JP3584842B2 - 高炉用コークスの通気性予測方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉内コークスの通気性の良否を予測する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
我が国で製造されるコークスの大部分は高炉で使用されており、高炉内ではコークスは鉄鉱石の還元反応のための還元剤として機能するほか、その一部は燃焼して熱源となり、更には高炉内の通気性確保のためのスペーサーとなっていることは周知である。
【0003】
近年、コークスの一部を微粉炭で代替して高炉を操業することが一般的に実施されているが、微粉炭で代替することのできないスペーサーとしてのコークスの機能の重要性が益々高まっている。
【0004】
このスペーサーとしてのコークスの機能を評価するために、JIS K2151で規格化されたコークスの冷間回転強度試験(DI)や、予め1100℃の雰囲気でCO2 と2時間反応させた後に回転強度試験に付す熱間反応後強度試験(CSR)等が常用されている。
【0005】
例えば、特開昭54−134702号公報や特開昭62−192485号公報等には、これらの試験方法に基づいたコークスの製造方法について提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の試験法ではスペーサーとしてのコークスの機能を一応評価できるものの、高炉内の通気性を正確に予測することは困難である。
【0007】
本発明の目的は、高炉内コークスの通気性を正確に予測することができる方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
高炉用コークスは、前記の通り高炉内の通気性を確保するためのスペーサーとして機能を有するため、高強度のものが所望され、この強度を表す指数としては、前記冷間回転強度試験(DI)が代表的である。
【0009】
この試験方法は、約10kgの塊コークスを直径1500mmのドラム試験機に投入し、15rpm で30もしくは150回転させた後、ほとんどの場合は目開き15mmの篩で分別して篩上残存物の質量割合を表示するものである。例えば150回転後の15mm篩上残存量が80質量%であれば、DI(150、15)=80と表示されることになる。
【0010】
すなわち、15mm以上の粗粒の割合の大小を問題にしている指標である。
この同一DI値になるように製造されたコークスであっても、それが高炉に供給された場合に炉内の通気性が変化することを度々経験する。
【0011】
そこで、本発明者らはコークスの高炉内通気性をより良く反映できる指数について種々検討を行った結果、コークスに衝撃を加えて破砕していく過程において発生する破砕コークスの粗粒割合の大小ではなく、破砕コークスの粒径分布が高炉の通気性と強く相関していることを見出した。
【0012】
即ち、破砕したコークスの粗粒割合が多いコークスほど、通気性を悪化させ易い。
この理由は、以下の通りと推定できる。
【0013】
破砕時に生成する粉粒は一般的には高炉内の通気性を悪化させ易いが、中でも比較的粒度の大きい粗粒は単位質量当りの表面積が小さいため、直ちに反応等で消滅し難く、長時間高炉内に滞留して通気性を悪化させ易い。
【0014】
本発明は、以上の知見に基づいてなされたもので、その要旨は、下記の通りである。
(1)コークスを衝撃試験に付し、該衝撃試験後のコークスを目開き径の異なる2種類の篩にておのおの分別し、各篩の通過質量割合を求め、これらの通過質量割合を基に定められた下記(1)式、(2)式および(3)式の少なくとも1つの式から計算した指数A、BおよびCの少なくとも1つの大小によりコークスの高炉内の通気性の良否を判定することを特徴とする高炉用コークスの通気性予測方法。
【0015】
A=YE −YF ・・・・・・・・・・・・(1)
B=(YE −YF )/YE ・・・・・・・・・・・(2)
C=ln(YF /YE )/ln (XF /XE )・・・(3)
ここで、A、B、C:指数、
XE :Eの篩の目開き(mm)、
YE :Eの篩でのコークス通過質量割合、
XF :Fの篩の目開き(mm)、
YF :Fの篩でのコークス通過質量割合。
【0016】
ただし、XE >XF である。
【0017】
【発明の実施の形態】
