JP2003055667A - Production method for blast furnace coke - Google Patents

Production method for blast furnace coke

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JP2003055667A
JP2003055667A JP2001248203A JP2001248203A JP2003055667A JP 2003055667 A JP2003055667 A JP 2003055667A JP 2001248203 A JP2001248203 A JP 2001248203A JP 2001248203 A JP2001248203 A JP 2001248203A JP 2003055667 A JP2003055667 A JP 2003055667A
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coke
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blast furnace
treated
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Tsukasa Chikada
司 近田
Masakatsu Nomura
正勝 野村
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing blast furnace coke from bony coal (e.g. brown coal). SOLUTION: After bony coal (e.g. brown coal) is subjected to heat treatment in a liquid medium under a pressure of 1-20 MPa at 400 deg.C or lower, the treated coal is separated from the liquid medium, charged as a part of a coal blend into a coke oven, and carbonized. The treated coal can be mixed with a caking additive. Water or a substance of which the vapor pressure exceeds 1 MPa at 400 deg.C or lower can be used as the liquid medium.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉用コークスの
製造方法に関し、特に褐炭のような劣質石炭(劣質炭)
を多量に使用して良品質のコークスを製造する方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing blast furnace coke, and particularly to poor quality coal such as brown coal (poor quality coal).
The present invention relates to a method of producing good quality coke by using a large amount of coke.

【0002】[0002]

【従来の技術】高炉用コークスを製造する室炉式コーク
ス炉は、石炭を乾留するための炭化室と炭化室に熱を供
給するための燃焼室とが交互にサンドイッチ状に配列さ
れた炉である。その炭化室の大きさは、例えば高さが6
〜7m、長さが15〜17m、幅が0.45m程度であり、いずれも
煉瓦で構築されている。このようなコークス炉におい
て、例えば20〜40トンの原料石炭が一度に炭化室に装入
され、約1000℃の温度で約24時間加熱されて乾留され、
コークスとなって炉から排出される。コークス炉から排
出された赤熱コークスは、次いで散水による湿式冷却、
あるいは不活性ガスによる乾式冷却によって消火および
冷却が行われる。
2. Description of the Related Art A chamber furnace type coke oven for producing blast furnace coke is a furnace in which a carbonization chamber for carbonizing coal and a combustion chamber for supplying heat to the carbonization chamber are alternately arranged in a sandwich form. is there. The size of the carbonization chamber is, for example, 6 in height.
~ 7m, length is 15 ~ 17m, width is about 0.45m, all made of bricks. In such a coke oven, for example, 20 to 40 tons of raw material coal is charged into the carbonization chamber at one time, heated at a temperature of about 1000 ° C. for about 24 hours, and carbonized,
It becomes coke and is discharged from the furnace. The red hot coke discharged from the coke oven was then wet-cooled by sprinkling water,
Alternatively, extinguishing and cooling are performed by dry cooling with an inert gas.

【0003】コークス製造用の原料である石炭は、その
性状あるいは用途などによって種々の形に分類されてい
る。最も多用されている分類方法は、石炭化度によるも
のと、粘結性によるものである。石炭化度による分類で
は、褐炭、瀝青炭および無煙炭に分類される。また、粘
結性による分類では、非微粘結炭と粘結炭とに分類され
る。石炭化度とは、根源植物が石炭化作用を受けて石炭
に転換する過程のいわば進行度合を示すものであり、石
炭化が進行するとともに褐炭から無煙炭に向かって変化
する。一方、粘結性とは、高炉用コークスの製造を目指
す場合に使用される分類基準である。
Coal, which is a raw material for the production of coke, is classified into various forms depending on its properties and uses. The most frequently used classification methods are by degree of coalification and by caking. The classification according to the degree of coalification is classified into lignite, bituminous coal and anthracite. The classification based on caking property is classified into non-light caking coal and caking coal. The degree of coalification indicates the degree of progress of a process in which a root plant is converted to coal by receiving a coalification action, and changes from brown coal to anthracite as coalification progresses. On the other hand, caking property is a classification standard used when aiming at the production of blast furnace coke.

【0004】高炉用コークスとして具備すべき性状のひ
とつは、塊状であることである。この塊状のコークスを
得るためには、乾留過程において石炭が一度溶融する必
要がある。その溶融する(軟化溶融する)性質を持つ石
炭を粘結炭といい、そして全く溶融しない、あるいはほ
とんど溶融しない石炭を非微粘結炭と称している。良質
の高炉用コークス製造のために不可欠な軟化溶融性を有
する石炭は、石炭化度で分類した石炭のうちの瀝青炭の
一部であり、それ以外の瀝青炭(亜瀝青炭とも称する)
あるいは無煙炭や褐炭は全く粘結性を示さない。
One of the properties that the coke for a blast furnace should have is that it is lumpy. In order to obtain this massive coke, coal needs to be melted once in the carbonization process. Coal that has the property of melting (softening and melting) is called coking coal, and coal that does not melt at all or hardly melts is called non-fine coking coal. Coal having softening and melting properties, which is indispensable for the production of high-quality blast furnace coke, is a part of bituminous coal among coals classified by the degree of coalification, and other bituminous coal (also called subbituminous coal).
Alternatively, anthracite and lignite have no caking properties at all.

