JP2016148019A - コークスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 特殊な装置を必要とせず、簡便な方法で粉砕粒度を適正化して、製造されるコークスの強度を高強度化することが可能なコークスの製造方法を提供すること。
【解決手段】 複数種の単味炭を配合して得られる装入炭を乾留することによりコークスを製造するコークスの製造方法であって、各単味炭の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る工程Ａ、各単味炭の［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］を算出する工程Ｂ、算出した［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値が所定の閾値未満である場合には粉砕効果を示す値Ｙを、Ｙ＝ｅ×Ｘ２＋ｆ×Ｘ３＋ｇにより算出し、所定の閾値以上である場合には値Ｙを、Ｙ＝ｈ×Ｘ３＋ｉにより算出し、少なくとも値Ｙが一番大きいと決定された単味炭を粉砕する工程を含むコークスの製造方法。
【選択図】 図１
【解決手段】 複数種の単味炭を配合して得られる装入炭を乾留することによりコークスを製造するコークスの製造方法であって、各単味炭の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る工程Ａ、各単味炭の［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］を算出する工程Ｂ、算出した［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値が所定の閾値未満である場合には粉砕効果を示す値Ｙを、Ｙ＝ｅ×Ｘ２＋ｆ×Ｘ３＋ｇにより算出し、所定の閾値以上である場合には値Ｙを、Ｙ＝ｈ×Ｘ３＋ｉにより算出し、少なくとも値Ｙが一番大きいと決定された単味炭を粉砕する工程を含むコークスの製造方法。
【選択図】 図１
Description
本発明は、コークスの製造方法に関する。
従来、製鉄原料として用いられるコークスは、高炉内での通液性を確保するため、高強度であることが求められる。
しかしながら、高強度なコークスを製造する、高品質な石炭を多く使用するとコークス製造コストが増加する。そこで、安価で高強度なコークス製造技術について、様々な検討がされてきており、その一環として粉砕粒度を適正化することで強度を制御する方法が検討されてきた。
一般に石炭をコークス炉へ装入した際の充填密度が一定であれば、同一配合において石炭を細かく粉砕するほど均質性が増加し、乾留して得られるコークスの強度が高まると言われている。
しかしながら、粉砕粒度を細かくすることで充填密度が低下し、生産性が低下することが懸念されてきた。そこで、充填密度の低下を抑制するため、配合前の各単味炭を各石炭性状により整理し、各石炭の適切な粉砕粒度を設定する方法が報告されている。
例えば、特許文献１〜４には、イナート組織のサイズに応じて石炭の粉砕粒度、配合を制御することで高強度コークスを製造する方法が開示されている。
また、特許文献５〜７には、膨張率、全イナート量、入荷時平均粒度、平均最大反射率、ギーセラー最高流動度、ハードグローブ指数等、各種石炭性状に応じて適切な粉砕粒度を決定し、高強度コークスを製造する方法が開示されている。
また、特許文献８には、浸透距離が大きい石炭を粉砕することで強度低下を抑制する方法が開示されている。
特許文献１〜４において、イナートサイズを評価する方法は、顕微鏡によって撮影した石炭、コークス画像を画像解析する方法、イナートの累積体積比から評価する方法などである。しかしながら、このような手法による、粉砕後の石炭もしくは乾留後のコークスのイナートサイズの評価は煩雑であり、時間もかかるといった問題がある。
また、特許文献５〜７の方法では、石炭性状を組み合わせる場合、複数の測定を実施する必要があり、情報を得るためには時間を要し、必要試料量も多くなるといった問題がある。
また、特許文献８の方法では、浸透距離測定には特殊な測定装置が必要であるといった問題がある。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、特殊な装置を必要とせず、簡便な方法で粉砕粒度を適正化して、製造されるコークスの強度を高強度化することが可能なコークスの製造方法を提供することにある。
以上のような目的を達成するために、本発明は、以下のようなものを提供する。
複数種の単味炭を配合して得られる装入炭を乾留することによりコークスを製造するコークスの製造方法であって、
下記手順（ａ）〜（ｂ）により、各前記単味炭の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る工程Ａ、
手順（ａ）：単味炭を加熱した際の加熱減量を用いて下記式（１）により算出される値を指標ＩＨ／Ｃとする。
ＩＨ／Ｃ＝ａＸ０＋ｂ・・・式（１）
（ただし、Ｘ０＝加熱減量(mg/g-coal.daf)、また、ａ及びｂは定数）
手順（ｂ）：前記手順（ａ）の際に発生したガス中のＣＨ４，ＣＯ，ＣＯ２の発生量を用いて下記式（２）により算出される値を指標ＩＯ／Ｃとする。
ＩＯ／Ｃ＝ｃＸ１＋ｄ・・・式（２）
（ただし、Ｘ１＝１−［ＣＨ４／（ＣＨ４＋ＣＯ＋ＣＯ２）］、また、ｃ及びｄは定数）
