JP7327293B2 - Method for producing molding for ferro-coke and method for producing ferro-coke - Google Patents
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Description
本発明は、石炭、鉄原料およびバインダーの混合物を成型して製造するフェロコークス用成型物の製造方法、および、当該成型物を乾留して製造するフェロコークスの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing molded products for ferro-coke by molding a mixture of coal, iron raw material and binder, and a method for producing ferro-coke by carbonizing the molded products.
高炉操業を効率よく行うために、石炭をコークス炉で乾留して製造したコークスが高炉に装入されている。高炉内に装入されたコークスには、高炉内の通気をよくするためのスペーサーとしての役割、還元材としての役割、熱源としての役割がある。近年、コークスの反応性を向上させるという観点から、フェロコークスを使用する技術が開発されている。 In order to efficiently operate a blast furnace, coke produced by carbonizing coal in a coke oven is charged into the blast furnace. Coke charged into the blast furnace has the role of a spacer for improving ventilation in the blast furnace, a role of a reducing agent, and a role of a heat source. In recent years, techniques using ferro-coke have been developed from the viewpoint of improving coke reactivity.
フェロコークスは、主原料となる石炭、鉄原料が予め粉砕、乾燥され、数質量%のバインダーとともに混練機内で撹拌、混練後、ダブルロール式の成型機にて成型物とされ、この成型物を竪型炉で乾留することで製造される。成型時に用いられるバインダーは、成型物の強度だけでなく、乾留後のフェロコークスの強度にも大きく影響を及ぼすことから、その性状が非常に重要となる。 Ferro-coke is made by pulverizing coal and iron raw materials, which are the main raw materials, in advance, drying them, stirring and kneading them in a kneader with a binder of several mass%, and then molding them with a double roll molding machine. It is produced by dry distillation in a vertical furnace. The properties of the binder used during molding are very important because it greatly affects not only the strength of the molded product but also the strength of the ferro-coke after carbonization.
特に、成型時に粒子間を繋ぎとめる糊の役割を果たす低軟化点バインダーに求められる性状は、混練時の温度において適当な粘度を有することである。この粘度が低過ぎると、粒子同士を接着できず、成型物の強度を高めることができない。一方、粘度が高過ぎると、混練時にバインダーを原料全体に分散できず、バインダーのある部分とない部分とで強度のバラツキが生じてしまう。このため、フェロコークスの製造では、混練時の温度で適度な粘度を有するコールタールピッチ(軟ピッチ)が使用されている。 In particular, the property required for the low softening point binder, which serves as a glue that binds particles together during molding, is to have an appropriate viscosity at the temperature during kneading. If the viscosity is too low, the particles cannot be adhered to each other and the strength of the molding cannot be increased. On the other hand, if the viscosity is too high, the binder cannot be dispersed throughout the raw material during kneading, resulting in uneven strength between portions with and without the binder. For this reason, coal tar pitch (soft pitch), which has an appropriate viscosity at the kneading temperature, is used in the production of ferro-coke.
フェロコークスが使用される高炉を有する製鉄所には、高炉で還元材として使用されるコークスを製造する室炉式コークス炉が併設されており、ここでは石炭を1000℃以上の高温で乾留しコークスを製造している。石炭の乾留時にコールタールが副産物として生成されるので、これを化工工場へ輸送して、蒸留し、その残渣として軟ピッチを製造している。このため、製鉄所ではバインダーとなる軟ピッチを調達できるというメリットがあるが、軟ピッチは常温で固体もしくは粘度の高い液体であるので、軟ピッチ製造工程からフェロコークス用成型物の製造工程へ輸送して使用する際のハンドリングに手間が掛かるという問題がある。ここで、室炉式コークス炉で生成するコールタールを直接バインダーとして用いることができれば、化工工場へコールタールを搬送する工程、コールタールを蒸留して軟ピッチを製造する工程および製造された軟ピッチを搬送する工程を無くすことができる。 Steelworks with blast furnaces that use ferro-coke are equipped with chamber-furnace coke ovens that produce coke, which is used as a reducing agent in the blast furnace. are manufacturing. Coal tar is produced as a by-product during the carbonization of coal, and is transported to a chemical plant where it is distilled and the residue is used to produce soft pitch. For this reason, steel mills have the advantage of being able to procure soft pitch as a binder, but since soft pitch is a solid or highly viscous liquid at room temperature, it is transported from the soft pitch manufacturing process to the ferro-coke molding manufacturing process. There is a problem that it takes time and effort to handle when using it as one. Here, if the coal tar produced in the chamber-type coke oven can be used directly as a binder, the steps of conveying coal tar to a chemical plant, distilling coal tar to produce soft pitch, and producing soft pitch can be eliminated.
