JP3439242B2 - コ−クス製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、室式コ−クス炉で装入炭を半成コ−クス化ま
で乾留して窯出し、該半成コ−クスを乾式消火設備（以
下、これをＣＤＱと言う。）へ装入し、加熱、焼成して
製品となるコ−クスを製造する方法、換言すると、該方
法における窯出方法を提供せんとするものである。

【０００２】ここで半成コ−クスとは、室式コ−クス炉
の炭化室内で６００〜９００℃で乾留を終え、且つ装入
炭に由来する残留揮発分（ＶＭ）を１〜５％有する乾留
途中のコ−クスを言う。またコ−クスとは、高炉用コ−
クス、鋳物用コ−クス、非鉄金属精錬用コ−クス、その
他の使途のコ−クスを意味するが、以下の説明では便宜
的に高炉用コ−クスを一例として説明する。

【０００３】

【従来技術】高炉用コ−クスの製造は、室式コ−クス炉
の操業において製造するのが一般的で、また銑鋼一貫製
鐵所においては溶銑の吹製は高炉法によるのが通例であ
る。然るに製造コストの低減を図る等のため、最近では
電炉法に代替する動きも耳にする。しかし生産量の規
模、品質等は高炉法がまだ有利とする背景もあって、高
炉法による生産は、一挙に代替されることはないものと
推察する。

【０００４】従って高炉に装入するコ−クスは、今後も
室式コ−クス炉によって製造しなければならないことに
なるが、室式コ−クス炉の稼働開始年月からみて、その
炉命は多くの場合、先が見える炉命に至っているのが現
状で、コ−クス品質、製造コスト等の維持または向上を
図りながら、コ−クス炉の寿命を延命することも図らな
ければならないことは当業者間の共通する技術的課題の
一つでもある。また昨今報道されている地球温暖化の改
善の視点からみても、コ−クス炉でのコークスの最終到
達温度を低温化できれば、計り知れない温暖化抑止効果
が期待できるので、従来のコ−クス製造方式を改めるこ
とも当業者の使命とでも言えよう。

【０００５】欺様な課題をいち早く察知する本発明出願
人は、既に特開平２−１９４０８７号「高炉用コ−クス
の製造方法」、特開平２−１９９１９１号「高炉用コー
クスの加熱焼成方法」を提案している。これ等は、コ−
クスの製造を、室式コ−クス炉で装入炭を８００〜９０
０℃で窯出し、そのコ−クスをＣＤＱへ装入して加熱、
焼成して製品となるコ−クスを製造するものである。従
って窯出温度が低温で、乾留所要時間が従来の室式コ−
クス炉でのコ−クス製造方式に比較して、例えば置き時
間を皆無とする等のため、その所要時間だけ短時間にな
り、結局は室式コ−クス炉の稼働を軽減でき、その分だ
け炉寿命を延命することを期待するものである。また製
造コストも、炭化室での乾留所要時間を大幅に短縮でき
るので生産性は高く製造コストも著しく改善可能である
等、多くの工業的効果を期待できる。

【０００６】欺様に先行技術例を含めて、コ−クス炉の
炭化室から低温度で窯出してＣＤＱへ装入し、加熱、焼
成してコ−クスを製造する方式では、室式コ−クス炉の
炭化室の装入炭の乾留進行のバラツキが工業的規模での
成否を左右する。何故なら低温度で窯出することは、押
出機での押出作用に耐えるだけの半成コ−クスの物理的
条件を有しなければ低温度での窯出を実施できないから
である。

【０００７】然るにこれまでの当業者の支配的な操業の
考え方は、充分に炭化室で乾留し、しかも置き時間もと
って乾留した後に窯出しすることである。従って本発明
出願人が提案する上記に引用の先行技術例でさえも、工
業的規模での低温度の窯出条件を具体的に記載しておら
ず、要するに室式コ−クス炉での低温度での乾留、窯出
とＣＤＱでのコ−クスの加熱、焼成についての組合せ条
件のみである。何故なら、上記に引用する先行技術例は
開発中の提案であって、低温度乾留に基づく窯出の工業
的規模での操業可能仔細条件を提案できるまでには至っ
ていないからであると推察する。

