JP5741246B2 - Coke oven charging method and coke manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、コークス炉に装入されるコークス炉装入炭の製造方法などに関する。 The present invention relates to a method for producing a coke oven charging coal charged in a coke oven.
高炉用コークスに代表される各種コークスは、多数の銘柄の石炭(原料炭)を粉砕して配合した後、コークス炉に装入される。装入された配合炭は、炉内で乾留されることによりコークスとなる。コークス製造の際に特に重要とされる品質管理項目として、コークス強度が知られている。コークス強度は、石炭の配合条件が同じであっても、粉砕後の石炭の粒度に左右される。 Various cokes such as blast furnace coke are pulverized and blended with many brands of coal (coking coal) and then charged into the coke oven. The charged coal mixture is coke by being carbonized in the furnace. Coke strength is known as a quality control item that is particularly important in the production of coke. The coke strength depends on the grain size of the pulverized coal even if the coal blending conditions are the same.
近年、原料炭を強粉砕することによりコークス強度が向上することが確認されている。特許文献1では、最大長さで1.5mm以上の粗大イナート組織の含有量が5〜7体積%の境界値を用いて、該含有量が境界値以上である高イナート含有炭を粒径3mm以下の累積%が85質量%の粉砕粒度で強粉砕する技術が開示されている。 In recent years, it has been confirmed that coke strength is improved by pulverizing raw coal. In Patent Document 1, the content of coarse inert structure having a maximum length of 1.5 mm or more is used as a boundary value of 5 to 7% by volume, and a high inert coal having a content of more than the boundary value is set to a particle size of 3 mm. A technique for strongly pulverizing with the pulverized particle size of the following cumulative percentage of 85% by mass is disclosed.
従来、強粉砕された配合炭は粗粒炭と微粉炭とに分級され、分級された微粉炭は体積が10cc以下のフレーク状に全て塊成化された後、粗粒炭とともにコークス炉に装入されていた。 Conventionally, the strongly pulverized blended coal is classified into coarse coal and pulverized coal, and the classified pulverized coal is all agglomerated into flakes with a volume of 10 cc or less and then loaded into the coke oven together with the coarse coal. It was entered.
しかしながら、従来の方法では、コークス炉に装入される装入炭の嵩密度が低下するため、生産性の低下を招いていた。 However, in the conventional method, since the bulk density of the charging coal charged in the coke oven is lowered, the productivity is lowered.
上記課題を解決するために、本願発明に係るコークス炉装入炭の製造方法は、(1)配合炭全体の粉砕粒度が粒径3mm以下の累積%が85質量%以上となるように、前記配合炭を構成する各原料炭をそれぞれ個別の粉砕粒度で粉砕し、この粉砕後の前記配合炭を粗粒炭と微粉炭とに分級し、この分級された微粉炭を塊成化することにより、塊成炭と前記粗粒炭とからなるコークス炉装入用の装入炭を製造するコークス炉装入炭の製造方法において、前記塊成炭は、第1の塊成機で塊成化された体積が10cc以下の第1の塊成炭と、第2の塊成機で塊成化された体積が10ccよりも大きく30cc以下の第2の塊成炭とからなり、前記微粉炭のうち前記第2の塊成炭の製造に振り向ける前記微粉炭の比率が高くなる程、コークス炉に装入される装入炭の嵩密度が増加する相関特性に基づき、前記嵩密度が目標の嵩密度を満足するように前記比率を調整することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing a coke oven charging coal according to the present invention is as follows: (1) The pulverized particle size of the entire blended coal is such that the cumulative% of the particle size of 3 mm or less is 85% by mass or more. By pulverizing each raw coal composing the blended coal with individual pulverization particle size, classifying the blended coal after this pulverization into coarse coal and pulverized coal, and agglomerating the classified pulverized coal In the manufacturing method of the coke oven charging coal for manufacturing the charging coal for charging the coke oven composed of the agglomerated coal and the coarse coal, the agglomerated coal is agglomerated by a first agglomerator. a first mass Narusumi volume following 10cc that is, the volume which has been agglomerated with a second agglomerate machine consists largely 30cc following second mass Narusumi than 10cc, the pulverized coal Of which, the higher the proportion of the pulverized coal to be used for the production of the second agglomerated coal, the more charged into the coke oven. Based on the correlation characteristic bulk density of the instrumentation Nyusumi increases, the bulk density and adjusting the ratio to satisfy the bulk density of the target.