一方、コールタールを直接フェロコークス用成型物のバインダーとして用いると、フェロコークス用成型物をフェロコークスの乾留炉へ装入して乾留しフェロコークスを製造するときに、成型物の強度を十分に高くすることができず、粉化してフェロコークス製造の歩留りを低下させるといった問題があった。この成型物の強度低下に対し、特許文献1には、低軟化点バインダーに含まれるγレジン成分の質量割合を測定し、所定の質量割合以上のγレジン成分を含む低軟化点バインダーを用いる技術が開示されている。 On the other hand, if coal tar is used directly as a binder for ferro-coke moldings, when the ferro-coke moldings are charged into a ferro-coke carbonization furnace and carbonized to produce ferro-coke, the strength of the moldings is sufficiently increased. There was a problem that it could not be made high and powdered to reduce the yield of ferro-coke production. In order to address this decrease in the strength of the molded product, Patent Document 1 discloses a technique of measuring the mass ratio of the γ resin component contained in the low softening point binder and using a low softening point binder containing a γ resin component in a predetermined mass ratio or more. is disclosed.
特許文献1に開示された技術では、所定の質量割合以上のγレジン成分を含む低軟化点バインダーを用いることで成型物の強度を効果的に高めることができるとしているが、γレジン成分の含有量が所定の質量割合より低い低軟化点バインダーは成型物の強度を高めることができず、フェロコークス用成型物のバインダーとして用いることができない、という課題があった。本発明は、このような従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、混練中にコールタール等の低軟化点バインダーの粘度を高め、当該バインダーを用いて強度の高いフェロコークス用成型物を製造できるフェロコークス用成型物の製造方法を提供する点にある。 According to the technique disclosed in Patent Document 1, it is possible to effectively increase the strength of the molded product by using a low softening point binder containing a γ resin component in a predetermined mass ratio or more. There is a problem that a low softening point binder whose amount is lower than a predetermined mass ratio cannot increase the strength of the molded product and cannot be used as a binder for the molded product for ferro-coke. The present invention has been made in view of such prior art, and its object is to increase the viscosity of a low softening point binder such as coal tar during kneading, and to obtain a high-strength ferromagnetic material by using the binder. An object of the present invention is to provide a method for producing a molding for ferro-coke, which can produce a molding for coke.
上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
(1)石炭と鉄原料にバインダーを加えて混合物とし、前記混合物を混練し、成型するフェロコークス用成型物の製造方法であって、前記バインダーは、石炭を950℃以下で乾留して得られるコールタールであり、前記混練を120℃以上で所定時間行う、フェロコークス用成型物の製造方法。
(2)前記コールタールは、前記フェロコークス用成型物の乾留時に排出されるガスに含まれるフェロコークスタールである、(1)に記載のフェロコークス用成型物の製造方法。
(3)前記所定時間は、前記混練の温度において前記コールタールに含まれるナフタレンの揮発が完了する時間より長い、(1)または(2)に記載のフェロコークス用成型物の製造方法。
(4)前記混練を180℃以下で行う(1)から(3)のいずれか1つに記載のフェロコークス用成型物の製造方法。
(5)(1)から(4)の何れか1つに記載のフェロコークス用成型物の製造方法で製造されたフェロコークス用成型物を乾留してフェロコークスを製造する、フェロコークスの製造方法。
Means for solving the above problems are as follows.
(1) A method for producing a molded product for ferro-coke in which a binder is added to coal and an iron raw material to form a mixture, and the mixture is kneaded and molded, wherein the binder is obtained by carbonizing coal at 950 ° C. or less. A method for producing a molded product for ferro-coke, which is coal tar and is kneaded at 120° C. or higher for a predetermined time.
