JP2001214172A - 高反応性コークスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コークスの強度の低下を招くことなしに、低
コストでコークスの反応性を増加させる方法を提案する
こと。 【解決手段】 コークス炉用配合炭中に配合する原料炭
として、非微粘結炭を用いて高反応性コークスを製造す
るに際し、前記非微粘結炭配合量を10wt％未満とすると
共に、それの粒度は２mm以下のものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高反応性コークス
の製造方法に関し、とくにTI(6, 400)≧84以上が求めら
れるような大型の高炉に対して用いられるコークスの製
造方法について提案する。

【０００２】

【従来の技術】高炉等の竪型反応炉において、コークス
は熱源や還元剤として、装入物を支えるための充填材と
して、あるいは熱の交換媒体などとしての役割を担う重
要な装入原料の１つである。一般に、高炉での操業条件
は、鉄鋼製品の品質や価格に与える影響が大きく、とく
に製造原価への影響は大である。即ち、高炉操業、就中
銑鉄の原価を低減することができれば、それが下工程の
製造にも反映され、ひいては製品原価構成の改善にもよ
い影響を与えるのである。例えば、高炉での操業温度を
幾らかでも下げて操業できれば、装入主原料、装入副原
料、羽口吹き込み燃料、高炉ガス発生状態、炉体保守、
炉体寿命、その他の関連する諸技術の改善につながるの
である。

【０００３】このような高炉の操業温度を下げるという
考え方は、例えば、ウスタイト 鉄還元平衡に近い熱保
存領域の温度を下げて高炉内還元効率の向上をもたらす
上で有益である。そのためには、炉内の低温域において
も良好な還元反応が進行するような操業を行うことが必
要であり、そのためには高反応性コークスの使用が不可
欠となる。また、このことは、近年の高炉操業の本科に
も影響された動きでもある。というのは、近年の高炉で
は、コークス炉の老朽化問題に対応して微粉炭の吹き込
み量が増加していることに加え、コストダウンを目指し
た低燃料費操業が指向されている状況にある。即ち、コ
ークスの求められる特性の一つであるＣＯ_２とよく反応
しＣＯを生成しやすい高反応性コークスへの要望の高ま
りというのは、まさしく上述した高炉を取りまく環境変
化に対応したものと言える。

【０００４】従来、こうした高反応性コークスの製造方
法としては、コークス炉配合炭中の非微粘結炭の割合を
増加させる方法や不活性炭材の添加、つまり特開平６−
３１３１７１号公報に開示のように不活性物質を配合し
たり、特開平２−１１７９９１号公報のように低炭化度
炭由来のチャーを配合したりする方法などが提案されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非微粘
結炭の配合量を増加させる方法や不活性炭材を添加する
方法は、コークスの反応性が高くなるが、その反面、粒
子どうしの融着度の低下によりコークス強度が低下する
という問題があった。このような強度の低下を補うため
には、一般に、非微粘結炭以外の石炭つまり粘結炭の品
位の向上やピッチ等の粘結材の添加を余儀なくされるこ
とになるが、高品位粘結炭の配合増やピッチ等の添加
は、コストの面で不利を免れないという欠点があった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記した非微粘
結炭の配合を増加させた場合のコークス強度の低下とい
う問題を解消し、コークス強度の低下を招くことなし
に、低コストでコークスの反応性を増加させる方法を提
案することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明者らは、従来技術が
抱えている上述した問題点を解決できる高反応性コーク
スの製造に当たり、通常は３ｍｍ以下がおおよそ60〜90
％となるように粉砕して使用される原料炭、とくに非微
粘結炭について、その粒度構成を２ｍｍ以下、好ましく
は、1.5 ｍｍ以下のものが１００wt％となるように粉砕
したものを配合することを基本とする高反応性コークス
の製造方法を提案する。より好ましくは、その粒度構成
が２ｍｍ以下が１００wt％であると同時に、0.5 ｍｍ以
下を２０wt％以上含有するように微粉砕した非微粘結炭
を配合することを特徴とする高反応性コークスの製造方
法を提案する。さらに好ましくは、その粒度構成が２ｍ
ｍ以下：１００wt％にすると共に、0.1 ｍｍ以下が２０
wt％以上となるように微粉砕した非微粘結炭を配合する
ことを特徴とする高反応性コークスの製造方法を提案す
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】一般に、コークス塊中には気孔が
存在し、この気孔が増加すると、いわゆる比表面積が大
きくなり、その比表面積の増加を通じてコークスの反応
性が増加すると考えられる。ところで、コークス強度と
いうのは、コークスの全気孔率に比例すると考えられて
いるが、その全気孔率を殆ど変えずに（増加させず
に）、たとえば微細気孔の量を増加させることができれ
ば、前記比表面積が相対的に大きくなり、ひいてはコー
クスの反応性が向上してコークス強度の向上を図ること
ができる筈である。

【０００９】そこで発明者らは、こうした微細気孔の量
を増加させる目的で種々の実験を行った。その結果、コ
ークス塊中の微細気孔の量は、コークス炉向け配合炭中
に、原料炭の１つとして微粉砕した非微粘結炭を配合す
ることが有効であり、このような微粉砕非微粘結炭を配
合することで増加することがわかった。この理由として
は、コークス塊中の微細気孔というのは、配合炭中に分
散した微粉砕非微粘結炭がガス化して生成するものだか
らであると考えられる。

