JP2003119470A - コークスの製造方法及び装置、並びにコークス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 擬似粒子同士あるいは気孔壁強化材同士が凝
集することなく、単一に分離した擬似粒子を生成するこ
とができ、これによりコークスの性状（例えば粒径、強
度）を向上させることができるコークスの製造方法を提
供する。 【解決手段】 気孔生成材１にあらかじめバインダ２を
塗布し、その後、バインダ２が塗布された前記気孔生成
材１の表面に気孔壁強化材３を付着させる。粒径の大き
な気孔生成材１にバインダ２が塗布され、バインダ２が
塗布された気孔生成材１に気孔壁強化材３が付着される
ので、擬似粒子５同士あるいは気孔壁強化材３同士が凝
集することなく、単一に分離した擬似粒子５を生成する
ことができる。したがって、コークスの性状を向上させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気孔生成材を核と
して、その周囲に気孔壁強化材を付着してなる擬似粒子
を配合炭に添加するコークスの製造方法、製造装置、及
び該製造方法によって製造されたコークスに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在の高炉操業においては、特に微粉炭
の多量吹き込み操業の定常化に伴って、炉下部の通気性
の低下が問題として挙げられている。この通気性の低下
は、微粉炭多量吹き込みに伴う微粉炭の未燃焼チャーの
増加、及び炉内の通気性を確保するためのコークス装入
量の減少によって生じるものである。このため高炉操業
においては、通気性を確保するために、炉内のコークス
充填層内の空隙率を増やすことが必要である。そこで、
粉化しにくい強度の高いコークスあるいは粉化しても空
隙を確保できる大粒径のコークスの装入が有効な手段と
考えられている。さらに、コークス自体の気孔率を高め
て低嵩密度とし、空隙率を確保する検討も開始されてい
る。

【０００３】図９に示すように、本出願人は、気孔生成
材を核としてその周囲に気孔壁強化材を付着させた擬似
粒子を生成し、それを配合炭に添加したコークスの製造
方法を提案している。この製造方法によれば、擬似粒子
周辺の気孔量を制御できるだけでなく、擬似粒子周辺の
気孔壁が強化され並びに微細亀裂が閉塞されるのでコー
クスの基質強度を高めることができ、これによりコーク
スの品質が向上する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
コークスの製造方法にあっては、気孔生成材、気孔壁強
化材、及びバインダを同時に例えばドラム型造粒機に添
加し、該ドラム型造粒機で混練造粒した後、例えばディ
スク型造粒機などで最終的に擬似粒子を生成していた。
このような工程で擬似粒子を生成すると、気孔生成材の
表面に気孔壁強化材が付着するが、気孔壁強化材にもバ
インダが塗布されるので、気孔壁強化材同士や擬似粒子
同士の凝集が起こりやすくなり、以下のような問題が生
じる。

【０００５】擬似粒子同士が凝集するため、擬似粒子
周辺の気孔壁の強化という役目を果たせない気孔壁強化
材が発生する。 凝集した擬似粒子を石炭に配合した場合、小粒径の擬
似粒子を分散させたときよりコークス塊内で擬似粒子が
不均一に存在するため、コークス強度がかえって低下す
る。 気孔壁強化材同士が凝集し、気孔壁強化材の歩留まり
が低下する。

【０００６】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、擬似粒子同士あるいは気孔壁強化材同士が
凝集することなく、単一に分離した擬似粒子を生成する
ことができ、これによりコークスの性状（例えば粒径、
強度）を向上させることが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】本発明者らは、擬似粒子
同士あるいは気孔壁強化材同士が凝集するのを防止する
ために、気孔生成材、気孔壁強化材、及びバインダを同
時に混合するのではなく、気孔生成材にあらかじめバイ
ンダを塗布しておき、バインダが塗布された気孔生成材
の表面に気孔壁強化材を付着させるようにした。すなわ
ち、請求項１の発明は、気孔生成材を核として、その周
囲に気孔壁強化材を付着してなる擬似粒子を石炭に添加
するコークスの製造方法であって、前記気孔生成材にあ
らかじめバインダを塗布し、その後、バインダが塗布さ
れた前記気孔生成材の表面に気孔壁強化材を付着させる
ことを特徴とするコークスの製造方法により、上述した
課題を解決した。