(2)上記(1)の構成において、前記配合炭は、前記原料炭として最大長さで1.5mm以上の粗大イナート組織の含有量が5〜7体積%の境界値を用いて、該含有量が境界値よりも高い高イナート含有炭を含んでもよい。前記高イナート含有炭は、「粒径3mm以下の累積%が90質量%以上」の粉砕粒度で強粉砕することによりコークス強度が向上する。したがって、強粉砕によるコークス強度向上効果及び嵩密度が増加することによりコークス強度向上効果双方の効果を得ることができる。 (2) In the configuration of (1) above, the blended coal contains a boundary value of 5 to 7% by volume of a coarse inert structure having a maximum length of 1.5 mm or more as the raw coal. High inert coal may be included whose amount is higher than the boundary value. The high-inert-containing charcoal is improved in coke strength by strong pulverization with a pulverized particle size of “cumulative% of particle size of 3 mm or less is 90% by mass or more”. Therefore, both the coke strength improvement effect and the bulk density increase by strong pulverization can provide both the coke strength improvement effect.
(3)上記(1)又は(2)の構成において、前記第1の塊成炭は、フレーク状であってもよい。 (3) In the configuration of the above (1) or (2), the first agglomerated coal may have a flake shape.
(4)上記(1)〜(3)の構成において、前記第2の塊成炭は、ブリケット状であってもよい。 (4) In the configurations of (1) to (3) above, the second agglomerated coal may be in a briquette shape.
(5)上記(1)〜(4)のうちいずれか一つの製造方法により製造された装入炭をコークス炉で乾留することにより、コークスを製造することができる。 (5) Coke can be manufactured by dry-distilling the charging coal manufactured by any one manufacturing method among said (1)-(4) with a coke oven.
本発明によれば、コークス炉に装入される装入炭の嵩密度を増加させることができる。 According to the present invention, the bulk density of the charged coal charged into the coke oven can be increased.
図1を参照しながら、本実施形態に係るコークス炉装入炭の製造方法について詳細に説明する。図1は、コークス炉装入炭の製造方法の工程図である。矢印は工程順序を示している。まず、粉砕装置11において複数銘柄の原料炭をそれぞれ個別の粉砕粒度で粉砕する。当該個別の粉砕粒度は、配合炭全体の粉砕粒度が「粒径3mm以下の累積%が85%以上」を満足するような値に設定されていればよい。配合炭全体の粉砕粒度が「粒径3mm以下の累積%が85%未満」の場合は、コークス炉に装入される装入炭の嵩密度が、コークスを製造できない値にまで低下しないため、本願発明では、配合炭全体の粉砕粒度が「粒径3mm以下の累積%が85%以上」のものを対象としている。 With reference to FIG. 1, a method for manufacturing a coke oven charging coal according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 1 is a process diagram of a method for producing coke oven charging coal. Arrows indicate the process order. First, a plurality of brands of raw coal are pulverized with individual pulverization particle sizes in the pulverizer 11. The individual pulverized particle size may be set to such a value that the pulverized particle size of the entire blended coal satisfies “cumulative percentage of particle size of 3 mm or less is 85% or more”. When the pulverized particle size of the entire blended coal is “the cumulative percentage of the particle size of 3 mm or less is less than 85%”, the bulk density of the charged coal charged into the coke oven does not decrease to a value at which coke cannot be produced. In the present invention, the pulverized particle size of the entire blended coal is intended to be “cumulative percentage of particle size of 3 mm or less is 85% or more”.
ここで、個別の原料炭として、粗大イナート組織の含有量が5〜7体積%の境界値を用いて、該含有量が境界値よりも高い高イナート含有炭を強粉砕することによりコークス強度の向上効果を享受できる。 Here, as an individual raw coal, by using a boundary value having a coarse inert structure content of 5 to 7% by volume, the high inert-containing coal whose content is higher than the boundary value is strongly pulverized to increase the coke strength. You can enjoy the improvement effect.