【００１０】即ち、コークス塊中の微細気孔の生成に
は、上記非微粘結炭の粉砕粒度も強く影響すると考えら
れる。しかし、非微粘結炭をあまり細かく粉砕し過ぎる
と、時間とコストがかかり過ぎるので、適当な粒度のも
のにしなければならない。こうした微粉砕非微粘結炭の
配合率は、全配合炭量の２〜１０wt％未満程度が適当だ
と考えられる。

【００１１】その理由は、このような微粉砕の非微粘結
炭の配合率が１０wt％を超えると、粉砕コストアップと
粉砕時間の増加が顕著であり、一方、２wt％未満の非微
粘結炭配合率では反応性の向上に与える効果が少ないか
らである。

【００１２】なお、本発明において、上記非微粘結炭と
は、反射率Ｒｏが0.9 以下でかつ揮発分ＶＭが２５％以
上でかつ最大流動度ＭＦ (log ddpm) が３以下の石炭、
またはＭＦが1.0 以下の石炭を言う。

【００１３】なお、コークス塊中にできる微細気孔のサ
イズ (気孔径) については、強度低下につながるような
気孔径にすることは避けることが必要であり、一方で反
応率の向上に寄与する気孔径の気孔量を増大させること
が好ましいと言える。こうした要請に応えられる微細気
孔としては、１μｍ以下の気孔径を有する微細気孔がコ
ークス塊中に５ vol％以上含有することが好ましい。

【００１４】次に、コークス塊中に上記微細気孔 (１μ
ｍ以下) を生成させる方法として、本発明では、配合炭
中に非微粘結炭の粒度を２ｍｍ以下、好ましくは1.5 ｍ
ｍ以下とし、原則としてこの粒度をもつ非微粘結炭を配
合する (１００wt％が−２ｍｍである) 。

【００１５】コークス塊中の微細気孔 (≦１μｍ) を５
vol％以上生成させるさらによい方法は、配合する上記
非微粘結炭として、粒度が２ｍｍ以下１００wt％である
と同時に０．５ｍｍ以下の大きさのものを２０wt％以上
含有するものを用いることが有効である。

【００１６】

【実施例】非微粘結炭：粘結炭＝４０wt％：６０wt％の
割合で配合炭を調整し、比較試験に供した。従来法で
は、原料炭の全量を−３ｍｍの粒径が80％を占めるよう
に粉砕したものを用いたが、本発明例では、揮発分の異
なる各種非微粘結炭のうちＸ炭（Ａ炭，Ｂ炭，Ｃ炭）だ
けを微粉砕した。即ち、実施例１では、Ｘ炭の一部を−
２ｍｍ１００％に、実施例２では、Ｘ炭の一部を−２ｍ
ｍ１００％かつ−0.5ｍｍ ２０％に、実施例３では、
Ｘ炭の一部を−２ｍｍ１００％かつ−0.1 ｍｍ２０％
に、実施例４では、Ｘ炭全量を−２ｍｍ１００％かつ−
0.1 ｍｍ ２０％に微粉砕したものについて試験した。
石炭を乾留する条件は一定とし、石炭重量４８kg (dr
y)、水分６％、充填密度７７５ kg/m^３ (dry)、乾留温
度１０５０℃、昇温時間室温から１０５０℃まで２hr、
乾留時間８hr、２０min の条件で乾留してコークスを製
造し、得られたコークスについてタンブラー強度 (400
回転後の＋６ｍｍの重量％、その他はＪＩＳの測定法に
準ずる) の測定と反応率ＣＲＩの測定を行った。それぞ
れの配合率と粉砕粒度ならびに試験結果を表１〜３に示
す。即ち、表１は、揮発分３６％のＡ炭の結果を示し、
表２は揮発分２５％のＢ炭の結果を示し、表３は揮発分
１７％のＣ炭の結果を示す。

【００１７】これらの試験結果について考察すると、実
施例１に示すように、いずれの揮発分量の石炭において
も粉砕粒度を細かくして微粉砕にすることによっても強
度は低下せず、反応性を増加させることができた。また
実施例２、３に示すように、その粉砕粒度をさらに細か
くすると、その効果はより一層顕著となり、反応率は明
らかな増加傾向を示し、強度は低下せず若干の増加を示
した。また、実施例４に示すような微粉砕した非微粘結
炭の配合割合を増加させる試験を行ってみると、強度は
ほとんど低下することはなく、却って反応率は増加させ
ることができた。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】

【表３】

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コークス炉配合炭として、微粉砕によって粒度が２ｍｍ
以下となった非微粘結炭を１０wt％以下配合したものを
用いることにより、さらにはこれらの−２ｍｍ微粉砕非
微粘結炭を１０％未満配合することによって、強度低下
なしに高反応性のコークスを製造することができるよう
になった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コークス炉用配合炭中に配合する原料炭
   として、非微粘結炭を用いて高反応性コークスを製造す
   るに際し、前記非微粘結炭配合量を10wt％未満とすると
   共に、それの粒度は２ｍｍ以下のものを用いることを特
   徴とする高反応性コークスの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、前記非
   微粘結炭は２ｍｍ以下の大きさのものが100 wt％になる
   ように微粉砕すると同時に、0.5 ｍｍ以下の大きさのも
   のが20wt％以上含有する粒度構成としたものを用いるこ
   とを特徴とする高反応性コークスの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の方法におい
   て、配合炭中に占める微粉砕した前記非微粘結炭の配合
   量を２wt％以上とすることを特徴とする高反応性コーク
   スの製造方法。