JP2002121568A - 石炭を塊成化するコークス製造方法 - Google Patents
石炭を塊成化するコークス製造方法Info
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- JP2002121568A JP2002121568A JP2000313341A JP2000313341A JP2002121568A JP 2002121568 A JP2002121568 A JP 2002121568A JP 2000313341 A JP2000313341 A JP 2000313341A JP 2000313341 A JP2000313341 A JP 2000313341A JP 2002121568 A JP2002121568 A JP 2002121568A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷間強度、熱間強度ともに高いコークスの得
られる、石炭を塊成化して乾留するコークスの製造を提
供することを目的とする。 【解決手段】 石炭を塊成化してコークス炉に装入し乾
留してコークスを製造する場合において、粘結力指数８
０未満の石炭を３ｍｍ以下７０質量％以上１００質量％
以下に粉砕し、粘結力指数８０以上の石炭を２ｍｍ以下
９０質量％以上に粉砕し、粘結力指数８０未満の石炭を
３０質量％以下と粘結力指数８０以上の石炭を７０質量
％以上とを配合し、成型し、乾留することを特徴とする
コークスの製造方法。
られる、石炭を塊成化して乾留するコークスの製造を提
供することを目的とする。 【解決手段】 石炭を塊成化してコークス炉に装入し乾
留してコークスを製造する場合において、粘結力指数８
０未満の石炭を３ｍｍ以下７０質量％以上１００質量％
以下に粉砕し、粘結力指数８０以上の石炭を２ｍｍ以下
９０質量％以上に粉砕し、粘結力指数８０未満の石炭を
３０質量％以下と粘結力指数８０以上の石炭を７０質量
％以上とを配合し、成型し、乾留することを特徴とする
コークスの製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭を塊成化して
乾留するコークスの製造方法に関するものである。
乾留するコークスの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コークスは、通常、室炉式コークス炉で
珪石煉瓦の壁を介して粘結炭を加熱して乾留し製造され
ている。室炉式コークス炉では、伝熱が炉壁からの伝導
伝熱であるため遅く乾留に十数時間を要し、生産性が低
いことが基本的な問題点のひとつである。これを改良す
るため、石炭をコークス炉に装入する前に乾燥する技術
が開発され実用化されているが、根本的な面は手が付け
られていない。
珪石煉瓦の壁を介して粘結炭を加熱して乾留し製造され
ている。室炉式コークス炉では、伝熱が炉壁からの伝導
伝熱であるため遅く乾留に十数時間を要し、生産性が低
いことが基本的な問題点のひとつである。これを改良す
るため、石炭をコークス炉に装入する前に乾燥する技術
が開発され実用化されているが、根本的な面は手が付け
られていない。
【０００３】生産性の問題を抜本的に改良する技術とし
て、石炭を塊成化して室炉に装入して乾留する技術が、
特開平２−２５８８９１号公報に開示されている。この
場合、塊成炭の間に空隙が存在することから、炉壁煉瓦
からの放射伝熱と発生ガスの流れによる対流伝熱が利用
でき、乾留時間が短縮される。塊成炭の間に空隙が存在
することから、このプロセスでは、石炭装入直後の多量
の発生ガスが容易に炉外に排出されるためガス圧が上昇
せず、炉壁損傷やガス漏れの恐れがないことも利点であ
る。
て、石炭を塊成化して室炉に装入して乾留する技術が、
特開平２−２５８８９１号公報に開示されている。この
場合、塊成炭の間に空隙が存在することから、炉壁煉瓦
からの放射伝熱と発生ガスの流れによる対流伝熱が利用
でき、乾留時間が短縮される。塊成炭の間に空隙が存在
することから、このプロセスでは、石炭装入直後の多量
の発生ガスが容易に炉外に排出されるためガス圧が上昇
せず、炉壁損傷やガス漏れの恐れがないことも利点であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この石炭塊成化プロセ
スでは、乾留後のコークスの押出しを安定して行えるか
否かが最も重要な問題である。塊成炭が乾留中にある程
度融着し、全体として一体のコークスケーキになってい
ないと、押出し時にコークスが炉壁に押しつけられ、摩
擦抵抗により押出しが困難になる。そのためには塊成炭
がある程度膨脹することが必要であるとされている。し
かし、一方、塊成炭の膨脹が過度に起ると、乾留中に塊