【0005】したがって、高炉用コークスを製造するた
めに使用できる石炭は非常に限定されており、そのため
より広範囲の石炭を使用するための工夫が試みられてい
る。例えば、特開平6-184544号公報には、粘結性の低
い石炭をコークス原料とするためのバインダー(粘結性
補填材)の製造方法として、タールに酸化性または不活
性雰囲気で放射線照射処理を施す方法の発明が開示され
ている。また、特開平8-165474号公報には、石炭を乾燥
中に微粉を分離、回収して、その微粉を塊成し、その塊
成炭を残りの乾燥した石炭と混合してコークス炉に装入
することにより、装入嵩密度を増大させる方法の発明が
開示されている。しかし、これらの発明は、石炭の利用
方法の改善であり、石炭自身の性状改善を目指したもの
ではないので、利用できる非微粘結炭の量には自ずと限
界がある。
Therefore, the coals that can be used to produce blast furnace coke are very limited, and attempts have been made to use a wider range of coals. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-184544, as a method for producing a binder (caking filler) for using coal having low caking property as a coke raw material, tar is irradiated with radiation in an oxidizing or inert atmosphere. An invention of a method of applying is disclosed. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 8-165474, fine powder is separated and collected during drying of coal, the fine powder is agglomerated, and the agglomerated coal is mixed with the remaining dry coal and loaded into a coke oven. The invention of a method of increasing the bulk density of the charge by charging is disclosed. However, these inventions are improvements in the method of using coal and are not aimed at improving the properties of the coal itself. Therefore, the amount of non-cohesive coal that can be used is naturally limited.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】石炭資源の約半量を占
める褐炭や亜瀝青炭などの低石炭化度炭(この明細書で
は、これらの石炭を総称して「劣質炭」という)は、酸
素や硫黄、窒素などのヘテロ元素含有量が高く、また孔
隙率(気孔率)も高い。このような性状を有する低石炭
化度炭(劣質炭)、特に褐炭を高炉用コークスを製造す
るための配合炭の一部として使用すると、その添加量が
少量であっても製品コークスの強度が急激に低下してし
まう。そのため、このような劣質炭を高炉用コークスの
原料に使用するプロセスは、これまでほとんど実用化さ
れていない。
[Problems to be Solved by the Invention] Low-rank coals (such as lignite coal and sub-bituminous coal) (which are collectively referred to as "poor coals" in this specification) that occupy about half of coal resources are It has a high content of hetero elements such as sulfur and nitrogen, and has a high porosity. When low-rank coal (poor quality coal) having such properties, especially brown coal, is used as a part of blended coal for producing blast furnace coke, the strength of the product coke is improved even if the addition amount is small. It drops sharply. Therefore, the process of using such inferior coal as a raw material for blast furnace coke has not been practically used so far.

【0007】本発明の目的は、コークスの製造には不適
当とされている劣質炭を配合炭として使用する高炉用コ
ークスの製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for producing blast furnace coke, which uses inferior coal, which is considered unsuitable for the production of coke, as blended coal.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、コークス
を製造する配合炭に劣質炭を使用した場合、コークス強
度が低下する原因について検討した。
[Means for Solving the Problems] The present inventors examined the cause of the decrease in coke strength when poor quality coal is used as the blended coal for producing coke.

【0009】高品質の高炉用コークスが得られる粘結炭
(良質炭)は、乾留温度400〜500℃の間で軟化溶融状態
を呈し、この温度範囲では熱分解反応によって巨大分子
の固体石炭から液状の低分子成分が生成する。この低分
子成分は、熱分解反応によって当初発生する低分子ラジ
カルが水素で安定化されることによって生成すると考え
られる。このため、軟化溶融状態を呈するか否かはラジ
カル安定化に寄与できる水素(移動性水素とも称する)
が、どれだけ石炭中に存在するかが大きな鍵となる。
Caking coal (good quality coal) from which high quality blast furnace coke can be obtained exhibits a softening and melting state at a carbonization temperature of 400 to 500 ° C., and in this temperature range, it is converted from macromolecular solid coal by a pyrolysis reaction. A liquid low-molecular component is produced. It is considered that the low-molecular component is generated by stabilizing the low-molecular radical initially generated by the thermal decomposition reaction with hydrogen. Therefore, whether or not a softened and molten state is exhibited is hydrogen that can contribute to radical stabilization (also called mobile hydrogen).
However, how much it exists in coal is a big key.

