐵礦石的還原反應，要求通液性或通氣性，若焦炭強度不足，則因焦炭粒子的撞擊而導致在形成於被稱作風徑區（raceway）的風口前表面的空洞內或高爐下部通液性或通氣性受到阻礙等問題。
焦炭強度提高技術在各個製造步驟中，可大致分為預先處理技術、調配技術、及乾餾技術三種。其中，預先處理技術由於能夠以不增加混合煤的成本、不受焦炭爐的生產性所制約的方式來設計設備，因此被尤其重視。該預先處理技術根據針對焦炭強度的研究方法，主要分為以下兩種技術。 （1）提高混合煤的裝入體積密度的技術（以下記作技術（1）） （2）將混合煤均質化的技術（以下記作技術（2））
技術（1）以減少對焦炭強度有影響的氣孔缺陷數量為目的，藉由對混合煤進行機械壓實，提高裝入體積密度而裝入焦炭爐，可減少煤粒子間的空隙，提高焦炭強度。具體而言，有裝入一部分成型煤的方法、搗壓（stamping）法及藉由減少混合煤的水分量而降低煤粒子間的附著力來提高裝入體積密度的方法等（參照非專利文獻1）。然而，於多數焦炭爐中，是利用濕度調整設備或預熱設備來導入減少混合煤的水分量的步驟。
相對於此，技術（2）是以提高焦炭中強度最弱的部分的強度作為目的。煤原本包含各種熱特性、機械特性不同的組織，極不均勻。由如此不均勻的煤所製造的焦炭的組織當然亦不均勻。通常，如焦炭般的脆性材料的強度以最弱鏈模型（weakest link model）進行說明，是由存在於材料內的強度最弱的部分的強度所決定。因此，若將焦炭的組織均質化，則強度會平均化，因此技術（2）可提高焦炭整體的強度。
作為技術（2）的方法，有調整煤的粒度的方法（參照非專利文獻1）。調整煤的粒度的方法以將煤粉碎而使其變細、使焦炭的組織變得均勻作為基本目的。另外，亦已知有如下方法：利用轉鼓混合機等混煤機對煤進行處理，藉此提高煤的混合度而使焦炭的組織均質化（參照非專利文獻2）。然而，根據現有的研究，確認到焦炭的製造製程所使用的混合煤並不通過混煤機，而是藉由搬送途中的輸送帶的轉運等被充分混合（參照非專利文獻2）。因此，目前亦有多數焦炭工廠並不使用混煤機而實現焦炭的組織的均質化。 現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2004-27076號公報 專利文獻2：日本專利特開2007-9051號公報 非專利文獻
非專利文獻1：阪輪等人著，「煤・焦炭」，2002年，日本鐵鋼協會，東京 非專利文獻2：大越等人，「焦炭循環（Coke Circular）」，20卷，1971年，p.271 非專利文獻3：山本等人，「材料與製程」，20卷，2007年，p.876
[發明所欲解決之課題]
為了穩定地操作焦炭爐及高爐，必須同時實現藉由混合煤的收縮以確保間隙與確保焦炭強度。
然而，專利文獻1、專利文獻2所記載的技術或技術（1）、技術（2）中存在如以下所示的問題點，現狀為無法同時實現所述兩者。
專利文獻1所記載的技術是以抑制「堵料」的產生所必需的間隙作為目標值，藉由控制混合煤的水分量來控制間隙。因此，在抑制「堵料」產生的方面有效，但無法抑制焦炭強度的降低。同樣地，專利文獻2所記載的技術由於是藉由控制混合煤的水分量來控制間隙，因此亦無法抑制焦炭強度的降低。
相對於此，技術（1）在提高焦炭強度的方面有效，但由於增加混合煤的體積密度導致間隙縮小，因此無法抑制「堵料」的產生。
技術（2）對於提高焦炭強度並且確保間隙而言亦有效（參照非專利文獻3）。然而，若混合煤的水分量變高，則即便將混合煤粉碎而使其變細，由於煤粒子經由水而凝集，因此亦會產生粗大的準粒子（pseudo-particles）。即便使用轉鼓混合機等以對流混合為主要目的的混煤機對經準粒子化的混合煤進行攪拌混合，準粒子亦不會被碎裂而得以維持，因此焦炭內部的組織變得不均勻，無法獲得充分的焦炭強度。另外，所述準粒子中，其行為與粒子的尺寸或組織等形態對焦炭強度造成的影響並未被充分闡明。因此，現狀是破壞準粒子的較佳的方法亦不明確。
根據如以上所述的背景，為了提高焦炭強度，必須減少混合煤的水分量，但由於「堵料」的產生頻度增加，因此反而有增加混合煤的水分量的傾向。實際上，於爐齡超過40年的老化爐中，現狀是即便犧牲焦炭強度亦於將混合煤的水分量保持為高位的狀態下進行操作。 另一方面，在欲碎裂準粒子來提高均質性的情形時，以何種指標對均質性進行評價，具有何種程度的均質性可獲得理想強度的焦炭亦不明確。
本發明是鑒於所述課題而完成者，其目的在於提供一種強度高、且自焦炭爐的推出性優異的焦炭及其製造方法。另外，本發明的目的在於提供一種定量評價混合煤的均質性的評價方法。 [解決課題之手段]
本發明者等人鑒於所述課題，自準粒子的觀點出發，對影響到焦炭強度的混合煤的均質性進行了銳意研究。
其結果，本發明者等人發現，混合煤的毫米級的均質性影響焦炭強度的可能性高。本發明者等人發現，於混合煤中粒徑為數毫米的單一品種的煤（以下記作單種煤）粒子多的情形時，均質性變低，即便單種煤粒子為微粒，若混合煤為並非充分混合的狀態，則若水分量超過6[質量%]，則粒徑1[mm]以上的準粒子的質量比例增加，毫米級的均質性變低。
進而，作為定量評價混合煤的毫米級的均質性的方法，本發明者等人亦發現，對滿足特定條件的混合煤的特性值進行測定即可。例如，藉由測定混合煤所含的硫濃度的變動，可對均質性進行定量評價。
根據以上，本發明者等人明確了可評價混合煤的毫米級的均質性的指標。然後得出結論：若藉由具有滿足該指標的性能的混合機對混合煤進行攪拌混合，則即便混合煤的水分量超過6[質量%]，亦可防止焦炭強度的降低。