【０００８】欺様に先行技術例を含めて、コ−クス炉の
炭化室から半成コークスを低温度で窯出してＣＤＱへ装
入し、加熱、焼成してコ−クスを製造する方式の先行技
術例が殆ど皆無に近い状況にある。しかし我が国の高炉
法による銑鋼一貫製鐵技術を展望するとき、次世代コ−
クス製造技術が開発され工業的規模で実施さるまでを推
察してみると、コ−クス製造を工業的規模で、高生産性
のもとで製造可能な本発明を提案することは、パイオニ
アとしての本発明出願人の責務でもあろうと考え、ここ
に本発明を提案するもので、以下に本発明の技術的課題
を列挙する。

【０００９】

【発明の技術的課題】 コ−クス炉の炭化室から低温度でコークスを窯出して
ＣＤＱへ装入し、加熱、焼成してコ−クスを製造する方
式で、工業的規模での実現成否を左右する半成コークス
状態での窯出を、工業的規模で実施できること。 製品となるコ−クスを、工業的規模で高生産性で製造
可能であること。 製品となるコ−クスは、室式コ−クス炉の乾留により
製造するコ−クスの品質と同等または同等以上の品質
を、安定して製造可能であること。 半成コ−クスは、装入炭に由来する残留揮発分（Ｖ
Ｍ）を１〜５％を有し、窯出後のＣＤＱでのコ−クス化
のための加熱、焼成用の主要熱源として物理的機能を発
揮できること。 低温度での窯出でも、塊状の程度を使途を満たす粒度
を維持できること。 上記に基づき、主に可燃性ガスを燃焼させ、コ−ク
ス自身の焼失を最低限に抑えることができること。 上記、等に基づき、コ−クス顕熱の上昇を適正化
して蒸気回収設備での蒸気発生量を増加できること。 室式コ−クス炉での乾留所要時間を短縮できること。 コ−クス品質を、少なくとも室式コ−クス炉のみの乾
留によるコ−クス製造と同様の物理的性状を維持して高
炉操業の安定化に寄与できること。 ▲まる１０▼コ−クスの塊状の程度を、使途に適合する
大きさにできること。 ▲まる１１▼乾留所要時間の短縮により、炉体寿命の延
命に寄与できること。 ▲まる１２▼乾留所要時間の短縮により、製造コストの
低減を図れること。 ▲まる１３▼乾留所要時間の短縮により炉体保守作業の
減少を図ると共に、保守費用の低減を図ること。

【００１０】本発明は、かかる技術課題を満たすため、
以下の手段を特徴とする。室式コークス炉で装入炭を半
成コークス化まで乾留しその低温度のまま窯出した後
に、該半成コークスを乾式消火設備へ装入し、加熱、焼
成して製品となるコークスを製造する方法において、端
フリューに独立にガスを供給し独立に端フリューの加熱
温度を制御することで炭化室の炉端部の乾留速度を上
げ、炉長方向、炉高方向の乾留速度バラツキ発生を抑制
して炭化室内の乾留推進の均一化を図り、且つその窯出
を、次のａ）〜ｂ）の条件が満たすときに行なうことを
特徴とするコークス製造方法。 ａ）炭化室の炉長方向のコークス温度分布を６００〜９
００℃で窯出する。 ｂ）炭化室内コークスの残留揮発分を１〜５％で窯出す
る。

【００１１】次に、本発明の特徴とする必須構成要件の
限定理由を説明する。 ［装入炭を乾留して、装入炭に由来する残留揮発分（Ｖ
Ｍ）を有する状態の半成コークスとし、該半成コークス
をその低温度のまま窯出した後に乾式消火設備へ装入す
る理由について］ 本発明の技術的課題のひとつは、コークス炉の炉命を延
命すること、短時間で乾留すること、その他上記のとお
りである。従ってこの点からも装入炭を低温度で乾留
し、窯出することが必須条件となる。また本発明は、Ｃ
ＤＱで製品とするコークスを得ることも主要な技術的課
題である。従って室式コークス炉からの窯出を低温度で
行い装入炭を半成コークス化し、装入炭に由来する残留
揮発分を有するようにし、この残留揮発分をＣＤＱで半
成コークスを加熱、焼成する際の主要な可燃性ガス源と
する必要がある。而してかような可燃性ガス源は、加
熱、焼成の際にはコークス化する品質に支障を与えない
可燃性ガスとなるから必須条件として限定する。