(2) The method for producing a molding for ferro-coke according to (1), wherein the coal tar is ferro-coke tar contained in the gas discharged during the carbonization of the molding for ferro-coke.
(3) The method for producing a molding for ferro-coke according to (1) or (2), wherein the predetermined time is longer than the time to complete volatilization of naphthalene contained in the coal tar at the kneading temperature.
(4) The method for producing a molding for ferro-coke according to any one of (1) to (3), wherein the kneading is performed at 180°C or lower.
(5) A method for producing ferro-coke, comprising carbonizing the molded product for ferro-coke produced by the method for producing a molded product for ferro-coke according to any one of (1) to (4) to produce ferro-coke. .
本発明に係るフェロコークス用成型物の製造方法の実施により、γレジン成分の含有量に関わらず混練中にコールタール等の低軟化点バインダーの粘度を高めることができ、当該バインダーを用いることで高強度のフェロコークス用成型物が製造できる。これにより、コークス炉から排出されるガスに含まれるコールタールやフェロコークスタールを蒸留することなく、そのままバインダーとして用いることができるので、フェロコークス用成型物およびフェロコークスの製造コストの削減が実現できる。 By carrying out the method for producing a molding for ferro-coke according to the present invention, the viscosity of a low softening point binder such as coal tar can be increased during kneading regardless of the content of the γ resin component. High-strength moldings for ferro-coke can be produced. As a result, the coal tar and ferro-coke tar contained in the gas discharged from the coke oven can be used as a binder without being distilled, so the production cost of ferro-coke moldings and ferro-coke can be reduced. .
以下、本発明を本発明の実施形態を通じて説明する。図1は、本実施形態に係るフェロコークス用成型物の製造方法が適用できるフェロコークスの製造工程の一例を示す図である。フェロコークスの製造工程は、混練機16、成型機20および乾留炉24から構成される。
Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing an example of a ferro-coke manufacturing process to which the method for manufacturing a ferro-coke molding according to the present embodiment can be applied. The manufacturing process of ferro-coke consists of a
フェロコークスの原料である石炭10、鉄原料12にバインダー14が添加され、混練機16を用いて混練し、混合物18にされる。この混合物18が成型機20で成型されてフェロコークス用成型物22が製造される。このフェロコークス用成型物22が乾留炉24に装入、乾留されてフェロコークスが製造される。
A
石炭10としては、例えば、JIS M 8801に規定される方法で求まるギーセラー最高流動度が0以上100ddpm以下となる非微粘結炭を用いることが好ましい。鉄原料12として鉄鉱石を使用してよいが、高炉ダスト、転炉ダスト、圧延スラッジなどの製鉄所内で副生される鉄含有ダストを用いてもよい。なお、石炭10および鉄原料12は、混練前に不図示の粉砕機を用いて所定粒度以下に粉砕・乾燥されることが好ましく、例えば、石炭10は粒径2mm以下に、鉄原料12は粒径3mm以下に粉砕されることが好ましい。なお、本実施形態において粒径は、JIS Z 8801-1に準拠した目開きの篩いを用いて篩い分けられる粒径であり、例えば、粒径3mm以下とは、JIS Z 8801-1に準拠した目開き3mmの篩を用いて篩下に篩分けられる粒径を意味する。バインダー14としては、フェロコークス乾留時に排出されるガスに含まれるフェロコークスタールを用いる。
As the
フェロコークスタールをバインダー14として用いることで、フェロコークス製造工程で発生するフェロコークスタールをフェロコークス製造工程のバインダーとして直接リサイクルできる。これにより、フェロコークス用成型物およびフェロコークスの製造コストの削減が実現できる。
By using the ferro coke tar as the
フェロコークスの原料に用いられる石炭と、高炉で還元材として使用される通常のコークスの原料に用いられる石炭との品種は必ずしも同一ではない。しかしながら、乾留温度が同一であれば、フェロコークス製造工程の乾留で得られるフェロコークスタールの軟化点と、通常のコークス製造工程の乾留で得られるコールタールの軟化点は同等であり、これらをバインダーとして用いた場合に得られる成型物の強度も同等と見做せる。したがって、フェロコークスタールに代えて、フェロコークス製造工程の乾留温度と同等の温度での乾留で得られるコールタールをバインダー14に用いてもよい。
