JP2017171718A - コークスの強度推定方法、及び、コークスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 より精度のよいドラム強度ＤＩの推定方法を提供すること。【解決手段】 複数種の単味炭と粘結材とを配合して得られる配合炭を乾留することにより得られるコークスの強度推定方法であって、配合する各単味炭及び粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る工程Ａ、指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃと、各単味炭及び粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合前の配合炭の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差に相当するｄＨＩ０を求める工程Ｂ、及び、ｄＨＩ０と、粘結材の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差である指標ｄＨＩａと、粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩを推定する工程Ｃを含むコークスの強度推定方法。【選択図】 なし
Description
本発明は、コークスの強度推定方法、及び、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、複数種の単味炭を配合して得られる配合炭を乾留することにより得られる。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。
一般的に、高強度のコークスを得るには、多くの強粘結炭を配合する必要がある。しかしながら、近年、新興国の台頭に伴い、強粘結炭の枯渇が懸念されている。そのため、コークス用原料範囲を拡大すべく、低品位炭を多量に配合しつつ、高強度を維持する検討がなされている。
例えば、特許文献１には、コークスのドラム強度の推定方法として、原料石炭の活性成分の水素対炭素原子数比Ｈ／Ｃおよび該成分の酸素対炭素原子数比Ｏ／Ｃを特定の方法で補正した指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとを用い、コークスのドラム強度ＤＩを推定する方法が開示されている（特に、特許文献１の段落［００２１］−段落［００２７］参照）。
コークスのドラム強度ＤＩを推定する方法は、より精度が高いことが望ましい。そこで本発明は、より精度のよいドラム強度ＤＩの推定方法を提供することを目的とする。また、本発明は、当該推定方法を用いたコークスの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、コークスのドラム強度ＤＩを推定する方法について、鋭意検討を行った。特に、低品位炭多配合試験で得られた配合炭（装入炭）性状とコークス強度との関係について、鋭意検討を行った。その結果、コークス強度向上効果（α）は、粘結材配合前の指標ｄＨＩ０と高度な相関があることを見出した。粘結材配合前の指標ｄＨＩ０とは、複数種の単味炭と粘結材とを配合して配合炭とする際の、粘結材配合前の配合炭の指標ＩＨ／Ｃ（粘結材配合前の配合炭の水素／炭素原子数比を特定の方法で補正した指標）と指標ＩＯ／Ｃ（粘結材配合前の配合炭の酸素／炭素原子数比を特定の方法で補正した指標）との差に相当する指標である。そして、指標ｄＨＩ０と、粘結材の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差である指標ｄＨＩａと、配合割合とを用いて、ドラム強度ＤＩを推定すれば、より高精度な推定ができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明に係るコークスの強度推定方法は、
複数種の単味炭と粘結材とを配合して得られる配合炭を乾留することにより得られるコークスの強度推定方法であって、
下記手順（ａ）〜（ｂ）により、配合する各前記単味炭及び前記粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る工程Ａ、
手順（ａ）：単味炭、粘結材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により得られた各前記単味炭及び前記粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃと、各前記単味炭及び前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差ｄＨＩ１を求め、次に、前記粘結材配合後の配合炭の指標ｄＨＩ１から、粘結材配合前の配合炭の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差に相当するｄＨＩ０を求める工程Ｂ、及び、
工程Ｂにより得られた前記粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０と、粘結材の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差である指標ｄＨＩａと、前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩを推定する工程Ｃ
を含むことを特徴とする。
複数種の単味炭と粘結材とを配合して得られる配合炭を乾留することにより得られるコークスの強度推定方法であって、
下記手順（ａ）〜（ｂ）により、配合する各前記単味炭及び前記粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る工程Ａ、
手順（ａ）：単味炭、粘結材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により得られた各前記単味炭及び前記粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃと、各前記単味炭及び前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差ｄＨＩ１を求め、次に、前記粘結材配合後の配合炭の指標ｄＨＩ１から、粘結材配合前の配合炭の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差に相当するｄＨＩ０を求める工程Ｂ、及び、
工程Ｂにより得られた前記粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０と、粘結材の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差である指標ｄＨＩａと、前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩを推定する工程Ｃ