【００１２】［端フリューに独立にガスを供給し独立に
端フリューの加熱温度を制御することで炭化室の炉端部
の乾留速度を上げ、炉長方向、炉高方向の乾留速度バラ
ツキの発生を抑制して炭化室内の乾留均一化を図る理由
について］ 本発明の技術的課題を満たすには、上記特徴の窯出し条
件ａ)〜ｂ）を満たすことは後に触れるが、かかる条件
を可能にするには、炭化室の炉長方向（ＣＳ〜ＰＳ）で
の乾留が均一に促進できると共に、特に放熱が大きくて
温度が上がり難い端フリューの加熱温度を調整できなけ
ればバラツキが生じて窯出できる状態の半成コークス化
が図れない。従って本発明では、先ず端フリューに独立
にガスを供給し独立に端フリューの加熱温度を制御する
ことで炭化室の炉端部の乾留速度を上げ、炉長方向、炉
高方向の乾留速度バラツキ発生を抑制して炭化室内の乾
留均一化を図ることが必須となるので限定する。

【００１３】斯様な必須条件を達成するために推奨でき
る方式は、端フリューに独立にガスを供給して独立に端
フリューの加熱温度を制御するか、または上記方式に端
フリュー供給ガスのカロリーコントロール機能を加える
方式で達成可能であるからこれを推奨する。

【００１４】

【炭化室の炉長方向の半成コ−クス温度分
布を６００〜９００℃で、炭化室内半成コ−クスの残留
揮発分を１〜５％で窯出しする理由について】先ず炭化
室の炉長方向のコ−クス温度分布を６００〜９００℃と
する理由について説明する。本発明はコ−クスの製造
を、室式コ−クス炉からの低温度での窯出による半成コ
−クス化と、該半成コ−クスをＣＤＱ等の加熱、焼成設
備に装入してコ−クス化することの組合せ工程で行うこ
とを前提にしている。従って該半成コ−クスに、装入炭
に由来する残留揮発分（ＶＭ）を残した状態で乾留を終
え、ＣＤＱに半成コ−クスを装入してコ−クス化する際
に、加熱、焼成するための主要な可燃性ガス源として燃
焼させるためである。何故なら、装入炭に由来する残留
揮発分（ＶＭ）を可燃性ガスとして燃焼させることが、
コ−クス化の品質を工業的規模で維持できるからであ
る。換言すると、該可燃性ガスを主に燃焼させること
で、直接加熱により効率的なコークス化が可能となるか
らである。而てこの可燃性ガス源を満たす残留揮発分
（ＶＭ）を半成コ−クスに必要量残せるのが、炭化室の
炉長方向の半成コ−クス温度分布が６００〜９００℃で
あるので、これを限定する。また低温窯出で、半成コ−
クスの粒度のバラツキ発生を抑制できる条件が該温度な
ので、これを限定する。

【００１５】さらに、炭化室内半成コ−クスの残留揮発
分の量が１〜５％あれば、上記するＣＤＱでの半成コ−
クスの加熱、焼成の際の温度上昇を４０〜６０℃／ｍｉ
ｎにできる。これは最終到達温度が１０００℃以上にで
きることを意味し、室式コ−クス炉のみでコ−クスを製
造するコ−クス品質と少なくとも同等の品質を確保でき
るのでこれを限定する。

【００１６】さらにまた、これ等の必須条件を組み合わ
せて操業することにおいてのみ本発明の技術的課題を達
成できるので、これ等の条件を組合せた乾留に基づく窯
出し条件を、工業的規模で実施できる操業条件として限
定する。

【００１７】欺様な本発明の加熱、焼成は方式は、約４
０℃／ｍｉｎ以上で昇温して１０００℃以上にすること
ができ、コ−クス品質を満足できるので、欺る昇温条件
を上記の限定条件に付加することは、一層好ましい操業
条件として推奨できる。以下、本発明を図面に示す一実
施例に基づき説明する。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明を実施するための製造設備を
平面からみた概説説明図で、室式コ−クス炉１は、例え
ば押出機２、装炭車３、半成コ−クスス受け取り車４、
半成コ−クス装入設備５、ＣＤＱ６、蒸気回収設備７、
コ−クス搬出設備８等からなる。なおＣＤＱ６と蒸気回
収設備７は閉鎖循環経路９を繋げており、ＣＤＱ６から
の蒸気の供給と蒸気回収設備７からの使用済みのガスを
ＣＤＱへ送り出しができるようになっている。