【0010】劣質炭においては、分子中に多く含まれる
酸素または酸素官能基の含有量が高いため、酸素または
酸素官能基が移動性水素と優先的に反応する。このた
め、軟化溶融域(熱分解反応域)で有効に作用すべき移
動性水素量が不足している状態を引き起こす。すなわ
ち、劣質炭中の酸素または酸素官能基は、ラジカル安定
化を阻害する液状の低分子成分を生成することができな
い。また、多孔質であることは、一般的に反応活性点
(熱分解反応活性点)の増加を招くため、移動性水素の
消費が更に加速され、軟化溶融性発現のためのラジカル
安定化を阻害していると考えられる。
In poor quality coal, since the content of oxygen or oxygen functional group contained in a large amount in the molecule is high, oxygen or oxygen functional group preferentially reacts with mobile hydrogen. For this reason, the amount of mobile hydrogen that should act effectively in the softening and melting region (pyrolysis reaction region) is insufficient. That is, oxygen or oxygen functional groups in inferior coal cannot generate liquid low-molecular components that inhibit radical stabilization. In addition, since being porous generally causes an increase in reaction active sites (thermal decomposition reaction active sites), consumption of mobile hydrogen is further accelerated, and radical stabilization for softening and melting property development is inhibited. it seems to do.

【0011】このように、劣質炭の高酸素含有量や多孔
質という性状が高品質な高炉用コークスを製造するため
の軟化溶融性に対して、悪影響をもたらしていることが
明らかとなった。
As described above, it has been clarified that the high oxygen content and porous nature of inferior coal have an adverse effect on the softening and melting property for producing high quality blast furnace coke.

【0012】高炉用コークスを製造するための配合炭と
して褐炭が使用できない原因は、褐炭は酸素含有率が高
いことと、多孔質性であるために、高反応性であること
である。したがって、劣質炭の反応性を抑制することが
できれば、高炉用コークスを製造するための配合炭とし
て利用できる、と考えた。このような考えのもと、種々
実験を行い、劣質炭を高圧の液体中で熱処理すれば反応
性を抑制することができることを見いだし、本発明を完
成した。
The reason why lignite cannot be used as a blended coal for producing blast furnace coke is that lignite has a high oxygen content and is highly reactive because it is porous. Therefore, it was thought that if the reactivity of inferior coal could be suppressed, it could be used as blended coal for producing blast furnace coke. Based on this idea, various experiments were conducted, and it was found that the reactivity can be suppressed by heat-treating inferior coal in a high-pressure liquid, and the present invention was completed.

【0013】本発明の要旨は、下記の高炉用コークスの
製造方法にある。
The gist of the present invention resides in the following method for producing blast furnace coke.

【0014】劣質炭を圧力が1〜20MPa、温度が400℃以
下の媒体液中で熱処理した後、熱処理炭と媒体液とを分
別した後、その熱処理炭を配合炭に加えてコークス炉に
装入して乾留する高炉用コークスの製造方法。
After heat-treating inferior coal in a medium liquid having a pressure of 1 to 20 MPa and a temperature of 400 ° C. or less, the heat-treated coal and the medium liquid are separated, and then the heat-treated coal is added to the blended coal and loaded into a coke oven. A method for producing blast furnace coke, which is charged by dry distillation.

【0015】上記の熱処理炭と配合炭との混合物に粘結
性補填材を加えることが望ましく、また蒸気圧が1MPaを
超える温度が400℃以下の媒体液または水を使用するの
が望ましい。
It is desirable to add a caking filler to the mixture of the above-mentioned heat-treated coal and blended coal, and it is desirable to use a medium liquid or water whose vapor pressure exceeds 1 MPa and whose temperature is 400 ° C. or less.

【0016】本発明方法の熱処理に供する劣質炭は、褐
炭、または褐炭よりも石炭化度が進行した亜瀝青炭であ
る。これらの劣質炭は、必要に応じて適宜粉砕した後、
媒体液と混合されて、熱処理に供される。
The poor-quality coal to be subjected to the heat treatment of the method of the present invention is brown coal or sub-bituminous coal whose degree of coalification is higher than that of brown coal. These inferior coals are appropriately crushed if necessary,
It is mixed with the medium liquid and subjected to heat treatment.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明者らは、劣質炭と良質炭と
の熱分解反応時の挙動を比較、検討し、次に示すことを
明らかにした。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventors have compared and examined the behaviors of a poor quality coal and a good quality coal during a thermal decomposition reaction, and have clarified the following.

【0018】図1(a)は劣質炭の断面を示す図、(b)は良
質炭の断面を示す図、(c)は劣質炭の熱分解反応を説明
するための模式図である。
FIG. 1 (a) is a diagram showing a cross section of poor quality coal, (b) is a diagram showing a cross section of good quality coal, and (c) is a schematic diagram for explaining a thermal decomposition reaction of poor quality coal.