Coal used as a raw material for ferro-coke and coal used as a raw material for normal coke used as a reducing agent in a blast furnace are not necessarily of the same type. However, if the carbonization temperature is the same, the softening point of ferro-coke tar obtained by carbonization in the ferro-coke production process and the softening point of coal tar obtained in carbonization in the normal coke production process are equivalent. The strength of the molded product obtained when used as is also considered to be equivalent. Therefore, instead of ferro-coke tar, coal tar obtained by carbonization at a temperature equivalent to the carbonization temperature in the ferro-coke production process may be used as the
フェロコークス製造工程の乾留は一般に950℃以下で行なわれるのに対して、通常のコークス製造工程の乾留は一般に1000℃以上で行なわれる。950℃以下の乾留で得られるフェロコークスタールは、1000℃以上の乾留で得られるコールタールと比べて乾留温度が低い。非特許文献1によれば、400~500℃で生成する低温タールに対し、1000℃を超える温度では低温タール中の成分が二次分解されることから高温タールと呼ばれる。低温タールに含まれる成分は高温タールに含まれる成分と異なる。フェロコークスタールは低温タールに分類され、1000℃以上の乾留で得られるコールタール(高温タール)と比べて低温で揮発する成分を多く含んでおり、この成分により、フェロコークスタールは高温タールよりも低軟化点となる。 Carbonization in the ferro-coke production process is generally carried out at 950°C or lower, whereas carbonization in the normal coke production process is generally carried out at 1000°C or higher. Ferro coke tar obtained by carbonization at 950°C or lower has a lower carbonization temperature than coal tar obtained by carbonization at 1000°C or higher. According to Non-Patent Document 1, in contrast to low-temperature tar produced at 400 to 500° C., at temperatures exceeding 1000° C., components in the low-temperature tar undergo secondary decomposition, and are therefore called high-temperature tar. The composition of cold tar differs from that of hot tar. Ferro-coke tar is classified as low-temperature tar, and contains more components that volatilize at low temperatures compared to coal tar (high-temperature tar) obtained by dry distillation at temperatures of 1000°C or higher. Low softening point.
混練機16は、撹拌機を有し、混練温度を一定温度に制御できる混練装置である。石炭10、鉄原料12およびバインダー14は、混練機16に投入され、120℃以上で所定時間混練されて混合物18となる。
The
表1は、TCT-GCMSを用いて測定された160℃加熱時にフェロコークスタールから発生したガスに含まれる主な炭化水素成分を示す。表1に示すように、加熱することでフェロコークスタールから発生するガスには、コールタールから軟ピッチを製造する過程で蒸留により取り除かれるナフタレン等が含まれる。このような成分を混練時に取り除くことができれば、フェロコークスタールの粘度が高まり、バインダーとしての性能、すなわち、粒子同士を接着させる性能が大きく向上する。 Table 1 shows the main hydrocarbon components contained in the gas generated from ferro coke tar when heated to 160° C. measured using TCT-GCMS. As shown in Table 1, the gas generated from ferro-coke tar by heating includes naphthalene and the like removed by distillation during the process of producing soft pitch from coal tar. If such components can be removed during kneading, the viscosity of the ferro coke tar will increase, and the performance as a binder, that is, the performance for bonding particles together will greatly improve.
