以萃余煤為主原料的焦炭的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種焦炭，是將成形用原料成形為塊狀而成為成形物，對(duì)該成形物進(jìn)行干餾而得到的焦炭。所述成形用原料含有以溶劑對(duì)煤進(jìn)行萃取處理而制造無(wú)灰煤的過(guò)程產(chǎn)生的萃余煤、煤和水分，所述煤的含量為所述成形用原料的5質(zhì)量％[干燥基準(zhǔn)]以下(含0質(zhì)量％)，所述水分的含量為所述成形用原料的8質(zhì)量％[干燥基準(zhǔn)]以下(含0質(zhì)量％)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】w萃余煤為主原料的焦炭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及將W溶劑對(duì)于煤進(jìn)行萃取處理而制造無(wú)灰煤的過(guò)程中產(chǎn)生的萃余煤 作為主原料的焦炭。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，在低灰分的碳材料的原料該一觀(guān)點(diǎn)下，所謂無(wú)灰煤（超精煤）的開(kāi)發(fā)活 躍地進(jìn)行。所謂無(wú)灰煤，就是W溶劑對(duì)于煤進(jìn)行萃取處理，只分離溶解于該溶劑的成分，其 后，通過(guò)除去溶劑而制造的煤（例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。該無(wú)灰煤在結(jié)構(gòu)上，具有從縮合芳 環(huán)為2至3環(huán)的較低分子量的成分，到5、6環(huán)左右的高分子量成分的寬的分子量分布。另 夕F，因?yàn)榛曳植蝗苡谌軇鵚無(wú)灰煤實(shí)質(zhì)上不含灰分，在加熱下顯示出高流動(dòng)性，熱流動(dòng) 性?xún)?yōu)異。在煤之中也有像粘結(jié)性煤該樣在40(TC前后顯示出熱塑性的，但無(wú)灰煤一般來(lái)說(shuō)， 不論原料煤的品位，都會(huì)在200?30(TC下烙融（有軟化烙融性）。因此，活用該一特性作 為焦炭制造用粘結(jié)劑的應(yīng)用開(kāi)發(fā)被推進(jìn)，另外，近年來(lái)，還嘗試W該無(wú)灰煤作為碳材料原料 使用，來(lái)制造碳材料。
[0003] 在該無(wú)灰煤的制造中，W溶劑對(duì)煤進(jìn)行萃取處理，分離含有可溶于溶劑的成分的 溶液（萃取液），產(chǎn)生含有不溶于溶劑的成分的殘?jiān)ü腆w成分濃縮液）。然后，從該殘?jiān)?除去溶劑，能夠得到萃余煤（例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 ;日本特開(kāi)2001-26791號(hào)公報(bào)
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 ;日本專(zhuān)利第4061351號(hào)公報(bào) [000引發(fā)明所要解決的課題
[0009] 萃余煤包含灰分且水分微量，也充分具有放熱量。因此，例如，其可否作為焦炭原 料的配煤的一部分使用，或不作為焦炭原料煤，而是可否用作鍋爐燃料等各種燃料用的問(wèn) 題受到研究。
[0010] 但是，只是將萃余煤僅作為焦炭配煤的一部分而置換不粘煤的一部分使用，而作 為焦炭的主原料，需要更積極地加W利用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明是鑒于所述需要而完成的，其課題在于，提供一種W萃余煤為主原料的焦 炭。
[0012] 用于解決課題的手段
[0013] 本發(fā)明提供W下的焦炭。