本發明是基於所述見解者，其特徵如以下所述。 [1] 一種焦炭的製造方法，其特徵在於包括：製備步驟，調配兩種以上的煤來製備混合煤；攪拌混合步驟，對該製備步驟中所製備的混合煤進行攪拌混合，藉此將因煤粒子凝集而形成的混合煤中的準粒子的至少一部分進行碎裂；及乾餾步驟，將攪拌混合後的混合煤裝入焦炭爐而進行乾餾，於所述攪拌混合步驟中，使用具有由以下所示的式（1）所求出的混合煤的混合度自開始混合操作到60秒後為0.85以上的性能的混合裝置。   混合度=（σC0 -σC）/（σC0 -σCf）…（1）   此處，混合度是自攪拌混合後的混合煤中採取試樣，對各試樣的特性值進行測定，並從試樣間的特性值的標準偏差所算出的值。σC0 表示完全非混合時的特性值的標準偏差，σCf表示完全混合時的特性值的標準偏差，σC表示所採取的試樣間的特性值的標準偏差。 [2] 一種焦炭的製造方法，其特徵在於包括：製備步驟，調配兩種以上的煤來製備混合煤；攪拌混合步驟，對該製備步驟中所製備的混合煤進行攪拌混合，藉此將因煤粒子凝集而形成的混合煤中的準粒子的至少一部分進行碎裂；及乾餾步驟，將攪拌混合後的混合煤裝入焦炭爐而進行乾餾，且於所述攪拌混合步驟中，使用具有由以下所示的式（2）所求出的混合煤的混合度自開始混合操作到60秒後為0.85以上的性能的混合裝置。   混合度=（σTS0 -σTS）/（σTS0 -σTSf）…（2）   此處，混合度是自攪拌混合後的混合煤中採取試樣，對各試樣所含的硫濃度進行測定，並根據試樣間的硫濃度的標準偏差所算出的值。σTS0 表示完全非混合時的硫濃度的標準偏差，σTSf表示完全混合時的硫濃度的標準偏差，σTS表示所採取的試樣間的硫濃度的標準偏差。 [3] 如所述[1]或[2]所述的焦炭的製造方法，其特徵在於：於所述攪拌混合步驟中，以混合煤的混合度成為0.85以上的方式對混合煤進行攪拌混合。 [4] 如所述[1]或[3]所述的焦炭的製造方法，其特徵在於：所述混合煤的（σC0 -σCf）/Cave為0.40以上。 再者，Cave表示所測定的特性值的平均值。 [5] 如所述[2]或[3]所述的焦炭的製造方法，其特徵在於：所述混合煤的（σTS0 -σTSf）/TSave為0.40以上。 再者，TSave表示所測定的硫濃度的平均值。 [6] 如所述[1]、[3]、[4]中任一項所述的焦炭的製造方法，其特徵在於：所述混合度是自攪拌混合後的混合煤的多個位置各採取2 g以下的試樣，對各試樣的特性值進行測定，並從試樣間的特性值的標準偏差所算出的值。 [7] 如所述[2]、[3]、[5]中任一項所述的焦炭的製造方法，其特徵在於：混合度是自攪拌混合後的混合煤的多個位置各採取2 g以下的試樣，對各試樣的硫濃度進行測定，並從試樣間的硫濃度的標準偏差所算出的值。 [8] 如所述[1]至[7]中任一項所述的焦炭的製造方法，其特徵在於：所述製備步驟包括在調配兩種以上的煤之前將該兩種以上的煤粉碎的步驟。 [9] 如所述[1]至[8]中任一項所述的焦炭的製造方法，其特徵在於：所述製備步驟包括對所述兩種以上的煤的濕度進行調整的步驟。 [10] 如所述[1]至[9]中任一項所述的焦炭的製造方法，其特徵在於：對水分量為6質量%以上的混合煤進行所述攪拌混合步驟。 [11] 一種焦炭，其特徵在於其是由如所述[1]至[10]中任一項所述的焦炭的製造方法所製造。 [12] 一種混合煤的均質性的評價方法，其特徵在於：於藉由如所述[1]、[3]、[4]、[6]、[8]至[10]中任一項所述的焦炭的製造方法製造焦炭時， 自攪拌混合前後的混合煤的任意位置中採取試樣，對各試樣的特性值進行測定，繼而，對於（σC0 -σCf）/Cave成為0.40以上的試樣，從試樣間的特性值的標準偏差，藉由式（3）計算出混合度，並根據所述混合度對混合煤的均質性進行評價。   混合度=（σC0 -σC）/（σC0 -σCf）…（3）   σC0 表示完全非混合時的特性值的標準偏差，σCf表示完全混合時的特性值的標準偏差，σC表示任意混合狀態下的特性值的標準偏差，Cave表示所測定的特性值的平均值。 [13] 如所述[12]所述的混合煤的均質性的評價方法，其特徵在於：所述特性值是各試樣所含的硫濃度。 [14] 如所述[12]或[13]所述的混合煤的均質性的評價方法，其特徵在於：所述特性值是自攪拌混合前後的混合煤的任意多個位置各採取2 g以下的試樣所測定的值。 [15] 如所述[13]或[14]所述的混合煤的均質性的評價方法，其特徵在於：使用碳-硫分析計測定硫濃度。 [16] 如所述[12]至[15]中任一項所述的混合煤的均質性的評價方法，其特徵在於：於混合煤中裝入增感劑而進行攪拌。 [17] 如所述[16]所述的混合煤的均質性的評價方法，其特徵在於：所述增感劑是油焦、煤焦瀝青、地瀝青中的任一種以上。 （發明的效果）
根據本發明，可獲得強度高、且自焦炭爐的推出性優異的焦炭。另外，可對混合煤的均質性進行評價。
以下， 對想到本發明為止的研究流程進行詳細說明後，對本發明的一實施方式進行說明。
[混合煤的均質性與焦炭強度的關係] 本發明者等人首先研究了混合煤的水分量與準粒子的形成狀況的關係（實驗1）。其次，研究了準粒子化與混合煤的均質性及焦炭強度的關係（實驗2、實驗3）。
（實驗1） 作為實驗試樣，是使用用於製造冶金用焦炭的通常性狀的混合煤。將構成混合煤的四種單種煤（A煤～D煤）的性狀（平均最大反射率Ro[%]、基氏（Gieseler）最大流動度logMF[log ddpm]、揮發成分VM[質量%]、灰分Ash[質量%]）及調配率[質量%]與混合煤的平均性狀分別示於表1、表2。再者，平均最大反射率是基於JIS M8816進行測定，基氏最大流動度是基於JIS M8801進行測定，揮發成分及灰分是基於JIS M8812進行測定。揮發成分及灰分是乾基（dry basis）的值。