を含むことを特徴とする。
前記構成によれば、粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０と、粘結材の指標ｄＨＩａと、前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩを推定するため、高精度でドラム強度ＤＩの値を推定できる。この点は、実施例から明らかである。
また、粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０と、粘結材の指標ｄＨＩａと、前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩを推定するため、種々の配合割合にてドラム強度ＤＩを計算し（推定し）、トライアンドエラーにより配合割合を選択することができる。特に、ドラム強度ＤＩを一定以上に保ちつつ、低品位炭の配合量を増加させた配合割合を容易に選択することが可能となる。
また、粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０と、粘結材の指標ｄＨＩａと、前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩを推定するため、種々の配合割合にてドラム強度ＤＩを計算し（推定し）、トライアンドエラーにより配合割合を選択することができる。特に、ドラム強度ＤＩを一定以上に保ちつつ、低品位炭の配合量を増加させた配合割合を容易に選択することが可能となる。
また、本発明に係るコークスの製造方法は、
前記コークスの強度推定方法を用いて、コークス強度の推定値が一定以上となる単味炭及び粘結材の配合割合を決定する工程Ｄ、及び、
前記工程Ｄにて決定した配合割合で、単味炭及び粘結材を配合する工程Ｅ
を含むことを特徴とする。
前記コークスの強度推定方法を用いて、コークス強度の推定値が一定以上となる単味炭及び粘結材の配合割合を決定する工程Ｄ、及び、
前記工程Ｄにて決定した配合割合で、単味炭及び粘結材を配合する工程Ｅ
を含むことを特徴とする。
前記構成によれば、前記コークスの強度推定方法を用いるため、ドラム強度ＤＩを一定以上に保ちつつ、低品位炭の配合量を増加させた配合割合を容易に選択することが可能となる。その結果、選択された配合割合で単味炭及び粘結材を配合すれば、ドラム強度ＤＩが一定以上であり、且つ、低品位炭の配合量を増加させたコークスを製造することが可能となる。
前記構成において、前記粘結材として、指標ｄＨＩａが０．８０以上、灰分が０．２〜９．０％、揮発分が３０〜５５％、イナート組織全量の石炭全体に対する体積割合ＴＩが０〜４０％となる粘結材を０〜１０％用いることが好ましい。
本発明者らは、コークス強度は、粘結材の指標ｄＨＩａが小さいよりも大きい方が大きくなる傾向になることを見出した。そこで、前記粘結材として、前記構成のものを採用すると、ドラム強度ＤＩを一定以上に保ちつつ、より低品位炭の配合量を増加させたコークスを製造することが可能となる。
本発明者らは、コークス強度は、粘結材の指標ｄＨＩａが小さいよりも大きい方が大きくなる傾向になることを見出した。そこで、前記粘結材として、前記構成のものを採用すると、ドラム強度ＤＩを一定以上に保ちつつ、より低品位炭の配合量を増加させたコークスを製造することが可能となる。
前記構成において、前記工程Ｂは、得られるｄＨＩ０が、−０．６０〜−０．０５となるように、各前記単味炭及び前記粘結材の配合割合を決定する工程を含むことが好ましい。ｄＨＩ０が、−０．６０〜−０．０５であると、ドラム強度ＤＩを一定以上に保ちつつ、さらに低品位炭の配合量を増加させたコークスを製造することが可能となる。
本発明によれば、高精度でドラム強度ＤＩの値を推定することが可能なコークスの強度推定方法を提供することができる。また、コークス強度を一定以上に保ちつつ、低品位炭の配合量を増加させたコークスが得られる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強度推定方法は、
複数種の単味炭と粘結材とを配合して得られる配合炭を乾留することにより得られるコークスの強度推定方法であって、
下記手順（ａ）〜（ｂ）により、配合する各前記単味炭及び前記粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る工程Ａ、
手順（ａ）：単味炭、粘結材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により得られた各前記単味炭及び前記粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃと、各前記単味炭及び前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差ｄＨＩ１を求め、次に、前記粘結材配合後の配合炭の指標ｄＨＩ１から、粘結材配合前の配合炭の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差に相当するｄＨＩ０を求める工程Ｂ、及び、
工程Ｂにより得られた前記粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０と、粘結材の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差である指標ｄＨＩａと、前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩを推定する工程Ｃ
を含む。
複数種の単味炭と粘結材とを配合して得られる配合炭を乾留することにより得られるコークスの強度推定方法であって、
下記手順（ａ）〜（ｂ）により、配合する各前記単味炭及び前記粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る工程Ａ、
手順（ａ）：単味炭、粘結材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により得られた各前記単味炭及び前記粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃと、各前記単味炭及び前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差ｄＨＩ１を求め、次に、前記粘結材配合後の配合炭の指標ｄＨＩ１から、粘結材配合前の配合炭の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差に相当するｄＨＩ０を求める工程Ｂ、及び、
工程Ｂにより得られた前記粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０と、粘結材の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差である指標ｄＨＩａと、前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩを推定する工程Ｃ
