WO2014007243A1 - Method for producing iron-containing coke, and iron-containing coke - Google Patents
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- the mixing ratio of strong caking coal, non-slightly caking coal, (by-product charcoal), iron ore, binder 1 and binder 2 is a predetermined ratio shown in Table 1, and is set to 100 ° C. using a heatable V mixer. Mixing took 10 minutes while heating.
Abstract
This method for producing iron-containing coke includes a mixing and forming step in which a molded product is obtained by mixing coal, by-product coal, iron ore and binder, and then molding a mixture. The by-product coal is obtained from an insoluble component in a solvent obtained after coal for solvent extraction has been mixed with the solvent, and a soluble coal component in the solvent has been extracted. The method for producing iron-containing coke also includes a carbonization step in which the aforementioned molded product is carbonized. The quantity of the by-product coal that is mixed in in the mixing and forming step is set at 1 to 12% of the total molded product.
Description
本発明は、高炉において銑鉄を製造する際に、鉄鉱石と共に高炉原料として好適に用いることができる鉄含有コークスと、その鉄含有コークスの製造方法とに関するものである。
The present invention relates to an iron-containing coke that can be suitably used as a blast furnace raw material together with iron ore when producing pig iron in a blast furnace, and a method for producing the iron-containing coke.
鉄鉱石を還元して銑鉄を製造する高炉では、鉄鉱石と共にコークスが交互に層をなすようにして高炉内に供給されることで、操業が効率良く実施されている。コークスは、鉄鉱石の還元材としての役割や熱源としての役割の他、高炉内の通気性を確保するためのスペーサーとしての役割も担っている。
In a blast furnace that produces pig iron by reducing iron ore, coke is alternately layered with the iron ore and supplied into the blast furnace, so that the operation is carried out efficiently. Coke plays a role as a spacer for ensuring air permeability in the blast furnace as well as a role as a reducing material of iron ore and a heat source.
しかしながら、従来からのコークスを用いた高炉の操業では、多量の二酸化炭素（ＣＯ２）が発生してしまうという大きな課題があり、また、多大なエネルギーを消費するという問題もある。従来からそれら問題を解決するため様々な検討が進められており、その結果、コークスの反応性の向上という点に着目し、更に技術開発が進められた。
However, the conventional operation of a blast furnace using coke has a big problem that a large amount of carbon dioxide (CO 2 ) is generated, and there is also a problem that a great amount of energy is consumed. Various studies have been conducted in order to solve these problems, and as a result, further technological development has been promoted with a focus on improving coke reactivity.
以上の技術開発の結果、石炭に鉄鉱石を混合し、成形して成形物とした後、その成形物を乾留して、コークスに金属鉄を含有させてコークスを製造することで、コークスの反応性を向上できることが分かった。このコークスが、鉄含有コークス（フェロコークス）である。従来のコークスの少なくとも一部をこの鉄含有コークスに置き換えて高炉の操業を行うことで、鉄鉱石の還元反応の効率を改善し、二酸化炭素（ＣＯ２）の発生量を大幅に削減することが可能になった。
As a result of the above technical development, after mixing iron ore with coal and forming into a molded product, the molded product is subjected to dry distillation, and coke is produced by adding metallic iron to the coke, thereby reacting coke. It was found that the performance can be improved. This coke is iron-containing coke (ferro-coke). By replacing at least a part of conventional coke with this iron-containing coke and operating the blast furnace, the efficiency of the reduction reaction of iron ore can be improved and the amount of carbon dioxide (CO 2 ) generated can be greatly reduced. It became possible.
具体的に説明すると、操業中の高炉内では、一酸化炭素（ＣＯ）による鉄鉱石の還元反応の進行により、二酸化炭素（ＣＯ２）が発生する。その際、鉄含有コークス（フェロコークス）の内部に含まれている超微粒の金属鉄が、前記ＣＯ２とコークス（Ｃ）が反応して還元ガス（ＣＯ）を再生する際（ＣＯ２＋Ｃ＝２ＣＯ）の触媒となり、反応速度を大幅に向上させる。その結果、高炉内におけるＣＯ濃度が上昇し、鉄鉱石の還元反応は低温度でも進行するようになり、還元材比の大幅な低減ができるようになる。以上のような理由で、ＣＯ２の発生量を大幅に削減でき、併せて、省エネにも寄与することができる。
More specifically, carbon dioxide (CO 2 ) is generated in the blast furnace in operation as the iron ore is reduced by carbon monoxide (CO). At that time, when the ultrafine metal iron contained in the iron-containing coke (ferro-coke) reacts with the CO 2 and coke (C) to regenerate the reducing gas (CO) (CO 2 + C = 2CO) and the reaction rate is greatly improved. As a result, the CO concentration in the blast furnace increases, and the iron ore reduction reaction proceeds even at a low temperature, so that the reduction ratio can be greatly reduced. For the reasons described above, the amount of CO 2 generated can be greatly reduced, and at the same time, it can contribute to energy saving.
近年、この鉄含有コークスに関する提案は多数あり、例えば、特許文献１～４により、鉄含有コークスの製造方法等に関する提案がなされている。このうち、特許文献１～３記載の提案は、鉄含有コークスを製造する際の高炉原料として、乾留過程で軟化溶融しない石炭（半無煙炭や無煙炭）を用いることで、縦型シャフト炉の閉塞を防止し、しかも鉄鉱石と石炭との親和性（接着性）が懸念される半無煙炭や無煙炭を用いても十分な強度を得ることができるとしたフェロコークス原料成形物の製造方法である。具体的には、特許文献１には、半無煙炭や無煙炭と軟化溶融する石炭との配合炭と、鉄鉱石とを用いる鉄鉱石含有コークスの製造方法が、特許文献２および３には、半無煙炭や無煙炭等の一般炭と鉄鉱石と、所定の軟化点を有するバインダーを用いる鉄鉱石含有コークスの製造方法が、夫々開示されている。
In recent years, there have been many proposals regarding this iron-containing coke. For example, Patent Documents 1 to 4 have proposed a method for producing iron-containing coke. Among them, the proposals described in Patent Documents 1 to 3 use a coal (semi-anthracite or anthracite) that does not soften and melt during the dry distillation process as a blast furnace raw material when producing iron-containing coke, thereby blocking the vertical shaft furnace. It is a method for producing a ferro-coke raw material molded product that can be obtained with sufficient strength even when using semi-anthracite or anthracite that is anxious about the affinity (adhesiveness) between iron ore and coal. Specifically, Patent Document 1 discloses a method for producing iron ore-containing coke using semi-anthracite, a combination coal of anthracite and softened and melted coal, and iron ore, and Patent Documents 2 and 3 include semi-anthracite. A method for producing iron ore-containing coke using a general coal such as anthracite, iron ore, and a binder having a predetermined softening point is disclosed.
特許文献４記載の提案は、前記した特許文献１～３記載の提案で用いる無煙炭や半無煙炭はいずれも高価であり、製造コストが高くなり、また、バインダーを用いても、十分な強度を有する鉄鉱石含有コークスが得られない場合があるため、その問題を解決せんとしてなされた提案である。具体的には、少なくとも褐炭と、鉄鉱石と、石炭の溶剤抽出物とを用いて鉄含有コークスを製造することで、十分な強度を有する鉄鉱石含有コークスを、より低コストで製造することができるとした技術内容が開示されている。
In the proposal described in Patent Document 4, the anthracite and semi-anthracite used in the proposals described in Patent Documents 1 to 3 are both expensive, resulting in high production costs, and sufficient strength even when a binder is used. Since iron ore-containing coke may not be obtained, this is a proposal made to solve the problem. Specifically, by producing iron-containing coke using at least lignite, iron ore, and a solvent extract of coal, iron ore-containing coke having sufficient strength can be produced at a lower cost. The technical content that can be done is disclosed.