[0014] (1) 一種焦炭，其特征在于，是將成形用原料成形為塊狀而成為成形物，對(duì)該成形 物進(jìn)行干觸而得到的焦炭，所述成形用原料含有W溶劑對(duì)煤進(jìn)行萃取處理而制造無(wú)灰煤的 過(guò)程中產(chǎn)生的萃余煤、煤和水分，所述煤的含量為所述成形用原料的5質(zhì)量％ [干燥基準(zhǔn)] W下（含0質(zhì)量％ )，所述水分的含量為所述成形用原料的8質(zhì)量％ [干燥基準(zhǔn)]w下（含 0質(zhì)量％ )。
[001引似根據(jù)（1)所述的焦炭，其作為高爐裝入用焦炭使用。
[001引 做根據(jù)（2)所述的焦炭，其作為中也裝入用焦炭使用。
[0017] (4)根據(jù)（2)所述的焦炭，其作為礦石層混合用焦炭使用。
[001引 妨根據(jù)（1)所述的焦炭，其作為鑄件用焦炭使用。
[001引發(fā)明效果
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)對(duì)于W含有少量的無(wú)灰煤成分的萃余煤為主成分的成形用原料 進(jìn)行成形、干觸，在干觸中，所述萃余煤中的無(wú)灰煤成分軟化、烙融而表現(xiàn)出粘結(jié)性，并作為 粘結(jié)劑發(fā)揮作用，另一方面，除去無(wú)灰煤成分的萃余煤主體部分不發(fā)生軟化烙融且沒(méi)有膨 脹性，在內(nèi)部沒(méi)有氣孔生成，因此能夠得到具有與普通的焦炭至少相同程度的強(qiáng)度，并且比 普通的焦炭密度高的焦炭。另外，該樣的高密度的焦炭，能夠適合作為高爐裝入用焦炭（特 別是中也裝入用焦炭、礦石層混合用焦炭），或沖天爐等的鑄件用焦炭使用。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1是示意性地表示用于制造為了制造本發(fā)明的焦炭所使用的萃余煤的改質(zhì)煤 制造裝置的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 接著，對(duì)于制造本發(fā)明的焦炭（W下，也稱(chēng)為"萃余煤焦炭"。）的方法進(jìn)行說(shuō)明。 萃余煤焦炭是將W萃余煤作為主成分的成形用原料成形為塊狀后，對(duì)該成形物進(jìn)行干觸而 得到的，而該萃余煤是由在制造無(wú)灰煤的過(guò)程產(chǎn)生的殘?jiān)圃斓?。還有，無(wú)灰煤和萃余煤是 對(duì)煤進(jìn)行改質(zhì)而得到的改質(zhì)煤。
[0023] 在此，對(duì)用于制造萃余煤焦炭的各工序具體地加W說(shuō)明之前，參照?qǐng)D1所示的結(jié) 構(gòu)圖，對(duì)用于制造本發(fā)明中使用的萃余煤的改質(zhì)煤制造裝置的一例簡(jiǎn)單地加W說(shuō)明。
[0024] 如圖1所示，改質(zhì)煤制造裝置1具備如下：供給溶劑的溶劑供給槽2 ;供給煤的煤 供給槽3 ;接受來(lái)自溶劑供給槽2和煤供給槽3的供給物制備漿料后，從該漿料中萃取可溶 于溶劑的煤成分（溶劑可溶成分）的萃取槽4 ;分離含有溶劑可溶成分的溶劑（萃取液）和 含有不溶于溶劑的煤成分的殘?jiān)姆蛛x槽5 ;從由分離槽5分離的萃取液中除去溶劑而回 收無(wú)灰煤的無(wú)灰煤回收槽6 ;從由分離槽5分離的殘?jiān)臐{料中除去溶劑而回收萃余煤的 萃余煤回收槽7。
[0025] 在此，在無(wú)灰煤回收槽6從萃取液中被除去的溶劑，也可W再度返回溶劑供給槽2 進(jìn)行再利用。同樣，在萃余煤回收槽7從殘?jiān)斜怀サ娜軇部蒞再度返回溶劑供給槽 2而進(jìn)行再利用。因?yàn)榛曳植蝗芙庥谌軇?，所W由無(wú)灰煤回收槽6回收的無(wú)灰煤實(shí)質(zhì)上不含 灰分，水分大約為0. 5質(zhì)量％ ^下，另外顯示出比原料煤高的放熱量。該無(wú)灰煤能夠作為各 種碳材料的原料、煉鐵焦炭和型煤的粘結(jié)劑等使用。