ちなみに、粗大イナート組織の含有量の境界値の設定の考え方については、以下の通りである。
コークス製造用に複数の銘柄の石炭を配合する際には、配合炭の粒度として、コークスを製造可能な粒度の範囲で設定される。従って、各銘柄の石炭の粉砕粒度や配合比率は、配合炭の粒度の設定値により制約される。
Incidentally, the concept of setting the boundary value of the content of the coarse inert structure is as follows.
When blending a plurality of brands of coal for coke production, the particle size of the blended coal is set within a range of particle sizes that allow the production of coke. Therefore, the pulverization particle size and blending ratio of each brand of coal are limited by the set value of the coal blend particle size.
従って、粗大イナート含有量が相対的に高い銘柄の石炭の配合割合が多い場合に、粗大イナート含有量が相対的に高い銘柄の石炭をすべて強粉砕してしまうと、配合炭の粒度が細かくなり過ぎて、設定した粒度に調整できないケースがある。この様な場合は、粗大イナート含有量の境界値を5〜7体積%の範囲の中で、高めの値に設定することで、配合炭を所望の設定粒度とすることができる。 Therefore, if the blending ratio of brand coal with relatively high coarse inert content is large, and if all the brand coal with relatively high coarse inert content is pulverized, the grain size of the blended coal will become finer. In some cases, the granularity cannot be adjusted to the set granularity. In such a case, by setting the boundary value of the coarse inert content to a higher value within the range of 5 to 7% by volume, the blended coal can have a desired set particle size.
一方、粗大イナート含有量が相対的に高い銘柄の石炭の配合割合が少ない場合には、逆に、粗大イナート含有量の境界値を5〜7体積%の範囲の中で、低めの値に設定することで、配合炭を所望の設定粒度とすることができる。 On the other hand, if the blending ratio of brand coal with relatively high coarse inert content is small, conversely, the boundary value of coarse inert content is set to a lower value within the range of 5-7% by volume. By doing, blended charcoal can be made into a desired set particle size.
以上の考え方に基き、粗大イナート組織の含有量の境界値を設定し、この境界値よりも高い高イナート含有炭は、粒径3mm以下の累積%が90質量%以上の粉砕粒度で強粉砕することによりコークス強度が向上する。なお、原料炭を強粉砕することによりコークス強度が向上する技術は、特許文献1等の種々の先行技術文献に記載されているため、ここでは詳細を述べない。強粉砕された配合炭は、乾燥分級装置12に装入される。
Based on the above concept, the boundary value of the content of coarse inert structure is set, and the high inert content coal higher than this boundary value is strongly pulverized with a pulverization particle size of 90% by mass or more with a cumulative particle size of 3 mm or less. As a result, the coke strength is improved. In addition, since the technique which improves coke intensity | strength by pulverizing raw material charcoal is described in various prior art documents, such as patent document 1, details are not described here. The strongly pulverized blended coal is charged into the