図2は、EGA-MS法(発生ガス質量分析法)を用いて測定したフェロコークスタールから発生したナフタレンの発生量の時間変化を示すグラフである。図2において、縦軸はナフタレンのシグナル強度であり、当該シグナル強度は、ガス中に含まれるナフタレン量を示す。また、横軸はフェロコークスタールの加熱時間(分)である。フェロコークスタールを常温から加熱しているので、加熱開始後からナフタレンの揮発量は上昇し、その後減少した。図2(a)に示すように、加熱温度が120℃の場合、発生量が0になるまでの加熱時間は4分30秒であった。また、図2(b)、図2(c)に示すように、加熱温度が140℃の場合、ナフタレン発生量が0になるまでの加熱時間はおよそ5分であり、加熱温度が160℃の場合、ナフタレン発生量が0になるまでの加熱時間はおよそ6分であった。 FIG. 2 is a graph showing changes over time in the amount of naphthalene generated from ferro-coke tar measured using the EGA-MS method (evolved gas mass spectrometry). In FIG. 2, the vertical axis represents the naphthalene signal intensity, and the signal intensity indicates the amount of naphthalene contained in the gas. The horizontal axis is the heating time (minutes) of the ferro coke tar. Since the ferro-coke tar was heated from room temperature, the volatilization amount of naphthalene increased from the start of heating and then decreased. As shown in FIG. 2(a), when the heating temperature was 120° C., the heating time until the generation amount became 0 was 4 minutes and 30 seconds. Further, as shown in FIGS. 2(b) and 2(c), when the heating temperature is 140° C., the heating time until the amount of generated naphthalene becomes 0 is about 5 minutes, and the heating temperature is 160° C. In this case, the heating time until the amount of generated naphthalene became 0 was about 6 minutes.
また、図2に示すように、フェロコークスタールの加熱温度を高くするほど、加熱開始からナフタレンの揮発量が0になるまでの時間が長くなった。これは、加熱時間がナフタレンの沸点(218℃)より低いので、加熱温度を高めるに従い、フェロコークスタールから揮発するナフタレンの量が増加したためであると考えられる。 Further, as shown in FIG. 2, the higher the heating temperature of the ferro-coke tar, the longer the time from the start of heating until the volatilization amount of naphthalene becomes zero. This is probably because the heating time was lower than the boiling point of naphthalene (218° C.), so the amount of naphthalene volatilized from the ferro-coke tar increased as the heating temperature increased.
このように、混練機16を用いて120℃以上で所定時間混練することで、フェロコークスタールから低分子量の炭化水素であるナフタレンが揮発させることができる。ナフタレンのような低分質量の炭化水素を除くことで、フェロコークスタールの粘度が高められ、これにより、バインダーとしての性能が向上する。
Thus, by kneading at 120° C. or higher for a predetermined time using the
混練機16で混練する所定時間は、それぞれの混練温度において、フェロコークスタールに含まれるナフタレンの揮発が完了する時間以上であることが好ましい。すなわち、混練温度が120℃の場合は、混練時間を4分30秒以上にすることが好ましく、混練温度が160℃の場合は、混練時間を6分以上にすることが好ましい。これにより、それぞれの混練温度においてバインダーとしての性能を大きく高めることができる。
The predetermined time for kneading in the
また、混練機16で混練する所定時間は、ナフタレンの揮発が完了してから1分以下であることが好ましい。図2に示すように、ナフタレンの揮発が完了した後にさらに加熱してもこれ以上ナフタレンが揮発しない。したがって、フェロコークスタールの改質という観点では、混練機16で混練する所定時間を、ナフタレンの揮発が完了する時間以上であって、ナフタレンの揮発が完了してから1分以下にすることが好ましい。
Moreover, the predetermined time for kneading in the
ナフタレンの揮発が完了する時点は、フェロコークスタールをバインダー14として使用する前に予め把握しておく。ナフタレンの揮発傾向は、フェロコークスタールのサンプル量によって変化しない。このため、ナフタレンの揮発が完了する時点は、実験室規模で、少量のフェロコークスタールを所定温度で加熱し、その揮発分を連続的に測定することで把握してよい。また、フェロコークスタールが生じた乾留に用いられた石炭10の銘柄ごとにフェロコークスタールを識別し、識別されたフェロコークスタールごとにナフタレンの揮発が完了する時点を把握することが好ましい。これにより、より正確にナフタレンの揮発が完了する時点を把握できる。
Before using the ferro-coke tar as the
さらに、混練温度は、120℃以上180℃以下であることが好ましい。混練温度が120℃未満となると、フェロコークスタールからのナフタレンの揮発量が減少し、フェロコークスタールのバインダーとしての性能があまり向上しない。一方、混練温度を180℃より高くすると、フェロコークスタールの粘度が高くなり過ぎ、混練工程でフェロコークスタールを分散させづらくなるので好ましくない。混練温度は、140℃以上160℃以下であることがより好ましい。 Furthermore, the kneading temperature is preferably 120° C. or higher and 180° C. or lower. If the kneading temperature is less than 120° C., the volatilization amount of naphthalene from the ferro coke tar is reduced, and the performance of the ferro coke tar as a binder is not significantly improved. On the other hand, if the kneading temperature is higher than 180° C., the viscosity of the ferro coke tar becomes too high, making it difficult to disperse the ferro coke tar in the kneading process, which is not preferable. The kneading temperature is more preferably 140° C. or higher and 160° C. or lower.
