JP4054278B2 - 高強度コークスの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークスの製造方法に関し、詳しくは、コークス炉で乾留して得られるコークスの強度、歩留りを向上するためのコークス炉装入用配合炭の粉砕・調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉用コークスは、多数の銘柄の石炭を配合し粉砕した後、あるいは多数の銘柄の石炭をそれぞれ粉砕し配合した後、コークス炉に装入して乾留することにより製造される。この際、コークス炉に装入する配合炭の粒度は、３ｍｍ以下の質量比が７０〜９０％になるように粉砕を調整する。
【０００３】
一般に、コークス炉に装入する石炭の微粉砕は、複数銘柄の石炭で構成される配合炭の性状を均一にするために行われ、所定の条件範囲では、石炭を微粉砕するほどコークス強度が向上することが知られている。
【０００４】
しかし、石炭を微粉砕し過ぎると、コークス炉に装入する際に嵩密度の低下をもたらし、コークス強度が低下する要因となる。その理由は、コークス炉内の嵩密度の低下により、石炭粒子間の空隙が大きくなり、乾留過程で石炭粒子間の接着が悪化しコークス中に脆弱部が形成されるためである。また嵩密度低下により、コークス炉への石炭装入量が低下しコークスの生産性が低下するという問題も生じる。
【０００５】
そこで、このようなコークス強度に大きく影響する石炭の粉砕や配合石炭の粒度調整の方法に関して、コークス強度向上の観点から幾つかの方法が提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。
【０００６】
例えば、特許文献１には、２種類以上の石炭を石炭性状に応じて別々に粉砕し、性状別に粒度分布を調整する冶金用コークスの製造方法が記載されている。
【０００７】
しかし、特許文献１記載の製造方法は、強度の低下を抑制しつつ気孔率の向上を図ることを目的とするものであり、この製造方法においては、コークス強度が所望のレベルに達しない恐れがある。
【０００８】
また、特許文献２には、安価な石炭を大量に配合することを目的として、反射率（Ｒｏ）に応じて粉砕粒度を調整し、強度の高いコークスを製造する方法が開示されている。具体的には、反射率０．８未満の石炭を５ｍｍ篩下が実質的に１００％でかつ３ｍｍ篩下が８０％以上となるように微粉砕し、反射率０．８以上の石炭を全体として反射率が０．８％未満の石炭よりも粗くなるように粗粉砕する粉砕方法が記載されている。
【０００９】
この特許文献２には、配合炭全体の粒度を３ｍｍ以下の質量比が８０±５％にし、反射率０．８以上の石炭の中でも、ギーセラー流動性試験における最高流動度（ＭＦ）が３以上かつトータルイナート（ＪＩＳ Ｍ８８１６「石炭の微細組織成分および反射率測定方法」に記載のイナーチニット成分の百分率）が２０％未満の石炭を最も粗粉砕することが好ましいことが示されている。
【００１０】
しかし、特許文献２記載の粉砕方法によっても、コークスの強度は、ＤＩで８３程度であり、所望強度のコークスが得られない恐れがある。
【００１１】
特許文献３には、高強度コークスを得ることが可能なコークス炉装入用石炭として、非微粘結炭粒子を２０〜８０質量％含み、該粒子の粒径が所定の範囲にある石炭が記載されている。さらに、特許文献４及び５には、複数銘柄の石炭を性状（コークス化度）に応じて複数のグループに分け、所定粒度となるように粉砕してコークス炉装入用石炭を得る方法が記載されている。
【００１２】
しかし、上記特許文献３、４及び５記載の石炭又は方法によっても、所望強度のコークスが得られない恐れがある。
【００１３】
このように、コークスの製造においては、主として、各種銘柄の石炭を粉砕することにより、配合石炭の粒度が所定粒度となるように調整して、コークス特性の向上を図っているが、コークス強度の点でみると、上記特許文献記載のいずれの方法においても、期待する強度レベルに達しない恐れがある。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１１−１８１４４１号公報
【特許文献２】
特開２０００−３３６３７３号公報
【特許文献３】
特開２００１−１８１６４４号公報
【特許文献４】
特開２００１−１８１６５０号公報
【特許文献５】
特開２００１−２７９２５４号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のとおり、従来の石炭の粒度調整だけではコークス強度の向上に限界があり、また、上記特許文献２に記載されるような、石炭の組織中のイナート（軟化溶融しない不活性物質の組織）のトータル含有量（以下、トータルイナートという場合もある。）に基づく石炭の粉砕方法に関しても、十分なコークス強度が得られないという課題があった。しかし、高炉における操業の効率化および安定化の要求から、高炉用コークスのさらなる強度向上が求められている。
【００１６】