成炭の間の空隙がなくなってしまい、放射伝熱や対流伝
熱を利用できなくなり、生産性向上効果が得られなくな
る。また、石炭が塊成炭間の空隙に膨脹していく結果と
して、コークスの気孔率が上昇し脆弱な構造になりやす
く、コークス強度が低くなってしまう。
スでは、乾留後のコークスの押出しを安定して行えるか
否かが最も重要な問題である。塊成炭が乾留中にある程
度融着し、全体として一体のコークスケーキになってい
ないと、押出し時にコークスが炉壁に押しつけられ、摩
擦抵抗により押出しが困難になる。そのためには塊成炭
がある程度膨脹することが必要であるとされている。し
かし、一方、塊成炭の膨脹が過度に起ると、乾留中に塊
成炭の間の空隙がなくなってしまい、放射伝熱や対流伝
熱を利用できなくなり、生産性向上効果が得られなくな
る。また、石炭が塊成炭間の空隙に膨脹していく結果と
して、コークスの気孔率が上昇し脆弱な構造になりやす
く、コークス強度が低くなってしまう。
【０００５】従って、特開平２−２５８８９１号公報に
おいては、石炭の粘結力指数を４０〜８０に調整するこ
ととしている。そのためには、強粘結炭と弱粘結炭は粘
結力指数が高いので、微粘結炭や非粘結炭を使用する必
要がある。微粘結炭や非粘結炭は石炭粒子間の接着が良
くないが、強粘結炭や弱粘結炭の粒子を間に介在させる
ことにより、全体としては粒子が接着したコークス構造
を得ることができる。
おいては、石炭の粘結力指数を４０〜８０に調整するこ
ととしている。そのためには、強粘結炭と弱粘結炭は粘
結力指数が高いので、微粘結炭や非粘結炭を使用する必
要がある。微粘結炭や非粘結炭は石炭粒子間の接着が良
くないが、強粘結炭や弱粘結炭の粒子を間に介在させる
ことにより、全体としては粒子が接着したコークス構造
を得ることができる。
【０００６】しかし、微粘結炭や非粘結炭の粒子同士は
当然接着が悪く、どうしても接着していない粒界が一部
発生する。その結果、コークス強度は低下傾向となる。
従って、それを補ってコークス強度を高くするには、塊
成炭の膨脹を抑制してコークスの気孔率を低くすること
が必要である。
当然接着が悪く、どうしても接着していない粒界が一部
発生する。その結果、コークス強度は低下傾向となる。
従って、それを補ってコークス強度を高くするには、塊
成炭の膨脹を抑制してコークスの気孔率を低くすること
が必要である。
【０００７】そのためには、石炭の炭種および配合率の
選定が非常に重要であり、微妙な調整が必要になる。膨
脹性が不足すると塊成炭の融着が不十分となってコーク
スの押出しが不能となり、膨脹性が過剰であると生産性
が低下するとともにコークス強度も低下する。
選定が非常に重要であり、微妙な調整が必要になる。膨
脹性が不足すると塊成炭の融着が不十分となってコーク
スの押出しが不能となり、膨脹性が過剰であると生産性
が低下するとともにコークス強度も低下する。
【０００８】例えば、強粘結炭や弱粘結炭の膨脹性は類
似した石炭でも銘柄およびロットにより大きく変化す
る。さらに、石炭の膨脹性は貯炭中の風化によって変化
することも考慮する必要がある。また、塊成炭の膨脹は
塊成炭の寸法によっても変化するため、コークス炉に装
入するまでに塊成炭が一部破損することによる変化など
も考慮する必要がある。
似した石炭でも銘柄およびロットにより大きく変化す
る。さらに、石炭の膨脹性は貯炭中の風化によって変化
することも考慮する必要がある。また、塊成炭の膨脹は
塊成炭の寸法によっても変化するため、コークス炉に装
入するまでに塊成炭が一部破損することによる変化など
も考慮する必要がある。
【０００９】さらに、近年高炉用コークスの品質とし
て、従来の冷間強度ＤＩだけでなく、反応後強度ＣＳＲ
が重視されるようになってきているが、微粘結炭や非粘
結炭から製造したコークスは反応性が非常に高いため、
これらの石炭を使用するとコークスの反応後強度ＣＳＲ
が低下する。すなわち、塊成炭の膨脹を抑制するため、
微粘結炭や非粘結炭を多く配合すると冷間強度ＤＩは維
持できるが熱間強度ＣＳＲが低下し、微粘結炭や非粘結
炭の配合を削減するとＣＳＲは向上するが膨脹が過度に
なるとＤＩが低下してしまうので、ＤＩとＣＳＲの両方
を高い値とすることは非常に困難である。
て、従来の冷間強度ＤＩだけでなく、反応後強度ＣＳＲ
が重視されるようになってきているが、微粘結炭や非粘
結炭から製造したコークスは反応性が非常に高いため、
これらの石炭を使用するとコークスの反応後強度ＣＳＲ
が低下する。すなわち、塊成炭の膨脹を抑制するため、
微粘結炭や非粘結炭を多く配合すると冷間強度ＤＩは維
持できるが熱間強度ＣＳＲが低下し、微粘結炭や非粘結
炭の配合を削減するとＣＳＲは向上するが膨脹が過度に
なるとＤＩが低下してしまうので、ＤＩとＣＳＲの両方
を高い値とすることは非常に困難である。