[0026] 還有，如果完全進(jìn)行分離槽5中的溶劑可溶成分和溶劑所不需要的成分的分離， 則如上述能夠制造實(shí)質(zhì)上不含灰分的無(wú)灰煤，但從追求經(jīng)濟(jì)的合理性和制品性能的觀(guān)點(diǎn)出 發(fā)，可允許一定程度的灰分和不需要的煤成分混入無(wú)灰煤。例如，即使無(wú)灰煤包含1?3質(zhì) 量％的灰分，對(duì)于用途來(lái)說(shuō)也沒(méi)有影響。
[0027] 另一方面，由萃余煤回收槽7回收的萃余煤含有不溶解于溶劑的灰分。該萃余煤 含有灰分且水分微量，也充分具有放熱量。
[0028]W下，W該構(gòu)成的改質(zhì)煤制造裝置1為例，對(duì)于制造本發(fā)明的成形物方法的一個(gè) 實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。制造本發(fā)明的成形物的方法包括改質(zhì)煤制造工序和成形工序。W下， 對(duì)于各工序進(jìn)行說(shuō)明。
[0029] <改質(zhì)煤制造工序〉
[0030] 本發(fā)明的改質(zhì)煤制造工序是回收萃余煤的工序。此外，也是回收無(wú)灰煤的工序。即 改質(zhì)煤制造工序包含萃余煤回收工序和無(wú)灰煤回收工序。具體來(lái)說(shuō)，首先，將由煤供給槽3 供給的煤和由溶劑供給槽2供給的溶劑混合，在萃取槽4中從所述煤中萃取可溶于所述溶 劑的煤成分。其后，在分離槽5中分離成萃取液和殘?jiān)谳陀嗝夯厥詹?中通過(guò)蒸觸法或 蒸發(fā)法，從所述殘?jiān)蛛x所述溶劑而回收萃余煤。此外在該里，在無(wú)灰煤回收槽6中通過(guò)蒸 觸法或蒸發(fā)法從所述萃取液分離所述溶劑而回收無(wú)灰煤。在此，所謂萃取液是指含有被溶 劑萃取的煤成分的溶液，所謂殘?jiān)侵负胁蝗苡谌軇┑拿撼煞郑ê谢曳值拿骸＜椿颐海?的溶質(zhì)。
[0031] 得到改質(zhì)煤（無(wú)灰煤和萃余煤）的方法可W采用公知的方法，溶劑種類(lèi)和制造條 件鑒于煤的性狀、碳材料等作為使用用途的原料的設(shè)計(jì)而適當(dāng)選擇。典型的方法是將多數(shù) 情況下為芳香族溶劑（供氨性或非供氨性的溶劑）的對(duì)于煤具有大溶解力的溶劑與煤混合 并對(duì)其加熱，萃取煤中的有機(jī)成分該樣的方法。但是，為了更高效率且廉價(jià)地得到改質(zhì)煤， 例如，優(yōu)選通過(guò)W下的方法制造改質(zhì)煤。對(duì)于此方法而言，首先是在萃取槽4中，加熱從煤 供給槽3供給的煤和從溶劑供給槽2供給的非供氨性溶劑進(jìn)行混合后的混合物（漿料），萃 取可溶于非供氨性溶劑的煤成分。其次，在分離槽5中，將萃取后的漿料分離成萃取液和殘 渣。然后，在無(wú)灰煤回收槽6中，從所述萃取液中分離所述非供氨性溶劑而回收無(wú)灰煤。另 夕F，在萃余煤回收槽7中，從所述殘?jiān)蟹蛛x所述非供氨性溶劑而回收萃余煤。
[0032] 作為溶劑萃取用的煤，沒(méi)有特別限制，可W是萃取率（無(wú)灰煤回收率）高的煙煤， 也可W是更廉價(jià)劣質(zhì)煤（次煙煤、褐煤）。還有，優(yōu)選煤預(yù)先粉碎成盡可能小的粒子，優(yōu)選粒 徑（最大長(zhǎng)度）為1mm W下。
[0033] 非供氨性溶劑主要是由煤的干觸生成物精煉的、作為W雙環(huán)芳香族為主的溶劑的 煤衍生物。該非供氨性溶劑即使在加熱狀態(tài)下也穩(wěn)定，與煤的親和性?xún)?yōu)異，因此被溶劑萃取 的可溶成分（在此為煤成分）的比例下，也稱(chēng)為萃取率）高，另外，是由蒸觸等方法可容 易回收的溶劑。作為非供氨性溶劑主要的成分可列舉作為雙環(huán)芳香族的蔡、甲基蔡、二甲基 蔡、立甲基蔡等，此外，作為非供氨性溶劑的成分，包含具有脂肪族側(cè)鏈的蔡類(lèi)、意類(lèi)、巧類(lèi)， 另外還包含其中具有聯(lián)苯和長(zhǎng)鏈脂肪族側(cè)鏈的焼基苯。