一方で、近年、環境対策という観点もあり、石炭中の灰分を積極的に除去した無灰炭（ハイパーコール）の開発が活発的に進められている。例えば、特許文献５，６により、無灰炭の製造方法が提案されている。無灰炭は、これら特許公報５，６に記載されているように、石炭を溶剤で抽出処理し、その溶剤に溶ける成分だけを分離して、その後、その成分から溶剤を除去することにより製造される。尚、溶剤に溶けない成分は残渣として回収されることになる。
On the other hand, in recent years, there is also a viewpoint of environmental measures, and development of ashless coal (hyper coal) that actively removes ash content in coal has been actively promoted. For example, Patent Documents 5 and 6 propose a method for producing ashless coal. Ashless coal is manufactured by extracting coal with a solvent, separating only the components that are soluble in the solvent, and then removing the solvent from the components, as described in these patent publications 5 and 6. Is done. In addition, the component which does not melt | dissolve in a solvent will be collect | recovered as a residue.
更に近年、この残渣から溶剤を除去することにより副生炭を得る技術も開発されており、特許文献６等により提案されている。
Furthermore, in recent years, a technique for obtaining by-product charcoal by removing the solvent from this residue has been developed, and is proposed in Patent Document 6 and the like.
特許文献６において、この副生炭は、灰分が含まれるものの水分が微量であって発熱量を十分に有しているため、コークス原料の配合炭の一部やボイラー燃料などとして利用されている。しかしながら、その利用範囲は無灰炭と比較して少なく、更なる利用範囲の拡大が求められていた。
In Patent Document 6, this by-product coal contains ash, but has a small amount of water and has a sufficient calorific value, so it is used as a part of coke raw coal, boiler fuel, and the like. . However, its use range is small compared to ashless coal, and further expansion of the use range has been demanded.
本発明は、上記従来の問題を解決せんとしてなされたもので、副生炭の有効利用が図れるうえに、鉄含有コークスの原材料の低コスト化が図れ、更には、鉄含有コークスの材料として副生炭を混合してもコークスとして十分な強度を確保できる鉄含有コークスの製造方法および鉄含有コークスを提供することを課題とするものである。
The present invention has been made as a solution to the above-mentioned conventional problems. In addition to the effective use of by-product charcoal, the cost of raw materials for iron-containing coke can be reduced, and further, as a material for iron-containing coke. It is an object of the present invention to provide a method for producing iron-containing coke and iron-containing coke that can secure sufficient strength as coke even when raw coal is mixed.
本発明は、以下の鉄含有コークスの製造方法および鉄含有コークスを提供する。
（１）石炭と、溶剤抽出用石炭と溶剤とを混合して前記溶剤に可溶な石炭成分を抽出した後の前記溶剤に不溶な成分から得られる副生炭と、鉄鉱石と、バインダーとを混合し、その後、混合物を成形して成形物を得る混合成形工程と、
前記成形物を乾留する乾留工程を含み、
前記混合成形工程で混合する副生炭の配合量を、前記成形物全体の１～１２質量％とすることを特徴とする鉄含有コークスの製造方法。 The present invention provides the following method for producing iron-containing coke and iron-containing coke.
(1) Coal, by-product coal obtained from components insoluble in the solvent after extracting coal components soluble in the solvent by mixing coal for solvent extraction and a solvent, iron ore, and binder And then a mixing molding step of molding the mixture to obtain a molded product,
Including a carbonization step of carbonizing the molded product,
A method for producing iron-containing coke, characterized in that the amount of by-product charcoal mixed in the mixing and molding step is 1 to 12% by mass of the entire molded product.
（１）石炭と、溶剤抽出用石炭と溶剤とを混合して前記溶剤に可溶な石炭成分を抽出した後の前記溶剤に不溶な成分から得られる副生炭と、鉄鉱石と、バインダーとを混合し、その後、混合物を成形して成形物を得る混合成形工程と、
前記成形物を乾留する乾留工程を含み、
前記混合成形工程で混合する副生炭の配合量を、前記成形物全体の１～１２質量％とすることを特徴とする鉄含有コークスの製造方法。 The present invention provides the following method for producing iron-containing coke and iron-containing coke.
(1) Coal, by-product coal obtained from components insoluble in the solvent after extracting coal components soluble in the solvent by mixing coal for solvent extraction and a solvent, iron ore, and binder And then a mixing molding step of molding the mixture to obtain a molded product,
Including a carbonization step of carbonizing the molded product,
A method for producing iron-containing coke, characterized in that the amount of by-product charcoal mixed in the mixing and molding step is 1 to 12% by mass of the entire molded product.
（２）前記バインダーの少なくとも一部が無灰炭である（１）記載の鉄含有コークスの製造方法。
(2) The method for producing iron-containing coke according to (1), wherein at least a part of the binder is ashless coal.
（３）石炭と、溶剤抽出用石炭と溶剤とを混合して前記溶剤に可溶な石炭成分を抽出した後の前記溶剤に不溶な成分から得られる副生炭と、鉄鉱石と、バインダーとを含む成形物を乾留して得られ、前記副生炭の配合量が、前記成形物全体の１～１２質量％であることを特徴とする鉄含有コークス。
(3) Coal, coal for solvent extraction, and solvent, by-product coal obtained from components insoluble in the solvent after extracting coal components soluble in the solvent, iron ore, and binder An iron-containing coke obtained by dry-distilling a molded product containing, wherein the amount of by-product charcoal is 1 to 12% by mass of the entire molded product.
本発明の鉄含有コークスの製造方法および鉄含有コークスによると、高炉において銑鉄を製造する際の高炉原料として副生炭の有効利用が図れるうえに、一般炭（発電用石炭）より高価なコークス原料炭に代えて、無灰炭を製造する際に生成される副産物である副生炭を用いることができ、鉄含有コークスの原材料の低コスト化を図ることができる。更には、鉄含有コークスの材料として副生炭を混合してもコークスとして十分な強度を確保できる。
According to the method for producing iron-containing coke and the iron-containing coke of the present invention, the by-product coal can be effectively used as a blast furnace raw material when producing pig iron in a blast furnace, and more expensive coke raw material than steam coal (power generation coal). Instead of charcoal, byproduct charcoal, which is a byproduct generated when producing ashless coal, can be used, and the cost of raw materials for iron-containing coke can be reduced. Furthermore, even if by-product coal is mixed as a material for iron-containing coke, sufficient strength as coke can be secured.
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて更に詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
本発明の鉄含有コークスの製造方法において、製造する鉄含有コークスの原材料は、石炭と、副生炭と、鉄鉱石と、バインダーである。まず、これら原材料について説明する。
In the method for producing iron-containing coke according to the present invention, raw materials for the iron-containing coke to be produced are coal, by-product coal, iron ore, and a binder. First, these raw materials will be described.
（石炭）
鉄含有コークスを製造する際の主な原材料として用いられるのは、石炭と鉄鉱石である。石炭としては、通常のコークスの原料として用いられるいわゆる原料炭、すなわち、強粘結炭、準強粘炭や非微粘炭、あるいは、無煙炭やボイラー用の一般炭などその他の石炭を用いることができる。これらのうち、原料炭はその他の石炭より高価な石炭である。 (coal)
Coal and iron ore are used as the main raw materials when producing iron-containing coke. As the coal, so-called coking coal used as a raw material for ordinary coke, that is, strongly caking coal, semi-coking coal, non-slightly coking coal, or other coal such as anthracite or boiler coal is used. it can. Of these, coking coal is more expensive than other coals.
鉄含有コークスを製造する際の主な原材料として用いられるのは、石炭と鉄鉱石である。石炭としては、通常のコークスの原料として用いられるいわゆる原料炭、すなわち、強粘結炭、準強粘炭や非微粘炭、あるいは、無煙炭やボイラー用の一般炭などその他の石炭を用いることができる。これらのうち、原料炭はその他の石炭より高価な石炭である。 (coal)
Coal and iron ore are used as the main raw materials when producing iron-containing coke. As the coal, so-called coking coal used as a raw material for ordinary coke, that is, strongly caking coal, semi-coking coal, non-slightly coking coal, or other coal such as anthracite or boiler coal is used. it can. Of these, coking coal is more expensive than other coals.
原料として用いる石炭の種類およびその構成比率は、乾留過程での変形や膨張、或いは乾留後の適正な強度や密度が確保されるように、適宜調整されるべきものである。一般には下記のガイドラインが知られている。
The type of coal used as a raw material and the composition ratio thereof should be appropriately adjusted so as to ensure deformation and expansion during the dry distillation process or appropriate strength and density after the dry distillation. In general, the following guidelines are known.