【００１０】本発明は、上述のような従来技術における
問題点を解決するため、冷間強度、熱間強度ともに高い
コークスの得られる、石炭を全量塊成化して乾留するコ
ークスの製造する方法を提供することを目的とするもの
である。
問題点を解決するため、冷間強度、熱間強度ともに高い
コークスの得られる、石炭を全量塊成化して乾留するコ
ークスの製造する方法を提供することを目的とするもの
である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、石炭を塊成化
してコークス炉に装入し乾留してコークスを製造する場
合において、粘結力指数８０未満の石炭を３ｍｍ以下７
０質量％以上１００質量％以下に粉砕し、粘結力指数８
０以上の石炭を２ｍｍ以下９０質量％以上に粉砕し、粘
結力指数８０未満の石炭を３０質量％以下と粘結力指数
８０以上の石炭を７０質量％以上とを配合し、成型し、
乾留することを特徴とする。
してコークス炉に装入し乾留してコークスを製造する場
合において、粘結力指数８０未満の石炭を３ｍｍ以下７
０質量％以上１００質量％以下に粉砕し、粘結力指数８
０以上の石炭を２ｍｍ以下９０質量％以上に粉砕し、粘
結力指数８０未満の石炭を３０質量％以下と粘結力指数
８０以上の石炭を７０質量％以上とを配合し、成型し、
乾留することを特徴とする。
【００１２】ここで、粘結力指数とは、０．２５ｍｍ以
下に粉砕した石炭１ｇを、０．２５〜０．３ｍｍの粉コ
ークス９ｇと混合し、るつぼに入れ９５０℃で７分間乾
留し、得られたコークスの０．３ｍｍ以上の歩留の百分
率として定義される石炭の特性である。
下に粉砕した石炭１ｇを、０．２５〜０．３ｍｍの粉コ
ークス９ｇと混合し、るつぼに入れ９５０℃で７分間乾
留し、得られたコークスの０．３ｍｍ以上の歩留の百分
率として定義される石炭の特性である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明では、粘結力指数８０以上
の石炭を２ｍｍ以下９０質量％以上、好ましくは１．５
ｍｍ以下９０質量％以上に粉砕する。石炭をこのように
細かく粉砕すると粘結性が低下するため、コークス製造
には好ましくないと従来考えられてきた。しかし、本発
明者は、石炭を塊成化して乾留する場合は本発明のよう
に細かく粉砕することにより高強度のコークスが得られ
ることを見出した。
の石炭を２ｍｍ以下９０質量％以上、好ましくは１．５
ｍｍ以下９０質量％以上に粉砕する。石炭をこのように
細かく粉砕すると粘結性が低下するため、コークス製造
には好ましくないと従来考えられてきた。しかし、本発
明者は、石炭を塊成化して乾留する場合は本発明のよう
に細かく粉砕することにより高強度のコークスが得られ
ることを見出した。
【００１４】石炭を加熱すると４００℃前後から石炭は
軟化、膨脹し、５００℃前後で再固化する。４００℃前
後の温度になると石炭は軟化し急激な熱分解が起りガス
を発生する。熱分解ガスの発生速度と拡散速度の競合の
結果、粒子内ガス濃度が上昇し限界を超えると気泡が発
生する。気泡の成長により石炭粒子は膨脹する。石炭を
細かく粉砕すると、石炭粒子内で発生したガスの拡散が
容易になるため、粒子内滞留ガス量が減少し、気泡によ
る膨脹が低下する。しかし、石炭自体軟化はしている。
軟化、膨脹し、５００℃前後で再固化する。４００℃前
後の温度になると石炭は軟化し急激な熱分解が起りガス
を発生する。熱分解ガスの発生速度と拡散速度の競合の
結果、粒子内ガス濃度が上昇し限界を超えると気泡が発
生する。気泡の成長により石炭粒子は膨脹する。石炭を
細かく粉砕すると、石炭粒子内で発生したガスの拡散が
容易になるため、粒子内滞留ガス量が減少し、気泡によ
る膨脹が低下する。しかし、石炭自体軟化はしている。
【００１５】塊成炭の場合、見掛密度が１．０〜１．２
ｇ／ｃｍ3程度と通常の０．７〜０．８ｇ／ｃｍ3と比較
して高く空隙が少いため、石炭粒子の膨脹率は低くても
軟化さえしていれば石炭粒子の接着は起るものと考えら
れる。さらに、膨張率の低下により塊成炭の過度の膨脹
が抑制され、コークスの強度低下が起らない。
ｇ／ｃｍ3程度と通常の０．７〜０．８ｇ／ｃｍ3と比較
して高く空隙が少いため、石炭粒子の膨脹率は低くても
軟化さえしていれば石炭粒子の接着は起るものと考えら
れる。さらに、膨張率の低下により塊成炭の過度の膨脹
が抑制され、コークスの強度低下が起らない。
【００１６】本発明では、粘結力指数８０未満の石炭を
３０質量％以下と粘結力指数８０以上の石炭を７０質量
％以上とを配合する。粘結力指数８０未満の石炭を配合
することにより、成型炭の乾留過程での過度の膨脹を防
止できる。粘結力指数８０未満の石炭を３０％を越えて
配合すると、生成するコークスの反応性が高くなり、Ｃ