【0019】劣質炭1は、図1(a)に示すように、気孔3
が数多く存在する。一方、良質炭は、図1(b)に示すよ
うに、気孔が少ない。また、劣質炭には、酸素または酸
素官能基5の含有量が良質炭よりも多いため、熱分解反
応性が高い。図1には、酸素官能基として(-COOH、カ
ルボキシル基)である例を示した。
Poor coal 1 has pores 3 as shown in FIG. 1 (a).
There are many. On the other hand, high-quality coal has few pores, as shown in Fig. 1 (b). Further, the poor quality coal has a higher content of oxygen or oxygen functional groups 5 than the good quality coal, and therefore has high thermal decomposition reactivity. FIG. 1 shows an example in which the oxygen functional group is (-COOH, carboxyl group).

【0020】劣質炭の熱分解反応は、図1(c)に示すよ
うに、反応サイトを形成しやすい気孔3内では、酸素官
能基5の離脱、タール4の生成およびタールの滲み出し現
象が生起する。そして、通常、これらの熱分解反応物
は、容易に劣質炭外に放出されてしまう。これを防ぐた
め、本発明では、熱分解反応の本反応を抑制することを
考えた。すなわち、劣質炭を前駆的反応によって図1
(c)に示すように、タール4の一部を滲み出させ、気孔出
口部を閉塞または小さくして、熱分解反応を生起しにく
くすることである。また、もう一つの方法は、開口部の
出口にバリアを築くことであり、媒体液を高圧にするこ
とである。
As shown in FIG. 1 (c), in the thermal decomposition reaction of inferior coal, in the pores 3 where reaction sites are easily formed, the oxygen functional group 5 is released, the tar 4 is generated, and the tar exudation phenomenon occurs. Occur. And, usually, these pyrolysis reaction products are easily released to the outside of inferior coal. In order to prevent this, in the present invention, it was considered to suppress the main reaction of the thermal decomposition reaction. That is, the inferior coal is produced by the precursor reaction as shown in FIG.
As shown in (c), a part of the tar 4 is exuded and the pore outlet is closed or made small so that the thermal decomposition reaction is hard to occur. Another method is to build a barrier at the outlet of the opening, and to make the medium liquid have a high pressure.

【0021】媒体液は、下記の〜の働きをする。す
なわち、 熱処理用石炭への熱伝達媒体であること、 高圧力を発生させ得ること、 熱分解生成物の拡散を抑制すること、 連続プロセスの場合には劣質炭を反応系へ搬送できる
こと。
The medium liquid has the following functions (1) to (3). In other words, it should be a heat transfer medium to coal for heat treatment, capable of generating high pressure, suppressing diffusion of thermal decomposition products, and capable of transporting inferior coal to the reaction system in the case of a continuous process.

【0022】このような媒体液は、蒸気圧が1MPaを超え
る温度が400℃以下の液体であればよい。このような性
状を示す液体として、水、メチルナフタレン油などが挙
げられる。物質の蒸気圧は、実測できるが、一般的には
液体の沸点と良好に相関しており、例えば沸点が200〜2
20℃の物質は、温度350℃において約1MPaの蒸気圧であ
る。また、水は、温度180℃で蒸気圧が約1MPaに達し、3
60℃前後で約20MPaである。
Such a medium liquid may be a liquid whose vapor pressure exceeds 1 MPa and whose temperature is 400 ° C. or lower. Examples of the liquid exhibiting such properties include water and methylnaphthalene oil. The vapor pressure of a substance can be measured, but it generally correlates well with the boiling point of a liquid.
A substance at 20 ° C has a vapor pressure of about 1 MPa at a temperature of 350 ° C. Water has a vapor pressure of about 1 MPa at a temperature of 180 ° C,
It is about 20MPa at around 60 ℃.

【0023】媒体液と混合された劣質炭は、スラリー状
となって熱処理される。次に、熱処理条件を限定した理
由について説明する。
The inferior carbon mixed with the medium liquid is heat treated into a slurry. Next, the reason for limiting the heat treatment conditions will be described.

【0024】熱処理温度:400℃以下 本発明の劣質炭の熱処理は、図1の(c)を用いて前述し
たように、前駆的反応によってタール4の一部を滲み出
させ、気孔の出口を小さくすることである。このため、
熱処理温度が400℃を超えると、劣質炭(石炭)の熱分
解が活発になりすぎて好ましくない。また、処理温度の
下限は特に限定しないが、低すぎると反応が生起しない
ので約250℃以上とするのが望ましい。
Heat treatment temperature: 400 ° C. or less In the heat treatment of the poor quality coal of the present invention, as described above with reference to FIG. 1 (c), part of the tar 4 is exuded by the precursory reaction and the pore outlet is discharged. It is to make it small. For this reason,
When the heat treatment temperature exceeds 400 ° C, the thermal decomposition of inferior coal (coal) becomes too active, which is not preferable. The lower limit of the treatment temperature is not particularly limited, but if it is too low, the reaction does not occur, so it is desirable to set it to about 250 ° C or higher.