【０００８】この発明によれば、まず粒径の大きな気孔
生成材にバインダが塗布され、バインダが塗布された気
孔生成材に気孔壁強化材が付着されるので、擬似粒子同
士あるいは気孔壁強化材同士が凝集することなく、単一
に分離した擬似粒子を生成することができる。したがっ
て、コークスの性状を向上させることができる。これに
対し、気孔生成材、気孔壁強化材、及びバインダを同時
に造粒機に添加すると、気孔壁強化材の表面がバインダ
で濡れた状態になり、これにより擬似粒子同士あるいは
気孔壁強化材同士が凝集してしまう。

【０００９】また、請求項２の発明は、気孔生成材を核
として、その周囲に気孔壁強化材を付着してなる擬似粒
子を石炭に添加するコークスの製造方法であって、前記
気孔生成材にあらかじめバインダを塗布し、その後、前
記バインダが塗布された前記気孔生成材の表面に気孔壁
強化材を付着させて、第一次擬似粒子を生成する工程
と、前記第一次擬似粒子にさらにバインダを塗布し、前
記第一次擬似粒子に気孔壁強化材を付着させて、第二次
擬似粒子を生成する工程とを備えることを特徴とするコ
ークスの製造方法により、上述した課題を解決した。

【００１０】この発明によれば、上述のように単一に分
離した擬似粒子を生成することができる。また、気孔生
成材に比較して気孔壁強化材の量が多かった場合でも、
第一次擬似粒子にバインダを塗布し、残った気孔壁強化
材を第一次擬似粒子に付着させるので、全ての気孔壁強
化材を利用することができる。さらに、第二次擬似粒子
を第一次擬似粒子よりもやや大型化することができ、コ
ークスの性状をより向上させることができる。

【００１１】また、本発明は、請求項３に記載のよう
に、気孔生成材を核として、その周囲に気孔壁強化材を
付着してなる擬似粒子を石炭に添加し、擬似粒子が添加
された前記配合炭を乾留して得られるコークスであっ
て、前記気孔生成材にあらかじめバインダを塗布し、そ
の後、前記バインダが塗布された前記気孔生成材の表面
に気孔壁強化材を付着させることを特徴とするコークス
としても構成することができる。

【００１２】この発明によれば、上述のように単一に分
離した擬似粒子を生成することができるので、コークス
の性状を向上させることができる。

【００１３】また、本発明は、請求項４に記載のよう
に、気孔生成材にバインダのみを塗布するための塗布手
段と、気孔壁強化材を貯留するための貯留手段と、前記
バインダが塗布された前記気孔生成材の表面に前記気孔
壁強化材を付着させて擬似粒子を生成するための擬似粒
子生成手段とを備えることを特徴とするコークスの製造
装置としても構成することができる。

【００１４】この発明によれば、気孔生成材にバインダ
のみをあらかじめ塗布することができ、その後、バイン
ダが塗布された気孔生成材の表面に気孔壁強化材を付着
させることができる。

【００１５】さらに請求項５の発明は、請求項４に記載
のコークスの製造装置において、前記擬似粒子に前記気
孔壁強化材を付着させることができるように、前記擬似
粒子生成手段にさらにバインダが添加されることを特徴
とする。