將混合煤粉碎製備成假定進行實際操作的粒度分佈（3[mm]以下：75[%]，超過3[mm]且為6[mm]以下：15[%]，超過6[mm]：10[%]。分別為乾燥基準的質量%）。將混合煤加熱為107[℃]而使水分量成為0[質量%]後，添加水分並使之融合一晝夜，製備8個樣式的水分量（0[質量%]、4[質量%]、6[質量%]、7[質量%]、8[質量%]、9[質量%]、10[質量%]、12[質量%]）的混合煤。其後，一面藉由篩振器對各混合煤施加一定的衝擊一面篩5分鐘，對粒度分佈進行測定。於通常的煤的粒度分佈測定中，是將煤試樣加以乾燥，使準粒子崩解後進行篩選分析。相對於此，於本實驗中，於煤保有水分的狀態下進行篩選，藉此可測定準粒子的粒度分佈。
於表3中示出粒度分佈相對於混合煤的水分量的測定結果。另外，圖1表示混合煤的水分量與粒度分佈的關係。
如表3及圖1所示，混合煤的水分量達到4[質量%]之前，自初期（水分量0[質量%]）的粒度分佈中幾乎未觀察到變化。相對於此，自混合煤的水分量超過6[質量%]時起，尤其是粒徑1[mm]以上的大徑粒子的質量比例顯著增加。藉由光學顯微鏡觀察粒徑1[mm]以上的大徑粒子，結果為大量含有經準粒子化者，因此確認到自水分量超過6[質量%]時起進行準粒子化，即便受到篩振時的衝擊，該些準粒子亦未被破壞。
（實驗2） 為了研究準粒子化與混合煤的均質性及對焦炭強度的影響，預先將實驗1所使用的A煤～D煤各自的水分量調整為3[質量%]、4[質量%]、6[質量%]、8[質量%]、10[質量%]，將其準粒子化。以成為如表1所示的調配率的方式，將該些煤投入對流混合為主體的轉鼓混合機中後，混合60秒。藉由目視確認到混合前後的準粒子的粒度分佈幾乎無差別。繼而，以各混合煤的水分量成為10[質量%]的方式，藉由噴霧添加不足部分的水分量，使之融合一晝夜。
按照以下順序對由該些混合煤所獲得的焦炭強度進行評價。 以體積密度（乾燥重量基準）成為725[kg/m3 ]的方式將混合煤17.1[kg]填充於乾餾罐中，於在乾餾罐上載置10[kg]的錘的狀態下於爐壁溫度1050[℃]的電爐內乾餾6小時後，自爐中取出並進行氮冷卻而獲得焦炭。依照JIS K2151的旋轉強度試驗法對所獲得的焦炭的強度進行評價。以旋轉速度15[rpm]旋轉150次後，對粒徑15[mm]以上的焦炭的質量比例進行測定，以與旋轉前的質量比×100作為轉鼓強度DI（150/15）[-]而算出。
繼而，按照以下順序對間隙進行評價。 圖2（a）、圖2（b）表示間隙測定用的小型模擬蒸餾器（retort）1的示意圖。該小型模擬蒸餾器1具有長度L：114[mm]×寬度W：190[mm]×高度H：120[mm]的尺寸，具備由磚所形成的底板11、立設於底板11的金屬製的一對側板12a及側板12b、以及配設於一對側板12a及側板12b上的由磚所形成的頂板13。以體積密度（乾燥重量基準）成為775[kg/m3 ]的方式將2.244[kg]的混合煤2填充於小型模擬蒸餾器內，於爐壁溫度1050[℃]的電爐內乾餾4小時20分鐘後，將該蒸餾器自爐中取出並進行氮冷卻。使用雷射距離計分別測定所獲得的焦炭餅3的側面與側板12a及側板12b的空隙D。計算出各單面的空隙D的平均值，將該些平均值的和定義為間隙。
表4表示混合前的水分量與焦炭強度及間隙的測定結果。另外，圖3表示混合前的水分量與焦炭強度的關係。
如表4及圖3所示，混合前的水分量達到6[質量%]之前，焦炭強度為83.0以上且幾乎未發生變化，但若混合前的水分量超過6[質量%]，則焦炭強度急遽降低。相對於此，不論混合前的水分量為何，間隙大致恆定。
本發明的本發明者等人認為若混合前的水分量超過6[質量%]則焦炭強度急遽降低的原因如以下所述。如圖1所示，若混合煤的水分量超過6[質量%]，則粒徑1[mm]以上的準粒子的質量比例會增加。單種煤的情形亦相同，若水分量超過6[質量%]，則進行準粒子化。推測若該準粒子經攪拌混合而未被碎裂地存在，則成為顯著地不均勻的混合煤。於將此種混合煤乾餾而得的焦炭中，認為準粒子間的熔融牲的差異等引起大的缺陷，由於容易自缺陷部起產生破壞，因此無法獲得高強度。
為了證明以上觀點，對圖3中經測定焦炭強度的各混合煤中粒徑1[mm]以上的準粒子的質量比例進行測定。將其結果示於圖4。另外，使用光學顯微鏡對所得的焦炭的組織進行觀察。將焦炭的組織的特徵分為「葉片狀」、「針狀」、「鑲嵌（mosaic）狀」、「等向性」4個種類，求出各組織的比例。將其結果示於圖5。
根據圖4，可確認到於焦炭強度低至82.5及82.0的混合煤中，與焦炭強度為83.0以上的混合煤相比，粒徑1[mm]以上的準粒子的質量比例高。另外，根據圖5，若混合前的水分量超過6[質量%]，則均勻的鑲嵌狀組織的比例減少，等向性組織或針狀組織的比例增加。
根據以上，若混合前的水分量超過6[質量%]，則因準粒子化而成為內部含有大量缺陷的不均勻的組織的焦炭，因此產生強度的降低。因此，本發明者等人認為，只要可碎裂混合煤中的準粒子，則可提高焦炭的強度。再者，認為於表4中，不論混合前的水分量為何，間隙大致恆定的原因在於調配後將水分量調整為10%。
[混合煤的混合度] 基於所述結果，本發明者等人進一步反覆進行了銳意研究。其結果，本發明者等人發現：著眼於混合煤的攪拌混合度，結果可以混合煤的混合度表示混合煤中準粒子的碎裂的程度；及作為混合煤的混合度的評價方法，使用混合煤的特性值，對攪拌混合前後的樣品間的特性值的偏差進行測定，藉此可將混合度作為數值資料而指標化。 作為混合煤的混合度的評價方法，於非專利文獻2中揭示有對包含轉鼓混合機的混合煤的預先處理製程中的混合度進行評價而得的結果。所謂混合度是將粉體的均質性定量化的通常的指標，存在若干個定義式，但任一定義式均以作為對象的粉體的任意量作為母體，自其中採取多個樣品，並對樣品的特性值、例如濃度、密度、水分等進行測定，基於該測定值的樣品間的偏差（分散、標準偏差、變動係數等）而求出。於非專利文獻2中，是添加放射性同位素（Radio isotope）作為示蹤劑（tracer），對由下述式（4）所定義的混合度進行評價。