[0034] 通過(guò)使用非供氨性溶劑并進(jìn)行加熱萃取，能夠提高煤的萃取率。另外，與極性溶劑 不同，能夠容易地回收溶劑，因此容易將溶劑循環(huán)使用。此外，因?yàn)椴恍枰褂酶邇r(jià)的氨、催 化劑等，所W能夠W低廉的成本使煤可溶化而得到改質(zhì)煤，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)性的提高。還有， 在本發(fā)明中，作為溶劑，不限定為W雙環(huán)芳香族化合物為例的非供氨性溶劑。目P，四氨化蔡、 煤液化油等供氨性溶劑雖然高價(jià)，但通常會(huì)帶來(lái)很高的無(wú)灰煤收獲率，因此作為溶劑使用 供氨性溶劑也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0035] 相對(duì)于溶劑的煤濃度雖然也根據(jù)原料煤的種類(lèi)有所不同，但優(yōu)選W干煤基準(zhǔn)計(jì)為 10?50質(zhì)量％的范圍，更優(yōu)選為20?35質(zhì)量％的范圍。相對(duì)于溶劑的煤濃度低于10質(zhì) 量％時(shí)，相對(duì)于溶劑的量，萃取于溶劑的煤成分的比例變少，缺乏經(jīng)濟(jì)性。另一方面，煤濃度 越高越優(yōu)選，但若超過(guò)50質(zhì)量％，則制備的漿料的粘度變高，漿料的移動(dòng)、萃取液和殘?jiān)?分離容易變得困難。
[0036] 漿料的加熱溫度優(yōu)選為300?45(TC的范圍。通過(guò)使加熱溫度在該一范圍，構(gòu)成煤 的分子間的鍵合減弱，引起緩和的熱解，萃取率最高。加熱溫度低于30(TC時(shí)，對(duì)于削弱構(gòu)成 煤的分子間的鍵合來(lái)說(shuō)容易不充分，難W提高萃取率。另一方面，若超過(guò)45(TC，則煤的熱解 反應(yīng)變得非?；钴S，引起生成的熱解自由基的再鍵合，因此萃取率難W提高，另外難W引起 煤的變質(zhì)。還有，更優(yōu)選為350?40(TC。
[0037] 加熱時(shí)間（萃取時(shí)間）規(guī)范的是直至到達(dá)溶解平衡的時(shí)間，其實(shí)現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)上不 利。因此，由于根據(jù)煤的粒徑、溶劑的種類(lèi)等條件而有所不同，所W不能一概而論，但通常為 10?60分鐘左右。加熱時(shí)間低于10分鐘時(shí)，煤成分的萃取容易不充分，另一方面，即使超 過(guò)60分鐘，也無(wú)法進(jìn)行更多萃取，因此不經(jīng)濟(jì)。
[0038] 可溶于非供氨性溶劑的煤成分的萃取優(yōu)選在惰性氣體的存在下進(jìn)行。該是由于若 與氧接觸則有可能起火，因此危險(xiǎn)，另外，使用氨時(shí)成本變高。作為使用的惰性氣體，優(yōu)選使 用廉價(jià)的氮，但沒(méi)有特別限定。另外，壓力根據(jù)萃取時(shí)的溫度、使用的溶劑的蒸氣壓也有所 不同，優(yōu)選為1. 0?2.OMPa。壓力低于溶劑的蒸氣壓時(shí)，則溶劑揮發(fā)而無(wú)法固定為液相，不 能進(jìn)行萃取。為了使溶劑固定為液相，需要高于溶劑的蒸氣壓的壓力。另一方面，若壓力過(guò) 高，則設(shè)備的成本、運(yùn)轉(zhuǎn)成本變高，不經(jīng)濟(jì)。