工程Ａの後、各前記単味炭の［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］を算出する工程Ｂ、
算出した前記［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値が所定の閾値未満である場合には、当該単味炭をグループＡに分類し、前記所定の閾値以上である場合には、当該単味炭をグループＢに分類する工程Ｃ１、
グループＡに分類された単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（３）により算出する工程Ｃ２、
Ｙ＝ｅ×Ｘ２＋ｆ×Ｘ３＋ｇ・・・・・・・式（３）
（ただし、Ｘ２＝ＩＯ／Ｃ、Ｘ３＝ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ、また、ｅ、ｆ及びｇは定数）
グループＢに分類された単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（４）により算出する工程Ｃ３、
Ｙ＝ｈ×Ｘ３＋ｉ・・・・・・・式（４）
（ただし、Ｘ３＝ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ、また、ｈ及びｉは定数）
少なくとも前記値Ｙの一番大きい単味炭を決定する工程Ｄ、及び、
少なくとも前記値Ｙが一番大きいと決定された単味炭を粉砕する工程Ｅ、
を含むコークスの製造方法。
複数種の単味炭を配合して得られる装入炭を乾留することによりコークスを製造するコークスの製造方法であって、
下記手順（ａ）〜（ｂ）により、各前記単味炭の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る工程Ａ、
手順（ａ）：単味炭を加熱した際の加熱減量を用いて下記式（１）により算出される値を指標ＩＨ／Ｃとする。
ＩＨ／Ｃ＝ａＸ０＋ｂ・・・式（１）
（ただし、Ｘ０＝加熱減量(mg/g-coal.daf)、また、ａ及びｂは定数）
手順（ｂ）：前記手順（ａ）の際に発生したガス中のＣＨ４，ＣＯ，ＣＯ２の発生量を用いて下記式（２）により算出される値を指標ＩＯ／Ｃとする。
ＩＯ／Ｃ＝ｃＸ１＋ｄ・・・式（２）
（ただし、Ｘ１＝１−［ＣＨ４／（ＣＨ４＋ＣＯ＋ＣＯ２）］、また、ｃ及びｄは定数）
工程Ａの後、各前記単味炭の［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］を算出する工程Ｂ、
算出した前記［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値が所定の閾値未満である場合には、当該単味炭をグループＡに分類し、前記所定の閾値以上である場合には、当該単味炭をグループＢに分類する工程Ｃ１、
グループＡに分類された単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（３）により算出する工程Ｃ２、
Ｙ＝ｅ×Ｘ２＋ｆ×Ｘ３＋ｇ・・・・・・・式（３）
（ただし、Ｘ２＝ＩＯ／Ｃ、Ｘ３＝ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ、また、ｅ、ｆ及びｇは定数）
グループＢに分類された単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（４）により算出する工程Ｃ３、
Ｙ＝ｈ×Ｘ３＋ｉ・・・・・・・式（４）
（ただし、Ｘ３＝ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ、また、ｈ及びｉは定数）
少なくとも前記値Ｙの一番大きい単味炭を決定する工程Ｄ、及び、
少なくとも前記値Ｙが一番大きいと決定された単味炭を粉砕する工程Ｅ、
を含むコークスの製造方法。
前記構成によれば、工程Ａにおいて、単味炭を加熱した際の加熱減量と、その際に発生したガス中のＣＨ４，ＣＯ，ＣＯ２の発生量を測定する。この測定は、例えば、熱天秤とガスクロマトグラフを組み合わせた装置等で比較的簡単に同時測定することができる。そして、その後の工程Ｂ、工程Ｃ１、工程Ｃ２、工程Ｃ３、及び、工程Ｄでは、予め決められた計算を行って、前記値Ｙの一番大きい単味炭を決定する。この工程は、情報処理装置等によって簡単に行うことができる。そして、工程Ｅにおいて、前記値Ｙが一番大きいと決定された単味炭を粉砕する。詳しくは後述するが、工程Ｃ１、工程Ｃ２、工程Ｃ３、及び、工程Ｄにおいて決定された、前記値Ｙの一番大きい単味炭は、粉砕効果の最も大きい単味炭である。粉砕効果が大きいとは、同量の単味炭を粉砕した際に、コークス強度の向上の程度が大きいことをいう。
つまり、工程Ｄにおいて複数種のなかで粉砕効果の最も大きいと決定された単味炭を、工程Ｅにおいて粉砕するため、装入炭全体の粉砕粒度が細かくなりすぎない態様で、コークス強度を効率的に高強度化することができる。
つまり、工程Ｄにおいて複数種のなかで粉砕効果の最も大きいと決定された単味炭を、工程Ｅにおいて粉砕するため、装入炭全体の粉砕粒度が細かくなりすぎない態様で、コークス強度を効率的に高強度化することができる。
前記構成において、前記工程Ｄは、前記値Ｙの値が大きい順に単味炭の順位を決定する工程であり、前記工程Ｅは、前記工程Ｄで決定された順位の順に、単味炭を粉砕する工程であることが好ましい。