原料として強粘結炭のみを用いると、流動性や膨張性が過剰となる。特に、フェロコークスの製造においてはシャフト炉を用いて製品の連続装入と、下部からの連続抜き出しが行われるので、乾留過程で鉄含有コークスの成形体が膨張したり、変形したり、融着したりすることは大きな問題となる。一方、非微粘結炭や一般炭など流動性や膨張性の小さな石炭のみを用いると、十分な乾留後強度を得られなくなる。従って、強粘結炭に、非微粘結炭や無煙炭などの膨張性や流動性の小さな石炭を混ぜて用いることが好ましい。上記ガイドラインに従うと、コークス原料炭に占める強粘結炭の割合を２０～６０質量％とすれば良い。より好ましくは３０～５０質量％である。
When only strong caking coal is used as a raw material, fluidity and expansibility become excessive. In particular, in the production of ferro-coke, a shaft furnace is used for continuous charging of products and continuous extraction from the lower part, so that the compact of iron-containing coke expands, deforms, and fuses during the dry distillation process. It becomes a big problem to do. On the other hand, when only coal having low fluidity and expansibility such as non-slightly caking coal or steam coal is used, sufficient strength after dry distillation cannot be obtained. Therefore, it is preferable to mix and use coal with small expansibility and fluidity, such as non-slightly caking coal and anthracite coal, in strong caking coal. According to the above guidelines, the ratio of strong caking coal to coke coking coal may be 20 to 60% by mass. More preferably, it is 30 to 50% by mass.
本発明において、前記石炭の配合量については、特に限定されるものではないが、成形物全体の２０～８０質量％とすることが好ましい。尚、前記石炭の配合量のより好ましい下限は３０質量％であり、更に好ましい下限は４０質量％であり、一方、より好ましい上限は７０質量％である。
In the present invention, the blending amount of the coal is not particularly limited, but is preferably 20 to 80% by mass of the entire molded product. In addition, the more preferable minimum of the compounding quantity of the said coal is 30 mass%, Furthermore, a preferable minimum is 40 mass%, On the other hand, a more preferable upper limit is 70 mass%.
前記石炭は、適当な混合性と成形体強度を実現するために適宜粉砕しておくことが好ましい。具体的には粒径３ｍｍ以下が９０％以上になるように粉砕して用いることが好ましい。より好ましくは粒径２ｍｍ以下が９０％以上、更に好ましくは粒径１ｍｍ以下が９０％以上である。粒径については篩分けによって評価することができる。例えば、粒径が１ｍｍ以下の粉砕炭とは、粉砕後の粉砕炭を目開き１ｍｍ以下の篩（金属製網ふるい、規格番号ＪＩＳ Ｚ ８８０１－１（２００６））でふるった際の篩い下の粉末であることを意味する。
The coal is preferably pulverized as appropriate in order to achieve appropriate mixing properties and compact strength. Specifically, it is preferable to pulverize and use so that the particle size of 3 mm or less is 90% or more. More preferably, the particle size of 2 mm or less is 90% or more, and still more preferably, the particle size of 1 mm or less is 90% or more. The particle size can be evaluated by sieving. For example, the pulverized charcoal having a particle size of 1 mm or less refers to the pulverized charcoal after pulverization with a sieve having a mesh size of 1 mm or less (metal mesh sieve, standard number JISＪZ 8801-1 (2006)). Means powder.
（副生炭）
副生炭は、一般炭より高価なコークス原料炭、特に非微粘炭に代えて一部を代用することができる。この副生炭は、無灰炭を製造する際に生成される副産物である（尚、無灰炭と副生炭をまとめて改質炭と呼ぶ。）。詳しい製造方法については、無灰炭の製造方法と共に改質炭の製造方法として後述する。尚、副生炭は元は微粉として製造されるため、鉄含有コークスに混入すると粗い石炭粒子の間に充填されることとなり、その結果、乾留後の鉄含有コークスの強度が向上するという効果、また、粉砕しやすく粉砕動力を節約できるという効果を奏する。 (Byproduct charcoal)
By-product coal can be substituted for coke coking coal, which is more expensive than ordinary coal, in particular, non-thin coal. This by-product coal is a by-product generated when producing ashless coal (note that ashless coal and by-product coal are collectively referred to as modified coal). A detailed production method will be described later as a method for producing modified coal together with a method for producing ashless coal. By-product coal is originally produced as fine powder, so when mixed into iron-containing coke, it will be filled between coarse coal particles, and as a result, the effect of improving the strength of iron-containing coke after dry distillation, In addition, the pulverization power can be saved easily.
副生炭は、一般炭より高価なコークス原料炭、特に非微粘炭に代えて一部を代用することができる。この副生炭は、無灰炭を製造する際に生成される副産物である（尚、無灰炭と副生炭をまとめて改質炭と呼ぶ。）。詳しい製造方法については、無灰炭の製造方法と共に改質炭の製造方法として後述する。尚、副生炭は元は微粉として製造されるため、鉄含有コークスに混入すると粗い石炭粒子の間に充填されることとなり、その結果、乾留後の鉄含有コークスの強度が向上するという効果、また、粉砕しやすく粉砕動力を節約できるという効果を奏する。 (Byproduct charcoal)
By-product coal can be substituted for coke coking coal, which is more expensive than ordinary coal, in particular, non-thin coal. This by-product coal is a by-product generated when producing ashless coal (note that ashless coal and by-product coal are collectively referred to as modified coal). A detailed production method will be described later as a method for producing modified coal together with a method for producing ashless coal. By-product coal is originally produced as fine powder, so when mixed into iron-containing coke, it will be filled between coarse coal particles, and as a result, the effect of improving the strength of iron-containing coke after dry distillation, In addition, the pulverization power can be saved easily.
副生炭の使用により前記したような効果を達成するためには、副生炭の配合量を、成形物全体の１～１２質量％とする必要がある。副生炭の配合量の下限を１質量％としたのは、配合量が１質量％未満であると、副生炭の使用によるコスト節減効果が僅かなものとなり副生炭配合の意味がなくなるからである。一方、副生炭の配合量の上限を１２質量％としたのは、１２質量％を超えて配合すると乾留後の鉄含有コークスの強度が逆に低下してしまうからである。尚、副生炭の配合量の好ましい下限は２質量％であり、副生炭の配合量の好ましい上限は１０質量％、より好ましい上限は８質量％である。
In order to achieve the above-mentioned effects by using by-product coal, the amount of by-product coal needs to be 1 to 12% by mass of the entire molded product. The reason why the lower limit of the amount of by-product coal is set to 1% by mass is that if the amount is less than 1% by mass, the cost saving effect due to the use of by-product coal becomes small, and the meaning of the by-product coal is lost. Because. On the other hand, the upper limit of the amount of by-product charcoal is set to 12% by mass. If the amount exceeds 12% by mass, the strength of iron-containing coke after dry distillation is reduced. In addition, the preferable minimum of the compounding quantity of byproduct charcoal is 2 mass%, the preferable upper limit of the compounding quantity of byproduct charcoal is 10 mass%, and a more preferable upper limit is 8 mass%.
副生炭は成形物とされて用いられることが多く、コークス原料炭と同様に、適当な混合性と成形体強度を実現するために適宜粉砕しておくことが好ましい。具体的には粒径３ｍｍ以下が９０％以上になるように粉砕して用いることが好ましい。より好ましくは粒径２ｍｍ以下が９０％以上、更に好ましくは粒径１ｍｍ以下が９０％以上である。粒径については、石炭の場合と同様、篩分けによって評価することができる。尚、副生炭は、元は微粉として製造されるため、粉砕はコークス原料炭と比べて極めて容易に行える。
By-product charcoal is often used in the form of a molded product, and like coke raw coal, it is preferable to pulverize as appropriate in order to achieve appropriate mixing properties and strength of the compact. Specifically, it is preferable to pulverize and use so that the particle size of 3 mm or less is 90% or more. More preferably, the particle size of 2 mm or less is 90% or more, and still more preferably, the particle size of 1 mm or less is 90% or more. The particle size can be evaluated by sieving as in the case of coal. Incidentally, since the by-product coal is originally produced as fine powder, the pulverization can be performed extremely easily as compared with the coke raw material coal.