【００１９】欺様に本発明のコ−クスの製造は、室式コ
−クス炉１での乾留を低温度の６００〜９００℃で行
い、装入炭を半成コ−クス化（すなわち残留揮発分（Ｖ
Ｍ）を１〜５％有する状態のコ−クスを言う。）し、且
つ該低温度の範囲で半成コ−クスを窯出して半成コ−ク
ス装入設備５でＣＤＱ６のプレチャンバ−１０内へ装入
し、該半成コ−クスが持ち込む残留揮発分（ＶＭ）１〜
５％を、供給する空気と共に燃焼させて半成コ−クスを
加熱、焼成してコ−クス化する。この加熱、焼成は、約
４０℃／ｍｉｎ以上で昇温して１０００℃以上にするの
でコ−クス品質等がよい。

【００２０】斯様な本発明のコークス製造の工業的規模
での成否を左右する要因の一つは、半成コークスを炭化
室から窯出できるか否かである。本発明ではこの難問
を、端フリューに独立にガスを供給し独立に端フリュー
の加熱温度を制御することで炭化室の炉端部の乾留速度
を上げ、炉長方向、炉高方向の乾留速度バラツキ発生を
抑制して炭化室内の乾留推進に均一化を図り、且つ炭化
室の炉長方向のコークス温度分布を６００〜９００℃、
半成コークスの残留揮発成分（ＶＭ）を１〜５％で窯出
しすることで解決する。

【００２１】特に炭化室の炉端部の乾留温度を上げ、炉
長方向、炉高方向の乾留速度バラツキ発生を抑制して炭
化室内の乾留推進に均一化を図り、且つ炭化室の炉長方
向の温度分布を６００〜９００℃に均一化すると共に加
熱温度を調整する手段は、図２に示す。

【００２２】図２は、通常の操業条件下ではミックスガ
スだけをアンダージェットで供給し、緊急時の予備用と
してリッチガスをアンダージェットで供給する形式のコ
ークス炉における加熱調節設備で、端フリュー１１用の
リッチガス供給ダクト１２にミックスガス供給配管１３
を連結し、通常の操業条件下でのミックスガスの燃焼時
に端フリュー１１に独立にミックスガスを供給し、独立
に端フリューの加熱温度制御ができるように構成する。

【００２３】本発明は上述の特徴とする操業条件を工業
的規模で機能する。而して斯様な本発明は、次の比較試
験によってさらに優位性が分かる。この試験は実生産設
備である室式コークス炉１を用いて行なったもので、そ
の設備仕様は次の通りである。室式コークス炉１として
は、炭化室の炉高５５００ｍｍ、炉幅４５０ｍｍ、炉長
さ１５７００ｍｍのものを使用した。この炭化室の炉長
方向の両サイドには一定時間毎に燃焼側と引落側に切替
え操作するフリューが３０室設けられている。

【００２４】室式コークス炉１の操業条件は次のとおり
とした。本発明例として、フリュー全体に通常の操業条
件下のミックスガスを供給し 、 更に端フリュー１１に
は、予備用のリッチガス供給ダクト１２から独立にミッ
クスガスを供給し、端フリュー１１の放熱による温度低
下を防ぐように加熱温度を制御する。一方、比較例とし
ては、端フリュー１１に独立にミックスガスを供給しな
い他は、同じ操業条件下で実施したものである。その他
の操業条件を表１に示す。なお、表１の１Ｆ温度とは、
押出し時の半成コークス出口側（ＣＳ）の端フリュー温
度を示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】この結果、本発明の条件では半成コ−クス
の窯出は工業的規模で安定して実施できた。これに対し
て比較例は、半成コ−クスの窯出温度にバラツキを生じ
るため、炭中中心温度６００℃では、押出が困難であ
り、８００℃では押出は可能であったが不安定であり、
押出トラブルが半数を超える窯で発生し、又、窯口部か
らの発塵、発煙が激しく、工業的規模での実施は無理だ
った。

【００２７】窯出した半成コ−クスの残留揮発分（Ｖ
Ｍ）は、次のとおりであった。

【００２８】上記のとおり窯出した半成コ−クスを、Ｃ
ＤＱ６のプレチャンバ−内に装入し空気を供給して加
熱、焼成し半成コ−クスをコ−クス化した。このときの
操業条件は、表２に示す。なお、ここでの比較例は、本
発明により製造した半成コークスを通常のＣＤＱ設備に
おいて焼成を試みた場合のものであり、又、本発明にお
ける焼成は、本発明者等が別に提案する焼成装置を用い
て作ったものである。

