JP2000290663A - 高炉用コークスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微粉コークスを造粒して高炉に装入するコー
クスを製造するに際し、冷間強度及び熱間強度を十分に
有し、かつ安価に製造することのできるコークスの製造
方法を提供する。 【解決手段】 小塊コークスと微粉コークスとを混合し
造粒する高炉用コークスの製造方法において、結合剤と
して転炉スラグを添加することを特徴とする高炉用コー
クスの製造方法。さらに造粒したコークスを二酸化炭素
リッチ雰囲気下に曝す。原料としてさらに微粉鉄鉱石を
添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微粉コークスを造
粒し、高炉に装入する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】室式コークス炉等によって高炉用コーク
スを製造し搬送する過程において、そのままでは高炉に
装入することが不可能な微粉コークスが発生する。該微
粉コークスを再利用することが従来より種々提案されて
おり、例えば特公昭６３−６２５５８号公報には、粉コ
ークスに水とセメントを配合し、さらに粗粒コークスを
配合し、造粒して焼結原料として使用する方法が記載さ
れている。また、特開昭５８−５９２８９号公報には、
粒径１ｍｍ以下の石炭、チャー及び粉コークスに芳香族
瀝青物を添加して造粒し、加熱乾燥して高炉用コークス
を製造し使用する方法が記載されている。

【０００３】しかし、前記特公昭６３−６２５５８号公
報に記載の方法は、結合材としてセメントのみを使用し
ていることから、冷間強度は非常に大きくなる反面、熱
間強度が小さくなることから、高炉内での使用には問題
があった。前記特開昭５８−５９２８９号公報に記載の
方法も、結合材として芳香族瀝青物を使用しており、冷
間強度は大きいが熱間強度が小さいことから上記同様の
問題を有する。

【０００４】特開平６−２９９１７７号公報には、細粒
コークスと塊コークスを原料とし、これに硬化剤として
セメントの他に微粉鉄鉱石又はガラスの何づれか一方又
は両方を配合して転動造粒する方法が記載されている。
セメントに微粉鉄鉱石及び／又は水ガラスを混合するこ
とにより、高炉用コークスとして必要な熱間強度と冷間
強度を確保するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平６−２９９
１７７号公報に記載の方法は、ある程度の熱間強度の改
善は見られたものの、高炉用コークスとしてはまだ十分
な熱間強度には至っておらず、また、硬化剤として使用
するセメントの素材費が高いため、実用化するには至っ
ていない。

【０００６】本発明は、微粉コークスを造粒して高炉に
装入するコークスを製造するに際し、冷間強度及び熱間
強度を十分に有し、かつ安価に製造することのできるコ
ークスの製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨とす
るところは、第１に、小塊コークスと微粉コークスとを
混合し造粒する高炉用コークスの製造方法において、結
合剤として転炉スラグを添加することを特徴とする高炉
用コークスの製造方法にある。

【０００８】転炉スラグはＣａＯ，ＳｉＯ₂，ＦｅＯ，
Ｆｅ₂Ｏ₃，ＭｇＯ，ＭｎＯ，Ｐ₂Ｏ₅が主成分で副成分と
してＡｌ₂Ｏ₃，Ｓなどを含有している。転炉スラグに
は、膨張崩壊するものがあるが、これは転炉スラグの化
学成分上、ＣａＯが多く、ＳｉＯ₂とかＰ₂Ｏ₅あるいは
Ｆｅ₂Ｏ₃などと結合していないフリーライム（フリーＣ
ａＯ）が存在するためであり、フリーＣａＯは転炉スラ
グ中に約０．２〜１６％含まれている。本発明は、この
転炉スラグ中のフリーＣａＯをコークス造粒における結
合材として使用することを特徴とするものである。

【０００９】フリーＣａＯは、二酸化炭素と反応するこ
とによって炭酸カルシウムに変化し、このときに強力な
炭酸ボンドを形成する。造粒するコークス中に結合材と
して転炉スラグを添加すると、転炉スラグ中に上記炭酸
ボンドが形成されるので、これによって造粒したコーク
スを十分な強度に結合させることができる。本発明にお
いては、小塊コークスを核とし、該小塊コークスの周囲
を微粉コークスが取り巻き、添加した転炉スラグによっ
て該微粉コークス層が強固に結合し、高炉用コークスと
して十分な冷間及び熱間強度を有する造粒コークスとす
ることができる。