（鉄鉱石）
本発明で用いる鉄鉱石の種類は、特に限定されるものではなく、例えば、赤鉄鉱（ヘマタイト；Ｆｅ２Ｏ３）、磁鉄鉱（マグネタイト；Ｆｅ３Ｏ４）、褐鉄鉱（Ｆｅ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏ）等を挙げることができる。また、オキシ水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ）を用いても良い。オキシ水酸化鉄を用いる場合は、予め脱水して酸化鉄にして使用することが好ましい。尚、これらの鉄鉱石は単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いても良い。 (Iron ore)
The kind of iron ore used in the present invention is not particularly limited. For example, hematite (hematite; Fe 2 O 3 ), magnetite (magnetite; Fe 3 O 4 ), limonite (Fe 2 O 3 .nH 2). O) and the like. Further, iron oxyhydroxide (FeOOH) may be used. When using iron oxyhydroxide, it is preferable to dehydrate it beforehand and use it as iron oxide. In addition, these iron ores may be used independently or may be used in combination of 2 or more types.
本発明で用いる鉄鉱石の種類は、特に限定されるものではなく、例えば、赤鉄鉱（ヘマタイト；Ｆｅ２Ｏ３）、磁鉄鉱（マグネタイト；Ｆｅ３Ｏ４）、褐鉄鉱（Ｆｅ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏ）等を挙げることができる。また、オキシ水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ）を用いても良い。オキシ水酸化鉄を用いる場合は、予め脱水して酸化鉄にして使用することが好ましい。尚、これらの鉄鉱石は単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いても良い。 (Iron ore)
The kind of iron ore used in the present invention is not particularly limited. For example, hematite (hematite; Fe 2 O 3 ), magnetite (magnetite; Fe 3 O 4 ), limonite (Fe 2 O 3 .nH 2). O) and the like. Further, iron oxyhydroxide (FeOOH) may be used. When using iron oxyhydroxide, it is preferable to dehydrate it beforehand and use it as iron oxide. In addition, these iron ores may be used independently or may be used in combination of 2 or more types.
鉄鉱石の配合量については、特に限定されるものではないが、成形物全体の１０～４０質量％とすることが好ましい。尚、鉄鉱石の配合量のより好ましい下限は１５質量％であり、鉄鉱石の配合量のより好ましい上限は３０質量％である。
The amount of iron ore is not particularly limited, but is preferably 10 to 40% by mass of the entire molded product. In addition, the more preferable minimum of the compounding quantity of an iron ore is 15 mass%, and the more preferable upper limit of the compounding quantity of an iron ore is 30 mass%.
鉄鉱石の粒径は、前記石炭および前記副生炭の粒径が前記した範囲にある場合、２００μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは１７０μｍ以下、更に好ましくは１５０μｍ以下とする。鉄鉱石の粒径が２００μｍを超えると、鉄鉱石の界面に働く応力が大きくなるため、得られる鉄含有コークスの強度が低下する可能性がある。尚、鉄鉱石の粒径の下限については特に限定されるものではなく小さいほど良いが、例えば、３０μｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは５０μｍ以上、更に好ましくは７０μｍ以上とする。その理由は、粒径が３０μｍ未満の鉄鉱石を得るには手間がかかり、製造コストが上がってしまうからである。粒径については、石炭の場合と同様、篩分けによって評価することができる。
When the particle sizes of the iron ore and the by-product coal are in the above-described range, the iron ore particle size is preferably 200 μm or less, more preferably 170 μm or less, and even more preferably 150 μm or less. When the particle size of the iron ore exceeds 200 μm, the stress acting on the interface of the iron ore becomes large, so that the strength of the obtained iron-containing coke may be reduced. The lower limit of the particle size of the iron ore is not particularly limited and may be as small as possible. For example, it is preferably 30 μm or more, more preferably 50 μm or more, and further preferably 70 μm or more. The reason is that it takes time and labor to obtain iron ore having a particle size of less than 30 μm, and the manufacturing cost increases. The particle size can be evaluated by sieving as in the case of coal.
（バインダー）
鉄含有コークスを製造するための炭材として本発明では粘結性に優れる強粘結炭だけでなく、強粘結炭より粘結性に劣る非微粘炭や副生炭などを併せて用いるため、配合炭の粘結性が不足する可能性が懸念される。そのため、バインダー（結合材）を併せて混入する。バインダーとしては従来から一般的に用いられているタールやピッチ、糖蜜、樹脂等の他、無灰炭を用いることができる。尚、石炭と溶剤とを混合してその溶剤に可溶な石炭成分を抽出した後、抽出液から溶剤を分離して得られる無灰炭を製造する際に副生炭を副産物として生成するため、鉄含有コークスを製造するにあたり、無灰炭をバインダーとして用いることは特に好ましい。 (binder)
In the present invention, not only strongly caking coal having excellent caking properties but also non-slightly caking coal or by-product coal that is less caustic than caking coal is used as a carbonaceous material for producing iron-containing coke. For this reason, there is a concern that the coal blended coal may have insufficient caking properties. Therefore, a binder (binding material) is also mixed. As the binder, ashless charcoal can be used in addition to tar, pitch, molasses, resin, and the like that are conventionally used. In addition, in order to produce by-product coal as a by-product when producing ashless coal obtained by mixing coal and solvent and extracting coal components soluble in the solvent and then separating the solvent from the extract In producing iron-containing coke, it is particularly preferable to use ashless coal as a binder.
鉄含有コークスを製造するための炭材として本発明では粘結性に優れる強粘結炭だけでなく、強粘結炭より粘結性に劣る非微粘炭や副生炭などを併せて用いるため、配合炭の粘結性が不足する可能性が懸念される。そのため、バインダー（結合材）を併せて混入する。バインダーとしては従来から一般的に用いられているタールやピッチ、糖蜜、樹脂等の他、無灰炭を用いることができる。尚、石炭と溶剤とを混合してその溶剤に可溶な石炭成分を抽出した後、抽出液から溶剤を分離して得られる無灰炭を製造する際に副生炭を副産物として生成するため、鉄含有コークスを製造するにあたり、無灰炭をバインダーとして用いることは特に好ましい。 (binder)
In the present invention, not only strongly caking coal having excellent caking properties but also non-slightly caking coal or by-product coal that is less caustic than caking coal is used as a carbonaceous material for producing iron-containing coke. For this reason, there is a concern that the coal blended coal may have insufficient caking properties. Therefore, a binder (binding material) is also mixed. As the binder, ashless charcoal can be used in addition to tar, pitch, molasses, resin, and the like that are conventionally used. In addition, in order to produce by-product coal as a by-product when producing ashless coal obtained by mixing coal and solvent and extracting coal components soluble in the solvent and then separating the solvent from the extract In producing iron-containing coke, it is particularly preferable to use ashless coal as a binder.
バインダーの配合量については、他の配合物の配合比率、バインダーの種類等にも影響されるが、成形物全体の１～１０質量％とすることが好ましい。尚、バインダーの配合量のより好ましい下限は２質量％、更に好ましい下限は３質量％であり、バインダーの配合量のより好ましい上限は８質量％、更に好ましい上限は６質量％である。
The blending amount of the binder is influenced by the blending ratio of other blends, the kind of the binder, and the like, but is preferably 1 to 10% by mass of the entire molded product. In addition, the more preferable lower limit of the compounding amount of the binder is 2% by mass, and the more preferable lower limit is 3% by mass. The more preferable upper limit of the compounding amount of the binder is 8% by mass, and the more preferable upper limit is 6% by mass.
尚、無灰炭は副生炭と同様に成形物として用いられることが多く、バインダーとして無灰炭を用いる場合は、副生炭と同様に、できるだけ小さな粒子に粉砕しておくことが好ましい。具体的な粒径は副生炭と同様に１ｍｍ以下とする。粒径については、石炭の場合と同様、篩分けによって評価することができる。尚、無灰炭も副生炭と同様に元は微粉として製造されるため、粉砕は極めて容易にできる。尚、無灰炭の詳しい製造方法については、副生炭の製造方法と共に改質炭の製造方法として後述する。
In addition, ashless coal is often used as a molded product in the same manner as byproduct coal, and when ashless coal is used as a binder, it is preferable to pulverize into as small particles as possible, as with byproduct coal. A specific particle diameter shall be 1 mm or less similarly to byproduct charcoal. The particle size can be evaluated by sieving as in the case of coal. In addition, since ashless charcoal is originally produced as fine powder as by-product charcoal, it can be pulverized very easily. In addition, about the detailed manufacturing method of ashless coal, it mentions later as a manufacturing method of modified coal with the manufacturing method of byproduct coal.
