[发明专利]高炉用高反应性高强度焦炭及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及高炉用高反应性高强度焦炭及其制造方法。详细地说，本发明涉及一种焦炭的强度、CO₂反应性、气孔孔径分布均达到所需水平的高反应性高强度焦炭及其制造方法。

                    背景技术

近年来，鉴于炼焦炉的老化问题，人们企图通过降低炼焦炉的实际作业率来延长炼焦炉的寿命。为此，提高向高炉中的粉煤吹入量的操作被广泛采用。

由于向高炉中的煤粉吹入量增加，导致了焦比的降低，另一方面，由于提高了矿/焦比，从而增大了在高炉内对焦炭的重量负荷，当该荷重超过焦炭的强度时，就促进了焦炭的粉化。由于焦炭的粉化，导致了高炉内的透气性劣化，并会引起装入物的悬料或沟流等的操作异常，甚至会严重地阻碍高炉的操作。因此，极力减少高炉的粉化是重要的。

可是，高炉内的焦炭由于与二氧化碳(CO₂)反应而部分地气化，因此使其变成多孔状态，从而导致其强度降低。因此，迄今为止，作为抑制焦炭强度降低的方法，人们一直在研究能够减小焦炭与CO₂的反应性的技术，但是，这样就增高了高炉的能量成本。从降低成本的观点考虑，这是不希望的，因此，人们现在宁可采用低燃料比的作业方案。

为了进行低燃料比作业，有效的方法是通过把作业温度降低至方铁矿-铁还原平衡附近的储热区域的温度来提高在高炉内的还原效率。鉴于上述理由，有人考虑使用高反应性的焦炭(CAMP-ISIJ，Vol.5(1992)156)。

另外，作为制造这类高反应性焦炭的方法，可以采用增加在原料配合煤中的非粘性煤或微粘性煤的比例的方法，或者添加惰性煤成分的方法，例如象特开平6-313171号公报中公开的配合惰性物质的方法或象特开平2-117991号公报公开的配合由低炭化度煤制得炭的方法。

然而，作为在要求上述低燃料比操作的环境中使用的高炉用焦炭，要求它是具有下述特性的高反应性焦炭，所说特性包括它在从储热区域至熔化区域附近的温度范围内，其反应性高而且在反应后不易粉化，并且，即使在从熔化区域直至含有燃烧空窝(raceway section)的高炉下部的温度范围内也不易粉化。

应予说明，关于焦炭在高炉内的粉化特性，可以作如下理解。也就是说，可以使用焦炭与CO₂的反应率(CRI)和焦炭在与CO₂反应后的强度(CSR)作为该粉化特性的指数，其中特别重要的是CSR。因此，日本的各个钢铁公司在其高炉作业中设定了焦炭的CSR控制值，并且专门制造能够维持一定CSR值的焦炭。然而，如图1的A线所示，CRI与CSR具有良好的相关性，如要把CSR维持在一定值以上，就必须把CRI抑制到某个定值以下，这是存在的问题。应予说明，A线附近的区域表示，通过改变工艺焦炭与CO₂反应的反应时间来获得反应率不同的数据，然后分别测定这些具有不同反应率的焦炭的强度并以此作为反应后的强度测定结果(CRI＝25％时的CSR＝60.9％)。

在这方面，增加非粘性煤或微粘性煤的配合量的方法或添加惰性煤成分的方法等现有技术虽然能提高焦炭的反应性，但是在另一方面，在煤的粒子之间的熔粘性却降低了，从而使焦炭的强度降低，因此，作为上述问题的解决方法不能说是有效的。

                    发明内容

本发明的目的是提供一种与CO₂的反应性高而且焦炭强度也大的高炉用焦炭。

本发明的另一个目的是通过使用含有大量中炭化度低流动性的准粘性煤(以下简单地称为“中炭化度低流动性煤”)的少数几种牌号的配合煤来廉价地制造高反应性高强度高炉用焦炭。

也就是说，本发明提供一种高炉用高反应性高强度焦炭，它通过下述步骤制得，即：

把一种非熔融惰性成分的总含量在30体积％以上的中炭化度低流动性的中等粘性煤占60重量％以上的配合煤装入炼焦炉中进行干馏，其特征在于，

该焦炭所具有的气孔孔径分布为，直径不足10μm的气孔的含有率为12～15体积％，直径为10～100μm的气孔的含有率为10～15体积％。

关于上述的气孔孔径分布，优选是将直径在1μm以下的气孔的含有率控制在6体积％以上，并将直径在100μm以上的气孔的含有率控制在20体积％以下。

另外，本发明是一种高炉用高反应性高强度焦炭，它通过下述步骤制得，即：