【００１６】この発明によれば、上述のように単一に分
離した擬似粒子を生成することができる。また、気孔生
成材に比較して気孔壁強化材の量が多かった場合でも、
第一次擬似粒子にバインダを塗布し、残った気孔壁強化
材を擬似粒子に付着させるので、全ての気孔壁強化材を
利用することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明においては、アグロメレー
ション法等により、気孔生成材を核としてその周囲に気
孔壁強化材を付着してなる団塊状原料、すなわち擬似粒
子を造粒する。一般に気孔生成材には石炭が用いられ、
気孔壁強化材にも微粉化された石炭が用いられるので、
この造粒された擬似粒子は造粒炭とも呼ばれる。製造さ
れた擬似粒子は配合炭に添加され、これをコークス炉に
て乾留することにより冶金用コークスが得られる。

【００１８】本発明は、擬似粒子同士が凝集することが
なく、一個一個分かれることができ、これによりコーク
スの性状を向上できる新規な製造方法を提供する。図１
は、本発明のコークスの製造方法の工程図を示す。本発
明では、気孔生成材１、バインダ２、及び気孔壁強化材
３を同時に混合するのではなく、あらかじめ気孔生成材
１にバインダ２（例えばピッチ、タール）のみを混合す
る。その後、バインダ２が塗布された気孔生成材１に気
孔壁強化材３を混合する。そして、ディスク型造粒機等
のペレタイザ４により、気孔生成材１の表面に気孔壁強
化材３を付着させて擬似粒子５を生成する。この製造方
法によって製造された擬似粒子５は、まず粒径の大きな
気孔生成材１にバインダ２が塗布され、バインダ２が塗
布された気孔生成材１に気孔壁強化材３が付着されるの
で、擬似粒子５同士あるいは気孔壁強化材３同士が凝集
することなく、１個１個分離した形で造粒される。

【００１９】ペレタイザ４内に気孔壁強化材３が残って
いるのが、目視等により確認された場合は、ペレタイザ
４における最終造粒工程でバインダ２の一部をさらに添
加してもよい。すなわち、バインダ２が塗布された気孔
生成材１の表面に気孔壁強化材３を付着させて生成され
た第一次擬似粒子に、さらにバインダ２を塗布してもよ
い。これにより、第一次擬似粒子に気孔壁強化材３が付
着し、第一次擬似粒子よりも粒径の大きな第二次擬似粒
子が生成される。

【００２０】造粒された擬似粒子は配合炭６に混合さ
れ、コークス炉７にて乾留される。

【００２１】図２は、本発明のコークスの製造装置の一
実施形態を示す。気孔生成材１及びバインダ２は塗布手
段としてのホッパー８に貯留され、ホッパー８内で気孔
生成材１にバインダ２のみが塗布される。気孔壁強化材
３は、気孔生成材１及びバインダ２が貯留されるホッパ
ー８とは別の貯留手段としてのホッパー９に貯留され
る。ホッパー８から取り出される気孔生成材１及びバイ
ンダ２、並びにホッパー９から取り出される気孔壁強化
材３は、ドラム型混炭機１０（あるいはドラム型造粒
機）等のペレタイザで混合される。ドラム型混炭機１０
においては、気孔生成材１、バインダ２、及び気孔壁強
化材３が混合されるのみならず、気孔生成材１の表面に
気孔壁強化材３が付着される。混合された気孔生成材
１、バインダ２、及び気孔壁強化材３はホッパー１１に
貯留された後、擬似粒子生成手段としてのディスク型造
粒機等からなるペレタイザ１２に投入される。ペレタイ
ザ１２は、気孔生成材１の表面に気孔壁強化材３を付着
させて擬似粒子５を生成する。ペレタイザ１２内に気孔
壁強化材が残っているのが目視等により確認された場合
は、ペレタイザ１２における最終造粒工程でバインダ２
の一部がさらに添加される。生成された擬似粒子５は配
合炭に混合される。

【００２２】なお、気孔生成材１にバインダ２を塗布す
るための塗布手段は上述のホッパー８に限られない。例
えば気孔生成材１のみが入った網状の入れ物をバインダ
槽にジャブ付けし、そのままバインダ付き気孔生成材１
をドラム型混炭機１０に装填するなどの塗布手段も用い
ることができる。