（改質炭の製造方法）
本発明の鉄含有コークスの製造方法で用いる副生炭および無灰炭（まとめて改質炭と呼ぶ。）は、図１に示す改質炭製造装置１により製造される。以下、図１に示す改質炭製造工程を模式的に示す工程図に基づき、その改質炭製造工程に用いる改質炭製造装置１の構成について、その一例を簡単に説明する。 (Method for producing modified coal)
By-product coal and ashless coal (collectively referred to as modified coal) used in the method for producing iron-containing coke according to the present invention are produced by a modifiedcoal production apparatus 1 shown in FIG. Hereinafter, an example of the configuration of the modified coal production apparatus 1 used in the modified coal production process will be briefly described based on the process diagram schematically showing the modified coal production process shown in FIG.
本発明の鉄含有コークスの製造方法で用いる副生炭および無灰炭（まとめて改質炭と呼ぶ。）は、図１に示す改質炭製造装置１により製造される。以下、図１に示す改質炭製造工程を模式的に示す工程図に基づき、その改質炭製造工程に用いる改質炭製造装置１の構成について、その一例を簡単に説明する。 (Method for producing modified coal)
By-product coal and ashless coal (collectively referred to as modified coal) used in the method for producing iron-containing coke according to the present invention are produced by a modified
図１に示すように、改質炭製造装置１は、溶剤を供給する溶剤供給槽２と、石炭を供給する石炭供給槽３と、それら溶剤供給槽２と石炭供給槽３からの供給物を受けてスラリーを調製した後、調整されたスラリーから溶剤に溶ける石炭成分（溶剤可溶成分）を抽出する抽出槽４と、溶剤に溶ける石炭成分を含む抽出液（液部）と溶剤に溶けない石炭成分（残渣）を含む固形分濃縮液とに分離する分離槽５と、分離槽５で分離された抽出液から溶剤を除去して無灰炭を回収する無灰炭回収槽６と、分離槽５で分離された固形分濃縮液から溶剤を除去して副生炭を回収する副生炭回収槽７を備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the reformed coal manufacturing apparatus 1 includes a solvent supply tank 2 that supplies a solvent, a coal supply tank 3 that supplies coal, and supplies from the solvent supply tank 2 and the coal supply tank 3. After receiving the slurry and preparing the slurry, the extraction tank 4 for extracting the coal component (solvent soluble component) that dissolves in the solvent from the prepared slurry, the extract containing the coal component that dissolves in the solvent (liquid part), and the solvent does not dissolve. Separation tank 5 that separates into a solid concentrate containing coal components (residues), an ashless coal recovery tank 6 that removes the solvent from the extract separated in the separation tank 5 and collects ashless coal, and separation A by-product charcoal recovery tank 7 for recovering by-product charcoal by removing the solvent from the solid content concentrate separated in the tank 5 is provided.
無灰炭回収槽６で回収された無灰炭は、灰分が溶剤に溶解されないため実質的に灰分を含んでおらず、水分は概ね０．５質量％以下であって、原料石炭よりも高い発熱量を示す。本発明においては、この無灰炭を鉄含有コークスのバインダーとして用いる。尚、無灰炭については実質的に灰分を含んでいないことを前提としている。灰分の含有量は勿論０質量％であることが望ましいが、溶剤抽出を経て無灰炭を回収する関係上、不可避的に灰分が含有されてしまう。従って、無灰炭には、不可避的に含有される微量の灰分の含有は許容される。無灰炭に許容される灰分の含有量の上限は３．０質量％、好ましくは１．５質量％、より好ましくは１．０質量％である。
The ashless coal recovered in the ashless coal recovery tank 6 does not substantially contain ash because the ash is not dissolved in the solvent, and the water content is approximately 0.5% by mass or less, which is higher than the raw coal. Indicates the calorific value. In the present invention, this ashless coal is used as a binder for iron-containing coke. It is assumed that ashless coal does not substantially contain ash. Of course, the ash content is preferably 0% by mass, but ash is inevitably contained because ashless coal is recovered through solvent extraction. Therefore, the ashless coal is allowed to contain a small amount of ash that is inevitably contained. The upper limit of the ash content allowed for ashless coal is 3.0 mass%, preferably 1.5 mass%, more preferably 1.0 mass%.
一方、副生炭回収槽７で回収された副生炭は、溶剤に溶解しなかった灰分を含む。この副生炭には灰分が含まれるものの水分は皆無であり、発熱量を十分に有するという特長を有している。従って、本発明においては、副生炭は、鉄含有コークスの原料となる配合炭の一部として使用される。
On the other hand, the by-product coal recovered in the by-product coal recovery tank 7 contains ash that was not dissolved in the solvent. Although this by-product charcoal contains ash, it has no moisture and has a feature of having a sufficient calorific value. Therefore, in the present invention, the by-product coal is used as part of the blended coal that is a raw material for iron-containing coke.
以下、前記した構成の改質炭製造装置１を用いて、無灰炭および副生炭を製造する方法を詳述する。
Hereinafter, a method for producing ashless coal and by-product coal using the modified coal production apparatus 1 having the above-described configuration will be described in detail.
尚、改質炭製造装置１において、溶剤供給槽２は、溶剤を貯蔵し、この溶剤を抽出槽４へ供給する槽であり、石炭供給槽３は、溶剤抽出用石炭を貯蔵し、この溶剤抽出用石炭を抽出槽４へ供給する槽である。また、抽出槽４は、溶剤と溶剤抽出用石炭とを混合して溶剤に溶ける石炭成分を抽出する槽であり、分離槽５は、抽出後の混合物を抽出液と固形分濃縮液とに分離する槽である。無灰炭回収槽６は、抽出液から溶剤を分離して無灰炭を回収する槽であり、副生炭回収槽７は、固形分濃縮液から溶剤を分離して副生炭を回収する槽である。
In the modified coal production apparatus 1, the solvent supply tank 2 is a tank that stores a solvent and supplies the solvent to the extraction tank 4, and the coal supply tank 3 stores coal for solvent extraction. This is a tank for supplying extraction coal to the extraction tank 4. Moreover, the extraction tank 4 is a tank which mixes a solvent and coal for solvent extraction, and extracts the coal component which melt | dissolves in a solvent, and the separation tank 5 isolate | separates the mixture after extraction into an extract and solid content concentrate. It is a tank to do. The ashless coal recovery tank 6 is a tank that separates the solvent from the extract and collects the ashless coal, and the byproduct coal recovery tank 7 separates the solvent from the solid content concentrate and recovers the byproduct coal. It is a tank.
尚、溶剤としては、２環芳香族であるナフタレン、メチルナフタレン、ジメチルナフタレン、トリメチルナフタレン等を成分とする非水素供与性溶剤、テトラリンを代表とする水素供与性の化合物等を例示することができる。
Examples of the solvent include non-hydrogen-donating solvents containing 2-ring aromatic naphthalene, methylnaphthalene, dimethylnaphthalene, trimethylnaphthalene and the like as components, hydrogen-donating compounds typified by tetralin, and the like. .