このように、本実施形態に係るフェロコークス用成型物の製造方法では、バインダー14としてフェロコークスタールを用い、120℃以上で所定時間混練することで、フェロコークスタールの粘度を高めてバインダーとしての性能を向上させる。これにより、γレジン成分の含有量に関わらず、バインダー14としてフェロコークスタールを用いながら強度の高いフェロコークス用成型物の製造が実現できる。
As described above, in the method for producing a molding for ferro-coke according to the present embodiment, ferro-coke tar is used as the
本実施形態に係るフェロコークス用成型物の製造方法では、コークス炉から排出されるガスに含まれるコールタールやフェロコークスタールを蒸留することなく、そのままバインダーとして用いることができるので、フェロコークス用成型物の製造コストの大きな削減、さらには、フェロコークスの製造コストの大きな削減が実現できる。さらに、フェロコークスタールは、従来用いられている軟ピッチよりも粘度が低い。このため、軟ピッチは100℃程度に加熱しなければ配管輸送が行えなかったのに対し、フェロコークスタールは50℃程度に加熱するだけで配管輸送が行えるので、輸送時の加熱機構も簡素化できる。 In the method for producing a molded product for ferro-coke according to the present embodiment, the coal tar and ferro-coke tar contained in the gas discharged from the coke oven can be used as they are as a binder without being distilled. A large reduction in the manufacturing cost of products and a large reduction in the manufacturing cost of ferro-coke can be realized. In addition, ferro coke tar has a lower viscosity than conventionally used soft pitch. For this reason, soft pitch cannot be transported by piping unless it is heated to about 100°C, whereas ferro coke tar can be transported by piping only by heating it to about 50°C, which simplifies the heating mechanism during transportation. can.
なお、それぞれの混練温度においてナフタレンの揮発が完了するまで混練することが好ましいが、必ずしもナフタレンの揮発が完了するまで混練しなくてもよい。図2に示すように、ナフタレンは、加熱初期に大量に揮発し、揮発が完了する前の1~2分は、ナフタレンの揮発量が少ない。このため、例えば、混練時間をナフタレンの揮発が完了する2分前までの間に終了することとしてもよい。 It is preferable to knead until volatilization of naphthalene is completed at each kneading temperature, but it is not necessary to knead until volatilization of naphthalene is completed. As shown in FIG. 2, a large amount of naphthalene volatilizes at the initial stage of heating, and the volatilization amount of naphthalene is small for 1 to 2 minutes before the volatilization is completed. Therefore, for example, the kneading time may be ended within 2 minutes before volatilization of naphthalene is completed.
