JP3270602B2 - 高炉用コークスの製造方法 - Google Patents

高炉用コークスの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は地球上に安価で多量に存
在する劣質炭(高揮発分、低粘結性)を配合しても、冷
間および反応後強度の高いコークスを得ることができる
コークス製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、高炉用コークスは原料炭とよばれ
る良質な石炭を原料として用いられてきた。このような
石炭は比較的高価であり、より安い石炭を使用すること
でコークス製造におけるコストダウンに大きく貢献でき
る。
【0003】より安い石炭とは、石炭化度が低く、揮発
分の含有量が多く、多量に酸素を含む石炭であり、この
ような石炭は粘結性や熱可塑性に劣るか、まったく無
く、さらには、他の石炭と配合して用いる場合など、他
の石炭の粘結性をも阻害してしまう。したがって、この
ような石炭を使用するとコークス強度が非常に低いもの
となってしまう。
【0004】このような石炭を使用する技術として、特
開昭53−121001にあるような瀝青物のような粘
結剤を補填する方法や、特開昭56−136881にあ
るように石炭を一度熱処理して半生コークス(チャー
化)し、コークス原料として用いる方法が提案されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法では、瀝青物を購入あるいは製造する必要があること
や瀝青物はかならずしも、石炭質とは同じではなく、均
質なコークスがえられないこと、さらには、瀝青物を過
剰に添加すると膨脹を促進しコークス強度に悪影響を起
こすなどの欠点がある。また、石炭を一度熱処理して半
生コークス(チャー化)にする場合には、同時に生成し
てくるガスやタールの使用方法を検討する必要があり、
コスト的に不利な点が多い。したがって、この様な方法
を安価で品質の悪い石炭に適用してコークス化する場合
に、おのずとその使用量が限られてしまう。
【0006】さらに、特開昭63−170489では劣
質炭の粒度を粗粒化の方向へ規定している。しかし、こ
の場合、劣質炭を配合される方の石炭が−3mm,85
%であり、劣質炭を配合される方の石炭と劣質炭との粒
子径がほぼ等しいため粒子は点接触になってしまう。そ
のため劣質炭を配合される方の石炭と劣質炭との相溶性
が問題となる。
【0007】本発明の目的は、品質の劣るより安い石炭
を多量に使用しても良好な性質すなわち高強度のコーク
スを得ることのできる高炉用コークスの製造方法を提供
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決したものでありその要旨は、粘結力指数50未満の劣
質炭の0.1mm未満のものを10%以下、0.1〜
5.0mmのものを70%以上に粒度調整し、粘結力指
数が75%以上、揮発分が15〜35%、最高流動度が
logddpm2.0〜4.5である石炭の0.01m
m未満のものを30%以下、0.01〜1.0mmのも
のが50%以上に粒度調整し、前記劣質炭と混合した
後、コークス原料炭に対し、劣質炭の重量で1〜40w
t%になるように配合し、乾留することを特徴とする高
炉用コークスの製造方法である。
【0009】
【作用】前述したように、石炭化度が低く、揮発分の含
有量が多く、多量に酸素を含むような安価な石炭を多量
に配合した場合、コークス強度は著しく低下する。特開
昭63−170489号公報では劣質炭使用時の劣質炭
の粒度を粗粒化の方向へ規定しているように、本発明者
らが多くの検討をおこなったところ、たしかに、劣質炭
の粒度が細かくなるとコークス強度低下に及ぼす影響が
大きいことが確認できた。しかし、劣質炭の粒度を逆に
粗粒化していくだけでは、十分なコークス強度が得るこ
とは難しいことも判明した。この理由を検討するため
に、詳細な検討を行ったところ、劣質炭と劣質炭を配合
される方の石炭すなわち原料炭とよばれる粘結炭との溶
合い方(相溶性)が不十分であるためとわかった。これ
は、劣質炭を配合される方の石炭と劣質炭と両方の粒子
の大きさが重要となり、劣質炭を配合される方の石炭と
劣質炭と両方の粒子の大きさが比較的同等程度である場
合、粒子は互いに点接触になってしまうためであると推
測した。
【0010】そこで、劣質炭の粒子表面に粘結炭と相溶