【0025】熱処理時間:熱処理時間は、熱処理温度と
の兼ね合いで決定され、温度が高ければ短く、低ければ
長時間を必要とする。したがって、熱処理時間は、特に
限定されないが、生産性の面から短時間、望ましくは1
時間以内である。
Heat treatment time: The heat treatment time is determined in consideration of the heat treatment temperature. When the temperature is high, it is short, and when it is low, a long time is required. Therefore, the heat treatment time is not particularly limited, but from the viewpoint of productivity, it is preferably 1
Within time.

【0026】熱処理時の圧力:1〜20MPa 劣質炭(褐炭)を熱処理すると、石炭構造の中で最も反
応しやすい部分から分解反応が生起する。初期の反応の
大部分は、酸素または酸素官能基の関与した反応であ
る。反応の結果、図1(c)に示すように、ガス(H、移動
性水素)や液状の生成物(タール4)が生成する。これら
の生成物は、拡散に制約がなければ熱処理中の劣質炭1
(褐炭)から容易に離散してしまうことになる。
Pressure during heat treatment: 1 to 20 MPa When heat treatment is performed on inferior coal (brown coal), a decomposition reaction occurs from the most reactive portion of the coal structure. Most of the initial reactions are reactions involving oxygen or oxygen functional groups. As a result of the reaction, a gas (H, mobile hydrogen) or a liquid product (tar 4) is produced as shown in FIG. 1 (c). These products are a poor quality coal during heat treatment unless diffusion is restricted.
It will be easily separated from (brown coal).

【0027】本発明の方法によれば、この反応生成物、
特に液状生成物の多くが熱処理中の劣質炭中に残存す
る。これらが残存することにより、熱処理中の劣質炭中
の気孔を塞ぐ働きをする。この気孔閉塞の機構は、明ら
かではないが、熱分解によって生成、滲み出たタール状
の液状物は気孔内に充満するが、気孔の出口周辺では圧
力をもった媒体液にその出口を塞がれ、気孔内で固化す
ると考えられる。
According to the method of the present invention, this reaction product,
In particular, most of the liquid product remains in the poor quality coal during the heat treatment. The remaining of these acts to close the pores in the poor quality coal during the heat treatment. The mechanism of this pore blockage is not clear, but the tar-like liquid that is generated and oozes out by thermal decomposition fills the pores, but the outlet of the pores closes the outlet with medium liquid having pressure. It is considered that the solidification occurs in the pores.

【0028】本発明の方法では、熱処理によって生成し
た液状物が拡散、散逸することを抑止するため、反応域
を高圧に維持する。反応域の圧力が1MPa未満では、液状
物の拡散抑止効果を発揮することができない。反応域の
圧力は、高いほど効果的であるが、装置コストが高くな
り、また高圧になるに従って拡散抑止効果が飽和するの
で、上限を20MPaとした。したがって、反応域の圧力
は、1〜20MPaとした。
In the method of the present invention, the reaction zone is maintained at a high pressure in order to prevent the liquid matter produced by the heat treatment from diffusing and dissipating. If the pressure in the reaction zone is less than 1 MPa, the effect of suppressing the diffusion of the liquid material cannot be exhibited. The higher the pressure in the reaction zone is, the more effective it is. However, since the apparatus cost becomes high and the diffusion suppressing effect is saturated as the pressure becomes higher, the upper limit was set to 20 MPa. Therefore, the pressure in the reaction zone was set to 1 to 20 MPa.

【0029】反応域の高圧力を維持するのは、第三物質
として高圧ガス(たとえば、窒素ガス)を反応系内へ導
入することによって可能である。また、反応材料自身が
高圧力(蒸気圧による自生圧)を発生できれば経済的で
好ましい。石炭は、温度400℃以下では大きな相変化を
起こさないので、このような自生圧の発生は望み得な
い。一方、媒体液は、温度に応じた蒸気圧を発生させる
ことが可能である。
The high pressure in the reaction zone can be maintained by introducing a high pressure gas (for example, nitrogen gas) as a third substance into the reaction system. Further, it is economical and preferable that the reaction material itself can generate a high pressure (autogenous pressure due to vapor pressure). Since the coal does not undergo a large phase change at a temperature of 400 ° C or lower, such generation of autogenous pressure cannot be expected. On the other hand, the medium liquid can generate a vapor pressure according to the temperature.

【0030】上記の熱処理条件に設定された反応域(反
応容器)に劣質炭が導入されると、劣質炭の反応性の高
い部分が熱分解し、カルボキシル基、カルボニル基、エ
ーテル基等由来のCOxを主成分とした少量のガス成分が
発生し、劣質炭中の酸素含有量が低下する。また、気孔
の一部が閉塞されることにより、反応性が低下する。こ
のようにして劣質炭は、熱分解によって改質され、軟化
溶融過程での移動性水素の消費が抑制される。以下、実
施例により、更に詳しく説明する。
When the inferior coal is introduced into the reaction zone (reaction vessel) set to the above heat treatment conditions, the highly reactive portion of the inferior coal is thermally decomposed and is derived from a carboxyl group, a carbonyl group, an ether group or the like. A small amount of gas components containing COx as a main component are generated, and the oxygen content in inferior coal decreases. In addition, the reactivity decreases due to the blockage of some of the pores. In this way, inferior coal is reformed by thermal decomposition, and consumption of mobile hydrogen in the softening and melting process is suppressed. Hereinafter, it will be described in more detail with reference to examples.