前記値Ｙの値が大きい順に単味炭を粉砕すれば、例えば、目標とする装入炭全体の粉砕粒度に対して、工程Ｄで決定した順位で単味炭を粉砕すれば、コークス強度をより効率的に高強度化することができる。
本発明によれば、特殊な装置を必要とせず、簡便な方法で粉砕粒度を適正化して、製造されるコークスの強度を高強度化することが可能なコークスの製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係るコークスの製造方法は、複数種の単味炭を配合して得られる装入炭を乾留することによりコークスを製造するコークスの製造方法であって、
下記手順（ａ）〜（ｂ）により、各前記単味炭の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る工程Ａ、
手順（ａ）：単味炭を加熱した際の加熱減量を用いて下記式（１）により算出される値を指標ＩＨ／Ｃとする。
ＩＨ／Ｃ＝ａＸ０＋ｂ・・・式（１）
（ただし、Ｘ０＝加熱減量(mg/g-coal.daf)、また、ａ及びｂは定数）
手順（ｂ）：前記手順（ａ）の際に発生したガス中のＣＨ４，ＣＯ，ＣＯ２の発生量を用いて下記式（２）により算出される値を指標ＩＯ／Ｃとする。
ＩＯ／Ｃ＝ｃＸ１＋ｄ・・・式（２）
（ただし、Ｘ１＝１−［ＣＨ４／（ＣＨ４＋ＣＯ＋ＣＯ２）］、また、ｃ及びｄは定数）
工程Ａの後、各前記単味炭の［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］を算出する工程Ｂ、
算出した前記［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値が所定の閾値未満である場合には、当該単味炭をグループＡに分類し、前記所定の閾値以上である場合には、当該単味炭をグループＢに分類する工程Ｃ１、
グループＡに分類された単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（３）により算出する工程Ｃ２、
Ｙ＝ｅ×Ｘ２＋ｆ×Ｘ３＋ｇ・・・・・・・式（３）
（ただし、Ｘ２＝ＩＯ／Ｃ、Ｘ３＝ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ、また、ｅ、ｆ及びｇは定数）
グループＢに分類された単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（４）により算出する工程Ｃ３、
Ｙ＝ｈ×Ｘ３＋ｉ・・・・・・・式（４）
（ただし、Ｘ３＝ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ、また、ｈ及びｉは定数）
少なくとも前記値Ｙの一番大きい単味炭を決定する工程Ｄ、及び、
少なくとも前記値Ｙが一番大きいと決定された単味炭を粉砕する工程Ｅ、
を少なくとも含む。
下記手順（ａ）〜（ｂ）により、各前記単味炭の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る工程Ａ、
手順（ａ）：単味炭を加熱した際の加熱減量を用いて下記式（１）により算出される値を指標ＩＨ／Ｃとする。
ＩＨ／Ｃ＝ａＸ０＋ｂ・・・式（１）
（ただし、Ｘ０＝加熱減量(mg/g-coal.daf)、また、ａ及びｂは定数）
手順（ｂ）：前記手順（ａ）の際に発生したガス中のＣＨ４，ＣＯ，ＣＯ２の発生量を用いて下記式（２）により算出される値を指標ＩＯ／Ｃとする。
ＩＯ／Ｃ＝ｃＸ１＋ｄ・・・式（２）
（ただし、Ｘ１＝１−［ＣＨ４／（ＣＨ４＋ＣＯ＋ＣＯ２）］、また、ｃ及びｄは定数）
工程Ａの後、各前記単味炭の［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］を算出する工程Ｂ、
算出した前記［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値が所定の閾値未満である場合には、当該単味炭をグループＡに分類し、前記所定の閾値以上である場合には、当該単味炭をグループＢに分類する工程Ｃ１、
グループＡに分類された単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（３）により算出する工程Ｃ２、
Ｙ＝ｅ×Ｘ２＋ｆ×Ｘ３＋ｇ・・・・・・・式（３）
（ただし、Ｘ２＝ＩＯ／Ｃ、Ｘ３＝ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ、また、ｅ、ｆ及びｇは定数）
グループＢに分類された単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（４）により算出する工程Ｃ３、
Ｙ＝ｈ×Ｘ３＋ｉ・・・・・・・式（４）
（ただし、Ｘ３＝ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ、また、ｈ及びｉは定数）
少なくとも前記値Ｙの一番大きい単味炭を決定する工程Ｄ、及び、
少なくとも前記値Ｙが一番大きいと決定された単味炭を粉砕する工程Ｅ、
を少なくとも含む。
以下、各工程について説明する。
［工程Ａ］
まず、工程Ａにおいて、下記手順（ａ）〜（ｂ）により、各前記単味炭の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る。
手順（ａ）：単味炭を加熱した際の加熱減量を用いて下記式（１）により算出される値を指標ＩＨ／Ｃとする。
ＩＨ／Ｃ＝ａＸ０＋ｂ・・・式（１）
