JP2000008047A

JP2000008047A - 高炉用コークス製造方法

Info

Publication number: JP2000008047A
Application number: JP10176241A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kato; 健次加藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1998-06-23
Publication date: 2000-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】粘結材を溶媒抽出処理して粘結性の高い粘結
材に改質した後、原料炭に添加し、強度の高いコークス
を製造する方法を提示する。【解決手段】室炉タールを溶媒抽出処理して、タール
中のトルエンに不溶な成分を６〜１５ｗｔ％、およびキ
ノリンに不溶な成分を３〜８ｗｔ％含むタールに改質し
た後、原料炭に添加して強度の高いコークスを製造する
ことを特徴とする高炉用コークスの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉用コークス製
造時に原料炭に添加するタールの粘結性を向上させた
後、原料炭に添加して強度の高い高炉用コークスを製造
する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉用コークスを製造する方法では、従
来は原料炭として主に粘結性の高い粘結炭を主に使用し
て強度の高いコークスを製造していた。しかし、近年
は、資源埋蔵量が多く、かつコストが安い非微粘結炭を
多量に配合した原料炭を用いて高炉用コークスを製造す
る技術の開発が実施されている。非微粘結炭は粘結炭に
比べて粘結性が劣るため、コークス炉で乾留後のコーク
ス強度が低くなる。

【０００３】そこで、従来に比べて非微粘結炭を含む原
料炭の粘結性を補填する方法として、粘結材を添加して
乾留するコークス製造方法の開発が行われている。

【０００４】例えば、「石炭化学と工業」（三共出版
（株）、昭和５２年版、ｐ．２５３）に開示されている
ように、石炭を高温・高圧条件下で液化させて得られる
溶剤精製炭（または、ＳＲＣという）をバインダーとし
て原料炭に添加する方法が提案されている。しかし、こ
のＳＲＣ製造法は設備コストおよびランニングコストが
非常に高いため、パイロットプラント規模の研究開発は
終了しているものの、未だ実機化されていないのが現状
である。

【０００５】その他に、特願平08-054361 号公報にター
ルを蒸留してタール中の軽質留分をカットして粘結性を
向上させる方法が提案されている。この方法では、ター
ルの蒸留設備が必要であり、設備費およびランニングコ
ストを併せて考えると安価なタールの改質方法ではな
い。

【０００６】そこで、さらに安価な方法で粘結性の高い
粘結材を得て、原料炭に添加してコークス炉で乾留して
強度の高い高炉用コークスを製造する方法の開発が望ま
れていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、粘結性
補填機能が高い粘結材を安価に製造して原料炭に添加す
ることにより強度の高いコークスを製造する方法の開発
が望まれていた。

【０００８】本発明は、かかる問題点を解決するコーク
スの製造方法を提示することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、室炉タールか
ら軽質成分を溶媒抽出処理して粘結性補填機能を向上さ
せた後、原料炭に添加してコークスを製造することを特
徴とする粘結材の改質方法および高炉用コークスの製造
方法である。

【００１０】より詳しくは、（１）溶媒抽出処理して軽質分を低減した室炉タール
を非微粘結炭を０〜７０ｗｔ％含む原料炭に添加、混合
後、コークス炉に装入し、乾留することを特徴とする高
炉用コークスの製造方法である。（２）室炉タールを溶媒抽出処理して軽質分を低減す
る際に、トルエン不溶分量を６〜１５ｗｔ％、キノリン
不溶分量を３〜８ｗｔ％に調整した後、原料炭に添加、
混合後、乾留することを特徴とする（１）に記載の高炉
用コークスの製造方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、その具体的内容について説
明する。非微粘結炭の配合割合を７０ｗｔ％まで高めた
原料炭を用いても強度の高いコークスを製造するために
は粘結材を原料炭に添加して粘結性を向上させる必要が
ある。ただし、非微粘結炭の配合割合が７０ｗｔ％を超
えると原料炭の粘結性が低下してコークス強度が低下す
るため、本発明における非微粘結炭の使用割合の上限は
７０ｗｔ％とする。また、粘結材の添加は非微粘結炭を
含まない原料炭においてもコークス強度向上効果がある
ため、本発明は原料炭に非微粘結炭を配合しない場合も
含む。