を含む。
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、配合する各前記単味炭及び前記粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る。
手順（ａ）：単味炭、粘結材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、配合する各前記単味炭及び前記粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る。
手順（ａ）：単味炭、粘結材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、配合炭のドラム強度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配合炭のドラム強度ＤＩを推定することができる指標である。
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と原料石炭の発生ガス中のＣＨ４比との間には高度の相関関係があることを見出しており、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、各前記単味炭及び粘結材の指標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、測定方法によって決まる定数であり、多数の測定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により得られた各前記単味炭及び前記粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃと、各前記単味炭及び前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差ｄＨＩ１を求め、次に、前記粘結材配合後の配合炭の指標ｄＨＩ１から、粘結材配合前の配合炭の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差に相当する指標ｄＨＩ０を求める。
工程Ａにより得られた各前記単味炭及び前記粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃと、各前記単味炭及び前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差ｄＨＩ１を求め、次に、前記粘結材配合後の配合炭の指標ｄＨＩ１から、粘結材配合前の配合炭の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差に相当する指標ｄＨＩ０を求める。
この工程では、各前記単味炭及び前記粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを基に、配合割合で加重平均して、一旦、粘結材配合後の配合炭の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを求める。次に、粘結材配合後の配合炭の指標ＩＨ／Ｃから、粘結材配合後の配合炭の指標ＩＯ／Ｃを差し引き、粘結材配合後の配合炭の指標ｄＨＩ１を求める。
その後、粘結材配合前の配合炭のｄＨＩ０を求める。粘結材配合前の配合炭のｄＨＩ０は、仮に粘結材を配合しなかった場合の配合炭のｄＨＩを意味する。具体的には、まず、粘結材配合後の配合炭の指標ｄＨＩ１から、粘結材のｄＨＩａを配合割合に応じた分だけ差し引く。そうすると、この値は、粘結材を差し引いた状態を全体とした値であるから、この値を、粘結材を差し引いた状態の配合割合で割り算して、全体を１００％とした値にする。これにより、粘結材配合前の配合炭のｄＨＩ０が求まる。
その後、粘結材配合前の配合炭のｄＨＩ０を求める。粘結材配合前の配合炭のｄＨＩ０は、仮に粘結材を配合しなかった場合の配合炭のｄＨＩを意味する。具体的には、まず、粘結材配合後の配合炭の指標ｄＨＩ１から、粘結材のｄＨＩａを配合割合に応じた分だけ差し引く。そうすると、この値は、粘結材を差し引いた状態を全体とした値であるから、この値を、粘結材を差し引いた状態の配合割合で割り算して、全体を１００％とした値にする。これにより、粘結材配合前の配合炭のｄＨＩ０が求まる。
工程Ｂは、得られるｄＨＩ０が、−０．６０〜−０．０５となるように、各前記単味炭及び前記粘結材の配合割合を決定する工程を含むことが好ましい。この工程では、例えば、トライアンドエラーにより、ｄＨＩ０の算出結果が、−０．６０〜−０．０５となるまで配合割合を変更しながら算出を繰り返す。ｄＨＩ０の算出結果が、−０．６０〜−０．０５となった時点で、工程Ｃに移る。ｄＨＩ０が、−０．６０〜−０．０５であると、ドラム強度ＤＩを一定以上に保ちつつ、さらに低品位炭の配合量を増加させたコークスを製造することが可能となる。
［工程Ｃ］
工程Ｂにより得られた前記粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０と、粘結材の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差である指標ｄＨＩａと、前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩを推定する。
工程Ｂにより得られた前記粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０と、粘結材の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差である指標ｄＨＩａと、前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩを推定する。
具体的には、下記推定式により、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩを推定する。
［推定ドラム強度ＤＩ］＝ｆ（ｄＨＩｏ）＋α×ｄＨＩａ×（Ｘ／（１００−Ｘ）×１００）
ｄＨＩｏ：粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０
ｆ（ｄＨＩｏ）：粘結材配合前の配合炭のドラム強度の推定値（焼成条件一定下における粘結材配合前の配合炭のｄＨＩｏから求められる。）
α：焼成条件で決定される、粘結材ｄＨＩａ＝１当たりのＤＩ向上効果
α＝ｋ×ｄＨＩｏ＋ｈ （ｋ，ｈは焼成条件で決定される定数であり、測定データを統計的な手法によって解析することにより定まる。）
ｄＨＩａ：粘結材の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差