[數4]此處，M'表示混合度（%），CV0 表示完全混合狀態的示蹤劑濃度的變動係數（=標準偏差/平均值），CV1 表示基準混合狀態的示蹤劑濃度的變動係數，CV表示混合狀態的示蹤劑濃度的變動係數。 如根據該定義式所明確般，混合度M'是如下所述的指標：越接近完全混合，即均質性越增加，其越接近100%，相反地，混合狀態越接近基準，其越接近0%。於非專利文獻2中，是以JIS M8811的30號增量鏟（ increment shovel ）（約300 g）作為單個樣品進行採取，求出該樣品的示蹤劑濃度，基於式（4）對混合度進行評價。煤的體積密度根據水分、粒度而有所不同，於通常的焦炭製造中，大致為0.65 g/cm3 ～0.85 g/cm3 。即，於樣品尺寸的質量約為300 g的情形時，其體積大致為350 cm3 ～450 cm3 ，大致相當於一邊為7 cm～8 cm的立方體。即，非專利文獻2所記載的所謂混合度可認為是對7 cm～8 cm左右的相對較大級別的均質性進行評價的指標。 然而，藉由非專利文獻2的方法，無法對將如圖1所示的粒度的準粒子碎裂般的混合度的變化進行評價。並未揭示和混合度與焦炭強度的關係相關的資訊，亦未揭示和被認為與焦炭強度具有對應關係的毫米級的均質性相關的資訊。
因此，本發明者等人為了對毫米級的均質性進行評價，而對煤的各種特性值、與該特性值應滿足的條件進行了研究。其結果，發現較佳為藉由以下的式（1）來表達混合度。   混合度=（σC0 -σC）/（σC0 -σCf）…（1）   此處，混合度是自攪拌混合前後的混合煤的任意位置中採取試樣，對各試樣的特性值進行測定，並根據試樣間的特性值的標準偏差所算出的值。σC0 表示完全非混合時的特性值的標準偏差，σCf表示完全混合時的特性值的標準偏差，σC表示任意混合狀態下的特性值的標準偏差。 再者，所謂任意混合狀態下的特性值的標準偏差是於任意混合狀態下所採取的試樣間的特性值的標準偏差。另外，作為特性值，可利用煤中所含的成分、煤的物理特性、化學特性等，較佳為根據煤品種不同而值有所不同的特性值。例如，可利用煤中特定的元素含有率、灰分含有率、灰分中的金屬含有率、反射率、組織成分含有率、軟化熔融特性等。 以下，對使用煤的硫濃度作為特性值的例進行說明。
作為混合煤的混合度的評價方法，使用混合煤所含有的硫，對樣品間的硫濃度的偏差進行測定，藉此可將混合度作為數值資料而指標化。 首先，使用煤的硫濃度作為特性值，求出混合度。其次，為了使用混合度求出較佳的攪拌混合範圍，將1[mm]以上的準粒子的碎裂比例作為碎裂度而求出，從而明確與混合度的關係。
首先，關於混合度，對定義與測定方法的例進行說明。以下，對其順序及評價方法進行詳細說明。於本實驗例中，是以如下方式進行。 （1）開始攪拌並穩定後，自60秒後的混合煤約8 t中採取15個約100 g的試樣。 （2）自各樣品中，選定1個不含粒子徑超過6 mm的粗大粒子的特定量（例如1 g）的樣品。 （3）對各樣品所含的硫濃度進行測定，將其值作為約100 g的樣品的代表值。計算出藉由同樣的方法所測定的由15個約100 g的樣品所獲得的代表值的標準偏差，從而計算出由式（2）所定義的混合度。
混合度=（σTS0 -σTS）/（σTS0 -σTSf）…（2） 此處，σTS0 表示完全非混合時的硫濃度的標準偏差，σTSf表示完全混合時的硫濃度的標準偏差，σTS表示所採取的試樣間的硫濃度的標準偏差。 理論上可導出完全非混合時的樣品的特性值間的偏差。將其順序示於以下。考慮自完全非混合狀態的混合煤中隨機取樣N個。此時，對構成混合煤的各單種煤取樣的機率分別相當於該單種煤的調配率。例如，若將煤1的特性值設為C1 ，將調配率設為x1 ，則若理想情況下達成隨機取樣，則Nx1 個樣品的特性值成為C1 。因此，完全非混合時的所述特性值的標準偏差可如下述式（5）所述般導出。若採用煤中的硫濃度作為特性值，則求出所述σTS0 。
[數5]此處，σC0 表示完全非混合狀態的特性值的標準偏差，i表示構成混合煤的各單種煤的識別標號，n表示構成混合煤的各單種煤的總數，xi 表示構成所述混合煤的各單種煤i的調配比例，表示藉由下述（6）式所算出的所述混合煤的特性值的加權平均值，Ci 表示構成所述混合煤的各單種煤i的特性值。
另外，完全混合時的特性值（例如硫濃度）的標準偏差可作為將經微粉碎的煤充分混合並進行多次分析而得的值的均方差的平方根而進行推測。此是基於可藉由來自母體的標本的均方差的平方根推測母體的標準偏差的原理。由於認為完全混合時的特性值的標準偏差是分析誤差（即，假定對完全相同的樣品進行多次分析時的標準偏差），因此亦可使用已知的值作為分析誤差。另外，作為簡便的方法，可設置σCf（所述例中為σTSf）=0。該簡便的方法於分析的精度充分高的情形時就數學方面而言亦適當，由於σCf取恆定的值，因此可用作操作管理上的簡便的方法。
另外，於求解混合度時，混合度較佳為自攪拌混合後的混合煤的多個位置中各採取2 g以下的試樣，對各試樣的特性值進行測定，並根據試樣間的特性值的標準偏差所算出的值。藉由自多個位置中各採取2 g以下的試樣，於混合度為0.85以上的情形與低於0.85的情形時可觀察到大的強度的差異，從而進一步獲得本發明的效果。