そこで、本発明は、上述したような実情に鑑み、コークス炉に装入する配合炭における石炭のイナート組織の形態とコークス強度の関係に着目し、石炭のイナート組織のサイズに応じて配合炭の粉砕、配合を制御することにより、配合炭を構成する石炭銘柄または性状およびその配合質量比率を変えることなく、また石炭装入密度を低下させることなく、従来の強度限界を超える強度を有するコークスを製造する高強度コークスの製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は以下の通りである。
【００１８】
（１） １種または２種以上の異なる銘柄の石炭からなる配合炭をコークス炉に装入後、乾留してコークスを製造する方法において、
（Ａ）石炭中の絶対最大長さで１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比が異なる複数銘柄の石炭を用いて、粉砕後の石炭における３ｍｍ以下の質量比の所定範囲（Ｘ±α［％］、なお、αは中心値（Ｘ）に対する偏差を示す）および石炭装入密度（Ｙ［乾炭ベース、ｔ／ｍ ３ ］）が一定の条件で、粉砕した後の石炭における３ｍｍ以下の質量比がＸ−α％の場合およびＸ＋α％の場合において、それぞれ乾留して得られたコークスの冷間強度（ＤＩ）を測定し、これらの差から粉砕後の石炭における３ｍｍ以下の質量比の所定範囲（Ｘ±α［％］）内におけるコークス強度の変化量（ΔＤＩ１５０／１５）を求め、
（Ｂ）複数銘柄の石炭中の絶対最大長さで１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比と、粉砕後の石炭における３ｍｍ以下の質量比の所定範囲（Ｘ±α［％］）内におけるコークス強度の変化量ΔＤＩ１５０／１５との関係において、該ΔＤＩ１５０／１５が急激に変化した前記粗大イナート組織の累積体積比の臨界値を基準値Ｚとし、
（Ｃ）該基準値Ｚ以上の前記粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を、粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比より２〜１４％多くなるように粉砕し、かつ、前記基準値Ｚ未満の前記粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を、粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比より２〜１４％少なくなるように粉砕し、かつ該粉砕後の各銘柄の石炭を配合して得られる配合炭全体の粒度が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比が７０％以上になるように配合することを特徴とする高強度コークスの製造方法。
【００１９】
（２）１種または２種以上の異なる銘柄の石炭からなる配合炭をコークス炉に装入後、乾留してコークスを製造する方法において、
（Ａ）石炭中の絶対最大長さで１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比が異なる複数銘柄の石炭を用いて、粉砕後の石炭における６．７ｍｍ以上の質量比の所定範囲（Ｘ’±β［％］、なお、βは中心値（Ｘ’）に対する偏差を示す）および石炭装入密度（Ｙ［乾炭ベース、ｔ／ｍ ３ ］）が一定の条件で、粉砕した後の石炭における６．７ｍｍ以上の質量比がＸ’−β％の場合およびＸ’＋β％の場合において、それぞれ乾留して得られたコークスの冷間強度（ＤＩ）を測定し、これらの差から粉砕後の石炭における６．７ｍｍ以上の質量比の所定範囲（Ｘ’±β［％］）内におけるコークス強度の変化量（ΔＤＩ１５０／１５）を求め、
（Ｂ）複数銘柄の石炭中の絶対最大長さで１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比と、粉砕後の石炭における６．７ｍｍ以上の質量比の所定範囲（Ｘ’±β［％］）内におけるコークス強度の変化量ΔＤＩ１５０／１５との関係において、該ΔＤＩ１５０／１５が急激に変化した前記粗大イナート組織の累積体積比の臨界値を基準値Ｚとし、
（Ｃ）該基準値Ｚ以上の前記粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比より１〜１０％少なくなるように粉砕し、かつ、前記基準値Ｚ未満の前記粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を、粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比より１〜１０％多くなるように粉砕し、かつ該粉砕後の各銘柄の石炭を配合して得られる配合炭全体の粒度が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比が１５％以下になるように配合することを特徴とする高強度コークスの製造方法。
【００２０】