また、本実施形態では、バインダーとしてフェロコークスタールを用いた例を示したが、これに限らない。バインダーとして、コークスを950℃以下の乾留温度で乾留した時に排出されるガスに含まれるコールタールを用いてもよい。950℃以下の乾留温度で石炭を乾留することで成型物の強度を高くすることができ、粉化による歩留り低下を抑制できる。より好ましくは900℃以下、さらに好ましくは850℃以下の乾留温度でコークスを乾留したときに排出されるガスに含まれるコールタールを用いる。このようなコールタールを用いた場合においても、コールタールからナフタレンを揮発させることで粘度が向上し、バインダーとしての性能を向上させることができる。但し、フェロコークスタールは、フェロコークスの乾留時に最高温度850℃程度で発生するガスに含まれ、フェロコークスの製造過程で入手できるので、フェロコークス製造のバインダーとしては、フェロコークスタールを用いることがより好ましい。 Also, in the present embodiment, an example using ferro coke tar as a binder was shown, but the binder is not limited to this. As the binder, coal tar contained in gas discharged when coke is carbonized at a carbonization temperature of 950° C. or less may be used. By carbonizing the coal at a carbonization temperature of 950° C. or less, the strength of the molded product can be increased, and a decrease in yield due to pulverization can be suppressed. Coal tar contained in the gas discharged when coke is carbonized at a carbonization temperature of 900° C. or lower, more preferably 850° C. or lower is used. Even when such coal tar is used, volatilization of naphthalene from the coal tar improves the viscosity and improves performance as a binder. However, ferro-coke tar is included in the gas generated at a maximum temperature of about 850 ° C during the carbonization of ferro-coke, and is available in the manufacturing process of ferro-coke, so ferro-coke tar can be used as a binder for ferro-coke manufacturing. more preferred.
次に、混練温度、混練時間のフェロコークス用成型物の強度への影響を説明する。混練温度、混練時間の成型物の強度への影響を確認するため、混練温度、混練時間を変えて混合物を作製し、当該混合物を成型して製造したフェロコークス用成型物の強度を測定した。フェロコークス用成型物は、石炭2銘柄からなる配合炭と鉄鉱石を混合し、これにバインダーとしてフェロコークスタールを添加し、混練して成型した。石炭の粒度が全量2mm以下、鉄鉱石の粒度が全量3mm以下となるように粉砕した。配合炭の含有割合は70質量%、鉄鉱石の含有割合は30質量%である。バインダーの添加量は、石炭と鉄鉱石の総量に対して5質量%となる量である。混練機である高速撹拌ミキサーを用いて120℃、140℃、160℃で混練して混合物とし、ダブルロール型成型機を用いて混合物を成型して成型物とした。ダブルロール型成型機のロールサイズは、Φ650mm×104mmであり、回転数は2rpm、線圧は1.5t/cmで成型した。成型物の大きさは30mm×25mm×18mm(6cc)であり、形状は卵型である。 Next, the effects of kneading temperature and kneading time on the strength of the ferro-coke molding will be described. In order to confirm the influence of the kneading temperature and kneading time on the strength of the molded product, a mixture was prepared by changing the kneading temperature and kneading time, and the strength of the molded product for ferro-coke produced by molding the mixture was measured. The ferro-coke molded product was obtained by mixing blended coal of two brands of coal and iron ore, adding ferro-coke tar as a binder, kneading and molding. The coal was ground to a particle size of 2 mm or less, and the iron ore was ground to a particle size of 3 mm or less. The content of coal blend is 70% by mass, and the content of iron ore is 30% by mass. The amount of the binder added is 5% by mass with respect to the total amount of coal and iron ore. The mixture was kneaded at 120° C., 140° C. and 160° C. using a high-speed stirring mixer as a kneader, and the mixture was molded using a double roll molding machine to obtain a molding. The roll size of the double roll molding machine was Φ650 mm×104 mm, and molding was performed at a rotation speed of 2 rpm and a linear pressure of 1.5 t/cm. The size of the molding is 30 mm×25 mm×18 mm (6 cc), and the shape is oval.
フェロコークス用成型物の強度は、ID強度(30/16)で評価した。ID強度は、I型ドラム試験装置(内径160mm×長さ700mmの円筒)に成型物を20個投入し、円筒の中央部を軸として1分間に20回転の回転速度で30回転させた成型物の目開き16mmの篩上の残存率により評価される強度である。 The strength of the molded product for ferro-coke was evaluated by ID strength (30/16). The ID strength is measured by placing 20 molded products in an I-type drum tester (cylinder with an inner diameter of 160 mm and a length of 700 mm), and rotating the molded product 30 times at a rotation speed of 20 rotations per minute around the center of the cylinder. It is the strength evaluated by the residual rate on a sieve with a mesh size of 16 mm.