【００１２】粘結材としてはコークス炉で石炭を乾留時
に生成する室炉タールが従来から用いられ、室炉タール
の軽質分を低減すれば粘結性が向上することは公知であ
った。しかし、軽質分の含有量が少なすぎると粘度が高
くなりすぎ操作性が著しく悪化するため、室炉タール中
の軽質分を最適量に調節する必要がある。従来の蒸留法
によっても室式タールから軽質分は除去できるが、軽質
分を最適に調節するためには処理温度、圧力、処理時間
を制御しなけばならず設備が大掛かりになり処理コスト
が高くなる。

【００１３】そこで本発明者は、室式タールの軽質分を
簡便に低減できる方法を検討した結果、室炉タール中の
軽質分を低減する方法として溶媒抽出方法が設備費およ
びランニングコストが安価である点で最も好ましいこと
を見出した。

【００１４】タール中の軽質分を除去する際は、タール
中のトルエン不溶分（以下、ＴＩと記す）およびキノリ
ン不溶分（以下、ＱＩと記す）の量を指標として、溶媒
の種類、処理温度、および処理時間を調整することによ
り、タール中の軽質留分の量を所定の範囲内に調節す
る。

【００１５】タール中の成分は図２に示すように溶媒に
より分子量別に分別される。タール中の成分を分子量が
小さい順に並べると、ヘキサン可溶分（以下、ＨＳと記
す）、ヘキサンに不溶でかつトルエンに可溶な成分（以
下、ＨＩ−ＴＳと記す）、トルエンに不溶でかつキノリ
ンに可溶な成分（以下、ＴＩ−ＱＳと記す）に区分され
る。

【００１６】図１は本発明に関わるコークス製造プロセ
スを示す図である。ここで、１は石炭配合槽、２は石炭
乾燥予熱装置、３は粘結材添加装置、４は粘結材改質装
置、５は軽質留分抽出タンク、６はコークス炉、７は溶
媒回収タンク、８は軽質留分回収タンクを各々示す。石
炭配合槽１から供給する石炭の量を調節し、原料炭中の
各石炭を所定の割合に配合する。原料炭は石炭乾燥予熱
装置２に送られ、水分を約３〜６％に乾燥・調湿され
る。その後、粘結材改質装置４で溶媒抽出処理して軽質
分を低減し、粘結性を向上させた室炉タールを粘結材と
して、粘結材添加装置３により原料炭に対して重量比で
約１〜６ｗｔ％の粘結材を添加した後、コークス炉６に
装入して乾留し、コークスを製造する。

【００１７】溶媒抽出により抽出したタール中の軽質留
分は、軽質留分抽出タンク５に取り出した後、軽質留分
回収タンク８に回収し、化学原料として供給する。溶媒
抽出処理に使用した溶媒は溶媒回収タンク７に回収す
る。溶媒を分離して軽質留分回収タンク８に回収したタ
ール中の軽質留分は、化学原料として供給する。

【００１８】本発明者は、タールを溶媒抽出処理し軽質
分を低減する際、原料炭に添加するタール中のＴＩおよ
びＱＩの含有量と乾留時の流動性との関係について鋭意
検討した。

【００１９】その結果、図３に一例を示すように、室炉
タールを原料炭に添加した場合に比較して、溶媒抽出処
理してＴＩおよびＱＩが所定の範囲内になるように改質
したタールを原料炭に添加した場合の方が、原料炭の粘
結性が著しく向上することを見いだした。

【００２０】室炉タールの軽質分を低減すれば粘結性が
向上するが、軽質分の含有量が少なすぎると粘度が高く
なりすぎ操作性が著しく悪化するため、室炉タール中の
軽質分を最適量に調節する必要がある。

【００２１】本発明者がタール中のＴＩ、およびＱＩの
含有量とコークス強度の関係について鋭意検討した結
果、図４に示すようにタール中のＴＩが６ｗｔ％以上
で、ＱＩ量が３ｗｔ％以上の場合にコークス強度が顕著
に向上することを見いだした。ＴＩが１５ｗｔ％超でＱ
Ｉが８ｗｔ％超の場合は、粘度が著しく上昇し操作性が
悪化する。このため、室炉タールを溶媒抽出処理して軽
質分を低減する際のＴＩ量は６〜１５ｗｔ％に、またＱ
Ｉ量は３〜８ｗｔ％に限定する。