【００２３】図３は、本発明の製造方法によって生成さ
れた擬似粒子と、従来の製造方法によって生成された擬
似粒子の顕微鏡断面写真を示す。本発明の製造方法で
は、あらかじめバインダが塗布された気孔生成材の表面
に気孔壁強化材を付着させ、擬似粒子を生成する。従来
法では、気孔生成材、気孔壁強化材、及びバインダを同
時にドラム型造粒機に添加し、該ドラム型造粒機で混練
造粒した後、ディスク型造粒機などで最終的に擬似粒子
を生成する。

【００２４】顕微鏡写真の上段が従来法で造粒された擬
似粒子の断面を示し、下段が本発明の新造粒法で造粒さ
れた擬似粒子の断面を示す。粒径の大きなものが気孔生
成材であり、気孔生成材の回りにある粒径の小さなもの
が気孔壁強化材である。この図に示すように、従来法で
は、擬似粒子同士が凝集している。これに対し、本発明
の新造粒法では、擬似粒子が３個分離している。

【００２５】図４及び図５は、上記顕微鏡断面写真を模
式的に示した擬似粒子断面図を示す。図４に示す本発明
の造粒法によれば、気孔生成材１の周囲には気孔壁強化
材３が均一に付着し、各擬似粒子５が互いに分離する。
これに対し、図５に示す従来法によれば、擬似粒子５同
士が凝集していて、気孔壁強化材３が気孔生成材１に不
均一に付着し、しかも気孔壁強化材３が気孔生成材１に
付着した気孔壁強化材３同士の間にも存在する。

【００２６】表１は本発明の造粒法と従来法とで生成し
た擬似粒子について、凝集した擬似粒子の割合を示す。
本発明の造粒法では凝集した擬似粒子がわずかに４％で
あるのに対し、従来法では凝集した擬似粒子が３０％で
あった。

【００２７】

【表１】

【００２８】図６は、擬似粒子と気孔生成材の粒径分布
を示す。この図は造粒することによって、どのように擬
似粒子の粒径分布が変わるかを示している。本発明によ
り生成された擬似粒子の粒径分布は、気孔生成材の粒径
分布と同じく単分散となる。そして、気孔壁強化材が付
着している分、気孔生成材よりもやや大型化する。従来
の従来法により生成された擬似粒子の粒径分布は、凝集
している擬似粒子と凝集していない擬似粒子が混濁し、
粒径分布がブロードで粒径がかなり大きくなる。

【００２９】図７は、単一擬似粒子と凝集擬似粒子との
強度の比較を示す。擬似粒子径５ｍｍのものをロガ強度
試験にかけている。縦軸は４ｍｍ以上の粒子の割合を示
している。この図に示すように、単一擬似粒子の方が強
度は高い。凝集した擬似粒子の場合、凝集した擬似粒子
同士あるいは気孔壁強化材同士が剥離したものと思われ
る。

【００３０】図８は単一擬似粒子あるいは凝集した擬似
粒子を石炭に配合して製造したコークスの性状を示す。
ベースは擬似粒子を添加していないコークスを表し、従
来法は従来法で造粒された擬似粒子を添加したコークス
を表し、本発明は本発明の造粒法で造粒された擬似粒子
を添加したコークスを表す。図中△と□とでは気孔生成
材及び気孔壁強化材の炭種が変えられている。気孔生成
材の性状は、平均最大反射率（Ｒｏ）＝０．７、ギーセ
ラー流動度（ＭＦ）＝３であり、気孔壁強化材の性状
は、平均最大反射率（Ｒｏ）＝１．５、ギーセラー流動
度（ＭＦ）＝２０、あるいは平均最大反射率（Ｒｏ）＝
１．３、ギーセラー流動度（ＭＦ）＝１００である。本
発明によれば、炭種によらず平均粒径が大きくなり、ド
ラム強度も高くなることがわかる。また、従来法と本発
明とを比較すると、気孔率が若干向上し、ドラム強度が
大幅に向上するのがわかる。ドラム強度や平均粒径は単
一擬似粒子にして石炭に配合するのが最も良い。擬似粒
子の凝集を抑制するとコークス強度と粒度の向上に気孔
壁強化材が効果的に働くと考えられる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
気孔生成材にバインダが塗布され、バインダが塗布され
た気孔生成材に気孔壁強化材が付着されるので、擬似粒
子同士あるいは気孔壁強化材同士が凝集することなく、
単一に分離した擬似粒子を生成することができる。した
がって、コークスの性状を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコークスの製造方法の一実施形態を示
す工程図。