Ｘ：粘結材の配合率（内枠重量％）
［推定ドラム強度ＤＩ］＝ｆ（ｄＨＩｏ）＋α×ｄＨＩａ×（Ｘ／（１００−Ｘ）×１００）
ｄＨＩｏ：粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０
ｆ（ｄＨＩｏ）：粘結材配合前の配合炭のドラム強度の推定値（焼成条件一定下における粘結材配合前の配合炭のｄＨＩｏから求められる。）
α：焼成条件で決定される、粘結材ｄＨＩａ＝１当たりのＤＩ向上効果
α＝ｋ×ｄＨＩｏ＋ｈ （ｋ，ｈは焼成条件で決定される定数であり、測定データを統計的な手法によって解析することにより定まる。）
ｄＨＩａ：粘結材の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差
Ｘ：粘結材の配合率（内枠重量％）
上記推定式は、本発明者らが、過去に行った低品位炭多配合試験で得られた配合炭性状とコークス強度との関係について、鋭意検討した結果、コークス強度向上効果（α）は、粘結材配合前の指標ｄＨＩ０と高度な相関があることを見出したことに基づいて得られた式である。
この推定式を用いれば、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩを、高精度で推定することができる。この点については、後述の実施例において確認されている。
この推定式を用いれば、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩを、高精度で推定することができる。この点については、後述の実施例において確認されている。
以上、本実施形態に係るコークスの強度推定方法について説明した。
次に、本実施形態に係るコークスの製造方法について説明する。
本実施形態に係るコークスの製造方法は、
前記コークスの強度推定方法を用いて、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩの推定値が一定以上となる単味炭及び粘結材の配合割合を決定する工程Ｄ、及び、
前記工程Ｄにて決定した配合割合で、単味炭及び粘結材を配合する工程Ｅ
を含む。
前記コークスの強度推定方法を用いて、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩの推定値が一定以上となる単味炭及び粘結材の配合割合を決定する工程Ｄ、及び、
前記工程Ｄにて決定した配合割合で、単味炭及び粘結材を配合する工程Ｅ
を含む。
以下、各工程について説明する。
［工程Ｄ］
まず、工程Ｄにおいて、前記コークスの強度推定方法を用いて、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩの推定値が一定以上となる単味炭及び粘結材の配合割合を決定する。
まず、工程Ｄにおいて、前記コークスの強度推定方法を用いて、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩの推定値が一定以上となる単味炭及び粘結材の配合割合を決定する。
この工程では、前記コークスの強度推定方法を用いて、種々の配合割合にてドラム強度ＤＩを計算し（推定し）、トライアンドエラーにより、ドラム強度ＤＩの推定値が一定以上となる配合割合を決定することができる。特に、ドラム強度ＤＩを一定以上に保ちつつ、低品位炭の配合量をなるべく増加させた配合割合を選択する。
［工程Ｅ］
次に、前記工程Ｄにて決定した配合割合で、単味炭及び粘結材を配合する。
次に、前記工程Ｄにて決定した配合割合で、単味炭及び粘結材を配合する。
前記コークスの強度推定方法は、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩを、高精度で推定することができる方法である。従って、前記工程Ｄにて決定した配合割合で配合された配合炭を乾留することにより、ドラム強度ＤＩが一定以上であり、且つ、低品位炭の配合量を増加させたコークスを製造することが可能となる。
前記粘結材としては、指標ｄＨＩａが０．８０以上、灰分が０．２〜９．０％、揮発分が３０〜５５％、イナート組織全量の石炭全体に対する体積割合ＴＩが０〜４０％となる粘結材を０〜１０％用いることが好ましい。
前記粘結材として、前記構成のものを採用すると、ドラム強度ＤＩを一定以上に保ちつつ、より低品位炭の配合量を増加させたコークスを製造することが可能となる。
前記粘結材として、前記構成のものを採用すると、ドラム強度ＤＩを一定以上に保ちつつ、より低品位炭の配合量を増加させたコークスを製造することが可能となる。
以上、本実施形態に係るコークスの製造方法について説明した。
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。
（実施例１）
＜コークス強度ＤＩの実測値と推定値との相関関係の検証＞
まず、表１に示す７種類の銘柄の単味炭（Ａ炭〜Ｇ炭）、及び、１種類の粘結材（粘結材１）を準備した。なお、Ａ炭〜Ｄ炭は、粘結炭（強粘結炭、又は、準強粘結炭）であり、Ｅ炭〜Ｇ炭は、低品位炭である。
表１には、これらの単味炭、粘結材の性状（灰分、揮発分、ｌｏｇＭＦ、ＴＩ、ＩＨ／Ｃ、ＩＯ／Ｃ、ｄＨＩ）についても示している。ｄＨＩは、ＩＨ／ＣからＩＯ／Ｃを引いた値、すなわち、ｄＨＩ＝［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］である。表１中、灰分、揮発分、ｌｏｇＭＦ、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。
灰分：石炭を空気中で加熱灰化した後に残留する灰の石炭全体に対する質量百分率（ＪＩＳ Ｍ８８１２に規定されている）
揮発分：石炭を加熱した際の減量の石炭全体に対する質量百分率（ＪＩＳ Ｍ８８１２に規定されている）
ｌｏｇＭＦ：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（ＪＩＳ Ｍ８８０１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）
＜コークス強度ＤＩの実測値と推定値との相関関係の検証＞
まず、表１に示す７種類の銘柄の単味炭（Ａ炭〜Ｇ炭）、及び、１種類の粘結材（粘結材１）を準備した。なお、Ａ炭〜Ｄ炭は、粘結炭（強粘結炭、又は、準強粘結炭）であり、Ｅ炭〜Ｇ炭は、低品位炭である。
表１には、これらの単味炭、粘結材の性状（灰分、揮発分、ｌｏｇＭＦ、ＴＩ、ＩＨ／Ｃ、ＩＯ／Ｃ、ｄＨＩ）についても示している。ｄＨＩは、ＩＨ／ＣからＩＯ／Ｃを引いた値、すなわち、ｄＨＩ＝［ＩＨ／Ｃ−ＩＯ／Ｃ］である。表１中、灰分、揮発分、ｌｏｇＭＦ、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。
灰分：石炭を空気中で加熱灰化した後に残留する灰の石炭全体に対する質量百分率（ＪＩＳ Ｍ８８１２に規定されている）
揮発分：石炭を加熱した際の減量の石炭全体に対する質量百分率（ＪＩＳ Ｍ８８１２に規定されている）