【００２２】この結果、非微粘結炭を０〜７０ｗｔ％含
む原料炭を用いても強度が高いコークスを製造すること
が可能となった。

【００２３】原料炭は水分を約６〜１２％含む常温の湿
炭よりも、石炭乾燥予熱水分を２〜６％含む３０〜８０
℃の調湿炭が好ましい。

【００２４】原料炭と改質タールの混合設備としては、
攪拌羽根付きミキサー、および回転式ドラムミキサー等
が好ましい。

【００２５】通常、コークス炉から発生するタールの量
は、原料炭に対して約３〜４ｗｔ％である。このうち、
本発明の方法によって得られる改質タールの量は、前記
タールのうち、約６０〜８０ｗｔ％である。この改質タ
ールを原料炭に添加してコークス炉に装入して乾留する
と、前記タールの内、約４０〜６０ｗｔ％が再度タール
として回収される。即ち、原料炭に対する改質タールの
添加量は約６ｗｔ％以下が好ましい。改質タールの添加
量が１ｗｔ％未満では粘結性の向上効果が明確ではな
い。このため、改質タールの添加量の下限値は１ｗｔ％
に規定する。

【００２６】本発明で使用する溶媒としては、タール中
の軽質留分を抽出する能力のある有機溶媒が好ましく、
具体的には図５に例を示すようにヘキサン、メタノー
ル、アセトン、トルエン等が好ましい。

【００２７】本明細書でコークス強度とは、ＪＩＳＫ
２１５１に記載されているドラム強度試験法により
測定し、コークス試料を１５０回転後に１５ｍｍ篩上の
残存した重量比で表したものを示す。

【００２８】本発明において石炭の流動性とはＪＩＳ
Ｍ８８０１に記載されているギーセラープラストメ
ーターにより測定した値である。

【００２９】さらに、本発明において非微粘結炭とは粘
結力指数（ＣＩ）が８０％以下の石炭を示す。粘結力指
数（ＣＩ）とは、石炭利用技術用語辞典（社団法人燃料
協会編、昭和５８年版、ｐ．２５５）に記載されている
ように０．２５ｍｍ以下の石炭１ｇに０．２５〜０．３
０ｍｍの粉コークス９ｇを混合して磁性るつぼで９００
℃、７分間乾留した後、０．４２ｍｍの篩で篩い分け
し、篩上に残存した試料の重量百分率で石炭の粘結性を
表示する方法である。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の効果を実施例によって説明す
る。

【００３１】

【表１】

【００３２】（実施例１）本発明の方法に従って、ター
ルをアセトンを用いて溶媒抽出処理し、ＴＩ成分を７．
７ｗｔ％、ＱＩ成分を３．６ｗｔ％含むタールに改質し
た。表１に性状を示すように非微粘結炭を４０ｗｔ％と
粘結炭を６０ｗｔ％含む原料炭（Ａ配合）を乾燥機で１
００℃に予熱し、水分３％に乾燥した後、改質タールを
原料炭に対して重量比で３ｗｔ％添加してコークス炉で
１，２００℃、１６時間で乾留した。粘結材を添加した
原料炭のギーセラープラストメーター最高流動度（Ｌｏ
ｇ〔ＭＦ／ＤＤＰＭ〕）２．６であった。この結果、図
４に示すようにドラム強度が８５．１と高いコークスが
製造できた。

【００３３】（比較例１）表１に性状を示す非微粘結炭
を４０ｗｔ％と粘結炭を６０ｗｔ％含む原料炭（Ａ配
合）を乾燥機で１００℃に予熱し、水分３％に乾燥した
後、室炉タールを原料炭に対して重量比で３ｗｔ％添加
してコークス炉１，２００℃、１６時間で乾留した。原
料炭に添加した室炉タールのＴＩは５．１ｗｔ％、ＱＩ
は２．９ｗｔ％で、粘結材を添加した原料炭のギーセラ
ープラストメーター最高流動度（Ｌｏｇ〔ＭＦ／ＤＤＰ
Ｍ〕）２．２５であった。