乾燥分級装置12は、ガス室に導入されたガスを分散板を介して噴出させることにより乾燥分級室内の分散板状に流動層を形成し、石炭を乾燥させながら粗粒炭と微粉炭とに分級する。乾燥分級装置12における分級点は、当業者の技術常識により適宜定めることができる。分級点は、特に規定されないが、通常は、0.3mm以上3mm以下で設定される。分級点を0.3mm未満に設定すると、粗粒炭中に0.3mm程度の細かい石炭が混入する。その結果、コークス炉装入時に細かい石炭が発塵し、炉内のカーボン付着やタール中の微粉炭混入などの原因になるため好ましくない。分級点を3mm超に設定すると、塊成炭の中に数mmの粗い石炭がコークス炉搬送過程で破壊の基点となる。そのため、装入炭中の微粉炭の割合が増加し、コークス炉装入時に微粉が発塵して、炉内のカーボン付着やタール中の微粉炭混入などの原因になり好ましくない。
The
振り分け部13は、微粉炭を第1の塊成機14及び第2の塊成機15に振り分ける。ここで、微粉炭の振り分け率は粉砕装置11における粉砕粒度に基づき決定される。従来、配合炭を強粉砕することにより得られる微粉炭は、全て体積が10cc以下の塊成炭(第1の塊成炭)に塊成化されていた。本発明者は、粉砕粒度が増加するのに応じてコークス炉内の装入炭の嵩密度が下がり、微粉炭の一部を体積が10ccよりも大きく、かつ、30cc以下の塊成炭(第2の塊成炭)の製造に振り替える(以下、振替率という)ことにより、嵩密度が上昇することを発見した。これにより、石炭を強粉砕することによるコークス強度向上効果及び嵩密度が上昇することによるコークス強度向上効果双方の効果を得ることができる。
The
第1の塊成機14は、振り分け部13で振り分けられた微粉炭を塊成化して、体積が10cc以下の第1の塊成炭を製造する。第1の塊成炭は、フレーク状、或いは平板状であってもよい。さらに、第1の塊成炭の最大長さは30mm以下であることが好ましい。第2の塊成機15は、振り分け部で振り分けられた微粉炭を塊成化して、体積が10ccよりも大きく、かつ、30cc以下の第2の塊成炭を製造する。第2の塊成炭は、ブリケット状であり、マセック型、ピロー型、或いはプリズム型であってもよい。第1の塊成機14及び第2の塊成機15は、ダブルロール成型機等が例示できる。
The
粗粒炭、第1の塊成炭及び第2の塊成炭は石炭塔16に搬送され、石炭塔16に設けられたホッパーからコークス炉17に装入される。ここで、塊成炭の体積が増すことにより、装入炭の粒度分布が広くなるため嵩密度は上昇するが、塊成炭の体積が大きくなりすぎると石炭塔内での粒度偏析が顕在化し、石炭塔の貯留レベルが変動した際、石炭塔から排出される装入炭の塊成物比率も変動する。そのため装入レベルの変動が大きくなり、結果的に装入量の低下を招く。そこで、粒度偏析が顕在化しない塊成炭のサイズについて検討した。図2は、ホッパーの断面図であり、領域I〜Vはホッパー内の各位置を示している。塊成炭の体積が大きくなるほど、壁面方向、つまり、領域I、領域V側に移動する塊成炭が多くなり、粒度偏析が顕在化する。このような粒度偏析を抑制するためには、後述の通り、塊成炭の体積を30cc以下に設定する必要がある。
The coarse coal, the first agglomerated coal, and the second agglomerated coal are conveyed to the
(実施例1)
次に、実施例を示して本発明について具体的に説明する。粉砕粒度がそれぞれ異なる複数の配合炭について微粉炭の振替率と嵩密度との関係を調べ、表1にその結果を示した。
粉砕粒度1は、配合炭全体の粉砕粒度を「粒径3mm以下の累積%が80質量%」に設定したものであり、各原料炭を粉砕することにより、30質量%の微粉炭と、70質量%の粗粒炭とを得た。
粉砕粒度2は、配合炭全体の粉砕粒度を「粒径3mm以下の累積%が85質量%」に設定したものであり、各原料炭を粉砕することにより、33質量%の微粉炭と、67質量%の粗粒炭とを得た。
粉砕粒度3は、配合炭全体の粉砕粒度を「粒径3mm以下の累積%が90質量%」に設定したものであり、各原料炭を粉砕することにより、37質量%の微粉炭と、63質量%の粗粒炭とを得た。
粉砕粒度4は、配合炭全体の粉砕粒度を「粒径3mm以下の累積%が95質量%」を設定したものであり、各原料炭を粉砕することにより、42質量%の微粉炭と、58質量%の粗粒炭とを得た。
本実施例では、微粉炭と粗粒炭との分級点は、0.5mmに設定した。また、分級された微粉炭をダブルロール成型機を用いて塊成化した。フレーク状の塊成炭の体積は5ccに設定し、ブリケット状の塊成炭(ピロー型)の体積は、15ccに設定した。
Next, an Example is shown and this invention is demonstrated concretely. The relationship between the change rate of pulverized coal and the bulk density was examined for a plurality of blended coals having different pulverized particle sizes, and the results are shown in Table 1.