【0031】[0031]

【実施例】(実施例1)表1に示す劣質炭(褐炭を粉砕
したもの)と表2に示す媒体液とを質量比1:2の割合で
混合してスラリーとなし、これを内容積5リットルのオ
ートクレーブに充填して反応温度、圧力(基本的には媒
体液の蒸気圧からなる自生圧)、時間を種々変化させて
熱処理をおこなった。熱処理後の試料は、オートクレー
ブから定量的に回収し、遠心分離および必要に応じてア
セトン洗浄を行って熱処理炭を回収した。なお、同一熱
処理条件における回収熱処理炭の量が5kg以上となるま
で、同一条件でのオートクレーブ試験を繰り返した。こ
のようにして得られた熱処理炭と通常の高炉用コークス
を製造するための配合炭とを、質量比15:85の割合で均
一に混合し、これを石炭充填量が30kg規模の小型乾留試
験炉に充填し、炉温1150℃、乾留時間20hrの条件で乾留
を行い、コークスを製造した。配合炭は、表3に示すよ
うな値になるように配合した。
Example 1 Inferior coal (crushed brown coal) shown in Table 1 and the medium liquid shown in Table 2 were mixed at a mass ratio of 1: 2 to form a slurry, which had an internal volume of It was filled in a 5 liter autoclave and heat-treated at various reaction temperatures, pressures (basically autogenous pressure consisting of vapor pressure of the medium liquid) and time. The heat-treated sample was quantitatively recovered from the autoclave, centrifuged and washed with acetone as necessary to recover the heat-treated charcoal. The autoclave test under the same conditions was repeated until the amount of recovered heat-treated coal under the same heat treatment conditions became 5 kg or more. The heat-treated coal thus obtained and the blended coal for producing ordinary blast furnace coke were uniformly mixed in a mass ratio of 15:85, and a small carbonization test with a coal filling amount of 30 kg was carried out. The coke was filled in a furnace and subjected to dry distillation under conditions of a furnace temperature of 1150 ° C. and a dry distillation time of 20 hours to produce coke. The blended coal was blended so as to have the values shown in Table 3.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】得られたコークスについて、常法の冷間で
の回転ドラム試験を行い、150回転後のコークス強度(D
I)を測定した。それらの結果を表4に示す。コークス
強度(DI)が80%以上のものを、高炉用として使用でき
るコークスとした。なお、表3に示す配合炭だけを乾留
したコークスの強度は、84.5%であった。
The coke thus obtained was subjected to a conventional cold rotary drum test, and the coke strength (D
I) was measured. The results are shown in Table 4. Coke with a coke strength (DI) of 80% or more was used as blast furnace coke. The coke obtained by dry distillation of only the blended coal shown in Table 3 had a strength of 84.5%.

【0036】[0036]

【表4】 [Table 4]

【0037】発明例の試験No.1のコークスは、水を媒体
液として褐炭を350℃(内圧:16.5MPa)で0.5時間保持
する熱処理を施し、この熱処理炭を配合炭と混合し、乾
留して製造した。このコークスのコークス強度DIは、8
2.3%であった。
The coke of Test No. 1 of the invention example was subjected to a heat treatment in which brown coal was kept at 350 ° C. (internal pressure: 16.5 MPa) for 0.5 hours with water as a medium liquid, and the heat treated coal was mixed with blended coal and dry-distilled. Manufactured. The coke strength DI of this coke is 8
It was 2.3%.

【0038】発明例の試験No.2のコークスは、水を媒体
液として褐炭を330℃(内圧:12.8MPa)で1.0時間保持
する熱処理を施し、この熱処理炭を配合炭と混合し、乾
留して製造した。このコークスのコークス強度DIは、8
1.6%であった。
The coke of Test No. 2 of the invention example was subjected to a heat treatment in which brown coal was held at 330 ° C. (internal pressure: 12.8 MPa) for 1.0 hour using water as a medium liquid, and this heat treated coal was mixed with blended coal and dry-distilled. Manufactured. The coke strength DI of this coke is 8
It was 1.6%.

【0039】発明例の試験No.3のコークスは、媒体液を
メチルナフタレン油として褐炭を400℃(内圧:1.3MP
a)で0.5時間保持する熱処理を施し、この熱処理炭を配
合炭と混合し、乾留して製造した。このコークスのコー
クス強度DIは、82.2%であった。
The coke of Test No. 3 of the invention example was prepared by using brown nacre at 400 ° C. (internal pressure: 1.3
Heat treatment was carried out for 0.5 hour in a), and the heat-treated coal was mixed with blended coal and carbonized to produce. The coke strength DI of this coke was 82.2%.