於硫濃度的分析中，使用堀場製作所股份有限公司製造的碳-硫分析計EMIA810，以如下方式進行。秤量0.1 g試樣置於船形燒皿中，以0.7 g的氧化鋁粉末將試樣覆蓋。將船形燒皿裝入1450℃的電爐內，使煤於氧氣氣流中燃燒，積算160秒所產生的二氧化硫濃度，並換算為混合煤中的硫濃度。再者，於混合煤的攪拌混合度的評價中，亦可使用藉由電子探針微析儀（electron probe microanalyzer，EPMA）而得的元素映射。藉由EPMA而得的元素映射是檢測由電子束所激發的硫的特性X射線而獲得映射圖像的方法。藉由對硫的映射圖像進行圖像解析，可對分散狀態進行評價，但有需要包含試樣調整的高度的技術，以及測定需要的時間長的缺點。另一方面，藉由碳-硫分析計，每個試樣的分析時間短，藉由少量試樣可進行簡易分析，因此更佳。另外，由於硫的檢測感度非常高，因此亦有無需以下所記載的昂貴的增感劑的優點。
再者，為了進行混合度的評價，亦可添加特性值根據平均值而有所不同的物質作為增感劑來進行測定。例如，亦可以相對於混合煤的總量為高於0.001倍且低於1倍的量，添加藉由所述式（6）所求出的加權平均值的1.5倍以上的成分含量的物質作為增感劑來進行測定。只要增感劑為實質上不會對焦炭強度造成不良影響的範圍，則亦可於添加有增感劑的狀態下進行乾餾而製造焦炭。例如，硫是煤中原本含有的元素，但為了感度更良好地進行分析，亦可加入大量含有硫的增感劑。作為增感劑，尤其理想的是於焦炭製造製程中作為煤替代物質而調配的油焦，或為了提高焦炭強度而含有於混合煤中的煤焦瀝青、地瀝青等黏結劑。
另外，較佳為使用（σC0 -σCf）/Cave為0.40以上的混合煤。為了提高混合度的評價精度，較佳為完全非混合時的特性值的標準偏差即σC0 為大者。本發明者等人對各種條件進行了研究，結果發現，較佳為使用具有（σC0 -σCf）/Cave成為0.40以上、更理想為成為0.55以上的特性值的混合煤。此處，Cave是所測定的特性值的平均值。作為Cave，可使用將構成混合煤的各品種的調配比例作為權重而對各品種的特性值進行加權平均而得的加權平均值。另外，於視為σCf=0的情形時，亦可使用σC0 /Cave成為0.42以上、更理想為成為0.57以上的特性值。
繼而，關於碎裂度，對定義與測定方法進行說明。 （1）準備塗佈有粉末狀螢光塗料（新老海（SINLOIHI）股份有限公司製造，FX-305）的煤作為示蹤劑。該螢光塗料具有於紫外線照射下會發光的性質。 （2）以粒徑1[mm]以上的粒子的面積比例成為約5[%]的方式將該示蹤劑添加於混合煤中，繼而將水分量調整為10[質量%]後，進行攪拌混合操作。 （3）於紫外線照射下，使用數位相機對該混合煤進行拍攝。於所獲得的圖像中，由於示蹤劑發出螢光，因此設定亮度或明度等的適當的閾值而僅選取示蹤劑粒子，對其粒子徑進行測定。此處，示蹤劑的粒子徑可採用每隔2[°]對連結所選取的示蹤劑部分的外周的2點且通過重心的直徑進行測定而得的平均值。另外，示蹤劑的粒子徑亦可使用藉由數位相機的圖像處理而得的相當於圓的直徑。 （4）碎裂度是藉由將攪拌混合操作後的粒子徑測定值代入如以下所示的式（7）中而算出。   碎裂度=1-A/A0 …（7）   此處，式（7）中的參數A是攪拌混合操作後的粒子徑1[mm]以上的面積比例，A0 是初始的粒徑1[mm]以上的面積比例（約5[%]）。即，準粒子越被碎裂，碎裂度成為越接近1的值。
（實驗3） 本發明者等人對使用攪拌混合類型或性能不同的五種混合機，而對添加有增感劑、將水分量調整為10[質量%]的混合煤進行一定時間的攪拌混合處理時的碎裂度及混合度進行了評價。混合度是自混合煤中採取15個樣品尺寸1 g的試樣，並對各試樣的硫濃度進行測定，基於該測定值而算出混合度。所使用的五種混合機中，混合機A是現有焦炭工廠所廣泛使用的對流混合為主體的轉鼓混合機。混合機C～混合機E是剪切混合型的混合機，混合機B是複合發生對流混合與剪切混合的類型的混合機。此處，所謂對流混合是以試樣的對流與擴散作為主體的混合，所謂剪切混合是伴隨試樣的剪切、撞擊、磨碎等的混合。
將各混合機的攪拌混合時間與混合度的關係示於圖6。另外，將攪拌時間60秒時的混合度與碎裂度的關係示於圖7。於圖7中，自混合度及碎裂度小的一方起依序表示混合機A、混合機B、混合機C、混合機D、混合機E的資料。
如圖7所示，確認到碎裂度於混合度為0.75～0.85的範圍內大幅度變化。即可知，若混合煤的混合度為0.85以上、較佳為0.9以上，則準粒子被碎裂，可製造（毫米級的）均勻的焦炭。根據以上所述，於本發明中，是自攪拌混合前後的混合煤的任意位置中採取試樣，對各試樣的特性值進行測定，並根據試樣間的特性值的標準偏差，藉由所述式（1）計算出混合度，根據混合度對混合煤的均質性進行評價。例如，自攪拌混合前後的混合煤的任意位置中採取試樣，對各試樣所含的硫濃度進行測定，繼而根據試樣間的硫濃度的標準偏差，藉由所述式（2）計算出混合度，根據混合度對混合煤的均質性進行評價。此外，於製造焦炭時，以混合度成為0.85以上的方式進行攪拌混合。如下文所述的實施例所示般，此是基於如下情況：對混合煤的混合度與將該混合煤進行乾餾而得的焦炭的強度的關係進行研究，根據所得的結果，若混合煤的混合度為0.85以上，則可獲得強度充分高的焦炭。作為攪拌混合手段，例如，可列舉使用具有自開始混合操作起60秒後混合度成為0.85以上的性能的混合裝置。
根據圖6可知，混合機C～混合機E中60秒後的混合煤的混合度成為0.85以上，對本發明的焦炭製造而言較佳的混合機是剪切混合為主體的混合機C～混合機E。相對於此，於現有焦炭工廠所採用的對流混合主體的轉鼓混合機A中，準粒子幾乎未碎裂。於複合發生對流混合與剪切混合的類型的混合機B中，藉由使攪拌混合時間長於60秒，混合度提高至0.75左右，與混合機A相比，準粒子的碎裂有所進行，但60秒後的混合煤的混合度低於0.85。因此，即便為對流混合型或複合發生對流混合與剪切混合的類型的混合機，只要可進行攪拌混合而使60秒後的混合煤的混合度成為0.85以上、較佳為0.9以上，則可用於本發明的焦炭製造。