The pulverized particle size 1 is obtained by setting the pulverized particle size of the entire blended coal to “cumulative% of particle size of 3 mm or less is 80% by mass”. By pulverizing each raw coal, 30% by mass of pulverized coal, A mass% of coarse coal was obtained.
The pulverized particle size 2 is obtained by setting the pulverized particle size of the entire blended coal to be “cumulative% having a particle size of 3 mm or less is 85 mass%”, and by pulverizing each raw coal, A mass% of coarse coal was obtained.
The pulverized particle size 3 is obtained by setting the pulverized particle size of the entire blended coal to be “cumulative% having a particle size of 3 mm or less is 90 mass%”. By pulverizing each raw coal, 37 mass% pulverized coal, A mass% of coarse coal was obtained.
The pulverized particle size 4 is set by setting the pulverized particle size of the entire blended coal as “cumulative% having a particle size of 3 mm or less is 95% by mass”. By pulverizing each raw material coal, A mass% of coarse coal was obtained.
In this example, the classification point between pulverized coal and coarse coal was set to 0.5 mm. Moreover, the classified pulverized coal was agglomerated using a double roll molding machine. The volume of flake-like agglomerated coal was set to 5 cc, and the volume of briquette-like agglomerated coal (pillow type) was set to 15 cc.
粉砕粒度1〜4のそれぞれについて、塊成炭と粗粒炭を混合したものを、30cm角の容器に1mの高さから装入した。この塊成炭については、振替率も変化させた。また、容器内の配合炭は、粒度偏析することなくほぼ均一に装入されていた。
その結果、表1で示す通り、配合炭の粉砕粒度が細かくなるほど、嵩密度が低下することがわかった。さらに、振替率が上がると嵩密度は、ほぼ直線的に上がることがわかった。粉砕粒度2の振替率0%(つまり、全ての微粉炭をフレーク状の塊成炭である第1の塊成炭の製造に振り向ける)の嵩密度0.80(dry-t/m3)を基準としたとき、粉砕粒度を粉砕粒度3に変更して強粉砕することにより、嵩密度が0.009(dry-t/m3)低下した。そこで、振替率を0%から25%に引き上げて、一部の微粉炭をブリケット状の塊成炭である第2の塊成炭の製造に振り替えることにより嵩密度は基準値に上昇した。このように、粉砕粒度を細かくすることにより嵩密度が低下しても、ブリケットへの振替率を高めることにより、嵩密度を上昇させることができる。
For each of the pulverized particle sizes 1 to 4, a mixture of agglomerated coal and coarse coal was charged into a 30 cm square container from a height of 1 m. For this agglomerated coal, the transfer rate was also changed. In addition, the blended coal in the container was charged almost uniformly without segregation in particle size.
As a result, as shown in Table 1, it was found that the bulk density decreased as the pulverized particle size of the blended coal became finer. Furthermore, it was found that the bulk density increases almost linearly as the transfer rate increases. Bulk density 0.80 (dry-t / m 3 ) of pulverized particle size 2 transfer rate 0% (that is, all pulverized coal is directed to the production of the first agglomerated coal that is flaky agglomerated) , The bulk density was decreased by 0.009 (dry-t / m 3 ) by changing the pulverized particle size to the pulverized particle size 3 and performing strong pulverization. Therefore, the bulk density increased to the reference value by raising the transfer rate from 0% to 25% and transferring some of the pulverized coal to the production of the second agglomerated coal, which is briquette agglomerated coal. Thus, even if the bulk density is reduced by reducing the pulverization particle size, the bulk density can be increased by increasing the transfer rate to briquette.
表2は、表1に対応するものであり、ブリケット状の塊成炭(ピロー型)の体積を50ccに設定した点で表1と異なる。
(実施例2)
次に、実施例2を示してブリケット状の塊成炭の体積の上限値を30ccに設定した理由を詳細に説明する。分級点を0.5mmに設定することにより、粉砕された配合炭を粗粒炭と微粉炭とに分級した。ホッパーには粗粒炭を60質量%、微粉炭をダブルロール成型機を用いて塊成化した塊成炭を40質量%装入した。ホッパー内の石炭の上面の各位置(図2の位置I〜V)で石炭をサンプリングし、塊成炭の割合を測定した。その結果を表3に示す。
Next, the reason why the upper limit value of the volume of briquetted agglomerated coal is set to 30 cc will be described in detail with reference to Example 2. By setting the classification point to 0.5 mm, the pulverized blended coal was classified into coarse coal and pulverized coal. The hopper was charged with 60% by mass of coarse coal and 40% by mass of agglomerated coal obtained by agglomerating pulverized coal using a double roll molding machine. Coal was sampled at each position on the upper surface of the coal in the hopper (positions I to V in FIG. 2), and the ratio of agglomerated coal was measured. The results are shown in Table 3.
