[发明专利]煤炭的膨胀率的测定方法、煤炭的比容积的推断方法、空隙填充度的测定方法及煤炭配合方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭的软化熔融特性的评价参数即煤炭的膨胀率的测定方法、煤炭的比容积的推断方法、空隙填充度的测定方法及煤炭配合方法。

本申请基于2009年3月10日提出的日本专利申请特愿2009-056920号、2009年7月24日提出的日本专利申请特愿2009-173075号和2009年10月16日提出的日本专利申请特愿2009-239098号并主张其优先权，这里引用其内容。

背景技术

高炉用焦炭根据高炉的要求质量通常通过配合多种煤炭，且用焦炉干馏来制造。如果高炉用焦炭的强度低，则在将焦炭装入高炉时，因从焦炭发生的焦粉妨碍高炉内的还原气体的移动(上升)。在此种情况下，阻碍铁矿石的还原反应，难以进行高炉的稳定的作业。因此，高炉用焦炭要求具有规定值以上的强度。

作为焦炭强度，一直采用JIS的转鼓强度指数(例如，DI¹⁵⁰₆或DI¹⁵⁰₁₅)、ISO的米库姆(Micum)转鼓强度指数、ASTM的转鼓强度指数(tumbler strength index)等旋转强度指数或落下强度指数。这些指数都表示对焦炭(块焦)施加规定的机械冲击时不产生焦粉而维持块焦的状态的程度。旋转强度指数可通过在圆筒形的容器内自动重复进行焦炭的落下试验来得到。因此，该旋转强度指数与落下强度指数是本质上同种的指数。

在变更煤炭的配合比时，为了制造规定强度(目标值)以上的焦炭，需要从被配合的各种煤炭的特性事先预测焦炭的强度。因此，一直在开发从配合的各种煤炭的特性推断焦炭强度的技术，在以往的多种方法中，从煤炭的特性即煤炭化度和粘结性推断焦炭强度。作为表示煤炭的煤炭化度的指标，采用挥发分、反射率、含碳率等。另外，作为表示煤炭的粘结性的指标，采用JIS M 8801中规定的膨胀性(例如，膨胀率或比容积)或流动性等。

另外，例如，还开发了从煤炭组织的分析值算出相当于煤炭化度和粘结性的两个参数从而推断焦炭强度的方法，以及从元素分析值算出相当于煤炭化度和粘结性的两个参数从而推断焦炭强度的方法。可是，在这些以往的方法中，例如，在使用的煤炭(配合煤中的煤炭)大幅度变更的情况下，不能以充分的精度推断焦炭强度。

在专利文献1中，公开了从煤炭软化时的比容积和装入焦炭炉时的煤炭的体积密度之积求出煤炭软化时的空隙填充度，并从该煤炭软化时的空隙填充度推断焦炭的表面破坏强度的方法。

该专利文献1的方法基于下述的见解。如果煤炭软化时相对于煤炭粒子间的空隙率煤炭的膨胀率高，则煤炭粒子不能充分膨胀。相反，如果相对于煤炭粒子间的空隙率膨胀率低，则因有充分的空隙而使煤炭粒子自由膨胀。如果煤炭软化时煤炭粒子自由膨胀，则煤炭粒子内的气泡破裂，产生粗大的连结气孔及煤炭粒子间的非粘接部，从而制造出脆弱的焦炭。通常的焦炭制造用煤炭在400℃左右的温度下开始软化从而膨胀，在500℃左右的温度下再固化。因此，如果求出在从煤炭的软化到再固化的期间(焦炭化中)煤炭粒子填充空隙的比例，就能够预测焦炭中的非粘接晶界及连结气孔的缺陷的量，能够推断焦炭的表面破坏强度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-121565号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，近年来，以煤炭价格的高涨等为背景，要求使用迄今为止不能作为焦炭的制造原料使用的粘结性低的煤炭。具体地说，为了制造焦炭，要求使用采用JIS M 8801的膨胀性试验方法测定的总膨胀率为0％的粘结性低的煤炭(极低总膨胀率煤炭)。例如，使用该总膨胀率为0％的粘结性低的煤炭作为燃料，在锅炉内燃烧。

在专利文献1的焦炭强度的推断方法中，没有考虑采用总膨胀率为0％的煤炭。因此，在采用总膨胀率为0％的煤炭的情况下，能否使用该方法还不清楚。于是，本发明人基于专利文献1的方法，推断了由含有总膨胀率为0％的煤炭的配合煤制造的焦炭的强度。再者，对通过干馏含有上述总膨胀率为0％的煤炭的配合煤而制造的高炉用焦炭的焦炭强度进行了测定。然后，对测定的焦炭强度和推断的焦炭强度进行了比较。

表1中示出了评价煤炭A～G的软化熔融特性的评价参数的值。此外，煤炭A～G是相互不同的品种的煤炭。煤炭A及B是粘结性高的煤炭，煤炭C～G是总膨胀率为0％的粘结性低的煤炭。

表1