（３）前記（Ｃ）において、前記基準値以上の前記粗大イナート組織の累積体積比を有し、かつ、全膨張率が３５体積％以上である銘柄の石炭を、粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比より２〜４％多くなるように粉砕することを特徴とする上記（１）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００２１】
（４）前記（Ｃ）において、前記基準値以上の前記粗大イナート組織の累積体積比を有し、かつ、全膨張率が３５体積％以上である銘柄の石炭を、粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比より１〜４％少なくなるように粉砕することを特徴とする上記（２）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００２３】
（５）前記基準値が下記（１）式で示されることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の高強度コークスの製造方法。
【００２４】
【数２】
【００２５】
但し、Ｚは基準値（％）、Ｘは粉砕した後の石炭における３ｍｍ以下または６．７ｍｍ以上の質量比（％）の中心値、Ｙは石炭装入密度（乾炭ベース、ｔ／ｍ３）、ａ，ｂ，ｃは少なくとも３条件以上の粉砕後の石炭における３ｍｍ以下または６．７ｍｍ以上の質量比（Ｘ）および石炭装入密度（Ｙ）における基準値Ｚとの関係を求め、これらを基に設定される定数を示す。
【００３０】
【発明の実施の形態】
石炭中に存在するイナート組織は、コークス炉での乾留過程で軟化溶融する組織（ビトリニット、およびエグジニット）に比べて揮発分が低く、乾留後のコークス中にほぼそのままの形態で残留する。そのため、石炭中に存在するイナート組織と軟化溶融する組織とでは、コークス炉での乾留時において収縮率が異なり、この収縮率の差によって両組織の界面に応力が発生し、コークス中に残留したイナート組織の内部あるいは周辺にクラックが発生する。
【００３１】
図１に、コークス中に残留したイナート組織とその周辺の組織の一例を示す。
【００３２】
コークス中に残留したイナート組織のサイズは、０．１μｍから１０ｍｍ程度の幅広い範囲で存在し、石炭中のイナート組織がほぼ同じ形態で残存したものである。ここで、イナート組織のサイズとは、イナートの絶対最大長のことである（以下、同様とする）。
【００３３】
図１に示すように、コークス中に残留したｍｍオーダー（１．０ｍｍ以上）サイズの粗大イナート組織には、イナート組織の内部または周辺に、ｍｍオーダー（１．０ｍｍ以上）サイズの大きなクラックが生成し得る。
【００３４】
グリフィスの破壊条件式（例えば、「Ｊ．Ｆ．Ｋｎｏｔｔ（宮本博訳）、破壊力学の基礎、ｐ．１０７、培風館（１９７７）」、参照）によると、大きなサイズのクラックは、小さなサイズのクラックよりも低い応力で進展・拡大するため、粗大イナート組織の内部あるいは周辺に生成したｍｍオーダーの大きなクラックは、コークスが衝撃を受けた際の脆性破壊の起点（欠陥）となりやすい。そのため、このようなｍｍオーダーの大きなクラックが多数存在するコークスは、著しく強度が低下し、容易に粉化する。
【００３５】
そこで、本発明者は、コークスの強度低下の原因となるコークス中に生じる大きなクラックを低減させるためには、コークス炉に装入する前に石炭を粉砕処理して石炭中の粗大イナート組織のサイズを低減すれば良いことに着目し、各種銘柄の石炭を粉砕した後、コークス炉で乾留して得られたコークスの強度を測定し、石炭中に存在するイナート組織のサイズ（特定サイズのイナート組織の累積体積比）がコークスの強度（ＤＩ）に与える影響について調査した。
【００３６】
図２に、種々の条件で石炭を粉砕してコークス炉で乾留した場合での、コークス中に残留したサイズが＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比とコークス強度（ＤＩ）との関係を示す。なお、この際、粉砕した石炭の炉装入密度を０．８５ｔ／ｍ3一定とし、乾留して得られたコークス中に残留した全サイズのイナート組織の累積体積比を４２％一定とした。前記全サイズのイナート組織の累積体積比（以下、総イナート比率という場合もある）は、ＪＩＳ Ｍ８８１６（１９９２）に示される方法に準じて測定されるイナーチニットグループの容量百分率である。
【００３７】
図２から、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比が小さくなると、コークス強度（ＤＩ）が、著しく向上していることが解かる。
【００３８】
また、同様に、図３には、種々の条件で石炭を粉砕してコークス炉で乾留した場合での、コークス中に残留した総イナート比率（全サイズのイナート組織の累積体積比）とコークス強度（ＤＩ）との関係を示す。なお、この際、粉砕した石炭の炉装入密度を０．８５ｔ／ｍ3一定とし、乾留して得られたコークス中に残留した＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比は１０％一定とした。