ＳＲが低下するので好ましくない。
３０質量％以下と粘結力指数８０以上の石炭を７０質量
％以上とを配合する。粘結力指数８０未満の石炭を配合
することにより、成型炭の乾留過程での過度の膨脹を防
止できる。粘結力指数８０未満の石炭を３０％を越えて
配合すると、生成するコークスの反応性が高くなり、Ｃ
ＳＲが低下するので好ましくない。
【００１７】粘結力指数８０未満の石炭は３ｍｍ以下７
０質量％以上１００質量％以下に粉砕する。高強度のコ
ークスを得るためには、石炭をある程度粉砕することが
必要であるが、粘結力指数８０未満の石炭の場合は、自
分自身接着力が弱いのでこの粒度が最適であり、これ以
上細かく粉砕すると粘結力指数８０以上の石炭により接
着すべき表面積が増加し、コークス強度はかえって低下
する。また、これよりも粗く粉砕すると、粗い粒子の周
囲に大きな欠陥を生じることになり、コークス強度が大
きく低下する。
０質量％以上１００質量％以下に粉砕する。高強度のコ
ークスを得るためには、石炭をある程度粉砕することが
必要であるが、粘結力指数８０未満の石炭の場合は、自
分自身接着力が弱いのでこの粒度が最適であり、これ以
上細かく粉砕すると粘結力指数８０以上の石炭により接
着すべき表面積が増加し、コークス強度はかえって低下
する。また、これよりも粗く粉砕すると、粗い粒子の周
囲に大きな欠陥を生じることになり、コークス強度が大
きく低下する。
【００１８】粉砕には、石炭の粉砕に通常用いられてい
る反撥粉砕機、ハンマー粉砕機、ボールミルなどを用い
ることができる。また、超微粒子が多量に発生する過剰
粉砕を避けるため、篩を用いることがより望ましい。例
えば、最初に篩分けを行い、篩下は粉砕機にかけず、篩
上のみ粉砕機にかける方法がある。あるいは、最初に篩
分けを行い、篩下は粉砕機にかけず、篩上のみを粉砕し
た後さらに篩にかけて篩上を再度粉砕機に戻す、閉回路
粉砕も有力である。これらの方法により、過剰粉砕を防
止し、粉砕による粘結性低下をより少くすることができ
る。
る反撥粉砕機、ハンマー粉砕機、ボールミルなどを用い
ることができる。また、超微粒子が多量に発生する過剰
粉砕を避けるため、篩を用いることがより望ましい。例
えば、最初に篩分けを行い、篩下は粉砕機にかけず、篩
上のみ粉砕機にかける方法がある。あるいは、最初に篩
分けを行い、篩下は粉砕機にかけず、篩上のみを粉砕し
た後さらに篩にかけて篩上を再度粉砕機に戻す、閉回路
粉砕も有力である。これらの方法により、過剰粉砕を防
止し、粉砕による粘結性低下をより少くすることができ
る。
【００１９】石炭の塊成化は、通常用いられているダブ
ルロール成型機や、パンペレタイザー、ドラムペレタイ
ザーなどを用いて行うことができる。塊成炭の強度を確
保するため、塊成化に際してはタール、ピッチ、パルプ
廃液などのバインダーを用いる方が好ましい。
ルロール成型機や、パンペレタイザー、ドラムペレタイ
ザーなどを用いて行うことができる。塊成炭の強度を確
保するため、塊成化に際してはタール、ピッチ、パルプ
廃液などのバインダーを用いる方が好ましい。
【００２０】
【実施例】表１に示す石炭を用いて、表２の実施例１の
条件でコークスを製造した。配合炭に軟ピッチを５質量
％添加してダブルロール成型機で体積５６ｃｍ3の成型
炭にした後、炉幅４３０ｍｍ、有効内容積３９ｍ3の室
炉式コークス炉で乾留した。コークス炉に装入した石炭
の嵩密度は０．７５ｔ／ｍ3であった。
条件でコークスを製造した。配合炭に軟ピッチを５質量
％添加してダブルロール成型機で体積５６ｃｍ3の成型
炭にした後、炉幅４３０ｍｍ、有効内容積３９ｍ3の室
炉式コークス炉で乾留した。コークス炉に装入した石炭
の嵩密度は０．７５ｔ／ｍ3であった。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】その結果、得られたコークスの品質は、表
２に示すように、冷間強度ＤＩ150 1 5が８５．３、反応
後強度ＣＳＲが５８．３であり、高炉用コークスとして
十分な値であった。
２に示すように、冷間強度ＤＩ150 1 5が８５．３、反応
後強度ＣＳＲが５８．３であり、高炉用コークスとして
十分な値であった。
【００２４】石炭配合を変えた実施例２も同様に実施し
たところ、表２に示すように、冷間強度ＤＩ150 15が８
５．１、反応後強度ＣＳＲが５９．５であり、高炉用コ
ークスとして十分な値であった。
たところ、表２に示すように、冷間強度ＤＩ150 15が８
５．１、反応後強度ＣＳＲが５９．５であり、高炉用コ
ークスとして十分な値であった。
【００２５】これに対し、表２の比較例１は、実施例１
と石炭配合は等しいが、石炭の粉砕粒度が本発明の条件
から外れており、このため、冷間強度ＤＩ150 15、反応
後強度ＣＳＲともに低く、高炉用コークスとして不十分