ｌｏｇＭＦ：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（ＪＩＳ Ｍ８８０１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）
（製造例１）
Ａ炭〜Ｄ炭を所定の割合で配合した。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が約８０％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。
Ａ炭〜Ｄ炭を所定の割合で配合した。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が約８０％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。
（製造例２）
製造例１の配合（Ａ炭〜Ｄ炭の配合）から、Ｃ炭の含有量を１０％（配合炭全体を１００％としたときの１０％）減らし、代わりに、Ｇ炭を１０％加えた。つまり、製造例２では、製造例１の配合炭全体のうちの１０％のＣ炭をＧ炭に振り替えた配合とした。
製造例１の配合（Ａ炭〜Ｄ炭の配合）から、Ｃ炭の含有量を１０％（配合炭全体を１００％としたときの１０％）減らし、代わりに、Ｇ炭を１０％加えた。つまり、製造例２では、製造例１の配合炭全体のうちの１０％のＣ炭をＧ炭に振り替えた配合とした。
（製造例３）
製造例２の配合から、Ｂ炭の含有量を５％減らし、代わりに、粘結材１を５％加えた。つまり、製造例３では、製造例２の配合炭全体のうちの５％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。粘結材を配合する際には、粉砕粒度が３ｍｍ以下のものが含まれる割合が約１００％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。以下の製造例においても、粘結材を配合する場合は同様である。
製造例２の配合から、Ｂ炭の含有量を５％減らし、代わりに、粘結材１を５％加えた。つまり、製造例３では、製造例２の配合炭全体のうちの５％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。粘結材を配合する際には、粉砕粒度が３ｍｍ以下のものが含まれる割合が約１００％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。以下の製造例においても、粘結材を配合する場合は同様である。
（製造例４）
製造例２の配合から、Ｂ炭の含有量を１０％減らし、代わりに、粘結材１を１０％加えた。つまり、製造例４では、製造例２の配合炭全体のうちの１０％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。
製造例２の配合から、Ｂ炭の含有量を１０％減らし、代わりに、粘結材１を１０％加えた。つまり、製造例４では、製造例２の配合炭全体のうちの１０％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。
（製造例５）
製造例１の配合（Ａ炭〜Ｄ炭の配合）から、Ｃ炭の含有量を２５％減らし、代わりに、Ｇ炭を２５％加えた。つまり、製造例５では、製造例１の配合炭全体のうちの２５％のＣ炭をＧ炭に振り替えた配合とした。
製造例１の配合（Ａ炭〜Ｄ炭の配合）から、Ｃ炭の含有量を２５％減らし、代わりに、Ｇ炭を２５％加えた。つまり、製造例５では、製造例１の配合炭全体のうちの２５％のＣ炭をＧ炭に振り替えた配合とした。
（製造例６）
製造例５の配合から、Ｂ炭の含有量を５％減らし、代わりに、粘結材１を５％加えた。つまり、製造例６では、製造例５の配合炭全体のうちの５％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。
製造例５の配合から、Ｂ炭の含有量を５％減らし、代わりに、粘結材１を５％加えた。つまり、製造例６では、製造例５の配合炭全体のうちの５％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。
（製造例７）
製造例５の配合から、Ｂ炭の含有量を１０％減らし、代わりに、粘結材１を１０％加えた。つまり、製造例７では、製造例５の配合炭全体のうちの１０％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。
製造例５の配合から、Ｂ炭の含有量を１０％減らし、代わりに、粘結材１を１０％加えた。つまり、製造例７では、製造例５の配合炭全体のうちの１０％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。
（製造例８）
製造例１の配合（Ａ炭〜Ｄ炭の配合）から、Ｃ炭の含有量を１０％減らし、代わりに、Ｅ炭を１０％加えた。つまり、製造例８では、製造例１の配合炭全体のうちの１０％のＣ炭をＥ炭に振り替えた配合とした。
製造例１の配合（Ａ炭〜Ｄ炭の配合）から、Ｃ炭の含有量を１０％減らし、代わりに、Ｅ炭を１０％加えた。つまり、製造例８では、製造例１の配合炭全体のうちの１０％のＣ炭をＥ炭に振り替えた配合とした。
（製造例９）
製造例８の配合から、Ｂ炭の含有量を５％減らし、代わりに、粘結材１を５％加えた。つまり、製造例９では、製造例８の配合炭全体のうちの５％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。
製造例８の配合から、Ｂ炭の含有量を５％減らし、代わりに、粘結材１を５％加えた。つまり、製造例９では、製造例８の配合炭全体のうちの５％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。
（製造例１０）
製造例１の配合（Ａ炭〜Ｄ炭の配合）から、Ｃ炭の含有量を２５％減らし、代わりに、Ｅ炭を２５％加えた。つまり、製造例１０では、製造例１の配合炭全体のうちの２５％のＣ炭をＥ炭に振り替えた配合とした。
製造例１の配合（Ａ炭〜Ｄ炭の配合）から、Ｃ炭の含有量を２５％減らし、代わりに、Ｅ炭を２５％加えた。つまり、製造例１０では、製造例１の配合炭全体のうちの２５％のＣ炭をＥ炭に振り替えた配合とした。
（製造例１１）
製造例１０の配合から、Ｂ炭の含有量を５％減らし、代わりに、粘結材１を５％加えた。つまり、製造例１１では、製造例１０の配合炭全体のうちの５％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。
製造例１０の配合から、Ｂ炭の含有量を５％減らし、代わりに、粘結材１を５％加えた。つまり、製造例１１では、製造例１０の配合炭全体のうちの５％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。
（製造例１２）