（ただし、Ｘ０＝加熱減量(mg/g-coal.daf)、また、ａ及びｂは定数）
手順（ｂ）：前記手順（ａ）の際に発生したガス中のＣＨ４，ＣＯ，ＣＯ２の発生量を用いて下記式（２）により算出される値を指標ＩＯ／Ｃとする。
ＩＯ／Ｃ＝ｃＸ１＋ｄ・・・式（２）
（ただし、Ｘ１＝１−［ＣＨ４／（ＣＨ４＋ＣＯ＋ＣＯ２）］、また、ｃ及びｄは定数）
まず、工程Ａにおいて、下記手順（ａ）〜（ｂ）により、各前記単味炭の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る。
手順（ａ）：単味炭を加熱した際の加熱減量を用いて下記式（１）により算出される値を指標ＩＨ／Ｃとする。
ＩＨ／Ｃ＝ａＸ０＋ｂ・・・式（１）
（ただし、Ｘ０＝加熱減量(mg/g-coal.daf)、また、ａ及びｂは定数）
手順（ｂ）：前記手順（ａ）の際に発生したガス中のＣＨ４，ＣＯ，ＣＯ２の発生量を用いて下記式（２）により算出される値を指標ＩＯ／Ｃとする。
ＩＯ／Ｃ＝ｃＸ１＋ｄ・・・式（２）
（ただし、Ｘ１＝１−［ＣＨ４／（ＣＨ４＋ＣＯ＋ＣＯ２）］、また、ｃ及びｄは定数）
前記指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃは、装入炭のドラム強度ＤＩを推定するのに用いることのできる指標である。詳しくは、特開平４−２７５３８９号公報（特に、段落［００１９］〜段落［００２７］）に記載されているので、詳細な説明はここでは省略するが、これらの指標は、配合に粘結炭だけでなく、粘結性が小さいか粘結性を有しない微・非粘結炭を使用した場合にも、粘結炭のみのときと同じように精度良く装入炭のドラム強度ＤＩを推定することができる指標である。従って、本実施形態では、前記指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを、各単味炭のドラム強度向上効果の順位付けを行う指標として用いることとした。
また、前記加熱減量を用いて上記式（１）により算出される値を指標ＩＨ／Ｃとすることができ、前記手順（ａ）の際に発生したガス中のＣＨ４，ＣＯ，ＣＯ２の発生量を用いて上記式（２）により算出される値を指標ＩＯ／Ｃとすることができる点についても、詳しくは、特開平４−２７５３８９号公報（特に、段落［００３９］）に記載されているので、詳細な説明はここでは省略するが、本出願人に係る発明者らは、以前、ＩＨ／Ｃと原料石炭の加熱減量との間には高度の相関関係の存在すること、及び、ＩＯ／Ｃと原料石炭のＣＯ発生量との間には高度の相関関係があることを見い出しており、さらに、これらの値は、たとえば熱天秤とガスクロマトグラフを組み合わせた装置で比較的簡単に同時測定することができることを見出している。本発明は、これに基づいて、各前記単味炭の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃの値を得ることとした。
なお、定数a〜ｄは、実炉の型式や操業方法によって決まる定数であり、多数の実操業データを統計的に解析することによって求めることができる。
［工程Ｂ］
工程Ａの後、各前記単味炭の［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］を算出する。
工程Ａの後、各前記単味炭の［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］を算出する。
［工程Ｃ１］
算出した前記［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値が所定の閾値未満である場合には、当該単味炭をグループＡに分類し、前記所定の閾値以上である場合には、当該単味炭をグループＢに分類する。
算出した前記［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値が所定の閾値未満である場合には、当該単味炭をグループＡに分類し、前記所定の閾値以上である場合には、当該単味炭をグループＢに分類する。
［工程Ｃ２］
グループＡに分類された単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］、及び、ＩＯ／Ｃ、の値に基づいて、算出する。具体的には、下記式（３）により算出する。
Ｙ＝ｅ×Ｘ２＋ｆ×Ｘ３＋ｇ・・・・・・・式（３）
（ただし、Ｘ２＝ＩＯ／Ｃ、Ｘ３＝ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ、また、ｅ、ｆ及びｇは定数）
グループＡに分類された単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］、及び、ＩＯ／Ｃ、の値に基づいて、算出する。具体的には、下記式（３）により算出する。
Ｙ＝ｅ×Ｘ２＋ｆ×Ｘ３＋ｇ・・・・・・・式（３）
（ただし、Ｘ２＝ＩＯ／Ｃ、Ｘ３＝ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ、また、ｅ、ｆ及びｇは定数）
［工程Ｃ３］
グループＢに分類された単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値に基づいて、算出する。具体的には、下記式（４）により算出する。
Ｙ＝ｈ×Ｘ３＋ｉ・・・・・・・式（４）
（ただし、Ｘ３＝ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ、また、ｈ及びｉは定数）