具体的には、まず、石炭供給槽３から供給された溶剤抽出用石炭と、溶剤供給槽２から供給された溶剤を、抽出槽４で混合して溶剤抽出用石炭から溶剤に溶ける石炭成分を抽出する。その後、分離槽５で抽出液と固形分濃縮液に分離し、抽出液を無灰炭回収槽６に、固形分濃縮液を副生炭回収槽７に、夫々送る。無灰炭回収槽６に送られた抽出液は、槽内で溶剤が分離され、無灰炭として回収される。一方、副生炭回収槽７に送られた固形分濃縮液は、槽内で溶剤が分離され、副生炭として回収される。尚、抽出液は、溶剤に抽出された石炭成分を含む溶液のことであり、固形分濃縮液は、溶剤に溶けない石炭成分（灰分を比較的多く含む石炭すなわち灰炭、本発明で言うところの副生炭）を含む濃縮液のことである。
Specifically, first, the solvent extraction coal supplied from the coal supply tank 3 and the solvent supplied from the solvent supply tank 2 are mixed in the extraction tank 4 to dissolve the coal components dissolved in the solvent from the solvent extraction coal. Extract. Then, it isolate | separates into an extract and solid content concentrate in the separation tank 5, and sends an extract to the ashless coal recovery tank 6 and a solid content concentrate to the byproduct charcoal recovery tank 7, respectively. In the extract sent to the ashless coal recovery tank 6, the solvent is separated in the tank and recovered as ashless coal. On the other hand, the solid content concentrate sent to the byproduct charcoal recovery tank 7 is separated as a byproduct charcoal after the solvent is separated in the tank. The extract is a solution containing a coal component extracted in a solvent, and the solid content concentrate is a coal component insoluble in the solvent (coal containing a relatively large amount of ash, that is, ash coal, as used in the present invention). Of by-product charcoal).
以上の工程で得られた副生炭および無灰炭は、粉粒状であって、そのままでは取り扱いにくいので、例えば、圧縮成形や、２ロール式タブレット成形等の成形機を用いて塊状に成形して成形物とすることが好ましい。
By-product charcoal and ashless coal obtained in the above process are granular and difficult to handle as they are. For example, they are molded into a lump using a molding machine such as compression molding or two-roll tablet molding. It is preferable to form a molded product.
（鉄含有コークスの製造方法）
本発明の鉄含有コークスの製造方法によると、石炭と、前記した改質炭の製造方法で得られた副生炭と、鉄鉱石と、前記した改質炭の製造方法で得られた無灰炭等のバインダーを混合した後、混合物を成形して成形物を得る混合成形工程と、前記成形物を乾留する乾留工程を経て、鉄含有コークスを製造することができる。以下、本発明の鉄含有コークスの製造方法を混合成形工程と乾留工程に分けて詳細に説明する。 (Method for producing iron-containing coke)
According to the method for producing iron-containing coke of the present invention, coal, by-product coal obtained by the method for producing modified coal, iron ore, and ashless obtained by the method for producing modified coal described above. After mixing a binder such as charcoal, iron-containing coke can be produced through a mixing and forming step of forming the mixture to obtain a formed product and a dry distillation step of subjecting the formed product to carbonization. Hereinafter, the method for producing iron-containing coke according to the present invention will be described in detail by dividing it into a mixing molding step and a dry distillation step.
本発明の鉄含有コークスの製造方法によると、石炭と、前記した改質炭の製造方法で得られた副生炭と、鉄鉱石と、前記した改質炭の製造方法で得られた無灰炭等のバインダーを混合した後、混合物を成形して成形物を得る混合成形工程と、前記成形物を乾留する乾留工程を経て、鉄含有コークスを製造することができる。以下、本発明の鉄含有コークスの製造方法を混合成形工程と乾留工程に分けて詳細に説明する。 (Method for producing iron-containing coke)
According to the method for producing iron-containing coke of the present invention, coal, by-product coal obtained by the method for producing modified coal, iron ore, and ashless obtained by the method for producing modified coal described above. After mixing a binder such as charcoal, iron-containing coke can be produced through a mixing and forming step of forming the mixture to obtain a formed product and a dry distillation step of subjecting the formed product to carbonization. Hereinafter, the method for producing iron-containing coke according to the present invention will be described in detail by dividing it into a mixing molding step and a dry distillation step.
＜混合成形工程＞
本発明では、まず、炭材（原材料としての石炭、副生炭）と、鉄鉱石と、バインダーとを混合する。これは均一な混合物を得るためである。尚、炭材、鉄鉱石、およびバインダーは混合する前に、先に説明した適宜大きさに粉砕しておくことが好ましい。尚、炭材は配合後にまとめて粉砕しても良い。 <Mixed molding process>
In the present invention, first, a carbon material (coal or by-product coal as a raw material), iron ore, and a binder are mixed. This is to obtain a uniform mixture. In addition, before mixing a carbonaceous material, an iron ore, and a binder, it is preferable to grind | pulverize to the suitable magnitude | size demonstrated previously. Carbonaceous materials may be pulverized together after blending.
本発明では、まず、炭材（原材料としての石炭、副生炭）と、鉄鉱石と、バインダーとを混合する。これは均一な混合物を得るためである。尚、炭材、鉄鉱石、およびバインダーは混合する前に、先に説明した適宜大きさに粉砕しておくことが好ましい。尚、炭材は配合後にまとめて粉砕しても良い。 <Mixed molding process>
In the present invention, first, a carbon material (coal or by-product coal as a raw material), iron ore, and a binder are mixed. This is to obtain a uniform mixture. In addition, before mixing a carbonaceous material, an iron ore, and a binder, it is preferable to grind | pulverize to the suitable magnitude | size demonstrated previously. Carbonaceous materials may be pulverized together after blending.
炭材と鉄鉱石とバインダーの混合方法は、特に限定されるものではなく、炭材と鉄鉱石とバインダーの混合を同時に行う方法の他、炭材と鉄鉱石の混合物に更にバインダーを添加して混合する方法、炭材とバインダーの混合物に更に鉄鉱石を添加して混合する方法、或いは、鉄鉱石とバインダーの混合物に更に炭材を添加して混合する方法等、どのような方法を用いても良い。
The method for mixing the carbonaceous material, iron ore and binder is not particularly limited. In addition to the method of simultaneously mixing the carbonaceous material, iron ore and binder, a binder is further added to the mixture of carbonaceous material and iron ore. Any method such as a method of mixing, a method of adding iron ore to a mixture of carbonaceous material and binder and mixing, or a method of adding carbonaceous material to a mixture of iron ore and binder and mixing them, etc. Also good.
炭材と鉄鉱石とバインダーを混合する手段についても、特に限定されるものではなく、例えば、ミキサーやニーダー、或いは二軸や単軸の混合機等を用いて混合すれば良い。
The means for mixing the carbonaceous material, the iron ore, and the binder is not particularly limited, and may be mixed using, for example, a mixer, a kneader, or a biaxial or uniaxial mixer.
次に、前記混合物を成形して所定の強度を有する成形物にする。成形物にする理由は、鉄含有コークスを、縦型シャフト炉を用いて乾留して製造する場合には、シャフト炉の頂部から前記混合物を投入するため、炭材と鉄鉱石が分離し難くいよう所定の強度を有することが求められるからである。
Next, the mixture is molded into a molded product having a predetermined strength. The reason for making the molded product is that when iron-containing coke is produced by dry distillation using a vertical shaft furnace, the mixture is introduced from the top of the shaft furnace, so that the carbonaceous material and iron ore are difficult to separate. This is because it is required to have a predetermined strength.
成形物を得る際の成形手段は、特に限定されるものではなく、例えば、平ロールによるダブルロール（双ロール型成形機）の他、アーモンド型ポケットを有するダブルロール型成形機、単軸プレスやローラタイプの成形機、押し出し成形機を用いて成形する方法を例示することができる。
The molding means for obtaining the molded product is not particularly limited. For example, in addition to a double roll (double roll type molding machine) using a flat roll, a double roll type molding machine having an almond type pocket, a uniaxial press, Examples of the molding method include a roller type molding machine and an extrusion molding machine.
成形処理条件は、バインダーが軟化溶融する条件で混合物を成形することが好ましい。バインダーを介して炭材と鉄鉱石とを接着させる必要があるためである。具体的には、例えば、ダブルロール型の成形機を用いて、８０～１５０℃の温度条件で加熱しつつ、１～３トン／ｃｍ２の線圧で加圧して、５～１０ｃｍ３のブリケットを得る方法を例示することができる。
It is preferable that the mixture is molded under conditions where the binder is softened and melted. This is because it is necessary to bond the carbonaceous material and the iron ore through a binder. Specifically, for example, a briquette of 5 to 10 cm 3 is heated with a linear pressure of 1 to 3 tons / cm 2 while being heated at a temperature of 80 to 150 ° C. using a double roll type molding machine. The method of obtaining can be illustrated.