【００３４】この結果、図４に示すように、得られたコ
ークスのドラム強度は８３．９と低い。

【００３５】（実施例２）本発明の方法に従って、ター
ルをヘキサンにより溶媒抽出処理し、ＴＩ成分を７．８
ｗｔ％、ＱＩ成分を３．６ｗｔ％含むタールに改質し
た。表１に性状を示すように、非微粘結炭を５０ｗｔ％
と粘結炭を５０ｗｔ％含む原料炭（Ｂ配合）を乾燥機で
１００℃に予熱し、水分３％に乾燥した後、改質タール
を原料炭に対して重量比で４ｗｔ％添加してコークス炉
で１，２００℃、１６時間で乾留した。粘結材を添加し
た原料炭のギーセラープラストメーター最高流動度（Ｌ
ｏｇ〔ＭＦ／ＤＤＰＭ〕）２．３９であった。

【００３６】この結果、図４に示すようにドラム強度が
８４．７と高いコークスが製造できた。

【００３７】（比較例２）表１に性状を示すように、非
微粘結炭を５０ｗｔ％と粘結炭を５０ｗｔ％含む原料炭
（Ｂ配合）を乾燥機で１００℃に予熱し、水分３％に乾
燥した後、室炉タールを原料炭に対して重量比で３ｗｔ
％添加してコークス炉１，２００℃、１６時間で乾留し
た。原料炭に添加した室炉タールのＴＩは５．１ｗｔ
％、ＱＩは２．９ｗｔ％で、粘結材を添加した原料炭の
ギーセラープラストメーター最高流動度（Ｌｏｇ〔ＭＦ
／ＤＤＰＭ〕）２．０９であった。この結果、図４に示
すように、ドラム強度は８３．５と低い。

【００３８】（実施例３）本発明の方法に従って、ター
ルをアセトンにより溶媒抽出処理し、ＴＩ成分を７．７
ｗｔ％、ＱＩ成分を３．６ｗｔ％含むタールに改質し
た。表１に性状を示すように、非微粘結炭を６０ｗｔ％
と粘結炭を４０ｗｔ％含む原料炭（Ｃ配合）を乾燥機で
１００℃に予熱し、水分２％に乾燥した後、改質タール
を原料炭に対して重量比で５ｗｔ％添加してコークス炉
で１，２００℃、１６時間で乾留した。粘結材を添加し
た原料炭のギーセラープラストメーター最高流動度（Ｌ
ｏｇ〔ＭＦ／ＤＤＰＭ〕）２．３０であった。この結
果、図４に示すようにドラム強度が８４．５と高いコー
クスを製造できた。

【００３９】（比較例３）表１に性状を示すように、非
微粘結炭を６０ｗｔ％と粘結炭を４０ｗｔ％含む原料炭
（Ｃ配合）を乾燥機で１００℃に予熱し、水分２％に乾
燥した後、室炉タールを原料炭に対して重量比で５ｗｔ
％添加してコークス炉１，２００℃、１６時間で乾留し
た。原料炭に添加した室炉タールのＴＩは５．１ｗｔ
％、ＱＩは２．９ｗｔ％で、粘結材を添加した原料炭の
ギーセラープラストメーター最高流動度（Ｌｏｇ〔ＭＦ
／ＤＤＰＭ〕）１．８７であった。この結果、図４に示
すように、ドラム強度は８３．０％と低い。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明により、非微粘結
炭を多量に使用しても強度の高いコークスを製造するこ
とが可能となった。本発明の技術的、経済的な効果は非
常に大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するコークスの製造方法を示す
図。

【図２】タールを溶媒抽出した場合の区分を示す図。

【図３】各粘結材添加時の原料炭の流動性を示す図。

【図４】本発明を実施例１〜３に適用した場合のコーク
スのドラム強度を示す図。

【図５】タール成分の各溶媒に対する抽出量を示す図。

【符号の説明】

１：石炭配合槽２：石炭乾燥予熱装置３：粘結材添加装置４：粘結材改質装置５：軽質留分抽出タンク６：コークス炉７：溶媒回収タンク８：軽質留分回収タンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶媒抽出処理して軽質分を低減した室炉
タールを、非微粘結炭を０〜７０ｗｔ％含む原料炭に添
加、混合後、コークス炉に装入し、乾留することを特徴
とする高炉用コークスの製造方法。
【請求項２】室炉タールを溶媒抽出処理して軽質分を
低減する際に、トルエン不溶分量を６〜１５ｗｔ％、キ
ノリン不溶分量を３〜８ｗｔ％に調整した後、原料炭に
添加、混合後、乾留することを特徴とする請求項１に記
載の高炉用コークスの製造方法。