新日铁住金公司开发环保型炼焦技术

日本国土狭小、资源匮乏，为解决这一问题，日本的炼焦技术部门率先在世界上开发出炼焦用煤的干燥和成形等预处理技术，从而使作为廉价劣质煤的非粘结煤在炼焦中得以大量使用。这种独创的环保型炼焦技术有力地支撑了高炉法炼铁工艺的发展。
作为廉价劣质煤的非粘结煤在炼焦中大量使用的课题有两个。一是建立满足焦炭质量标准要求的煤配比技术；二是随着焦炉的不断老化，必须开发一种能应对伴随着煤填充密度增加而导致煤的膨胀压和推焦负荷增大的技术。关于前者，可以通过研究煤的空隙填充能力，找到与煤颗粒在干馏过程中的膨胀性和填充密度相适应的煤的空隙填充值。在此基础上，通过提高填充密度可以解决因大量使用非粘结煤而导致煤粘性（膨胀性）下降的问题，由此建立一种控制焦炭质量的煤配比技术。关于后者，考虑到煤软化熔融层的气体穿透性和焦炉炉宽方向上煤的体积变化，弄清了煤的膨胀压的发生机理，结果可知大量使用非粘结性可抑制煤的膨胀压，由此可以抵消因煤的填充密度增加而导致煤膨胀压增大的问题。一般认为由于高挥发份非粘结煤再固化后的收缩率大，因此越靠近炉宽方向中心，软化熔融层的密度越低，气压也越低，与此同时由于高挥发份非粘结煤的再固化温度比低挥发份高膨胀性煤更低，因此气体会从软化熔融的高膨胀压煤溜出，使气压下降。根据以上研究，建立了一种在老化的焦炉中大量使用非粘结煤的条件下生产高质量焦炭的煤配比技术。
作为利用炼焦工艺改善环境的技术，开发了焦炉使用废塑料的技术。首先，对煤和废塑料混合时的炼焦情况进行了研究，弄清了废塑料的种类和尺寸对焦炭质量的影响，及用于炼焦的废塑料必须压缩成适当的尺寸。尤其是，弄清了煤和废塑料中所含的氯在干馏过程中的变化行为。在此基础上，实现了采用焦炉化学原料法对普通废塑料进行资源再利用的技术。目前焦炉使用废塑料的量为大约20万t/年。另外，作为减少炼铁CO2排放的技术，开发了通过使用高强度、高反应性焦炭降低高炉燃料比的技术。作为提高焦炭反应性的手段，研究了富Ca煤的配比对降低高炉燃料比的效果，并对实际高炉使用富Ca煤配比生产的高反应性焦炭降低高炉燃料比的效果进行了验证，结果表明高炉使用高反应性焦炭可提高高炉炉内的反应效率，降低高炉燃料比。（青山）