【００２９】上記ＣＤＱ６での半成コ−クスのコ−クス
化の結果は、次の品質を有するコ−クスを製造できた。
この結果を表２に示す。

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以上のとおり構成、作用する
ので、次に列挙するとおり従来の室式コ−クス炉のみで
のコ−クス製造では得られない顕著な効果がある。 コ−クス炉の炭化室から低温度で窯出してＣＤＱへ装
入し、加熱、焼成してコ−クスを製造する方式で、工業
的規模での実現成否を左右する低温度での窯出を、工業
的規模で実施できる。 製品となるコ−クスを、工業的規模で高生産性で製造
可能である。 製品となるコ−クスは、室式コ−クス炉で乾留により
製造するコ−クスの品質と同等または同等以上の品質
を、安定して製造可能である。 半成コ−クスは、装入炭に由来する残留揮発分（Ｖ
Ｍ）を１〜５％を有し、窯出し後のＣＤＱでのコ−クス
化のための加熱、焼成用の主要熱源として物理的機能を
発揮できる。 低温度の乾留に基づく窯出でも、塊状の程度を使途を
満たす粒度を維持できる。 上記に基づき、主に可燃性ガスを燃焼させ、コ−ク
ス自身の焼失を最低限に抑えることができる。 上記、等に基づき、コ−クス顕熱の上昇を適正化
して蒸気回収設備での蒸気発生量を増加できる。 室式コ−クス炉での乾留所要時間を短縮できる。 コ−クス品質を、少なくとも室式コ−クス炉のみの乾
留によるコ−クス製造と同様の物理的性状を維持して高
炉操業の安定化に寄与できる。 ▲まる１０▼コ−クスの塊状の程度を、使途に適合する
大きさにできる。 ▲まる１１▼乾留所要時間の短縮により、炉体寿命の延
命に寄与できる。 ▲まる１２▼乾留所要時間の短縮により、製造コストの
低減を図れる。 ▲まる１３▼乾留所要時間の短縮により炉体保守作業の
減少を図ると共に、保守費用の低減を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる室式コークス炉とＣＤＱの組合
せ工程でコークスを製造する設備を平面からみた説明
図。

【図２】リッチガスをアンダージェットで供給する型式
のコークス炉において、本発明に係わる炭化室内乾留進
行均一化および加熱温度分布の調整を図る手段を示す説
明図。

【符号の説明】

１ 室式コークス炉 ２ 押出機 ３ 装炭車 ４ 半成コークス受け取り車 ５ 半成コークス装入設備 ６ ＣＤＱ ７ 蒸気回収設備 ８ コークス搬出設備 ９ 閉鎖循環経路 １０ プレチャンバー １１ 端フリュー １２ リッチガス供給ダクト １３ ミックスガス供給配管 １４ ミックスガス流量調節弁 １５ ミックスガス各枝管入り流量調整コック １６ ミックスガス各枝管入り切替コック １７ ミックスガス個別燃焼室入り流量調節オリフィス １８ リッチガス流量調節弁 １９ リッチガス各枝管入り流量調整コック ２０ リッチガス各枝管入り切替コック ２１ ミックスガスカロリーコントロール設備 ２２ 端フリュー専用ライン流量調節コック−Ａ ２３ 同 上 −Ｂ ２４ 端フリュー専用ライン切替コック−Ａ ２５ 同 上 −Ｂ ２６ 端フリュー個別燃焼入り流量調節コック−Ａ ２８ 同 上 −Ｂ

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 洋史 千葉県君津市八重原1338−１−246 (56)参考文献 特開 平２−194087（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−199191（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−134177（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−238191（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C10B 57/02 C10B 39/02 C10B 47/10 C10B 57/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室式コークス炉で装入炭を半成コークス
   化まで乾留してその低温度のまま窯出した後に、該半成
   コークスを乾式消火設備へ装入し、加熱、焼成して製品
   となるコークスを製造する方法において、端フリューに
   独立にガスを供給し独立に端フリューの加熱温度を制御
   することで炭化室の炉端部の乾留速度を上げ、炉長方
   向、炉高方向の乾留速度バラツキ発生を抑制して炭化室
   内の乾留推進の均一化を図り、且つその窯出を次のａ）
   〜ｂ）の条件が満たすときに行なうことを特徴とするコ
   ークス製造方法。 ａ）炭化室の炉長方向のコークス温度分布を６００〜９
   ００℃で窯出する。 ｂ）炭化室内コークスの残留揮発分を１〜５％で窯出す
   る。