[0039] 按照該樣將萃取了煤成分之后的漿料分離成萃取液和殘?jiān)?。作為將漿料分離成萃 取液和殘?jiān)姆椒ǎǔＲ阎薪柚鞣N的過(guò)濾方法、離也分離的方法。但是，在利用過(guò)濾 的方法中需要頻繁更換過(guò)濾器，另外，利用離也分離的方法中，容易引起因未溶解煤成分造 成的堵塞，工業(yè)上實(shí)施該些方法有困難。因此，優(yōu)選可W進(jìn)行流體的連續(xù)操作、在低成本下 也適合大量的處理的重力沉降法。由此，從相當(dāng)于所述分離槽5的重力沉降槽的上部，能夠 得到作為含有被溶劑萃取的煤成分的溶液的萃取液（W下，也稱(chēng)為上清液），從重力沉降槽 的下部，能夠得到作為含有不溶于溶劑的煤成分的溶質(zhì)的殘?jiān)╓下，也稱(chēng)為固體成分濃 縮液）。還有，雖然理想的是萃取液和殘?jiān)耆蛛x，但盡管是少量的，在萃取液的一部分中 混入殘?jiān)?、或殘?jiān)囊徊糠种谢烊胼腿∫骸?br> [0040] 然后，從該上清液（萃取液）中，通過(guò)分離非供氨性溶劑而得到無(wú)灰煤。另外，從固 體成分濃縮液（殘?jiān)┲?，通過(guò)分離非供氨性溶劑而得到萃余煤。從上清液、固體成分濃縮 液中分離溶劑的方法可W采用通常的蒸觸法和蒸發(fā)法（噴霧干燥法等）等，由上清液能夠 得到實(shí)質(zhì)上不含灰分的無(wú)灰煤。另外，由固體成分濃縮液能夠得到含有灰分的萃余煤。還 有，萃余煤的回收和無(wú)灰煤的回收先進(jìn)行哪個(gè)均可，也可W同時(shí)進(jìn)行。然后，按照該樣由改 質(zhì)煤制造裝置1制造的萃余煤供于成形工序。
[0041] 在此，從固體成分濃縮液（殘?jiān)┓蛛x非供氨性溶劑而回收萃余煤時(shí)，通過(guò)在非供 氨性溶劑的沸點(diǎn)W上的溫度進(jìn)行的蒸觸法或蒸發(fā)法分離非供氨性溶劑，因此從固體成分濃 縮液回收而得到的萃余煤例如是溫度為150?30(TC左右的高溫狀態(tài)，是水分量為0. 2? 3. 0質(zhì)量％左右的干燥狀態(tài)。
[0042] 另外，從固體成分濃縮液回收而得到的萃余煤是微粉狀，粒徑（最大長(zhǎng)度）是 0.2?1.0mm左右。但是，在萃余煤之中也一并存在粒徑（一次粒徑）為0.2?1.0mm左右 的粒子凝集的二次粒子。該二次粒子的粒徑（二次粒徑）根據(jù)萃余煤的回收條件也有所不 同，但例如為0.2?50mm左右。
[0043] 按照該樣，萃余煤之所W呈微粉狀而得到，是因?yàn)樵诟馁|(zhì)煤制造工序中通常使用 3mm W下、或1mm W下的原料煤，但在所述萃取過(guò)程中進(jìn)行煤顆粒的溶解、崩潰、微細(xì)化。如 此，因?yàn)檩陀嗝涸揪褪荳微粉狀取得，所W在制作后段的成形物之前，基本上不需要將萃 余煤粉碎至微粉的工序（但是，有凝集而粗大化的二次粒子混雜時(shí)有時(shí)需要進(jìn)行破碎、粉 碎，其負(fù)荷沒(méi)有將煤粉碎的情況那么大。），能夠削減粉碎成本，通過(guò)使用萃余煤能夠削減焦 炭制造成本。相對(duì)于此，如果不使用萃余煤而只用煤制作成形物，則需要使煤微粉化或需要 添加粘結(jié)劑，存在焦炭的制造成本上升的問(wèn)題。
[0044] <成形工序〉
[0045] 成形工序，是W所述回收的萃余煤作為主成分，不使用粘結(jié)劑，成形為塊狀而作為 成形物的工序。該里所說(shuō)的成形物是將W萃余煤為主成分的成形用原料成形為塊狀而得到 的，具有規(guī)定的立體結(jié)構(gòu)的成形體。成形物的成形，例如可W使用壓縮成形、雙親式壓片成 形等成形機(jī)，對(duì)成形物進(jìn)行成形。
[0046] 成形用原料在成形時(shí)，W后述的方式含有水分，因此優(yōu)選為12CTC W下，但另一方 面，比室溫高出一定程度的方法容易成形，能夠得到強(qiáng)度進(jìn)一步提高的成形物。具體來(lái)說(shuō)優(yōu) 選為3CTCW上，更優(yōu)選為60?9(TC的范圍。該樣的溫度是成形用原料填充到成形用的金 屬模具中的時(shí)刻的溫度。因此，成形用原料的溫度低時(shí)，可成形時(shí)的溫度成為3CTCW上 的方式預(yù)先用加熱器等加熱成形用原料后，將其填充到金屬模具中，或者也可W用加熱器 等加熱金屬模具，并一邊成形一邊加熱。