於進行實際操作的混合機中，根據處理的方法存在批次式的混合機與連續式的混合機。於批次式的混合機中，處理時間相當於攪拌混合時間，於連續式的混合機中，平均停留時間相當於攪拌混合時間。不論何種方式的混合機，只要對停留60秒後的混合煤的混合度進行測定，混合度為0.85以上、較佳為0.9以上，則可作為較佳的設備而採用。於焦炭的製造中，由於需要處理數量為100[t/h]以上的龐大的量的煤，因此導入至焦炭的生產線的混合機的處理方法較佳為處理能力高的連續式。另外，焦炭的製造步驟包括粉碎、混合、乾燥（包括部分乾燥）等，混合煤是於各步驟中的處理或搬送的過程中被混合而逐漸進行均質化。因此，不論是就均質性的方面而言，抑或是就效率的方面而言，利用混合機進行的攪拌混合處理若為混合步驟後，則較佳為儘量於即將裝入焦炭爐之前進行。
再者，於乾燥步驟中，無需將煤的水分全部蒸發，乾燥步驟亦包括減少含有水分的部分乾燥或濕度調整操作。另外，混合煤亦可為包含黏結材、油類、粉末焦炭、石油焦炭、樹脂類、廢棄物等添加物者。
[焦炭的製造方法] 調配兩種以上的煤來製備混合煤。繼而，藉由對製備步驟所製備的混合煤進行攪拌混合，將因煤粒子凝集而形成的混合煤中的準粒子的至少一部分進行碎裂。此時，使用具有藉由所述式（1）所求出的混合煤的混合度自開始混合操作到60秒後為0.85以上的性能的混合裝置。進而，將攪拌混合後的混合煤裝入焦炭爐進行乾餾。藉由以上來製造焦炭。
再者，於製備混合煤時，較佳為於調配兩種以上的煤之前將兩種以上的煤粉碎。由此，藉由於調配兩種以上的煤之前將兩種以上的煤粉碎，利用攪拌混合提高焦炭強度的效果大。
另外，於進行攪拌混合時，就間隙的方面而言，較佳為對水分量為6質量%以上的混合煤進行。另外，若為攪拌混合時的混合煤的水分量超過6質量%的情形，則與不進行攪拌混合、或攪拌混合不充分的情形相比，藉由以混合度成為0.85以上的方式進行攪拌混合來提高焦炭強度的效果大。因此，更佳為對水分量超過6質量%的混合煤進行攪拌混合。 實施例1
於具有如表1所示的性狀的四種單種煤（A煤～D煤）中添加水分並使之融合一晝夜，從而將水分量調整為3[質量%]～14[質量%]。使用攪拌混合方式不同的所述混合機A～混合機E，以成為如表2所示的調配率的方式對該些單種煤進行60秒的攪拌混合，從而製備混合煤。以體積密度（乾燥重量基準）成為725[kg/m3 ]的方式將所製備的混合煤17.1[kg]填充於乾餾罐中，於在乾餾罐上載置10[kg]的錘的狀態下，於爐壁溫度1050[℃]的電爐內進行6小時的乾餾後，自爐中取出並進行氮冷卻而獲得焦炭。對所獲得的焦炭的轉鼓強度DI（150/15）及間隙進行測定。轉鼓強度DI（150/15）的測定方法與所述的方法相同。間隙的測定是以如下方式進行。 將體積密度（乾燥重量基準）775[kg/m3 ]的混合煤2.244[kg]填充於間隙測定用的小型模擬蒸餾器內，於爐壁溫度1050[℃]的電爐內進行4小時20分鐘的乾餾。將蒸餾器自爐中取出並進行氮冷卻。使用雷射距離計對所得的焦炭餅的側面與左右側板的空隙進行測定。計算出左右空隙的平均值，將和定義為間隙。 將各試樣的混合時的水分量、轉鼓強度DI（150/15）、間隙示於表5。
根據表5可知，藉由使用60秒攪拌混合後的混合煤的混合度成為0.85以上、較佳為0.9以上的性能的混合機C、混合機D、混合機E中的任一者進行攪拌混合，進行準粒子的碎裂，即便水分量為6[質量%]以上，亦可製造焦炭強度與間隙兩者優異的焦炭。即，可知於使用混合機A、混合機B的情形時，在水分量超過6質量%的情形時，所獲得的焦炭的強度與各自水分量為6質量%的情形相比大幅度降低，相對於此，於使用60秒攪拌混合後的混合煤的混合度成為0.85以上的混合機C、混合機D、混合機E的情形時，水分量超過6質量%的情形時所獲得的焦炭的強度大致與水分量為3質量%～6質量%的情形相同，藉由攪拌提高焦炭強度的效果大。再者，間隙如上述的試驗方法所述，由於在體積密度恆定的條件下進行乾餾，因此於表5中並未觀測到因水分量引起的測定結果的差異，於實際操作中，已知若水分變高，則乾燥基準下的焦炭爐碳化室內裝入的煤的體積密度變低，因此收縮量變大，本發明的方法對乾餾水分高的混合煤的情形而言尤佳。 實施例2
本發明者等人改變混合度評價時的試樣的條件，對所測定的混合度與焦炭強度的關係進行研究。 樣品尺寸會影響到混合度的檢測感度。即，樣品尺寸越小，受到具有偏離混合煤的平均值的特性值的粒子的影響越大。相對於此，若樣品尺寸大，則樣品中含有各種特性的粒子，特性值得以平均化，偏差變小。因此，尺寸小的樣品的混合度的檢測感度變高。相對於此，於進行特性值的分析時必需某種程度的樣品量，若樣品量少，則會增大分析誤差。本發明者等人藉由乾餾試驗對樣品尺寸會如何影響混合度、會如何影響焦炭強度的差異的檢測進行了研究。 作為混合煤，使用實際中商業用焦炭爐所使用的混合煤（基礎混合煤）、及於基礎混合煤中添加有0.1%～50%的延遲油焦作為增感劑的混合煤，實施粉碎、調配、濕度調整操作。其後，利用300 kg的混合煤，使用攪拌能力不同的混合機，變更攪拌時間而製造各種混合狀態的混合煤。將構成試驗所使用的混合煤的單種煤（E煤～T煤）及延遲油焦的性狀（平均最大反射率Ro[%]、基氏最大流動度logMF[log ddpm]、揮發成分VM[質量%]、灰分Ash[質量%]、總硫（TS）[質量%]）示於表6，將基礎混合煤的平均性狀示於表7。