混練は、原料の温度を連続して測定し、混練開始から2分経過後にフェロコークスタールを添加し、その後、混練を3~8分間行った。図3は、120℃、140℃、160℃で混練したフェロコークス用成型物の強度と混練時間との関係を示すグラフである。図3において、縦軸は成型物のID強度であり、横軸はフェロコークスタール添加後の混練時間(分)である。 For kneading, the temperature of the raw materials was continuously measured, and after 2 minutes from the start of kneading, ferro-coke tar was added, and then kneading was carried out for 3 to 8 minutes. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the strength of ferro-coke moldings kneaded at 120° C., 140° C. and 160° C. and the kneading time. In FIG. 3, the vertical axis is the ID strength of the molding, and the horizontal axis is the kneading time (minutes) after adding the ferro coke tar.
図3に示すように、120℃、140℃、160℃のいずれの場合においても、ナフタレンの揮発が完了する時間までは混練時間とともにフェロコークス用成型物の強度が大幅に向上した。一方、ナフタレンの揮発が完了した後においては、フェロコークス用成型物の強度は微増したものの大幅な改善は見られなかった。 As shown in FIG. 3, at any of 120° C., 140° C., and 160° C., the strength of the ferro-coke moldings increased significantly with the kneading time until volatilization of naphthalene was completed. On the other hand, after volatilization of naphthalene was completed, the strength of the molding for ferro-coke slightly increased, but no significant improvement was observed.
また、混練温度については、混練温度が高い方が成型物の強度が高くなった。これは、高温にした方がより多くのナフタレンをフェロコークスタールから揮発させることができるので、フェロコークスタールがより重質化し、これによりフェロコークス用成型物の強度が高くなったと考えられる。また、ナフタレンの揮発が完了した後もフェロコークス用成型物の強度が向上したのは、ナフタレンよりも高沸点のアントラセンやピレンが揮発し、これにより、フェロコークスタールがさらに重質化したためと考えられる。これらの結果から、120℃以上で混練することでフェロコークスタールに含まれるナフタレンをおもに揮発させてバインダーとしての性能を向上させ、これにより、フェロコークス用成型物の強度を向上できることが確認された。フェロコークス用成型物の強度が向上すれば、当該成型物を乾留して製造されるフェロコークスの強度も向上するので、本実施形態に係るフェロコークス用成型物の製造方法で製造されたフェロコークス用成型物を用いることで、強度の高いフェロコークスの製造も実現できる。 As for the kneading temperature, the higher the kneading temperature, the higher the strength of the molding. This is probably because more naphthalene can be volatilized from the ferro-coke tar at a higher temperature, so that the ferro-coke tar becomes heavier, thereby increasing the strength of the ferro-coke molding. In addition, the reason why the strength of the ferro-coke moldings improved even after volatilization of naphthalene was completed is thought to be that anthracene and pyrene, which have higher boiling points than naphthalene, volatilized, making the ferro-coke tar even heavier. be done. From these results, it was confirmed that kneading at 120° C. or higher mainly volatilizes the naphthalene contained in the ferro-coke tar and improves the performance as a binder, thereby improving the strength of the molded product for ferro-coke. . If the strength of the molded product for ferro-coke is improved, the strength of the ferro-coke produced by carbonizing the molded product is also improved. It is possible to produce ferro-coke with high strength by using a molded product for ferro-coke.
10 石炭
12 鉄原料
14 バインダー
16 混練機
18 混合物
20 成型機
22 フェロコークス用成型物
24 乾留炉
REFERENCE SIGNS
Claims (3)
前記バインダーは、石炭を950℃以下で乾留して得られるコールタールであり、
前記混練を120℃以上180℃以下で、前記コールタールに含まれるナフタレンの揮発が完了する時間より長い時間行う、フェロコークス用成型物の製造方法。 A method for producing a molded product for ferro-coke in which a binder is added to coal and an iron raw material to form a mixture, and the mixture is kneaded and molded,
The binder is coal tar obtained by carbonizing coal at 950° C. or less,
A method for producing a molding for ferro-coke, wherein the kneading is performed at 120° C. or higher and 180° C. or lower for a time longer than the time to complete volatilization of naphthalene contained in the coal tar.
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