【図２】本発明のコークスの製造装置の一実施形態を示
す概略図。

【図３】本発明の製造方法によって生成された擬似粒子
と、従来の製造方法によって生成された擬似粒子の顕微
鏡断面写真を示す比較図。

【図４】本発明の製造方法によって生成された擬似粒子
を示す模式図。

【図５】従来の製造方法によって生成された擬似粒子を
示す模式図。

【図６】擬似粒子と気孔生成材の粒径分布を示すグラ
フ。

【図７】単一擬似粒子と凝集擬似粒子との強度の比較を
示すグラフ。

【図８】単一擬似粒子あるいは凝集した擬似粒子を石炭
に配合して製造したコークスの性状を示すグラフ。

【図９】従来のコークスの製造方法を示す工程図。

【符号の説明】

１ 気孔生成材 ２ バインダ ３ 気孔壁強化材 ４，１２ ペレタイザ（擬似粒子生成手段） ５ 擬似粒子 ６ 配合炭 ８ ホッパー（塗布手段） ９ ホッパー（貯留手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下山 泉 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 深田 喜代志 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4H012 PA00 PA01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気孔生成材を核として、その周囲に気孔
   壁強化材を付着してなる擬似粒子を石炭に添加するコー
   クスの製造方法であって、 前記気孔生成材にあらかじめバインダを塗布し、その
   後、前記バインダが塗布された前記気孔生成材の表面に
   気孔壁強化材を付着させることを特徴とするコークスの
   製造方法。
2. 【請求項２】 気孔生成材を核として、その周囲に気孔
   壁強化材を付着してなる擬似粒子を石炭に添加するコー
   クスの製造方法であって、 前記気孔生成材にあらかじめバインダを塗布し、その
   後、前記バインダが塗布された前記気孔生成材の表面に
   気孔壁強化材を付着させて、第一次擬似粒子を生成する
   工程と、 前記第一次擬似粒子にさらにバインダを塗布し、前記第
   一次擬似粒子に気孔壁強化材を付着させて、第二次擬似
   粒子を生成する工程とを備えることを特徴とするコーク
   スの製造方法。
3. 【請求項３】 気孔生成材を核として、その周囲に気孔
   壁強化材を付着してなる擬似粒子を石炭に添加し、前記
   擬似粒子が添加された前記石炭を乾留して得られるコー
   クスであって、 前記気孔生成材にあらかじめバインダを塗布し、その
   後、バインダが塗布された前記気孔生成材の表面に気孔
   壁強化材を付着させることを特徴とするコークス。
4. 【請求項４】 気孔生成材にバインダのみを塗布するた
   めの塗布手段と、気孔壁強化材を貯留するための貯留手
   段と、前記バインダが塗布された前記気孔生成材の表面
   に前記気孔壁強化材を付着させて擬似粒子を生成するた
   めの擬似粒子生成手段とを備えることを特徴とするコー
   クスの製造装置。
5. 【請求項５】 前記擬似粒子に前記気孔壁強化材を付着
   させることができるように、前記擬似粒子生成手段にさ
   らにバインダが添加されることを特徴とする請求項４に
   記載のコークスの製造装置。