【００１０】本発明の要旨とするところは、第２に、上
記第１の発明の方法で造粒したコークスを、さらに二酸
化炭素リッチ雰囲気に曝すことを特徴とする高炉用コー
クスの製造方法にある。

【００１１】炭酸ボンドの形成は、造粒したコークスを
二酸化炭素雰囲気に曝し、更には加熱することによって
加速され、きわめて短時間で必要な強度を有する造粒コ
ークスを製造することが可能になる。

【００１２】本発明の要旨とするところは、第３に、原
料としてさらに微粉鉄鉱石を添加することを特徴とする
上記第１又は第２の高炉用コークスの製造方法にある。

【００１３】本発明の造粒コークス中に微粉鉄鉱石を含
有することにより、高炉内におけるコークスの反応性を
高めることができる。鉄系化合物が触媒として作用し、
コークスの反応性が向上するためである。また、微粉鉄
鉱石を混合することにより、造粒コークスの強度を向上
させることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明で使用する小塊コークスの
大きさは特に限定されない。大きさが１５ｍｍ前後のも
のを用いれば、最終的に２０〜２５ｍｍの大きさを有す
る造粒コークスの核とすることができ、好適である。ま
た、微粉コークスについてもその粒径は特に限定されな
いが、強度の高い造粒物を製造するためには、平均粒径
１００μｍ以下の集塵微粉コークスを使用することが望
ましい。

【００１５】結合材として添加する転炉スラグとして
は、フリーＣａＯを含有するものであれば転炉での製造
工程は限定されない。転炉において脱炭及び脱燐に供さ
れた転炉スラグ、脱燐は転炉炉外で行い転炉では脱炭の
みを行った精錬における転炉スラグ、さらには脱燐反応
のみに用いられた転炉スラグをも使用することができ
る。転炉スラグは、微粉砕した上で本発明の結合材とし
て使用する。粉砕後の粒径としては、５０〜１００μｍ
程度が好適である。

【００１６】原料の配合比率は、微粉コークスの配合量
を１としたとき、小塊コークスは１００％〜２０％、転
炉スラグは５％〜５０％、微粉鉄鉱石を配合する場合の
配合量は３％以上が適当である。小塊コークスが少なす
ぎると、造粒コークスの強度が低下するとともに造粒時
間が長くなり、多すぎると該小塊コークスを被覆する被
覆層が薄くなり反応性が低下する。転炉スラグが少なす
ぎると造粒コークスの強度を十分に保つことができず、
多すぎると造粒コークス中のコークス品位が低下しすぎ
ることとなる。微粉鉄鉱石が少なすぎると反応性増加効
果が得られず、また造粒コークスの強度が確保できな
い。

【００１７】造粒においては、まず微粉コークス、転炉
スラグ、さらに必要に応じて微粉鉄鉱石をミキサーに導
入し、混練を行う。また、小塊コークスについては、散
水して表面を水で濡れた状態にしておく。そして、前記
ミキサーで混練した混練物と小塊コークスとを造粒機内
に導入し、水を添加しながら造粒コークスを製造する。
造粒機としては、パンペレタイザー等を使用することが
できる。

【００１８】造粒後に空気中に放置しておくと、造粒コ
ークス中の転炉スラグに含まれるフリーＣａＯと空気中
の二酸化炭素とが反応し、強固な炭酸ボンドを形成し、
該造粒コークスの冷間強度及び熱間強度を高め、高炉で
使用することのできる造粒コークスとすることができ
る。

【００１９】雰囲気中の二酸化炭素濃度を増大すると、
炭酸ボンドを形成する炭酸化処理に要する時間を短縮す
ることができる。二酸化炭素濃度を増大するとともに加
熱して雰囲気温度を上昇すれば、炭酸化処理はさらに短
時間で実施することができる。雰囲気温度としては６０
〜１００℃程度の温度で十分な反応速度を得ることがで
きる。