【0040】発明例の試験No.4のコークスは、オートク
レーブ内の初圧を窒素ガスによって0.2MPaとして、媒体
液をメチルナフタレン油として360℃(内圧:1.2MPa)
で0.5時間保持する熱処理を施し、この熱処理炭を配合
炭と混合し、乾留して製造した。このコークスのコーク
ス強度DIは、82.1%であった。
The coke of the test No. 4 of the invention example has an initial pressure in the autoclave of 0.2 MPa with nitrogen gas and a medium solution of methylnaphthalene oil at 360 ° C. (internal pressure: 1.2 MPa).
Was heat-treated for 0.5 hour, and this heat-treated charcoal was mixed with blended charcoal and carbonized to produce. The coke strength DI of this coke was 82.1%.

【0041】これらの発明例に示すコークスは、高炉用
コークスとして使用可能である。
The coke shown in these invention examples can be used as blast furnace coke.

【0042】これに対して比較例の試験No.5のコークス
は、表1に示す褐炭を無処理のまま配合炭と混合し、乾
留して製造した。このコークスのコークス強度DIは、7
3.4%であった。
On the other hand, the coke of the test No. 5 of the comparative example was produced by mixing the brown coal shown in Table 1 with the blended coal as it was without treatment and carrying out dry distillation. The coke strength DI of this coke is 7
It was 3.4%.

【0043】試験No.6のコークスは、媒体液をメチルナ
フタレン油として420℃(内圧:2.0MPa)で0.5時間保持
する熱処理を施し、この熱処理炭を配合炭と混合し、乾
留して製造した。このコークスのコークス強度DIは、7
3.3%であった。これは、熱処理温度が420℃と高いた
め、褐炭が過度に熱分解されたためと考えられる。これ
を裏付けるため、熱処理炭の揮発分を測定したところ、
試験No.3の場合の熱処理炭では、揮発分は48.7%であり
原炭(表1に示す劣質炭)の値とほぼ同様であったが、
試験No.6の場合の熱処理炭では、揮発分量は42.1%であ
り原炭(表1に示す劣質炭)と比較して明らかに低下し
ていることが明らかになった。これにより、試験No.6の
場合には、劣質炭を熱処理することによって熱分解反応
が生起していることが確認された。
Coke of Test No. 6 was produced by heat-treating the medium liquid as methylnaphthalene oil at 420 ° C. (internal pressure: 2.0 MPa) for 0.5 hour, mixing the heat-treated carbon with blended carbon, and dry-distilling. . The coke strength DI of this coke is 7
It was 3.3%. It is considered that this is because the heat treatment temperature was as high as 420 ° C. and the brown coal was excessively decomposed. To support this, we measured the volatile content of the heat-treated charcoal,
In the case of heat-treated coal in the case of test No. 3, the volatile content was 48.7%, which was almost the same as the value of raw coal (poor quality coal shown in Table 1).
In the heat-treated coal of Test No. 6, the volatile matter content was 42.1%, which was clearly lower than that of the raw coal (poor quality coal shown in Table 1). From this, in the case of Test No. 6, it was confirmed that the thermal decomposition reaction occurred by heat-treating the poor quality coal.

【0044】試験No.7のコークスは、媒体液をメチルナ
フタレン油として360℃(内圧:0.8MPa)で0.5時間保持
する熱処理を施し、この熱処理炭を配合炭と混合し、乾
留して製造した。このコークスのコークス強度DIは、7
3.6%であった。これは、処理圧力が0.8MPaと低いため
劣質炭の改質が進行しなかったと考えられる。
Coke of Test No. 7 was produced by heat-treating the medium liquid as methylnaphthalene oil at 360 ° C. (internal pressure: 0.8 MPa) for 0.5 hour, mixing the heat-treated coal with blended coal, and dry-distilling. . The coke strength DI of this coke is 7
It was 3.6%. This is probably because the treatment pressure was as low as 0.8 MPa and the reforming of inferior coal did not proceed.

【0045】試験No.8のコークスは、媒体液をアントラ
セン油として400℃で0.5時間熱処理し、この熱処理炭を
配合炭と混合し、乾留して製造した。このコークスのコ
ークス強度DIは、73.8%であった。これは、アントラセ
ン油の蒸気圧が1MPaのときの温度は、表2に示すように
445℃であるため、400℃では内圧力が0.5MPaと低いため
である。
Coke of Test No. 8 was produced by heat treating the medium liquid as anthracene oil at 400 ° C. for 0.5 hour, mixing the heat treated coal with the blended coal, and carbonizing. The coke strength DI of this coke was 73.8%. This is because the temperature when the vapor pressure of anthracene oil is 1MPa is as shown in Table 2.
This is because the internal pressure is as low as 0.5 MPa at 400 ° C because it is 445 ° C.