製造例１の配合（Ａ炭〜Ｄ炭の配合）から、Ｃ炭の含有量を１０％減らし、代わりに、Ｆ炭を１０％加えた。つまり、製造例１２では、製造例１の配合炭全体のうちの１０％のＣ炭をＦ炭に振り替えた配合とした。
製造例１の配合（Ａ炭〜Ｄ炭の配合）から、Ｃ炭の含有量を１０％減らし、代わりに、Ｆ炭を１０％加えた。つまり、製造例１２では、製造例１の配合炭全体のうちの１０％のＣ炭をＦ炭に振り替えた配合とした。
（製造例１３）
製造例１２の配合から、Ｂ炭の含有量を５％減らし、代わりに、粘結材１を５％加えた。つまり、製造例１３では、製造例１２の配合炭全体のうちの５％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。
製造例１２の配合から、Ｂ炭の含有量を５％減らし、代わりに、粘結材１を５％加えた。つまり、製造例１３では、製造例１２の配合炭全体のうちの５％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。
（製造例１４）
製造例１２の配合から、Ｂ炭の含有量を１０％減らし、代わりに、粘結材１を１０％加えた。つまり、製造例１４では、製造例１２の配合炭全体のうちの１０％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。
製造例１２の配合から、Ｂ炭の含有量を１０％減らし、代わりに、粘結材１を１０％加えた。つまり、製造例１４では、製造例１２の配合炭全体のうちの１０％のＢ炭を粘結材１に振り替えた配合とした。
表２に、製造例１〜製造例１４の配合炭の性状（灰分、揮発分、ｌｏｇＭＦ、ＴＩ、ＩＨ／Ｃ、ＩＯ／Ｃ、ｄＨＩ１）を示す。
配合炭の各性状のうち、灰分、揮発分、ｌｏｇＭＦ、ＴＩ、ＩＨ／Ｃ、ＩＯ／Ｃは、配合した各炭、粘結材の性状（表１参照）を配合割合で加重平均して、求めた値である。例えば、製造例１の配合炭のＩＨ／Ｃは、Ａ炭〜Ｄ炭の各ＩＨ／Ｃを配合割合で加重平均して求めた値である。また、製造例１の配合炭のＩＯ／Ｃは、Ａ炭〜Ｄ炭の各ＩＯ／Ｃを配合割合で加重平均して求めた値である。
ｄＨＩ１は、粘結材配合後の配合炭のＩＨ／Ｃから、配合炭のＩＯ／Ｃを引いた値である。粘結材配合前の配合炭のｄＨＩ０は、仮に粘結材を配合しなかった場合の配合炭のｄＨＩを意味している。具体的には、まず、粘結材配合後の配合炭の指標ｄＨＩ１から、粘結材のｄＨＩａを配合割合に応じた分だけ差し引いた。そうすると、この値は、粘結材を差し引いた状態を全体とした値であるから、この値を、粘結材を差し引いた状態の配合割合で割り算して、全体を１００％とした値にした。これにより、粘結材配合前の配合炭のｄＨＩ０を求めた。
例えば、製造例４では、粘結材配合後の配合炭のｄＨＩ１は、−０．１０であり、粘結材１の配合割合は、１０％である。また、粘結材１のｄＨＩａは、１．０７である（表１参照）。
従って、粘結材配合後の配合炭のｄＨＩ１（−０．１０）から、粘結材１のｄＨＩａを配合割合に応じた分（１．０７×１０％）だけ差し引き、さらに、この値を、粘結材１を差し引いた状態の配合割合（９０％）で割り算して、全体を１００％とし値にした。
式にすると、以下の通りである。
［粘結材配合前の配合炭のｄＨＩ０］＝（［粘結材配合後の配合炭のｄＨＩ１］−［粘結材１のｄＨＩａに配合割合を乗じた数］）／［粘結材１を差し引いた状態の配合割合］
実際に製造例４の場合の数値を当てはめると以下の通りである。
［製造例４の粘結材配合前の配合炭のｄＨＩ０］＝（−０．１０−１．０７×０．１０）／０．９０＝−０．２３
なお、表２の製造例１、製造例２、製造例５、製造例８、製造例１０、製造例１２の欄には、粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０の欄があるが、これらの製造例では、粘結材を配合していないため、粘結材配合後の欄のｄＨＩ１と同じ値となっている。
配合炭の各性状のうち、灰分、揮発分、ｌｏｇＭＦ、ＴＩ、ＩＨ／Ｃ、ＩＯ／Ｃは、配合した各炭、粘結材の性状（表１参照）を配合割合で加重平均して、求めた値である。例えば、製造例１の配合炭のＩＨ／Ｃは、Ａ炭〜Ｄ炭の各ＩＨ／Ｃを配合割合で加重平均して求めた値である。また、製造例１の配合炭のＩＯ／Ｃは、Ａ炭〜Ｄ炭の各ＩＯ／Ｃを配合割合で加重平均して求めた値である。
ｄＨＩ１は、粘結材配合後の配合炭のＩＨ／Ｃから、配合炭のＩＯ／Ｃを引いた値である。粘結材配合前の配合炭のｄＨＩ０は、仮に粘結材を配合しなかった場合の配合炭のｄＨＩを意味している。具体的には、まず、粘結材配合後の配合炭の指標ｄＨＩ１から、粘結材のｄＨＩａを配合割合に応じた分だけ差し引いた。そうすると、この値は、粘結材を差し引いた状態を全体とした値であるから、この値を、粘結材を差し引いた状態の配合割合で割り算して、全体を１００％とした値にした。これにより、粘結材配合前の配合炭のｄＨＩ０を求めた。
例えば、製造例４では、粘結材配合後の配合炭のｄＨＩ１は、−０．１０であり、粘結材１の配合割合は、１０％である。また、粘結材１のｄＨＩａは、１．０７である（表１参照）。
従って、粘結材配合後の配合炭のｄＨＩ１（−０．１０）から、粘結材１のｄＨＩａを配合割合に応じた分（１．０７×１０％）だけ差し引き、さらに、この値を、粘結材１を差し引いた状態の配合割合（９０％）で割り算して、全体を１００％とし値にした。
式にすると、以下の通りである。
［粘結材配合前の配合炭のｄＨＩ０］＝（［粘結材配合後の配合炭のｄＨＩ１］−［粘結材１のｄＨＩａに配合割合を乗じた数］）／［粘結材１を差し引いた状態の配合割合］
実際に製造例４の場合の数値を当てはめると以下の通りである。
［製造例４の粘結材配合前の配合炭のｄＨＩ０］＝（−０．１０−１．０７×０．１０）／０．９０＝−０．２３
なお、表２の製造例１、製造例２、製造例５、製造例８、製造例１０、製造例１２の欄には、粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０の欄があるが、これらの製造例では、粘結材を配合していないため、粘結材配合後の欄のｄＨＩ１と同じ値となっている。
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０．７５ｋｇ−ｄｒｙ／リットルで充填した。
次に、乾留温度１，１００℃で約１９時間乾留してコークスを得た。
＜ドラム強度試験＞
得られたコークスに対して、シャッター試験（落差２ｍ）を２回実施後、ＪＩＳ Ｋ ２１５１に規定されるコークス強度の評価方法（ドラム試験機で１５０回転）で、ＤＩ１５０ １５を測定した。結果を表２の「実測値」の欄に示す。
得られたコークスに対して、シャッター試験（落差２ｍ）を２回実施後、ＪＩＳ Ｋ ２１５１に規定されるコークス強度の評価方法（ドラム試験機で１５０回転）で、ＤＩ１５０ １５を測定した。結果を表２の「実測値」の欄に示す。
＜粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０を用いたドラム強度の推定値の算出＞
粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩの推定を、下記式により行った。
［推定ドラム強度ＤＩ］＝ｆ（ｄＨＩｏ）＋α×ｄＨＩａ×（Ｘ／（１００−Ｘ）×１００）
ｄＨＩｏ：粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０
ｆ（ｄＨＩｏ）：粘結材配合前の配合炭のドラム強度の推定値
α：焼成条件で決定される、粘結材ｄＨＩ＝１当たりのＤＩ向上効果
α＝ｋ×ｄＨＩｏ＋ｈ （ｋ，ｈは焼成条件で決定される定数）
ｄＨＩａ：粘結材の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差
Ｘ：粘結材の配合率（内枠重量％）
粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩの推定を、下記式により行った。
［推定ドラム強度ＤＩ］＝ｆ（ｄＨＩｏ）＋α×ｄＨＩａ×（Ｘ／（１００−Ｘ）×１００）
ｄＨＩｏ：粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０
ｆ（ｄＨＩｏ）：粘結材配合前の配合炭のドラム強度の推定値
α：焼成条件で決定される、粘結材ｄＨＩ＝１当たりのＤＩ向上効果
α＝ｋ×ｄＨＩｏ＋ｈ （ｋ，ｈは焼成条件で決定される定数）
ｄＨＩａ：粘結材の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差
Ｘ：粘結材の配合率（内枠重量％）
ここで、製造例１〜１４と同一の焼成条件の下で、単味炭や粘結材の配合割合を変更して実施した過去の実験結果から、実施例１（製造例１−１４）におけるｆ（ｄＨＩｏ）及びαは以下の通りである。
ｆ（ｄＨＩｏ）＝−１８．７５７×（ｄＨＩｏ）×（ｄＨＩｏ）＋１．６２７１×（ｄＨＩｏ）＋８５．１６３
α＝−１．１９９×（ｄＨＩｏ）−０．０４１ （粘結材配合率５％以下の場合）
α＝−０．９２４×（ｄＨＩｏ）−０．０６４ （粘結材配合率５％より大きい場合）
ｆ（ｄＨＩｏ）＝−１８．７５７×（ｄＨＩｏ）×（ｄＨＩｏ）＋１．６２７１×（ｄＨＩｏ）＋８５．１６３
α＝−１．１９９×（ｄＨＩｏ）−０．０４１ （粘結材配合率５％以下の場合）
α＝−０．９２４×（ｄＨＩｏ）−０．０６４ （粘結材配合率５％より大きい場合）
上記を基に、製造例３、製造例４、製造例６、製造例７、製造例９、製造例１１、製造例１３、製造例１４の推定ドラム強度ＤＩを算出した。結果を、表２の「推定値」の欄に示す。
表２の「実測値」と「推定値」との対比から分かるように、実施例１に係るどの製造例の推定値も、実測値に近い値となった。
（実施例２）
＜コークス強度ＤＩの実測値と推定値との相関関係の検証＞
まず、表３に示す９種類の銘柄の単味炭（Ｈ炭〜Ｐ炭）、及び、３種類の粘結材（粘結材２〜粘結材４）を準備した。なお、Ｈ炭〜Ｍ炭は、粘結炭（強粘結炭、又は、準強粘結炭）であり、Ｎ炭〜Ｐ炭は、低品位炭である。
表３には、これらの単味炭、粘結材の性状（灰分、揮発分、ｌｏｇＭＦ、ＴＩ、ＩＨ／Ｃ、ＩＯ／Ｃ、ｄＨＩ）についても示している。各性状の意味は、実施例１と同様である。
＜コークス強度ＤＩの実測値と推定値との相関関係の検証＞
まず、表３に示す９種類の銘柄の単味炭（Ｈ炭〜Ｐ炭）、及び、３種類の粘結材（粘結材２〜粘結材４）を準備した。なお、Ｈ炭〜Ｍ炭は、粘結炭（強粘結炭、又は、準強粘結炭）であり、Ｎ炭〜Ｐ炭は、低品位炭である。
表３には、これらの単味炭、粘結材の性状（灰分、揮発分、ｌｏｇＭＦ、ＴＩ、ＩＨ／Ｃ、ＩＯ／Ｃ、ｄＨＩ）についても示している。各性状の意味は、実施例１と同様である。
（製造例１５）
Ｈ炭〜Ｐ炭を所定の割合で配合した。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が約８０％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。
Ｈ炭〜Ｐ炭を所定の割合で配合した。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が約８０％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。
（製造例１６）
製造例１５の配合から、粘結炭の含有量を合計で１９％減らし、代わりに、低品位炭を１９％加えた。つまり、製造例１６では、製造例１５の配合炭全体のうちの１９％の粘結炭を低品位炭に振り替えた配合とした。
製造例１５の配合から、粘結炭の含有量を合計で１９％減らし、代わりに、低品位炭を１９％加えた。つまり、製造例１６では、製造例１５の配合炭全体のうちの１９％の粘結炭を低品位炭に振り替えた配合とした。
（製造例１７）
製造例１６の配合から、粘結炭の含有量を合計で５％減らし、代わりに、粘結材２を５％加えた。つまり、製造例１７では、製造例１６の配合炭全体のうちの５％の粘結炭を粘結材２に振り替えた配合とした。
製造例１６の配合から、粘結炭の含有量を合計で５％減らし、代わりに、粘結材２を５％加えた。つまり、製造例１７では、製造例１６の配合炭全体のうちの５％の粘結炭を粘結材２に振り替えた配合とした。
（製造例１８）
製造例１６の配合から、粘結炭の含有量を合計で５％減らし、代わりに、粘結材３を５％加えた。つまり、製造例１８では、製造例１６の配合炭全体のうちの５％の粘結炭を粘結材３に振り替えた配合とした。
製造例１６の配合から、粘結炭の含有量を合計で５％減らし、代わりに、粘結材３を５％加えた。つまり、製造例１８では、製造例１６の配合炭全体のうちの５％の粘結炭を粘結材３に振り替えた配合とした。
（製造例１９）
製造例１５の配合から、粘結炭の含有量を合計で１８％減らし、代わりに、低品位炭を１８％加えた。つまり、製造例１９では、製造例１５の配合炭全体のうちの１８％の粘結炭を低品位炭に振り替えた配合とした。
製造例１５の配合から、粘結炭の含有量を合計で１８％減らし、代わりに、低品位炭を１８％加えた。つまり、製造例１９では、製造例１５の配合炭全体のうちの１８％の粘結炭を低品位炭に振り替えた配合とした。
（製造例２０）
製造例１９の配合から、粘結炭の含有量を合計で５％減らし、代わりに、粘結材２を５％加えた。つまり、製造例２０では、製造例１９の配合炭全体のうちの５％の粘結炭を粘結材２に振り替えた配合とした。
製造例１９の配合から、粘結炭の含有量を合計で５％減らし、代わりに、粘結材２を５％加えた。つまり、製造例２０では、製造例１９の配合炭全体のうちの５％の粘結炭を粘結材２に振り替えた配合とした。
（製造例２１）
製造例１９の配合から、粘結炭の含有量を合計で５％減らし、代わりに、粘結材３を５％加えた。つまり、製造例２１では、製造例１９の配合炭全体のうちの５％の粘結炭を粘結材３に振り替えた配合とした。
製造例１９の配合から、粘結炭の含有量を合計で５％減らし、代わりに、粘結材３を５％加えた。つまり、製造例２１では、製造例１９の配合炭全体のうちの５％の粘結炭を粘結材３に振り替えた配合とした。
（製造例２２）