【００２０】雰囲気中の湿分を増大すると、フリーＣａ
Ｏはまず湿分によって水酸化カルシウムに変化し、さら
に二酸化炭素によって炭酸カルシウムに変化する。湿分
を含有する雰囲気で処理を行うと、炭酸化処理速度を向
上することができる。

【００２１】燃焼排ガス、例えばコークス炉の燃焼排ガ
ス中には高濃度の二酸化炭素が含有されており、さらに
水分も含有されていることが多い。また燃焼排ガスは、
別途加熱することなく７０〜１００℃の温度を有してい
る。従って、本発明で炭酸化処理を促進させるための雰
囲気として燃焼排ガスは最も適している。

【００２２】本発明において結合材として使用する転炉
スラグは、製鉄所内で発生し、主に埋め立て等に使用さ
れている。従って、高炉用コークスの原料として同じく
製鉄所内で製造される造粒コークスの結合材として使用
することにより、きわめて安価に結合材を調達すること
が可能になる。また、製鉄所内あるいは製鉄所近傍に転
炉スラグ埋め立て用地の確保が困難になってきており、
転炉スラグの有効利用は重要な技術課題となっていた
が、本発明によって転炉スラグの有効利用を図ることが
できる。

【００２３】

【実施例】本発明の実施例を以下に示す。造粒において
は、まず微粉コークス、微粉鉄鉱石およびバインダー
（本発明例では転炉スラグ、比較例ではセメント）をミ
キサーに導入し、所定時間混練する。また、小塊コーク
スについては、散水して表面を濡れた状態にしておく。
そして、前記ミキサーで混練した混練物と小塊コークス
をパンペレタイザーに供給し、水を添加しながら造粒物
を製造した。原材料配合割合は表１に示すとおりであ
る。また、造粒に用いた小塊コークスの平均粒度は１５
ｍｍ、微粉コークス、微粉鉄鉱石、バインダー（転炉ス
ラグまたはセメント）の平均粒径は１００μｍであっ
た。表２に使用した転炉スラグの組成を示す。また表１
に造粒コークスの品質を示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】本発明例１は、転炉スラグをバインダーと
して用いて１００％ＣＯ₂雰囲気下で炭酸化処理を実施
した場合である。

【００２７】本発明例２は、転炉スラグをバインダーと
して用い、コークス炉の燃焼排ガスレベルの５０％ＣＯ
₂雰囲気下で炭酸化処理を実施した場合である。

【００２８】本発明例３は、転炉スラグの配合率を１５
％に増やし、本発明例１と同じ条件で炭酸化処理を実施
した場合である。

【００２９】比較例は、バインダーとしてセメントを使
用し、自然硬化させた場合である。

【００３０】本発明例においてはいずれも、常温での圧
潰強度、熱間圧潰強度、ＪＩＳ反応性等、何れも良好な
結果が得られた。一方、バインダーとしてセメントを使
用した場合においても、常温での圧潰強度、ＪＩＳ反応
性においては良好な結果が得られたが、熱間圧潰強度に
ついては本発明例よりも低かった。

【００３１】以上より、セメントのかわりに転炉スラグ
を用いて炭酸化処理を実施することにより、セメントを
バインダーとした造粒物並みの圧潰強度およびＪＩＳ反
応性が得られるだけでなく、熱間圧潰強度を向上させる
ことができた。

【００３２】

【発明の効果】造粒コークスの製造において、結合材と
して転炉スラグを用いることにより、冷間強度・熱間強
度ともに高い強度を得ることができ、高炉に装入するコ
ークスとして十分な強度を得ることができた。また、造
粒コークスを安価に製造することが可能になった。さら
に造粒コークス中に微粉コークスを添加することによ
り、コークスの反応性を向上することができた。

【００３３】転炉スラグを造粒コークスの結合材として
使用することにより、転炉スラグを有効利用することが
可能になった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 小塊コークスと微粉コークスとを混合し
   造粒する高炉用コークスの製造方法において、結合剤と
   して転炉スラグを添加することを特徴とする高炉用コー
   クスの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法で造粒したコーク
   スを、さらに二酸化炭素リッチ雰囲気に曝すことを特徴
   とする高炉用コークスの製造方法。
3. 【請求項３】 原料としてさらに微粉鉄鉱石を添加する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の高炉用コーク
   スの製造方法。