塊成炭Aは、体積が5ccのフレーク状の第1の塊成炭である。塊成炭Bは、体積が15ccでピロー型ブリケット状の第2の塊成炭である。塊成炭Cは、体積が25ccでピロー型ブリケット状の第2の塊成炭である。塊成炭Dは、体積が35ccでピロー型ブリケット状の第2の塊成炭である。塊成炭Eは、体積が50ccのピロー型ブリケット状の第2の塊成炭である。 The agglomerated coal A is a flaky first agglomerated coal having a volume of 5 cc. The agglomerated coal B is a second agglomerated coal having a volume of 15 cc and having a pillow briquette shape. The agglomerated coal C is a second agglomerated coal with a volume of 25 cc and a pillow briquette shape. The agglomerated coal D is a second agglomerated coal having a volume of 35 cc and having a pillow-type briquette. The agglomerated coal E is a pillow-type briquette second agglomerated coal having a volume of 50 cc.
粒度偏析を調べるために、標準偏差により各塊成炭A〜Eの粒度偏析(各領域I〜Vにおける塊成炭の比率)を評価した。その結果を表4に示す。
塊成炭B及びCでは従来使用している塊成炭Aと塊成炭比率の標準偏差が同等であるが、塊成炭D〜Eのように体積が30ccよりも大きくなると、体積の増加に応じて塊成炭比率の標準偏差が大きく増加した。したがって、粒度偏析を顕在化させないためには、第2の塊成炭の体積の上限値を30ccに設定する必要がある。 Although the standard deviation of the ratio of the agglomerated coal A and the agglomerated coal A used conventionally is the same in the agglomerated coals B and C, when the volume is larger than 30 cc like the agglomerated coals D to E, the volume increases. As a result, the standard deviation of the agglomerated coal ratio increased greatly. Therefore, in order not to reveal the particle size segregation, it is necessary to set the upper limit value of the volume of the second agglomerated coal to 30 cc.
11 粉砕装置
12 乾燥分級装置
13 振り分け部
14 第1の塊成機
15 第2の塊成機
16 石炭塔
17 コークス炉
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Crushing
Claims (5)
前記塊成炭は、第1の塊成機で塊成化された体積が10cc以下の第1の塊成炭と、第2の塊成機で塊成化された体積が10ccよりも大きく30cc以下の第2の塊成炭とからなり、
前記微粉炭のうち前記第2の塊成炭の製造に振り向ける前記微粉炭の比率が高くなる程、コークス炉に装入される装入炭の嵩密度が増加する相関特性に基づき、前記嵩密度が目標の嵩密度を満足するように前記比率を調整することを特徴とするコークス炉装入炭の製造方法。 Each raw coal constituting the blended coal is pulverized with individual pulverized particle sizes so that the cumulative percentage with a particle size of 3 mm or less of the pulverized particle size of the entire blended coal is 85% by mass or more. Coke is produced by classifying coal into coarse coal and pulverized coal, and agglomerating the classified pulverized coal to produce a charge coal for coke oven charging composed of the agglomerated coal and the coarse coal. In the manufacturing method of furnace charging coal,
The agglomerated coal has a first agglomerated volume of 10 cc or less agglomerated by the first agglomerator and a volume agglomerated by the second agglomerator is larger than 10 cc and 30 cc. Consisting of the following second agglomerated coal,
Based on the correlation characteristic that the bulk density of the charged coal charged into the coke oven increases as the ratio of the pulverized coal directed to the production of the second agglomerated coal among the pulverized coal increases. A method for producing a coke oven charging coal, wherein the ratio is adjusted so that the density satisfies a target bulk density.
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