以上の工程で得られる成形物の強度は、圧壊荷重が９８．１Ｎ／個（１０ｋｇｆ／個）以上であることが好ましく、１９６．１Ｎ／個（２０ｋｇｆ／個）以上であることがより好ましい。
The strength of the molded product obtained by the above steps is preferably a crushing load of 98.1 N / piece (10 kgf / piece) or more, and more preferably 196.1 N / piece (20 kgf / piece) or more.
＜乾留工程＞
前記した混合成形工程により得られた成形物を、乾留工程によって、鉄含有コークスにする。乾留は、シャフト炉を用い、温度を８００～１０００℃程度とし、炭材の酸化劣化を防止するために、例えば窒素などの不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。また、乾留工程での滞留時間は１～２４時間程度が好ましい。 <Dry distillation process>
The molded product obtained by the above-described mixed molding process is made into iron-containing coke by the dry distillation process. The dry distillation is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, for example, in order to prevent oxidation deterioration of the carbonaceous material using a shaft furnace at a temperature of about 800 to 1000 ° C. The residence time in the dry distillation step is preferably about 1 to 24 hours.
前記した混合成形工程により得られた成形物を、乾留工程によって、鉄含有コークスにする。乾留は、シャフト炉を用い、温度を８００～１０００℃程度とし、炭材の酸化劣化を防止するために、例えば窒素などの不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。また、乾留工程での滞留時間は１～２４時間程度が好ましい。 <Dry distillation process>
The molded product obtained by the above-described mixed molding process is made into iron-containing coke by the dry distillation process. The dry distillation is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, for example, in order to prevent oxidation deterioration of the carbonaceous material using a shaft furnace at a temperature of about 800 to 1000 ° C. The residence time in the dry distillation step is preferably about 1 to 24 hours.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and the present invention is implemented with appropriate modifications within a range that can meet the gist of the present invention. These are all included in the technical scope of the present invention.
＜副生炭および無灰炭の製造＞
まず、前記した改質炭の製造方法に基づき、バッチ式オートクレーブを用いて、瀝青炭を原料として副生炭および無灰炭：各１０ｋｇを調整した。得られた副生炭および無灰炭を粉砕して粒径を夫々１ｍｍ以下とした。粉砕された副生炭および無灰炭の９０％以上が粒径１ｍｍ以下であった。尚、無灰炭は、鉄含有コークスのバインダーの一部として使用する。 <Manufacture of byproduct and ashless coal>
First, based on the above-described method for producing modified coal, batch-type autoclaves were used to adjust by-product coal and ashless coal: 10 kg each using bituminous coal as a raw material. The obtained by-product charcoal and ashless charcoal were pulverized to have particle sizes of 1 mm or less, respectively. 90% or more of the pulverized by-product coal and ashless coal had a particle size of 1 mm or less. In addition, ashless coal is used as a part of binder of iron-containing coke.
まず、前記した改質炭の製造方法に基づき、バッチ式オートクレーブを用いて、瀝青炭を原料として副生炭および無灰炭：各１０ｋｇを調整した。得られた副生炭および無灰炭を粉砕して粒径を夫々１ｍｍ以下とした。粉砕された副生炭および無灰炭の９０％以上が粒径１ｍｍ以下であった。尚、無灰炭は、鉄含有コークスのバインダーの一部として使用する。 <Manufacture of byproduct and ashless coal>
First, based on the above-described method for producing modified coal, batch-type autoclaves were used to adjust by-product coal and ashless coal: 10 kg each using bituminous coal as a raw material. The obtained by-product charcoal and ashless charcoal were pulverized to have particle sizes of 1 mm or less, respectively. 90% or more of the pulverized by-product coal and ashless coal had a particle size of 1 mm or less. In addition, ashless coal is used as a part of binder of iron-containing coke.
＜混合成形工程＞
続いて、強粘結炭および非微粘炭、（副生炭、）鉄鉱石、バインダーを混合するが、その前に、強粘結炭、非微粘炭、鉄鉱石は、副生炭や無灰炭と同様に粉砕してから用いる。強粘結炭および非微粘炭は粒径を夫々１ｍｍ以下に、鉄鉱石は粒径を１００μｍ以下に粉砕する。尚、バインダーは、粒径１ｍｍ以下に粉砕した前記無灰炭（表１等にはバインダー１と記載）と、市販の石炭ピッチ（軟化温度７０℃：リングアンドボール法、表１等にはバインダー２と記載）を併せて用いた。 <Mixed molding process>
Subsequently, strong caking coal and non-minor coking coal, (by-product charcoal), iron ore, and binder are mixed, but before that, caking coal, non-minor coking coal, iron ore, It is used after pulverizing in the same way as ashless coal. Strongly caking coal and non-slightly caking coal are crushed to a particle size of 1 mm or less, and iron ore is crushed to a particle size of 100 μm or less. The binder includes the ashless coal pulverized to a particle size of 1 mm or less (described asbinder 1 in Table 1 and the like) and a commercially available coal pitch (softening temperature 70 ° C .: ring and ball method, binder in Table 1 and the like. 2).
続いて、強粘結炭および非微粘炭、（副生炭、）鉄鉱石、バインダーを混合するが、その前に、強粘結炭、非微粘炭、鉄鉱石は、副生炭や無灰炭と同様に粉砕してから用いる。強粘結炭および非微粘炭は粒径を夫々１ｍｍ以下に、鉄鉱石は粒径を１００μｍ以下に粉砕する。尚、バインダーは、粒径１ｍｍ以下に粉砕した前記無灰炭（表１等にはバインダー１と記載）と、市販の石炭ピッチ（軟化温度７０℃：リングアンドボール法、表１等にはバインダー２と記載）を併せて用いた。 <Mixed molding process>
Subsequently, strong caking coal and non-minor coking coal, (by-product charcoal), iron ore, and binder are mixed, but before that, caking coal, non-minor coking coal, iron ore, It is used after pulverizing in the same way as ashless coal. Strongly caking coal and non-slightly caking coal are crushed to a particle size of 1 mm or less, and iron ore is crushed to a particle size of 100 μm or less. The binder includes the ashless coal pulverized to a particle size of 1 mm or less (described as
強粘結炭、非微粘炭、（副生炭、）鉄鉱石、バインダー１、バインダー２の混合比は、表１に示す所定の割合とし、加熱可能のＶミキサーを用いて、１００℃に加熱しつつ、１０分間を要して混合した。
The mixing ratio of strong caking coal, non-slightly caking coal, (by-product charcoal), iron ore, binder 1 and binder 2 is a predetermined ratio shown in Table 1, and is set to 100 ° C. using a heatable V mixer. Mixing took 10 minutes while heating.
次に、この混合物を金型に入れ、圧力を加えながら加熱することで、円柱状のタブレット（成形物）を成形した。成形の際の条件は以下のとおりである。
温度：８０℃
圧力：２トン／ｃｍ２
金型：直径２５ｍｍ
充填量：１５グラム Next, this mixture was placed in a mold and heated while applying pressure to form a cylindrical tablet (molded product). The conditions for molding are as follows.
Temperature: 80 ° C
Pressure: 2 ton / cm 2
Mold: 25mm in diameter
Filling amount: 15g
温度：８０℃
圧力：２トン／ｃｍ２
金型：直径２５ｍｍ
充填量：１５グラム Next, this mixture was placed in a mold and heated while applying pressure to form a cylindrical tablet (molded product). The conditions for molding are as follows.
Temperature: 80 ° C
Pressure: 2 ton / cm 2
Mold: 25mm in diameter
Filling amount: 15g
＜乾留工程＞
前記した混合成形工程により得られたタブレットを、乾留工程により、鉄含有コークスとした。乾留は、シャフト炉を用い、窒素気流中５℃／分で昇温し、１００℃で３０分滞留させることで実施した。 <Dry distillation process>
The tablet obtained by the above-described mixing molding process was made into iron-containing coke by the dry distillation process. Dry distillation was carried out by using a shaft furnace, raising the temperature in a nitrogen stream at 5 ° C./min, and retaining at 100 ° C. for 30 minutes.