である。
と石炭配合は等しいが、石炭の粉砕粒度が本発明の条件
から外れており、このため、冷間強度ＤＩ150 15、反応
後強度ＣＳＲともに低く、高炉用コークスとして不十分
である。
【００２６】表２の比較例２は、石炭の粉砕粒度は本発
明の条件に適合しているが、粘結力指数８０未満の石炭
を多量に使用した場合である。この場合、ＤＩ150 15は
確保できたが、反応後強度ＣＳＲが４５．３と低い値で
あり、高炉用コークスとして不十分である。
明の条件に適合しているが、粘結力指数８０未満の石炭
を多量に使用した場合である。この場合、ＤＩ150 15は
確保できたが、反応後強度ＣＳＲが４５．３と低い値で
あり、高炉用コークスとして不十分である。
【００２７】
【発明の効果】本発明により、室炉式コークス炉で伝導
伝熱だけでなく、放射および対流伝熱を活用して高生産
性で、冷間強度のみでなく反応後強度も高いコークスを
製造することが可能になった。これにより、高炉の高能
率操業を維持しつつ、コークス原価を大幅に低下させる
ことができ、工業的な効果は大きい。
伝熱だけでなく、放射および対流伝熱を活用して高生産
性で、冷間強度のみでなく反応後強度も高いコークスを
製造することが可能になった。これにより、高炉の高能
率操業を維持しつつ、コークス原価を大幅に低下させる
ことができ、工業的な効果は大きい。
Claims (1)
- 【請求項１】 石炭を塊成化してコークス炉に装入し乾
留してコークスを製造する場合において、粘結力指数８
０未満の石炭を３ｍｍ以下７０質量％以上１００質量％
以下に粉砕し、粘結力指数８０以上の石炭を２ｍｍ以下
９０質量％以上に粉砕し、粘結力指数８０未満の石炭を
３０質量％以下と粘結力指数８０以上の石炭を７０質量
％以上とを配合し、成型し、乾留することを特徴とする
コークスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000313341A JP2002121568A (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | 石炭を塊成化するコークス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000313341A JP2002121568A (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | 石炭を塊成化するコークス製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002121568A true JP2002121568A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=18792774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000313341A Withdrawn JP2002121568A (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | 石炭を塊成化するコークス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002121568A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101029405B1 (ko) | 2008-03-10 | 2011-04-14 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 코크스의 제조 방법 및 선철의 제조 방법 |
| JP2013006958A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | コークス炉装入用配合炭の製造方法 |
-
2000
- 2000-10-13 JP JP2000313341A patent/JP2002121568A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101029405B1 (ko) | 2008-03-10 | 2011-04-14 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 코크스의 제조 방법 및 선철의 제조 방법 |
| JP2013006958A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | コークス炉装入用配合炭の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080108 |