[0047] 還有，對(duì)于成形物而言，為了確保在干觸后得到的焦炭的強(qiáng)度，將萃余煤作為主成 分，使萃余煤占成形用原料的90質(zhì)量％ [干基]W上，優(yōu)選為95質(zhì)量％ [干基]W上。在 此，所謂"質(zhì)量％ [干基]"，意思是相對(duì)于干燥狀態(tài)的成形用原料的質(zhì)量％。
[0048] 另外，在成形物的成形時(shí)，由改質(zhì)煤制造工序得到的萃余煤混有所述粗大的二次 粒子時(shí)，也可W實(shí)施破碎、粉碎來(lái)進(jìn)行萃余煤的粒徑調(diào)整，將該粒徑調(diào)整后的萃余煤導(dǎo)入成 形機(jī)。
[0049] 另外，在成形物的成形時(shí)，出于改善連續(xù)成形中的粉狀的萃余煤的流動(dòng)性的目的， 也可W對(duì)于萃余煤添加粒徑調(diào)整為1mm W下、優(yōu)選為0. 5mm W下的粉狀的煤并導(dǎo)入成形機(jī)。 對(duì)于所述粉狀的煤而言，使其粒徑越小，則成形物的強(qiáng)度越上升，但若50 y m W下的比例達(dá) 到30質(zhì)量％ ^上，則反而難W成形，因此不宜。還有，例如所謂粒徑為1mm W下的粉狀的 煤，意思是用網(wǎng)眼1mm W下的篩子（金屬制網(wǎng)篩，規(guī)格編號(hào)JIS Z 8801-1(2006))搖晃粉碎 后的粉煤時(shí)篩下去的粉末。在萃余煤中添加所述粉狀的煤時(shí)，若添加量過(guò)多，則焦炭的強(qiáng)度 降低，因此，該粉狀的煤的相對(duì)于包含其在內(nèi)的全體（成形用原料）質(zhì)量的比例至多為5質(zhì) 量％ [干基]。按照該樣成為粉狀等而添加的煤的種類(lèi)沒(méi)有特別限定，可W從強(qiáng)粘結(jié)煤、中 強(qiáng)粘結(jié)煤、弱粘結(jié)煤、非粘結(jié)煤或鍋爐用煤等之中任意選擇。
[0050] 另外，在成形物的成形時(shí)，為了更有效率地（W高生產(chǎn)率）進(jìn)行成形，優(yōu)選調(diào)整成 形用原料的水分含量。但是，若過(guò)度提高成形用原料的水分含量，則成形物的表觀(guān)密度降 低，干觸后得到的焦炭的表觀(guān)密度也降低（即，氣孔率上升），得不到具有期望的密度的焦 炭。因此，成形用原料的水分含量為8質(zhì)量％^下。如果從成形的效率化的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，則成 形用原料的水分含量的優(yōu)選范圍是0. 5?8質(zhì)量％，更優(yōu)選為1?3質(zhì)量％。
[0051] 另外，成形物的尺寸可W根據(jù)要求適當(dāng)變更。例如為(p9〇mm' 90mmH的圓柱狀 (體積 570cm3)。
[0052] 按照W上說(shuō)明，制造成形物的方法包括改質(zhì)煤制造工序、成形工序。而且，在制 造該成形物的方法中，在不對(duì)所述各工序造成不良影響的范圍內(nèi)，也可W在所述各工序之 間或前后包括其他工序，例如，粉碎原料煤的煤粉碎工序、和除去廢物等多余物的除去工序 等。
[0053] <干觸工序〉
[0054] 在干觸工序中，干觸所述成形物而制造焦炭。干觸可W使用公知的方法。例如， 可列舉室式爐或連續(xù)式干觸爐（豎爐）。干觸條件未特別限定，可W采用普通的干觸條件。 例如干觸溫度為950?120(TC，更優(yōu)選為lOOCrC?105(TC，干觸時(shí)間為8?2化，更優(yōu)選為 10?2化。
[00巧]若W所述的條件干觸成形物，則是其升溫過(guò)程中，萃余煤中殘留的無(wú)灰煤成分軟 化并烙融而表現(xiàn)出粘結(jié)性，作為粘結(jié)劑發(fā)揮作用，另一方面，除去無(wú)灰煤成分的萃余煤本體 部分不會(huì)軟化烙融且沒(méi)有膨脹性，因此內(nèi)部沒(méi)有氣泡發(fā)生。然后，若達(dá)到更高溫，則無(wú)灰煤 成分再固化而焦炭化，因此能夠得到與普通的焦炭至少相同程度的強(qiáng)度，并且因?yàn)閮?nèi)部沒(méi) 有氣孔生成，所W能夠得到比普通的焦炭更高密度的焦炭。