前記した混合成形工程により得られたタブレットを、乾留工程により、鉄含有コークスとした。乾留は、シャフト炉を用い、窒素気流中５℃／分で昇温し、１００℃で３０分滞留させることで実施した。 <Dry distillation process>
The tablet obtained by the above-described mixing molding process was made into iron-containing coke by the dry distillation process. Dry distillation was carried out by using a shaft furnace, raising the temperature in a nitrogen stream at 5 ° C./min, and retaining at 100 ° C. for 30 minutes.
このようにして製造した原材料組成が異なる鉄含有コークスの圧壊強度と密度を求めることで評価した。尚、圧壊強度は圧壊試験を実施することで求めた。試験結果を表１に示す。
Evaluation was made by determining the crushing strength and density of iron-containing coke with different raw material compositions produced in this way. The crushing strength was obtained by carrying out a crushing test. The test results are shown in Table 1.
＜圧壊試験＞
圧壊試験は、円筒状のタブレットの中心軸に対して垂直の方向に圧縮荷重を加えて、破壊に至る荷重を測定することにより行った。この圧壊試験では、圧壊荷重が６．０ＭＰａ以上であるものを強度に優れるとして合格とした。 <Crush test>
The crushing test was performed by applying a compressive load in a direction perpendicular to the central axis of the cylindrical tablet and measuring the load leading to the fracture. In this crushing test, a crushing load of 6.0 MPa or more was accepted as being excellent in strength.
圧壊試験は、円筒状のタブレットの中心軸に対して垂直の方向に圧縮荷重を加えて、破壊に至る荷重を測定することにより行った。この圧壊試験では、圧壊荷重が６．０ＭＰａ以上であるものを強度に優れるとして合格とした。 <Crush test>
The crushing test was performed by applying a compressive load in a direction perpendicular to the central axis of the cylindrical tablet and measuring the load leading to the fracture. In this crushing test, a crushing load of 6.0 MPa or more was accepted as being excellent in strength.
＜密度＞
鉄含有コークスの密度は、副生炭を配合しなかったＮｏ．１の密度より高い密度であったものを合格とする。副生炭を配合することで、副生炭が粗い石炭粒子の間に充填されて鉄含有コークスの密度が上昇し、強度も併せて上昇すると考えられる。 <Density>
The density of iron-containing coke is No. which did not contain by-product coal. A density higher than the density of 1 is considered acceptable. By blending by-product coal, it is considered that by-product coal is filled between coarse coal particles, the density of iron-containing coke is increased, and the strength is also increased.
鉄含有コークスの密度は、副生炭を配合しなかったＮｏ．１の密度より高い密度であったものを合格とする。副生炭を配合することで、副生炭が粗い石炭粒子の間に充填されて鉄含有コークスの密度が上昇し、強度も併せて上昇すると考えられる。 <Density>
The density of iron-containing coke is No. which did not contain by-product coal. A density higher than the density of 1 is considered acceptable. By blending by-product coal, it is considered that by-product coal is filled between coarse coal particles, the density of iron-containing coke is increased, and the strength is also increased.
Ｎｏ．２～５は、副生炭の配合量が１～１２質量％の範囲に収まり、その他の本発明の要件も満たす発明例であるため、圧壊強度が６．０ＭＰａ以上、密度が１．５６ｇ／ｃｍ３超という合格判定基準を満足することができた。
No. Nos. 2 to 5 are invention examples in which the amount of by-product coal falls within the range of 1 to 12% by mass and satisfies other requirements of the present invention, so that the crushing strength is 6.0 MPa or more and the density is 1.56 g / The acceptance criterion of more than cm 3 could be satisfied.
一方、Ｎｏ．１は副生炭を配合しなかった比較例、Ｎｏ．６は副生炭の配合量が１５質量％と多過ぎる比較例である。副生炭を配合しなかったＮｏ．１の密度は１．５６ｇ／ｃｍ３であった。また、Ｎｏ．６は副生炭の配合量が上限の１２質量％を超えたため、乾留後の鉄含有コークスの強度が逆に低下してしまったと考えられる。
On the other hand, no. No. 1 is a comparative example in which by-product coal was not blended, No. 1 No. 6 is a comparative example in which the amount of by-product coal is too large, 15% by mass. No. with no by-product charcoal. The density of 1 was 1.56 g / cm 3 . No. In No. 6, since the amount of by-product coal exceeded the upper limit of 12% by mass, the strength of iron-containing coke after dry distillation was considered to have decreased.
本出願を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2012年7月5日出願の日本特許出願（特願2012－151232）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。 Although this application has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
This application is based on a Japanese patent application filed on July 5, 2012 (Japanese Patent Application No. 2012-151232), the contents of which are incorporated herein by reference.
本出願は、2012年7月5日出願の日本特許出願（特願2012－151232）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。 Although this application has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
This application is based on a Japanese patent application filed on July 5, 2012 (Japanese Patent Application No. 2012-151232), the contents of which are incorporated herein by reference.
本発明の鉄含有コークスの製造方法および鉄含有コークスによると、高炉において銑鉄を製造する際の高炉原料として副生炭の有効利用が図れるうえに、一般炭（発電用石炭）より高価なコークス原料炭に代えて、無灰炭を製造する際に生成される副産物である副生炭を用いることができ、鉄含有コークスの原材料の低コスト化を図ることができる。更には、鉄含有コークスの材料として副生炭を混合してもコークスとして十分な強度を確保できる。
According to the method for producing iron-containing coke and the iron-containing coke of the present invention, the by-product coal can be effectively used as a blast furnace raw material when producing pig iron in a blast furnace, and more expensive coke raw material than steam coal (power generation coal). Instead of charcoal, byproduct charcoal, which is a byproduct generated when producing ashless coal, can be used, and the cost of raw materials for iron-containing coke can be reduced. Furthermore, even if by-product coal is mixed as a material for iron-containing coke, sufficient strength as coke can be secured.
１…改質炭製造装置
２…溶剤供給槽
３…石炭供給槽
４…抽出槽
５…分離槽
６…無灰炭回収槽
７…副生炭回収槽 DESCRIPTION OFSYMBOLS 1 ... Modified coal manufacturing apparatus 2 ... Solvent supply tank 3 ... Coal supply tank 4 ... Extraction tank 5 ... Separation tank 6 ... Ashless coal recovery tank 7 ... By-product coal recovery tank
２…溶剤供給槽
３…石炭供給槽
４…抽出槽
５…分離槽
６…無灰炭回収槽
７…副生炭回収槽 DESCRIPTION OF
Claims (3)
- 石炭と、溶剤抽出用石炭と溶剤とを混合して前記溶剤に可溶な石炭成分を抽出した後の前記溶剤に不溶な成分から得られる副生炭と、鉄鉱石と、バインダーとを混合し、その後、混合物を成形して成形物を得る混合成形工程と、
前記成形物を乾留する乾留工程を含み、
前記混合成形工程で混合する副生炭の配合量を、前記成形物全体の１～１２質量％とすることを特徴とする鉄含有コークスの製造方法。 Mixing coal, coal for solvent extraction and solvent, by-product coal obtained from components insoluble in the solvent after extracting coal components soluble in the solvent, iron ore, and binder Then, a molding process for obtaining a molded product by molding the mixture,
Including a carbonization step of carbonizing the molded product,
A method for producing iron-containing coke, characterized in that the amount of by-product charcoal mixed in the mixing and molding step is 1 to 12% by mass of the entire molded product. - 前記バインダーの少なくとも一部が無灰炭である請求項１記載の鉄含有コークスの製造方法。 The method for producing iron-containing coke according to claim 1, wherein at least a part of the binder is ashless coal.
- 石炭と、溶剤抽出用石炭と溶剤とを混合して前記溶剤に可溶な石炭成分を抽出した後の前記溶剤に不溶な成分から得られる副生炭と、鉄鉱石と、バインダーとを含む成形物を乾留して得られ、前記副生炭の配合量が、前記成形物全体の１～１２質量％であることを特徴とする鉄含有コークス。 Molding containing coal, by-product coal obtained from components insoluble in the solvent after mixing coal, solvent extraction coal and solvent and extracting coal components soluble in the solvent, iron ore, and binder An iron-containing coke obtained by dry distillation of a product, wherein the amount of the by-product charcoal is 1 to 12% by mass of the entire molded product.
Applications Claiming Priority (2)
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2013
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