グループＢに分類された単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値に基づいて、算出する。具体的には、下記式（４）により算出する。
Ｙ＝ｈ×Ｘ３＋ｉ・・・・・・・式（４）
（ただし、Ｘ３＝ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ、また、ｈ及びｉは定数）
ここで、［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値が所定の閾値未満であるものと所定の閾値以上であるものとで単味炭を分類し、粉砕効果を示す値Ｙの算出方法を異ならせている点について説明する。
［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値は、粘結性に対応する指標である。ＩＯ／Ｃは、石炭化度方向の変化に対応する指標である。コークスのドラム強度ＤＩは、ＩＯ／Ｃが高くなるとともに低下する。この点については、特開平４−２７５３８９号公報（特に、段落［００２８］、段落［００３０］）に開示されている。
［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値が比較的大きい場合には、粘結性は、そのまま［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値に比例することになる。従って、所定の閾値以上である場合には、上記式（４）に基づいて、粉砕効果を示す値Ｙを算出する。
一方、［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値が小さい場合、ＩＯ／Ｃの影響は大きくこの影響を無視できないことを本発明者らは見出した。そして、［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］のみではなく、ＩＯ／Ｃをも考慮にいれて粉砕効果を検討すれば、高精度な粉砕効果の推定ができることに本発明者らは想到した。
所定の閾値は、ＩＯ／Ｃの影響が無視できるかできないかの観点で、決定されるものである。所定の閾値の決定方法は、操業データを統計的に解析して決定することができる。
以上、本実施形態では、［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値が所定の閾値未満であるものと所定の閾値以上であるものとで単味炭を分類し、粉砕効果を示す値Ｙの算出方法を、より高精度となる式に当てはめて計算しているのである。
なお、定数ｅ、ｆ、ｇ、ｈ及びｉは、実炉の型式や操業方法によって決まる定数であり、多数の実操業データを統計的に解析することによって求めることができる。
［工程Ｄ］
次に、少なくとも前記値Ｙの一番大きい単味炭を決定する。
本発明では、少なくとも前記値Ｙの一番大きい単味炭がどれであるかを決定すればよいが、前記値Ｙの値が大きい順に単味炭の順位を決定することが好ましい。なお、順位を決定する場合、すべての単味炭について順位をつけてもよいが、上位の数種類にのみ順位をつけてもよい。例えば、１０種の単味炭を配合する場合に、前記値Ｙの大きい５番目までにのみ順位をつけることとしてもよい。
次に、少なくとも前記値Ｙの一番大きい単味炭を決定する。
本発明では、少なくとも前記値Ｙの一番大きい単味炭がどれであるかを決定すればよいが、前記値Ｙの値が大きい順に単味炭の順位を決定することが好ましい。なお、順位を決定する場合、すべての単味炭について順位をつけてもよいが、上位の数種類にのみ順位をつけてもよい。例えば、１０種の単味炭を配合する場合に、前記値Ｙの大きい５番目までにのみ順位をつけることとしてもよい。
［工程Ｅ］
次に、少なくとも前記値Ｙが一番大きいと決定された単味炭を粉砕する。工程Ｃ１、工程Ｃ２、工程Ｃ３、及び、工程Ｄにおいて決定された、前記値Ｙの一番大きい単味炭は、粉砕効果の最も大きい単味炭である。粉砕効果が大きいとは、同量の単味炭を粉砕した際に、コークス強度の向上の程度が大きいことをいう。
つまり、工程Ｄにおいて複数種のなかで粉砕効果の最も大きいと決定された単味炭を、工程Ｅにおいて粉砕するため、装入炭全体の粉砕粒度が細かくなりすぎない態様で、コークス強度を効率的に高強度化することができる。
次に、少なくとも前記値Ｙが一番大きいと決定された単味炭を粉砕する。工程Ｃ１、工程Ｃ２、工程Ｃ３、及び、工程Ｄにおいて決定された、前記値Ｙの一番大きい単味炭は、粉砕効果の最も大きい単味炭である。粉砕効果が大きいとは、同量の単味炭を粉砕した際に、コークス強度の向上の程度が大きいことをいう。
つまり、工程Ｄにおいて複数種のなかで粉砕効果の最も大きいと決定された単味炭を、工程Ｅにおいて粉砕するため、装入炭全体の粉砕粒度が細かくなりすぎない態様で、コークス強度を効率的に高強度化することができる。
また、工程Ｄにおいて前記値Ｙの値が大きい順に単味炭の順位を決定した場合、工程Ｅにおいて、前記値Ｙの値が大きい順に単味炭を粉砕する。例えば、目標とする装入炭全体の粉砕粒度になるまで、工程Ｄで決定した順位で単味炭を粉砕すれば、コークス強度をより効率的に高強度化することができる。