焦炭強度是藉由以下順序進行評價。各混合煤的乾餾是使用實驗室1/4 t爐。以自由落下的方式將約200[kg]的混合煤裝入爐內，於爐壁溫度950[℃]的電爐內進行23小時的乾餾後，自爐中取出並進行氮冷卻，從而獲得焦炭。所獲得的焦炭的強度是基於JIS K2151的旋轉強度試驗法，對以旋轉速度15[rpm]旋轉150次後的粒徑15[mm]以上的焦炭的質量比例進行測定，將與旋轉前的質量比×100作為轉鼓強度DI（150/15）而算出。 混合煤的混合度是採取15個特定樣品尺寸的樣品，對由JIS M8813而得的總硫量進行測定，根據所述式（1）計算出混合度。再者，混合煤的σC0 於基礎混合煤中為0.18質量%，於含有延遲油焦的混合煤中為0.20質量%～1.31質量%，（σC0 -σCf）/Cave分別為0.33、0.36～1.00。另外，σCf均為0.008質量%。
將延遲油焦的調配比例與（σC0 -σCf）/Cave的關係示於圖8。根據圖8可知，（σC0 -σCf）/Cave相對於增感劑的調配比例而表現出最大值。
繼而，關於添加延遲油焦而得的（σC0 -σCf）/Cave=1.00的混合煤，改變樣品尺寸而求出混合度，對所求出的混合度與將混合煤乾餾而得的焦炭的強度的關係進行研究。將所得的結果示於圖9。顯示出如下情況：相同強度的點是由同一混合煤而得的焦炭。根據圖9可知，即便為相同的混合煤，根據樣品尺寸不同所計測的混合度亦會變化，因此相對於同一強度而作出多個點。可知樣品尺寸越大，所觀測的混合度的最大值與最小值的差越小，混合度的檢測感度會越降低。於樣品尺寸為15 g以下的情形時，確認到混合度越提高、焦炭強度越提高的傾向。因此可知，為了檢測混合度，樣品尺寸較佳為15 g以下，更佳為2 g以下。樣品尺寸的下限可根據特性值的分析方法的觀點來確定，較佳為設為0.1 g以上。 根據圖9，於樣品尺寸為2 g以下的條件下，在混合度為0.85以上的情形與低於0.85的情形時，焦炭強度可觀察到大的差異。可知為了將焦炭強度保持為高位，較理想為以混合度成為0.85以上的方式進行攪拌。 實施例3
對（σC0 -σCf）/Cave對混合度的計測值造成的影響進行研究。改變延遲油焦於基礎混合煤中的添加量，製備（σC0 -σCf）/Cave不同的混合煤。繼而，藉由攪拌能力不同的攪拌機對混合煤進行攪拌，於樣品尺寸1 g的條件下求出攪拌後的混合度的值。表8表示藉由攪拌能力最高的混合機E、攪拌能力最低的混合機A進行攪拌的情形時各自攪拌後的混合度、及兩者的差。
根據表8可知，於（σC0 -σCf）/Cave為0.36以下的條件下，藉由混合機A與混合機E進行混合後所測定的混合度的值的差幾乎不存在。另一方面，於（σC0 -σCf）/Cave為0.40以上的條件下，混合度的差變大，變得可檢測出混合度的差異。根據以上結果可知，較佳為採用（σC0 -σCf）/Cave成為0.40以上、更理想為成為0.55以上的混合煤。再者，此時，於（σC0 -σCf）/Cave為0.40以上的情形時，在混合度為0.85以上時焦炭強度為82.5以上，於混合度低於0.85的條件下焦炭強度低於82.5。 實施例4
藉由本發明的方法，對設置於實用焦炭爐的混合機的混合度進行評價，並對焦炭強度進行評價。於焦炭生產線上的預先處理製程的最終階段、即即將搬送至焦炭爐之前導入混合機。混合機為連續式，具有混合度於自開始混合操作起60秒後（即，於平均停留時間60秒的條件下）成為0.85以上的性能。 對由混合機的處理時間引起的混合煤的混合度的變化進行研究。作為特性值，設為由JIS M8813所確定的總硫量。再者，以含有10%的方式於混合煤中添加延遲油焦。此時的σTS0 為0.98，（σTS0 -σTSf）/TSave為0.99。混合煤的母體設為混合機入料側、出料側的輸送帶上的約6 t單位。藉由JIS M8811的50號的增量鏟，自其中採取多個約1.2 kg作為標本，進一步自各標本採取15個樣品尺寸約1 g的樣品。對各樣品實施JIS M8813的總硫量的測定。混合度是藉由所述式（2）進行計算。將所得的結果示於圖10。根據圖10可知，混合機中的平均停留時間越長，混合度越提高。
對因導入混合機而引起的由實用焦炭爐所製造的焦炭的強度的變化進行研究。將未進行混合機的處理的情形（混合度≒0.74）與進行以平均停留時間計約60秒的處理的情形（混合度≒0.90%）的焦炭強度示於圖11。再者，於驗證期間，每隔8小時對焦炭強度進行一次測定。根據圖11確認到，使用兩側95%的可靠區間的t檢定的結果為，藉由混合機的攪拌處理，轉鼓強度顯著提高。除此以外，使用兩側95%的可靠區間的F檢定的結果為，強度的偏差亦顯著減少。認為偏差減少的要因在於：伴隨混合機的導入，不僅提高了毫米級的均質性，更宏觀的均質性亦有所提高。 如以上所述，藉由將本發明所評價的混合度作為指標，進行提高混合度的操作，可實現焦炭強度的提高、及其偏差的減少。
以上，已對應用本發明者完成的發明的實施方式進行了說明，但本發明並不限定於構成藉由本實施方式而得的本發明的揭示的一部分的記述及圖式。即，本領域技術人員等基於本實施方式而完成的其他實施方式、實施例、及應用技術等全部包含於本發明的範疇內。
1‧‧‧小型模擬蒸餾器
2‧‧‧混合煤
3‧‧‧焦炭餅
11‧‧‧底板
12a‧‧‧側板
12b‧‧‧側板
13‧‧‧頂板
D‧‧‧空隙
H‧‧‧高度
L‧‧‧長度
W‧‧‧寬度
圖1 是表示混合煤的水分量與粒度分佈的關係的圖。圖2（ a）及圖2（ b）是用來說明間隙的評價方法的示意圖。圖3 是表示單種煤的混合前的水分量與焦炭強度的關係的圖。圖4 是表示煤中的粒徑1[mm]以上的粒子的質量比例與焦炭強度的關係的圖。圖5 是表示單種煤的混合前的水分量與焦炭的光學組織的評價結果的圖。圖6 是表示混合機的攪拌混合時間與混合度的關係的圖。圖7 是表示60 秒後的混合度與碎裂度的關係的圖。圖8 是表示延遲油焦（ delayed oil cokes ） 調配比例與（ σC0-σCf） /Cave 的關係的圖。圖9 是表示混合煤的混合度與焦炭強度的關係的圖。圖10 是表示混合機的處理時間（ 平均停留時間） 與混合煤的混合度的關係的圖。圖11 是表示混合機處理前的混合煤的焦炭強度與藉由混合機處理60 秒（ 以平均停留時間60 秒進行處理）後的混合煤的焦炭強度的關係的圖。