するような物質をあらかじめ接近させておくことで劣質
炭粒子表面を粘結炭と相溶するような物質で覆い、この
物質が原料炭である粘結炭とうまく相溶することでコー
クス強度を出現させることを考えた。
【0011】この場合、特開昭53−121001にあ
るような瀝青物のような粘結剤を補填する方法が考えら
れるが、前述したように、瀝青物はかならずしも、石炭
質とは同じではなく、均質なコークスがえられないこ
と、さらには、瀝青物を過剰に添加すると膨脹を促進し
コークス強度に悪影響を起こすなどの欠点がある。
【0012】そこで本発明では、詳細な検討を行い、劣
質炭の粒子表面に粘結炭と相溶するような物質を高流動
性、高粘結性の石炭に限定することで、この石炭の粒度
を石炭が酸化されない程度まで細粒化して劣質炭表面を
十分に覆うことに成功した。すなわち、劣質炭を配合さ
れる方の石炭が細かく、劣質炭粒子が相対的に大きいた
め、見掛け上劣質炭表面を高流動性、高粘結性の石炭粒
子が線接触で覆うことになる。すなわち、本発明では、
粘結力指数50未満の劣質炭の0.1mm未満のものを
10%以下、0.1〜5.0mmのものを70%以上に
粒度調整したものに対して、粘結力指数が75%以上、
揮発分が15〜35%、最高流動度がlogddpm
2.0〜4.5である石炭の0.01mm未満のものを
30%以下、0.01〜1.0mmのものが50%以上
に粒度調整したものを混合した後、コークス原料炭に対
し、劣質炭の重量で1〜40wt%まで配合でき高強度
のコークスが得ることができる。
【0013】劣質炭の0.1mm未満のものを10%超
配合すると、石炭同志の相溶性を悪化させ良質なコーク
ス組織が得られずコークス強度が低下する。劣質炭の
0.1〜5.0mmのものが70%未満であるとコーク
ス組織に大きな亀裂が入り、コークス強度が低下する。
また、粘結力指数が75%以上、揮発分が15〜30
%、最高流動度がlogddpm2.0〜4.5である
石炭の0.01mm未満のものを30%超配合すると、
石炭が酸化され石炭同志の相溶性を悪化させ良質なコー
クス組織が得られずコークス強度が低下する。粘結力指
数が75%以上、揮発分が15〜35%、最高流動度が
logddpm2.0〜4.5である石炭の0.01〜
1.0mmのものが50%未満であると、劣質炭をうま
く囲み込めず相溶性を悪化させ良質なコークス組織が得
られずコークス強度が低下する。この石炭の粘結性が7
5未満あるいは最高流動度がlogddpm2.0未満
であると、粘結性不足から石炭同志の相溶性を悪化させ
良質なコークス組織が得られずコークス強度が低下す
る。最高流動度logddpm4.5を越える石炭は資
源上その量が少ない。このような粘結力指数が75%以
上、揮発分が15〜35%、最高流動度がlogddp
m2.0〜4.5である石炭の劣質炭へ混合する量は、
それぞれの粒度にもよるが、劣質炭の量の半分もしくは
同等量程度混合すれば良い。
【0014】石炭粒度の調整方法として、粘結力指数5
0未満の劣質炭の0.1mm未満のものを10%以下、
0.1mm〜5.0mmのものを70%以上になるよう
に粒度調整する場合は、例えば、劣質炭をハンマーミル
などで3.0mmのふるいを通過する粒度の劣質炭を7
0%程度に粉砕し、次に、ふるい上の劣質炭をさらにハ
ンマーミルなどで3.0mmのふるいを通過する粒度の
劣質炭を70%程度に粉砕し、これを繰り返すことで得
られる。また、粘結力指数が75%以上、揮発分が15
〜35%、最高流動度がlogddpm2.0〜4.5
である石炭の0.01mm未満のものを30%以下、
0.01〜1.0mmのものが50%以上になるように
粒度調整する場合は、粘結力指数が75%以上、揮発分
が15〜35%、最高流動度がlogddpm2.0〜
4.5である石炭をフレットミルなどで、0.6mmの
ふるいを通過する粒度の劣質炭を85%程度に粉砕し、
次に、ふるい上の劣質炭をさらにフレットミルなどで、
0.6mmのふるいを通過する粒度の劣質炭を85%程
度に粉砕し、これを繰り返すことで得られる。
【0015】なお、劣質炭と粘結力指数が75%以上、
揮発分が15〜35%、最高流動度がlogddpm
2.0〜4.5である石炭はあらかじめ混合してからコ
ークス原料炭に配合する理由は、粘結力指数が75%以
上、揮発分が15〜35%、最高流動度がlogddp
m2.0〜4.5である石炭と劣質炭粒子をあらかじめ