上述した実施形態では、工程Ｄにおいて前記値Ｙの値が大きい順に単味炭の順位を決定した場合、工程Ｅにおいて、前記値Ｙの値が大きい順に単味炭を粉砕する場合について説明した。しかしながら、本発明はこの例に限定されず、順位をつけたものについて１又は複数種ごとにグループ化（好ましくは３つ以上にグループ化）し、グループごとに粉砕することとしてもよい。
以下、本発明に関し、実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
＜コークス強度ＤＩの実測値と推定値（値Ｙ）との相関関係の検証＞
まず、表１に示す９種類の銘柄の単味炭を準備した。
表１には、これらの単味炭の石炭性状（ＶＭ、Ｒ０、ＭＦ、ＴＩ、ＩＨ／Ｃ、ＩＯ／Ｃ、［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］）についても示している。表１中、ＶＭ、Ｒ０、ＭＦ、ＴＩは、下記を意味する。
なお、指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとを求めるのに必要な加熱減量、及び、ＣＨ４，ＣＯ，ＣＯ２の発生量は、リガク社製の装置名:示差熱天秤―質量分析同時測定装置 ThermoMass (TG-MS)を用い、８００℃になるまで加熱して得た値を用いた。
ＶＭ：空気との接触を断って、既定の条件のもとで試料を加熱したときの、質量減少率から水分を差引いた値（ＪＩＳ Ｍ ８８１２に従って測定できる。）
Ｒ０：ビトリニット（主として植物の木質部に由来する微細組織）の反射率測定において、１個の研磨試料の５０点以上の最大反射率の平均値。原料石炭の石炭化度を示すパラメーター。）
ＭＦ：ギーセラー最高流動度（ギーセラ−プラストメーターを使用する試験（ＪＩＳＭ８８０１にその詳細が規定されている石炭の加熱軟化溶融特性試験）において回転翼が最高回転数を示す値の対数値。原料石炭の粘結性を代表する指標。）
ＴＩ：イナート組織全量の石炭全体に対する体積割合（ＪＩＳ Ｍ ８８１６に従って測定できる。）
まず、表１に示す９種類の銘柄の単味炭を準備した。
表１には、これらの単味炭の石炭性状（ＶＭ、Ｒ０、ＭＦ、ＴＩ、ＩＨ／Ｃ、ＩＯ／Ｃ、［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］）についても示している。表１中、ＶＭ、Ｒ０、ＭＦ、ＴＩは、下記を意味する。
なお、指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとを求めるのに必要な加熱減量、及び、ＣＨ４，ＣＯ，ＣＯ２の発生量は、リガク社製の装置名:示差熱天秤―質量分析同時測定装置 ThermoMass (TG-MS)を用い、８００℃になるまで加熱して得た値を用いた。
ＶＭ：空気との接触を断って、既定の条件のもとで試料を加熱したときの、質量減少率から水分を差引いた値（ＪＩＳ Ｍ ８８１２に従って測定できる。）
Ｒ０：ビトリニット（主として植物の木質部に由来する微細組織）の反射率測定において、１個の研磨試料の５０点以上の最大反射率の平均値。原料石炭の石炭化度を示すパラメーター。）
ＭＦ：ギーセラー最高流動度（ギーセラ−プラストメーターを使用する試験（ＪＩＳＭ８８０１にその詳細が規定されている石炭の加熱軟化溶融特性試験）において回転翼が最高回転数を示す値の対数値。原料石炭の粘結性を代表する指標。）
ＴＩ：イナート組織全量の石炭全体に対する体積割合（ＪＩＳ Ｍ ８８１６に従って測定できる。）
また、工程Ａ〜工程Ｃ３の手順により算出した石炭Ａ〜Ｈの値Ｙ（「粉砕効果（推定値）」ともいう）を算出し、この値も表１に示した。なお、値Ｙを算出する際、本実施例では、所定の閾値として０．２を採用した。
工程Ａ〜Ｃ３において各値を算出する際の定数ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ及びｉは、多数の実操業データを統計的に解析して決定している。
工程Ａ〜Ｃ３において各値を算出する際の定数ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ及びｉは、多数の実操業データを統計的に解析して決定している。
（製造例１〜製造例８）
表２の「配合率」に示す配合率で表１に示した９種類の単味炭を配合した。配合する際には、粉砕粒度が３ｍｍ以下のものが含まれる割合を、表２の「３ｍｍ以下割合」に示す割合となるように、ジョークラッシャーあるいはコーヒーミルで粉砕した上で、配合した。
具体的には、各製造例において、それぞれ評価石炭Ａ〜Ｈの粉砕粒度を３ｍｍ以下が約８０％となるものと、１００％となるものとの２水準に粉砕し、評価石炭以外は３ｍｍ以下割合が約８０％となるように粉砕した。ＡＳＰは１ｍｍ以下１００％となるように粉砕した。
例えば、製造例１において製造例１−Ａでは、評価石炭Ａの粉砕粒度を、３ｍｍ以下が約８０％となるようにする一方、製造例１−Ｂでは、１００％とした。
表２の「配合率」に示す配合率で表１に示した９種類の単味炭を配合した。配合する際には、粉砕粒度が３ｍｍ以下のものが含まれる割合を、表２の「３ｍｍ以下割合」に示す割合となるように、ジョークラッシャーあるいはコーヒーミルで粉砕した上で、配合した。
具体的には、各製造例において、それぞれ評価石炭Ａ〜Ｈの粉砕粒度を３ｍｍ以下が約８０％となるものと、１００％となるものとの２水準に粉砕し、評価石炭以外は３ｍｍ以下割合が約８０％となるように粉砕した。ＡＳＰは１ｍｍ以下１００％となるように粉砕した。