コークスへの衝撃付与の方法は特に限定されるものではなく、落下、回転あるいはせん断力等が使用できる。
【0018】
例えば、これらの一例として、常用的に使用されている冷間回転強度試験、タンブラー試験、シャッター試験等が挙げられる。
この中で最も典型的な試験法である冷間回転強度試験の場合、所定粒径(例えば50mm)以上の供試コークス約10kgを秤量し、これを回転ドラムに装入して15rpm で10分間衝撃試験に付した後、供試コークスの全量をドラムから回収する。
【0019】
この後、従来法では、所定の篩(目開き15mmが代表的)でコークスを分離し、篩上残留物の質量割合をもってコークス強度(DI)とするが、本発明では2種類の篩目の篩を用いて篩下通過割合を調査する。この2種類の篩目の篩を用いて篩下通過割合を求める方法は、同時に実施してもよく、順次実施してもよい。
【0020】
また、用いる篩は、特に制約はないが、目開き1〜15mm程度の篩が特に好適である。その理由は、粒径15mm超では篩通過量が多くなりすぎて、差を出すことが困難となるおそれがあり、また1mm未満では分離に要する時間が過大となり試験の能率が低下するおそれがあり余り芳しくない。
【0021】
【実施例】
コークス炉の操業条件を変更して製造した4種類のコークスについて、その各々を試験高炉に装入してコークスの通気性の評価を行った。
【0022】
一方、同コークスを各々冷間回転強度試験(15rpm で150回転させた後、目開き15mmの篩で分別して篩上残存物の質量割合を求める試験)を実施し、DI値を求めた。
【0023】
さらに、前記冷間回転強度試験と同様に回収した粉粒について、更に目開き6mmと1mmの篩で分別し、その通過質量割合を測定した。そして、この測定結果をもとに、下記の(1)〜(3)式に従って指数A、BおよびCを算出した。
【0024】
A=YE −YF ・・・・・・・・・・・・(1)
B=(YE −YF )/YE ・・・・・・・・・・・(2)
C=ln(YF /YE )/ln (XF /XE )・・・(3)
ここで、A、B、C:指数、
XE :Eの篩の目開き(mm)、
YE :Eの篩でのコークス通過質量割合、
XF :Fの篩の目開き(mm)、
YF :Fの篩でのコークス通過質量割合。
【0025】
ただし、XE >XF である。
表1にこれらの試験結果を示す。
【0026】
【表1】
表1に示すように、試験に用いたコークスは、従来の指標のDI値が相対的に高い(K)と(L)、逆に相対的に低い(M)と(N)の4種類であるが、これらを高炉に装入した場合、(K)と(M)のコークスを用いた場合には高炉内通気性が良好であるのに対し、(L)と(N)のコークスを用いた場合には高炉内通気性が不良であった。
【0027】
即ち、DIという従来の指数では、高炉内通気性を予測することが困難であることが判った。
一方、指数A、BまたはCで表した値が小さい場合には、高炉内通気性が良好であるのに対し、値が大きい場合には高炉内通気性が不良であった。この結果から指数A、BまたはCで表した値から高炉内コークスの通気性を予測することが可能であることが判明した。
【0028】
【発明の効果】
本発明により、従来から常用されている冷間回転強度試験(DI)や熱間反応後強度試験(CSR)等に比べ、より正確な高炉内の通気性を予測することができる。
Claims (1)
- コークスを衝撃試験に付し、該衝撃試験後のコークスを目開き径の異なる2種類の篩にておのおの分別し、各篩の通過質量割合を求め、これらの通過質量割合を基に定められた下記(1)式、(2)式および(3)式の少なくとも1つの式から計算した指数A、BおよびCの少なくとも1つの大小によりコークスの高炉内の通気性の良否を判定することを特徴とする高炉用コークスの通気性予測方法。
A=Y E −Y F ・・・・・・・・・(1)
B=(Y E −Y F )/Y E ・・・・・・・・・(2)
C=1n(Y F /Y E )/1n(X F /X E ) ・・・・・・・・・(3)
ここで、A、B、C:指数、
X E :Eの篩の目開き (mm) 、
Y E :Eの篩でのコークス通過質量割合、
X F :Fの篩の目開き (mm) 、
Y F :Fの篩でのコークス通過質量割合。
ただし、X E >Y F である。
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