[0056] 制造的焦炭（萃余煤焦炭）的強(qiáng)度和密度優(yōu)選W強(qiáng)度指數(shù)DI6009. 5計(jì)為85W上 且低于88,W氣孔率計(jì)為36%W下。該樣的強(qiáng)度和密度，例如，可W根據(jù)萃余煤中的無(wú)灰 煤成分的含量、成形物中的萃余煤的比例，適當(dāng)調(diào)整水分的添加量等來(lái)實(shí)現(xiàn)。還有，之所W 使強(qiáng)度指數(shù)DI6009. 5的優(yōu)選范圍的上限為8,是出于考慮到焦炭的制造成本的經(jīng)濟(jì)性的觀(guān) 點(diǎn)。
[0057] 還有如后所述，由于在高爐操作中萃余煤焦炭會(huì)與普通的焦炭并用（即，將普通 的焦炭的一部分置換成萃余煤利用焦炭），所W推薦例如在W室式爐進(jìn)行干觸時(shí)，一邊在一 部分的碳化室制造萃余煤焦炭，一邊由另外余下的碳化室制造普通的焦炭。當(dāng)然，也可W例 如定期地使用室式爐的全碳化室制作并儲(chǔ)存萃余煤利用焦炭。
[0058] 接下來(lái)，對(duì)于將W上述方式制造的萃余煤焦炭作為高爐裝入用焦炭使用的方法進(jìn) 行說(shuō)明。
[0059] <高爐裝入用焦炭〉
[0060] W上述方式制造的萃余煤焦炭具有與高爐用的普通的焦炭至少同等的強(qiáng)度，具有 比普通的焦炭更高的密度，因此作為高爐裝入用焦炭，可W與普通的焦炭一起從高爐爐頂 裝入使用。
[0061] 萃余煤焦炭也可W與普通的焦炭混合，W形成焦炭層的方式裝入，但作為中也裝 入用焦炭或礦石層混合用焦炭，特別推薦與普通的焦炭分開(kāi)另行裝入使用。
[0062] 目P，中也加焦法是經(jīng)由與通常的裝入不同的途徑向高爐中也部裝入一部分焦炭的 方法。根據(jù)此裝入法，在高爐中也部使礦石量減少，可抑制碳溶損反應(yīng)，粉發(fā)生少的健全的 焦炭被供給到爐芯。其結(jié)果是，爐芯的通液性良好，出鐵時(shí)鐵水通過(guò)爐床的中也部流出。即， 爐床上的鐵水的環(huán)狀流動(dòng)受到抑制，能夠防止?fàn)t床壁溫度的上升，能夠延長(zhǎng)爐壽命。
[0063] 在此，若使用高密度的萃余煤焦炭作為中也裝入用焦炭，則在其高密度化帶來(lái)的 慣性力增大的作用下，爐芯的高度減少，其結(jié)果是，能夠復(fù)原陷入到不穩(wěn)定化的爐芯，并且 流動(dòng)范圍變寬，且因?yàn)榛钊鲄^(qū)域擴(kuò)展至爐下部，所W，也能夠獲得抑制息料等的失?，F(xiàn)象 的作用（參照河合秀樹(shù)等，"中也裝入粒子的密度、摩擦特性對(duì)高爐內(nèi)固體粒子流動(dòng)和爐芯 性能造成的影響的數(shù)值分析"，鐵與鋼，社團(tuán)法人日本鐵鋼協(xié)會(huì)，2008年，第94卷，第4號(hào)， P.107-114)，可W更確實(shí)地發(fā)揮所述中也焦炭法的效果。
[0064] 另一方面，焦炭混合裝入法，是使礦石中混合少量的焦炭而裝入到高爐中，形成礦 石層的方法，在礦石層內(nèi)由于礦石的氣體還原而發(fā)生的C02,在焦炭作用下再生為C0,從而 使礦石的還原性提高，通過(guò)使軟烙帶的通氣性提高，高爐穩(wěn)定操作，還原材比率減少。
[0065] 在此，若將高密度的萃余煤焦炭作為礦石層混合用焦炭使用，則與礦石的表觀(guān)密 度的差變小，因此可抑制礦石層內(nèi)的焦炭偏析，礦石層內(nèi)的氣體的偏流受到抑制，爐身部的 氣體流動(dòng)得到改善，可W更確實(shí)地發(fā)揮所述焦炭混合裝入的效果。還有，一般來(lái)說(shuō)，若焦炭 的密度變高，則可知?dú)饣磻?yīng)性降低，有可能阻礙礦石的還原性提高作用。但是，萃余煤焦 炭借助高濃度的灰分中包含的金屬元素（Fe等）對(duì)于氣化反應(yīng)的催化劑作用，雖然密度高， 但氣化反應(yīng)性不小，沒(méi)有阻礙礦石的還原性提高作用。