【0046】これらの比較例のコークスは、高炉用とし
て使用できないものであった。 (実施例2)実施例1の試験No.1で得た熱処理炭と配合
炭との混合物に、さらに粘結性補填材(表5に示す石油
系ピッチ)を10質量%添加、混合した後、乾留試験を行
った。ここで得られたコークスの強度を測定したとこ
ろ、DIは85.0%となり、試験No.2の場合より更に高強度
のコークスが得られた。この様な粘結性補填材と熱処理
炭および配合炭との混合が、コークス強度に対して非常
に効果的であることがわかった。
The coke of these comparative examples could not be used for a blast furnace. (Example 2) 10% by mass of a caking filler (petroleum-based pitch shown in Table 5) was further added to and mixed with the mixture of the heat-treated coal and the blended coal obtained in Test No. 1 of Example 1. , A dry distillation test was conducted. When the strength of the coke obtained here was measured, the DI was 85.0%, and coke having a higher strength than in the case of test No. 2 was obtained. It has been found that the mixing of such a caking filler with heat-treated coal and blended coal is very effective for coke strength.

【0047】[0047]

【表5】 [Table 5]

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明方法では、褐炭のような劣質炭
は、媒体液中で圧力を1〜20MPa、温度を400℃以下とし
て熱処理することによって改質される。この熱処理炭を
配合炭の一部として用いた場合、乾留時の軟化溶融過程
で移動性水素の消費が抑制される。これにより、冷間回
転ドラム試験強度DIが80%以上のコークスが得られ、高
炉用コークスの製造に褐炭のような劣質炭を使用するこ
とができるようになる。また、本発明の方法によれば、
熱処理炭に粘結性補填材を混合することにより、さらに
冷間回転ドラム試験強度DIを高めることができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY In the method of the present invention, inferior coal such as brown coal is reformed by heat treatment in a liquid medium at a pressure of 1 to 20 MPa and a temperature of 400 ° C. or less. When this heat-treated coal is used as a part of blended coal, the consumption of mobile hydrogen is suppressed during the softening and melting process during dry distillation. As a result, coke having a cold rotary drum test strength DI of 80% or more can be obtained, and inferior coal such as brown coal can be used in the production of blast furnace coke. Further, according to the method of the present invention,
By mixing the heat-treated charcoal with a caking additive, the cold rotating drum test strength DI can be further increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は劣質炭の断面を示す図、(b)は良質炭の断
面を示す図、(c)は劣質炭の熱分解反応を説明するため
の模式図である。
FIG. 1 (a) is a diagram showing a cross section of poor quality coal, (b) is a diagram showing a cross section of high quality coal, and (c) is a schematic diagram for explaining a thermal decomposition reaction of poor quality coal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1.劣質炭 2.良質炭 3.気孔 4.タール 5.酸素官能基 1. Poor coal 2. High quality charcoal 3. Pores 4. tar 5. Oxygen functional group

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】劣質炭を圧力が1〜20MPa、温度が400℃以
下の媒体液中で熱処理した後、媒体液と熱処理炭とを分
別し、該熱処理炭を配合炭に加えてコークス炉に装入し
て乾留することを特徴とする高炉用コークスの製造方
法。
1. After inferior coal is heat-treated in a medium liquid having a pressure of 1 to 20 MPa and a temperature of 400 ° C. or less, the medium liquid and the heat-treated coal are separated, and the heat-treated coal is added to the blended coal to a coke oven. A method for producing blast furnace coke, which comprises charging and carbonizing.
【請求項2】劣質炭を圧力が1〜20MPa、温度が400℃以
下の媒体液中で熱処理した後、媒体液と熱処理炭とを分
別し、該熱処理炭と配合炭との混合物に粘結性補填材を
加えてコークス炉に装入して乾留することを特徴とする
高炉用コークスの製造方法。
2. The inferior coal is heat-treated in a medium liquid having a pressure of 1 to 20 MPa and a temperature of 400 ° C. or less, the medium liquid and the heat-treated coal are separated, and the mixture is mixed with the mixture of the heat-treated coal and blended coal. A method for producing coke for a blast furnace, which comprises adding a property-improving material and charging the coke oven to dry distillation.
【請求項3】蒸気圧が1MPaを超える温度が400℃以下の
媒体液を用いることを特徴とする請求項1または2に記
載の高炉用コークスの製造方法。
3. The method for producing a blast furnace coke according to claim 1, wherein a medium liquid having a vapor pressure of more than 1 MPa and a temperature of 400 ° C. or less is used.
【請求項4】媒体液が水であることを特徴とする請求項
1または2に記載の高炉用コークスの製造方法。
4. The method for producing blast furnace coke according to claim 1, wherein the medium liquid is water.
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