Claims (17)

  1. 一種焦炭的製造方法，其特徵在於包括： 製備步驟，調配兩種以上的煤來製備混合煤； 攪拌混合步驟，對所述製備步驟中所製備的混合煤進行攪拌混合，藉此將因煤粒子凝集而形成的混合煤中的準粒子的至少一部分進行碎裂；及 乾餾步驟，將攪拌混合後的混合煤裝入焦炭爐進行乾餾， 於所述攪拌混合步驟中，使用具有由以下所示的式（1）所求出的混合煤的混合度自開始混合操作到60秒後為0.85以上的性能的混合裝置，   混合度=（σC0 -σC）/（σC0 -σCf）…（1）   此處，混合度是自攪拌混合後的混合煤中採取試樣，對各試樣的特性值進行測定，並從試樣間的特性值的標準偏差所算出的值；σC0 表示完全非混合時的特性值的標準偏差，σCf表示完全混合時的特性值的標準偏差，σC表示所採取的試樣間的特性值的標準偏差。
  2. 一種焦炭的製造方法，其特徵在於包括： 製備步驟，調配兩種以上的煤來製備混合煤； 攪拌混合步驟，對所述製備步驟中所製備的混合煤進行攪拌混合，藉此將因煤粒子凝集而形成的混合煤中的準粒子的至少一部分進行碎裂；及 乾餾步驟，將攪拌混合後的混合煤裝入焦炭爐進行乾餾， 於所述攪拌混合步驟中，使用具有由以下所示的式（2）所求出的混合煤的混合度自開始混合操作到60秒後為0.85以上的性能的混合裝置，   混合度=（σTS0 -σTS）/（σTS0 -σTSf）…（2）   此處，混合度是自攪拌混合後的混合煤中採取試樣，對各試樣所含的硫濃度進行測定，並從試樣間的硫濃度的標準偏差所算出的值；σTS0 表示完全非混合時的硫濃度的標準偏差，σTSf表示完全混合時的硫濃度的標準偏差，σTS表示所採取的試樣間的硫濃度的標準偏差。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的焦炭的製造方法，其中於所述攪拌混合步驟中，以混合煤的混合度成為0.85以上的方式對混合煤進行攪拌混合。
  4. 如申請專利範圍第1項或第3項所述的焦炭的製造方法，其中所述混合煤的（σC0 -σCf）/Cave為0.40以上，Cave表示所測定的特性值的平均值。
  5. 如申請專利範圍第2項或第3項所述的焦炭的製造方法，其中所述混合煤的（σTS0 -σTSf）/TSave為0.40以上，TSave表示所測定的硫濃度的平均值。
  6. 如申請專利範圍第1項、第3項、第4項中任一項所述的焦炭的製造方法，其中所述混合度是自攪拌混合後的混合煤的多個位置各採取2 g以下的試樣，對各試樣的特性值進行測定，並從試樣間的特性值的標準偏差所算出的值。
  7. 如申請專利範圍第2項、第3項、第5項中任一項所述的焦炭的製造方法，其中混合度是自攪拌混合後的混合煤的多個位置各採取2 g以下的試樣，對各試樣的硫濃度進行測定，並從試樣間的硫濃度的標準偏差所算出的值。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的焦炭的製造方法，其中所述製備步驟包括在調配兩種以上的煤之前將所述兩種以上的煤粉碎的步驟。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的焦炭的製造方法，其中所述製備步驟包括對所述兩種以上的煤的濕度進行調整的步驟。
  10. 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的焦炭的製造方法，其中對水分量為6質量%以上的混合煤進行所述攪拌混合步驟。
  11. 一種焦炭，其特徵在於：其是由如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的焦炭的製造方法所製造。
  12. 一種混合煤的均質性的評價方法，其特徵在於：於藉由如申請專利範圍第1項、第3項、第4項、第6項、第8項至第10項中任一項所述的焦炭的製造方法製造焦炭時， 自攪拌混合前後的混合煤的任意位置中採取試樣，對各試樣的特性值進行測定，繼而，對於（σC0 -σCf）/Cave成為0.40以上的試樣，從試樣間的特性值的標準偏差，藉由式（3）計算出混合度，並根據所述混合度對混合煤的均質性進行評價，   混合度=（σC0 -σC）/（σC0 -σCf）…（3）   σC0 表示完全非混合時的特性值的標準偏差，σCf表示完全混合時的特性值的標準偏差，σC表示任意混合狀態下的特性值的標準偏差，Cave表示所測定的特性值的平均值。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的混合煤的均質性的評價方法，其中所述特性值是各試樣所含的硫濃度。
  14. 如申請專利範圍第12項或第13項所述的混合煤的均質性的評價方法，其中所述特性值是自攪拌混合前後的混合煤的任意多個位置各採取2 g以下的試樣所測定的值。
  15. 如申請專利範圍第13項或第14項所述的混合煤的均質性的評價方法，其是使用碳-硫分析計測定硫濃度。
  16. 如申請專利範圍第12項至第15項中任一項所述的混合煤的均質性的評價方法，其中於混合煤中裝入增感劑而進行攪拌。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的混合煤的均質性的評價方法，其中所述增感劑是油焦、煤焦瀝青、地瀝青中的任一種以上。
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