[0066] 還有，對(duì)于萃余煤焦炭而言，其灰分含量為10?20質(zhì)量％左右（參照后述實(shí)施 例），相比普通的焦炭的低于10質(zhì)量％而言變高，因此若與普通的焦炭一起裝入高爐中，貝U 在高爐內(nèi)生成的烙渣量有可能增加。但是，裝入高爐中的焦炭總量之中，用作中也裝入用、 礦石層混合用的焦炭的比例至多分別為數(shù)質(zhì)量％左右，因此相對(duì)于裝入高爐的焦炭全體的 灰分含量并不是那么高，對(duì)于在高爐內(nèi)生成的烙渣量幾乎不造成影響。
[0067] 接著，對(duì)于將萃余煤焦炭作為鑄件用焦炭使用的方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0068] 萃余煤焦炭因?yàn)楦邚?qiáng)度且高密度，所W除了適合作為上述的高爐的中也裝入用焦 炭、礦石層混合用焦炭使用W外，也能夠適用為鑄件用焦炭。
[0069]目P，在作為鑄鐵烙爐代表性的沖天爐中，作為豎爐的熱源和增碳劑，使用的是焦 炭，在焦炭之中，特別使用的是高密度且大塊狀而且粒徑統(tǒng)一的焦炭（例如60mmW上的 塊），即所謂的鑄件用焦炭。為了制造該樣的焦炭，一直W來(lái)，除了普通的原料煤W外，還 使用無(wú)煙煤、石油焦炭20?40質(zhì)量％，還有漸青5?15質(zhì)量％ (焦炭備忘錄2001年版， P. 101)。之所W提高無(wú)煙煤、石油焦炭的比例，是因?yàn)樵撔┰显诟捎|過(guò)程中不會(huì)膨脹，能 夠抑制成為焦炭密度的降低原因的氣孔生成。另外，漸青的使用是為了彌補(bǔ)由于沒(méi)有粘結(jié) 性的無(wú)煙煤、石油焦炭的使用導(dǎo)致的焦炭強(qiáng)度降低。鑄件用焦炭和高爐煉鐵用焦炭的典型 的物性示于表1中（焦炭備忘錄2001年版，P. 34-35)。
[0070]【表1】
[0071]

【權(quán)利要求】
1. 一種焦炭，其特征在于，是將成形用原料成形為塊狀而成為成形物，對(duì)該成形物進(jìn)行 干餾所得到的焦炭，所述成形用原料含有以溶劑對(duì)煤進(jìn)行萃取處理而制造無(wú)灰煤的過(guò)程中 產(chǎn)生的萃余煤、煤和水分，所述煤的含量以干燥基準(zhǔn)計(jì)，為所述成形用原料的5質(zhì)量％以下 且包含〇質(zhì)量％，所述水分的含量以干燥基準(zhǔn)計(jì)，為所述成形用原料的8質(zhì)量％以下且包含 〇質(zhì)量％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦炭，其中，作為高爐裝入用焦炭使用。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的焦炭，其中，作為中心裝入用焦炭使用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的焦炭，其中，作為礦石層混合用焦炭使用。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦炭，其中，作為鑄件用焦炭使用。
【文檔編號(hào)】C10B53/00GK104395431SQ201380031594
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】濱口真基, 奧山憲幸, 堺康爾, 田中丈晴, 岡高憲, 宍戶(hù)貴洋, 松井良行 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶(hù)制鋼所