製造例１９の配合から、粘結炭の含有量を合計で５％減らし、代わりに、粘結材４を５％加えた。つまり、製造例２２では、製造例１９の配合炭全体のうちの５％の粘結炭を粘結材４に振り替えた配合とした。
製造例１９の配合から、粘結炭の含有量を合計で５％減らし、代わりに、粘結材４を５％加えた。つまり、製造例２２では、製造例１９の配合炭全体のうちの５％の粘結炭を粘結材４に振り替えた配合とした。
その後、レトルトへの充填密度０．７３５ｋｇ−ｄｒｙ／リットルで充填したこと以外は、実施例１と同様にして製造例１５〜２２の配合炭を乾留し、コークスを得た。
表４に、製造例１５〜製造例２２の配合炭の性状（灰分、揮発分、ｌｏｇＭＦ、ＴＩ、ＩＨ／Ｃ、ＩＯ／Ｃ、ｄＨＩ）を示す。各性状の意味は、実施例１と同様である。また、粘結材配合前の配合炭のｄＨＩ０の意味についても、実施例１と同様である。
なお、表４の製造例１５、製造例１６、製造例１９の欄には、粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０の欄があるが、これらの製造例では、粘結材を配合していないため、粘結材配合後の欄のｄＨＩ１と同じ値となっている。
なお、表４の製造例１５、製造例１６、製造例１９の欄には、粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０の欄があるが、これらの製造例では、粘結材を配合していないため、粘結材配合後の欄のｄＨＩ１と同じ値となっている。
＜ドラム強度試験＞
得られたコークスに対して、実施例１と同様にして、ＤＩ１５０ １５を測定した。結果を表４の「実測値」の欄に示す。
得られたコークスに対して、実施例１と同様にして、ＤＩ１５０ １５を測定した。結果を表４の「実測値」の欄に示す。
＜粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０を用いたドラム強度の推定値の算出＞
粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩの推定を、実施例１と同様、下記式により行った。
［推定ドラム強度ＤＩ］＝ｆ（ｄＨＩｏ）＋α×ｄＨＩａ×（Ｘ／（１００−Ｘ）×１００）
ｄＨＩｏ：粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０
ｆ（ｄＨＩｏ）：粘結材配合前の配合炭のドラム強度の推定値
α：焼成条件で決定される、粘結材ｄＨＩ＝１当たりのＤＩ向上効果
α＝ｋ×ｄＨＩｏ＋ｈ （ｋ，ｈは焼成条件で決定される定数）
ｄＨＩａ：粘結材の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差
Ｘ：粘結材の配合率（内枠重量％）
粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩの推定を、実施例１と同様、下記式により行った。
［推定ドラム強度ＤＩ］＝ｆ（ｄＨＩｏ）＋α×ｄＨＩａ×（Ｘ／（１００−Ｘ）×１００）
ｄＨＩｏ：粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０
ｆ（ｄＨＩｏ）：粘結材配合前の配合炭のドラム強度の推定値
α：焼成条件で決定される、粘結材ｄＨＩ＝１当たりのＤＩ向上効果
α＝ｋ×ｄＨＩｏ＋ｈ （ｋ，ｈは焼成条件で決定される定数）
ｄＨＩａ：粘結材の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差
Ｘ：粘結材の配合率（内枠重量％）
ここで、製造例１５〜２２と同一の焼成条件の下で、単味炭や粘結材の配合割合を変更して実施した過去の実験結果から、実施例２（製造例１５−２２）におけるｆ（ｄＨＩｏ）及びαは以下の通りである。
ｆ（ｄＨＩｏ）＝−１０７．７×（ｄＨＩｏ）×（ｄＨＩｏ）＋７．９６８９３×（ｄＨＩｏ）＋８４．８０５
α＝−１．１９９×（ｄＨＩｏ）−０．０４１ （粘結材配合率５％以下の場合）
α＝−０．９２４×（ｄＨＩｏ）−０．０６４ （粘結材配合率５％より大きい場合）
ｆ（ｄＨＩｏ）＝−１０７．７×（ｄＨＩｏ）×（ｄＨＩｏ）＋７．９６８９３×（ｄＨＩｏ）＋８４．８０５
α＝−１．１９９×（ｄＨＩｏ）−０．０４１ （粘結材配合率５％以下の場合）
α＝−０．９２４×（ｄＨＩｏ）−０．０６４ （粘結材配合率５％より大きい場合）
上記を基に、製造例１７、製造例１８、製造例２０、製造例２１、製造例２２の推定ドラム強度ＤＩを算出した。結果を、表４の「推定値」の欄に示す。
表４の「実測値」と「推定値」との対比から分かるように、実施例２に係るどの製造例の推定値も、実測値に近い値となった。
以上、実施例１、及び、実施例２からも分かるように、本推定方法によれば、ドラム強度を高精度で推定することができる。
Claims (4)
- 複数種の単味炭と粘結材とを配合して得られる配合炭を乾留することにより得られるコークスの強度推定方法であって、
下記手順（ａ）〜（ｂ）により、配合する各前記単味炭及び前記粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃを得る工程Ａ、
手順（ａ）：単味炭、粘結材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により得られた各前記単味炭及び前記粘結材の指標ＩＨ／Ｃ及び指標ＩＯ／Ｃと、各前記単味炭及び前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差ｄＨＩ１を求め、次に、前記粘結材配合後の配合炭の指標ｄＨＩ１から、粘結材配合前の配合炭の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差に相当するｄＨＩ０を求める工程Ｂ、及び、
工程Ｂにより得られた前記粘結材配合前の配合炭の指標ｄＨＩ０と、粘結材の指標ＩＨ／Ｃと指標ＩＯ／Ｃとの差である指標ｄＨＩａと、前記粘結材の配合割合とに基づいて、粘結材配合後の配合炭のドラム強度ＤＩを推定する工程Ｃ
を含むことを特徴とするコークスの強度推定方法。 - 請求項１に記載のコークスの強度推定方法を用いて、コークス強度の推定値が一定以上となる単味炭及び粘結材の配合割合を決定する工程Ｄ、及び、
前記工程Ｄにて決定した配合割合で、単味炭及び粘結材を配合する工程Ｅ
を含むことを特徴とするコークスの製造方法。 - 前記粘結材として、指標ｄＨＩａが０．８０以上、灰分が０．２〜９．０％、揮発分が３０〜５５％、イナート組織全量の石炭全体に対する体積割合ＴＩが０〜４０％となる粘結材を０〜１０％用いることを特徴とする請求項２に記載のコークスの製造方法。
- 前記工程Ｂは、得られるｄＨＩ０が、−０．６０〜−０．０５となるように、各前記単味炭及び前記粘結材の配合割合を決定する工程を含む請求項２又は３に記載のコークスの製造方法。
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