例えば、製造例１において製造例１−Ａでは、評価石炭Ａの粉砕粒度を、３ｍｍ以下が約８０％となるようにする一方、製造例１−Ｂでは、１００％とした。
配合炭を作成後、水分を７．５％±０．２％に調整した。
次に、水分調整した試料をＬ：２３５ｍｍ×Ｔ：２３５ｍｍ×Ｈ：３００ｍｍの缶容器に充填密度７３５ｄｒｙ−ｋｇ／ｍ３で充填した。
次に、乾留温度１，０００℃で約１９時間乾留してコークスを得た。
＜ドラム強度試験＞
得られたコークスをシャッター試験２回実施後、ドラム試験機で１５０回転させ、ＤＩ１５０ １５を測定した。結果を表２に示す。また、ＤＩ向上量（それぞれ、製造例ＡのＤＩ値と製造例ＢのＤＩ値との差）、３ｍｍ以下割合１％あたりのＤＩ向上幅（「粉砕効果（実測値）」ともいう）も表２に示した。ここで、３ｍｍ以下割合１％あたりのＤＩ向上幅が大きいほど、粉砕による強度向上の効果が大きいことを意味する。そこで、３ｍｍ以下割合１％あたりのＤＩ向上幅の大きい順に、順位をつけ、これも表２に示した。
得られたコークスをシャッター試験２回実施後、ドラム試験機で１５０回転させ、ＤＩ１５０ １５を測定した。結果を表２に示す。また、ＤＩ向上量（それぞれ、製造例ＡのＤＩ値と製造例ＢのＤＩ値との差）、３ｍｍ以下割合１％あたりのＤＩ向上幅（「粉砕効果（実測値）」ともいう）も表２に示した。ここで、３ｍｍ以下割合１％あたりのＤＩ向上幅が大きいほど、粉砕による強度向上の効果が大きいことを意味する。そこで、３ｍｍ以下割合１％あたりのＤＩ向上幅の大きい順に、順位をつけ、これも表２に示した。
図１は、上記ドラム強度試験により実際に求めた３ｍｍ以下割合１％あたりのＤＩ向上幅、すなわち、「粉砕効果（実測値）」と、工程Ａ〜工程Ｃ３の手順により算出した石炭Ａ〜Ｈの値Ｙ「粉砕効果（推定値）」との関係を示すグラフである。
図１からわかるように、粉砕効果（実測値）と、本発明に係る粉砕効果（推定値）とはよい相関を示している。従って、粉砕効果（推定値）、すなわち、値Ｙの高い単味炭から順に粉砕すれば、装入炭全体の粉砕粒度が細かくなりすぎない態様で、コークス強度を効率的に高強度化することができることがわかる。
図１からわかるように、粉砕効果（実測値）と、本発明に係る粉砕効果（推定値）とはよい相関を示している。従って、粉砕効果（推定値）、すなわち、値Ｙの高い単味炭から順に粉砕すれば、装入炭全体の粉砕粒度が細かくなりすぎない態様で、コークス強度を効率的に高強度化することができることがわかる。
＜評価試験＞
まず、表３に示す４種類の銘柄の単味炭を準備した。
表３には、表１と同様に、これらの単味炭の石炭性状（ＶＭ、Ｒ０、ＭＦ、ＴＩ、ＩＨ／Ｃ、ＩＯ／Ｃ、［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］）についても示した。
また、工程Ａ〜工程Ｃ３の手順により算出した石炭Ｉ〜Ｌの値Ｙ（「粉砕効果（推定値）」）を算出し、この値も表３に示した。なお、値Ｙを算出する際、本実施例では、所定の閾値として０．２を採用した。
工程Ａ〜Ｃ３において各値を算出する際の定数ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ及びｉは、多数の実操業データを統計的に解析して決定している。
まず、表３に示す４種類の銘柄の単味炭を準備した。
表３には、表１と同様に、これらの単味炭の石炭性状（ＶＭ、Ｒ０、ＭＦ、ＴＩ、ＩＨ／Ｃ、ＩＯ／Ｃ、［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］）についても示した。
また、工程Ａ〜工程Ｃ３の手順により算出した石炭Ｉ〜Ｌの値Ｙ（「粉砕効果（推定値）」）を算出し、この値も表３に示した。なお、値Ｙを算出する際、本実施例では、所定の閾値として０．２を採用した。
工程Ａ〜Ｃ３において各値を算出する際の定数ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ及びｉは、多数の実操業データを統計的に解析して決定している。
（実施例１、比較例１〜２）
実施例１、及び、比較例１〜２では、４種類の単味炭の配合率を同じとする一方、各単味炭における粉砕粒度３ｍｍ以下の割合を表４に示すように異ならせた。その上で、コークスを作成し、コークス強度ＤＩを測定した。具体的には下記の通りである。
実施例１、及び、比較例１〜２では、４種類の単味炭の配合率を同じとする一方、各単味炭における粉砕粒度３ｍｍ以下の割合を表４に示すように異ならせた。その上で、コークスを作成し、コークス強度ＤＩを測定した。具体的には下記の通りである。
まず、表４の「配合率」となるように、４種類の単味炭を配合した。配合する際には、粉砕粒度が３ｍｍ以下のものが含まれる割合を、表４の「３ｍｍ以下割合」に示す割合となるように、ジョークラッシャーあるいはコーヒーミルで粉砕した上で、配合した。
配合炭を作成後、水分を７．５％±０．２％に調整した。
次に、水分調整した試料をＬ：３８０ｍｍ×Ｔ：４００ｍｍ×Ｈ：３５０ｍｍのレトルトに充填密度７３５ｄｒｙ−ｋｇ／ｍ３で充填した。
次に、炭芯温度が１０３０℃に到達するまで乾留後、窯出を行い、常温まで窒素冷却し、コークスを得た。
＜ドラム強度試験＞
得られたコークスをシャッター試験２回実施後、ドラム試験機で１５０回転させ、ＤＩ１５０ １５を測定した。結果を表４に示す。
得られたコークスをシャッター試験２回実施後、ドラム試験機で１５０回転させ、ＤＩ１５０ １５を測定した。結果を表４に示す。
