[發明專利]煤炭的膨脹率的測定方法、煤炭的比容積的推斷方法、空隙填充度的測定方法及煤炭配合方法

有效

• 申請號: 201080011027.0
• 申請日: 2010-03-10
• 公開（公告）號: CN102348977A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 野村誠治;塚崎祥充;小泉聰;石原口裕二;柿木充;相原洋一
• 申請（專利權）人: 新日本制鐵株式會社
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22;C10B45/00;C10B57/04;G01N25/16
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳建全

技術領域

本發明涉及煤炭的軟化熔融特性的評價參數即煤炭的膨脹率的測定方法、煤炭的比容積的推斷方法、空隙填充度的測定方法及煤炭配合方法。

本申請基于2009年3月10日提出的日本專利申請特愿2009-056920號、2009年7月24日提出的日本專利申請特愿2009-173075號和2009年10月16日提出的日本專利申請特愿2009-239098號并主張其優先權，這里引用其內容。

背景技術

高爐用焦炭根據高爐的要求質量通常通過配合多種煤炭，且用焦爐干餾來制造。如果高爐用焦炭的強度低，則在將焦炭裝入高爐時，因從焦炭發生的焦粉妨礙高爐內的還原氣體的移動(上升)。在此種情況下，阻礙鐵礦石的還原反應，難以進行高爐的穩定的作業。因此，高爐用焦炭要求具有規定值以上的強度。

作為焦炭強度，一直采用JIS的轉鼓強度指數(例如，DI¹⁵⁰₆或DI¹⁵⁰₁₅)、ISO的米庫姆(Micum)轉鼓強度指數、ASTM的轉鼓強度指數(tumbler?strength?index)等旋轉強度指數或落下強度指數。這些指數都表示對焦炭(塊焦)施加規定的機械沖擊時不產生焦粉而維持塊焦的狀態的程度。旋轉強度指數可通過在圓筒形的容器內自動重復進行焦炭的落下試驗來得到。因此，該旋轉強度指數與落下強度指數是本質上同種的指數。

在變更煤炭的配合比時，為了制造規定強度(目標值)以上的焦炭，需要從被配合的各種煤炭的特性事先預測焦炭的強度。因此，一直在開發從配合的各種煤炭的特性推斷焦炭強度的技術，在以往的多種方法中，從煤炭的特性即煤炭化度和粘結性推斷焦炭強度。作為表示煤炭的煤炭化度的指標，采用揮發分、反射率、含碳率等。另外，作為表示煤炭的粘結性的指標，采用JIS?M?8801中規定的膨脹性(例如，膨脹率或比容積)或流動性等。

另外，例如，還開發了從煤炭組織的分析值算出相當于煤炭化度和粘結性的兩個參數從而推斷焦炭強度的方法，以及從元素分析值算出相當于煤炭化度和粘結性的兩個參數從而推斷焦炭強度的方法。可是，在這些以往的方法中，例如，在使用的煤炭(配合煤中的煤炭)大幅度變更的情況下，不能以充分的精度推斷焦炭強度。

在專利文獻1中，公開了從煤炭軟化時的比容積和裝入焦炭爐時的煤炭的體積密度之積求出煤炭軟化時的空隙填充度，并從該煤炭軟化時的空隙填充度推斷焦炭的表面破壞強度的方法。

該專利文獻1的方法基于下述的見解。如果煤炭軟化時相對于煤炭粒子間的空隙率煤炭的膨脹率高，則煤炭粒子不能充分膨脹。相反，如果相對于煤炭粒子間的空隙率膨脹率低，則因有充分的空隙而使煤炭粒子自由膨脹。如果煤炭軟化時煤炭粒子自由膨脹，則煤炭粒子內的氣泡破裂，產生粗大的連結氣孔及煤炭粒子間的非粘接部，從而制造出脆弱的焦炭。通常的焦炭制造用煤炭在400℃左右的溫度下開始軟化從而膨脹，在500℃左右的溫度下再固化。因此，如果求出在從煤炭的軟化到再固化的期間(焦炭化中)煤炭粒子填充空隙的比例，就能夠預測焦炭中的非粘接晶界及連結氣孔的缺陷的量，能夠推斷焦炭的表面破壞強度。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2002-121565號公報

發明內容

發明所要解決的課題

但是，近年來，以煤炭價格的高漲等為背景，要求使用迄今為止不能作為焦炭的制造原料使用的粘結性低的煤炭。具體地說，為了制造焦炭，要求使用采用JIS?M?8801的膨脹性試驗方法測定的總膨脹率為0％的粘結性低的煤炭(極低總膨脹率煤炭)。例如，使用該總膨脹率為0％的粘結性低的煤炭作為燃料，在鍋爐內燃燒。

在專利文獻1的焦炭強度的推斷方法中，沒有考慮采用總膨脹率為0％的煤炭。因此，在采用總膨脹率為0％的煤炭的情況下，能否使用該方法還不清楚。于是，本發明人基于專利文獻1的方法，推斷了由含有總膨脹率為0％的煤炭的配合煤制造的焦炭的強度。再者，對通過干餾含有上述總膨脹率為0％的煤炭的配合煤而制造的高爐用焦炭的焦炭強度進行了測定。然后，對測定的焦炭強度和推斷的焦炭強度進行了比較。

表1中示出了評價煤炭A～G的軟化熔融特性的評價參數的值。此外，煤炭A～G是相互不同的品種的煤炭。煤炭A及B是粘結性高的煤炭，煤炭C～G是總膨脹率為0％的粘結性低的煤炭。

表1