接近させておくことで、粘結力指数が75%以上、揮発
分が15〜35%、最高流動度がlogddpm2.0
〜4.5である石炭が劣質炭粒子を取り囲み、改質効果
が向上するためである。さらに、劣質炭と粘結力指数が
75%以上、揮発分が15〜35%、最高流動度がlo
gddpm2.0〜4.5である石炭を上記粒度の範囲
を越えず造粒や成型してコークス原料炭に配合しても問
題ない。すなわち、本発明の明細書の請求項の範囲外の
粒度のもの、例えば、非常に細かい微粒子がはじめから
(原炭の状態から)多量に存在する場合に、上記粒度の
範囲内になるように造粒や成型してコークス原料炭に配
合して、コークスを製造することができる。
【0016】なお、本明細書における最高流動度とはJ
IS8801ギーセラープラストメーターによる流動度
測定装置を用いて測定した結果に基づくものである。さ
らに、本明細書における粘結力指数とは石炭利用技術用
語辞典(社団法人燃料協会)P.255にあるように、
0.25mm以下の石炭1gに0.25〜0.3mmの
整粒された粉コークス9gを混合したものを磁性るつぼ
に入れ、900℃7分間乾留したのち、その生成物を
0.42mmでふるい分け、ふるい上質量の百分率で表
示した値である。
【0017】
【実施例】表1に本発明の実施例と比較例を示す。
【0018】コークス原料炭は粒度−3mm,85%の
新日本製鉄戸畑コークス工場装入炭を用いた。
【0019】各種劣質炭と粘結力指数が75%以上、揮
発分が15〜35%、最高流動度が2.0〜4.5lo
gである各種石炭の粒度を変化させ混合した混合炭のコ
ークス原料炭への配合割合を示す。
【0020】各配合条件で配合された石炭をコークス炉
でフリュー温度1350℃で18時間乾留し、乾式消化
により冷却した後、DIとCSRを測定した。
【0021】比較例として、粘結炭の粘結力指数、揮発
分、最高流動度、粒度、劣質炭の粒度これらを混合した
もののコークス原料炭への配合割合を変化させて検討し
た。
【0022】表1から明らかなように、本発明によって
劣質炭40%まで配合してもDIが80%以上、CSR
が55%以上の高強度コークスを製造することができ
る。
【0023】なお、表中の*印は、本発明の特許請求の
範囲外の値である。
【0024】また、表中の粘結炭とは、粘結力指数が7
5%以上、揮発分が15〜30%、最高流動度がlog
ddpm2.0〜4.5である石炭を表わす。
【0025】さらに、コークス強度DIは、ドラム15
0回転、15mm指数を示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明においては安価な石
炭を40%配合しても高強度のコークスを得ることがで
き、コークス製造コストダウンに大きく貢献できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C10B 57/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粘結力指数50未満の劣質炭の0.1m
    m未満のものを10%以下、0.1〜5.0mmのもの
    を70%以上に粒度調整し、粘結力指数が75%以上、
    揮発分が15〜35%、最高流動度がlogddpm
    2.0〜4.5である石炭の0.01mm未満のものを
    30%以下、0.01〜1.0mmのものが50%以上
    に粒度調整し、前記劣質炭と混合した後、コークス原料
    炭に対し、劣質炭の重量で1〜40wt%になるように
    配合し、乾留することを特徴とする高炉用コークスの製
    造方法。
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TW507006B (en) 1998-07-29 2002-10-21 Kawasaki Steel Co Method for producing metallurgical coke
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CN115044386B (zh) * 2022-07-18 2023-05-12 河北中煤旭阳能源有限公司 一种全部配进口煤的顶装焦配煤炼焦方法、其产品及炼焦用配合煤

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