実施例１では最も値Ｙが大きい（粉砕効果が高い）Ｌ炭を細粒化し、粉砕効果が高い順に細粒化している。これにより、比較例１、２と比較してドラム強度が高いことが確認できた。粉砕効果が低いＫ炭を細粒化した比較例１、２ではドラム強度はあまり改善しなかった。以上より、少なくとも、最も値Ｙが大きい炭を細粒化することにより、コークス強度が改善できることが確認できた。
Claims (2)
- 複数種の単味炭を配合して得られる装入炭を乾留することによりコークスを製造するコークスの製造方法であって、
下記手順（ａ）〜（ｂ）により、各前記単味炭の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る工程Ａ、
手順（ａ）：単味炭を加熱した際の加熱減量を用いて下記式（１）により算出される値を指標ＩＨ／Ｃとする。
ＩＨ／Ｃ＝ａＸ０＋ｂ・・・式（１）
（ただし、Ｘ０＝加熱減量(mg/g-coal.daf)、また、ａ及びｂは定数）
手順（ｂ）：前記手順（ａ）の際に発生したガス中のＣＨ４，ＣＯ，ＣＯ２の発生量を用いて下記式（２）により算出される値を指標ＩＯ／Ｃとする。
ＩＯ／Ｃ＝ｃＸ１＋ｄ・・・式（２）
（ただし、Ｘ１＝１−［ＣＨ４／（ＣＨ４＋ＣＯ＋ＣＯ２）］、また、ｃ及びｄは定数）
工程Ａの後、各前記単味炭の［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］を算出する工程Ｂ、
算出した前記［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］の値が所定の閾値未満である場合には、当該単味炭をグループＡに分類し、前記所定の閾値以上である場合には、当該単味炭をグループＢに分類する工程Ｃ１、
グループＡに分類された単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（３）により算出する工程Ｃ２、
Ｙ＝ｅ×Ｘ２＋ｆ×Ｘ３＋ｇ・・・・・・・式（３）
（ただし、Ｘ２＝ＩＯ／Ｃ、Ｘ３＝ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ、また、ｅ、ｆ及びｇは定数）
グループＢに分類された単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（４）により算出する工程Ｃ３、
Ｙ＝ｈ×Ｘ３＋ｉ・・・・・・・式（４）
（ただし、Ｘ３＝ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ、また、ｈ及びｉは定数）
少なくとも前記値Ｙの一番大きい単味炭を決定する工程Ｄ、及び、
少なくとも前記値Ｙが一番大きいと決定された単味炭を粉砕する工程Ｅ、
を含むコークスの製造方法。 - 前記工程Ｄは、前記値Ｙの値が大きい順に単味炭の順位を決定する工程であり、
前記工程Ｅは、前記工程Ｄで決定された順位の順に、単味炭を粉砕する工程である
請求項１に記載のコークスの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
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| JP2015023965 | 2015-02-10 | ||
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|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015228642A Pending JP2016148019A (ja) | 2015-02-10 | 2015-11-24 | コークスの製造方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017173294A (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | 関西熱化学株式会社 | コークスの強度推定方法、及び、コークスの製造方法 |
| JP2018039868A (ja) * | 2016-09-05 | 2018-03-15 | 関西熱化学株式会社 | コークスの製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04246495A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-02 | Kansai Coke & Chem Co Ltd | 高炉用コークスの製造方法 |
| JP2008133383A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Jfe Steel Kk | 高強度コークスの製造方法 |
-
2015
- 2015-11-24 JP JP2015228642A patent/JP2016148019A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04246495A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-02 | Kansai Coke & Chem Co Ltd | 高炉用コークスの製造方法 |
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