【００３９】
図３から、コークス強度（ＤＩ）は、コークス中に残留した総イナート比率によらず、ほぼ一定（ＤＩ：８５）であることが解かる。
【００４０】
図２および３の結果は、コークス強度（ＤＩ）を支配する因子が、コークス中に残留した総イナート比率ではなく、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比であることを意味している。
【００４１】
さらに、図４には、コークス炉に装入する石炭の粉砕により、コークス中に残留した＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比を低減した場合としない場合とでの、コークス中におけるイナート組織の形態とコークス強度（ＤＩ）との対応関係を示す。なお、写真でマーキングされた部分が＋１．５ｍｍの粗大イナート組織である。
【００４２】
この図からも、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の存在量（比）の低減が、コークス強度を著しく高めることが解かる。
【００４３】
なお、図２〜４においては、コークス中に残留した＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比について調査したが、本発明者は、粗大イナート組織のサイズを＋１．０ｍｍとしても実験的に同様な結果を確認した。
【００４４】
以上の本発明者の調査結果から、コークス中に残留したイナート組織において、＋１．０ｍｍの粗大イナート組織の存在量（累積体積比）の低減が、コークス強度を著しく高めることが判明した。この知見を基に、コークス炉装入前の石炭を粗大イナート組織の累積体積比に応じて粉砕制御することが、本発明における第１の特徴である。
【００４５】
さらに、コークス炉に装入する石炭中のイナート組織の存在形態は、石炭の銘柄によって様々であり、石炭の銘柄に関わらず一様に粉砕するのが、必ずしも粗大イナート組織の粉砕、低減に有効に結びつかない恐れがある。
【００４６】
そこで、本発明者は、実際の石炭の粉砕工程において、＋１．０ｍｍの粗大イナート組織をより効果的に粉砕し、その累積体積比を低減するため、各種銘柄の石炭におけるイナート組織の存在形態を調査した。
【００４７】
図５は、粉砕前の石炭粒度（原炭粒度）と、コークス中に残留した総イナート比率、及び、＋１．５ｍｍのイナート組織の累積体積比との関係を示すものである。
【００４８】
この図から、＋６．７ｍｍの石炭（原炭）中に、＋１．５ｍｍの粗大イナートが濃縮されていることが解かる。
【００４９】
さらに、表１に、３つの銘柄について、総イナート比率と＋１．５ｍｍのイナート組織の累積体積比を調査した結果を示す。
【００５０】
この表から、石炭の銘柄の違いにより、原炭中の＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比が大きく異なることが解かる。
【００５１】
図５及び表１から、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比は、石炭の銘柄又は石炭（原炭）の粒度によって、大きく異なることが判明した。なお、図５及び表１においては、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比について調査したが、本発明者は、粗大イナート組織のサイズを＋１．０ｍｍとしても、その累積体積比は、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比と同じく、石炭の銘柄又は石炭粒度によって、大きく異なることを、実験的に確認した。
【００５２】
そこで、本発明においては、上記実験結果及び確認を踏まえ、各種銘柄の石炭の中でも、特に、＋１．０ｍｍの粗大イナート組織が濃縮されている石炭を粉砕の対象とし、通常、石炭（原炭）は、ＪＩＳ規格に従って作製された篩によって篩い分けられるので、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｚ８８０１、網ふるい）における篩目６．７ｍｍ（呼び寸法）を、粉砕対象石炭の好ましい臨界粒径として採用した。また、石炭の銘柄としては、特に限定されず、本発明が実施可能な範囲であれば、公知のものを適宜選択して用いればよい。
【００５３】
このように、ＪＩＳ規格で規定する篩目で則り、石炭（原炭）を粉砕するための好ましい石炭粒径を＋６．７ｍｍと規定した点が、本発明における第２の特徴である。
【００５４】
なお、発明者らは、＋６．７ｍｍよりも大きな呼び寸法の篩い、例えば＋８．０ｍｍや＋９．５ｍｍの石炭（原炭）粒子中にも粗大イナート組織が濃縮されていることを確認しているが、篩い目が大きくなるほど、前記石炭（原炭）粒子の存在割合は小さくなり、また、測定誤差も大きくなる。一方、＋６．７ｍｍよりも小さな呼び寸法の篩い、すなわち、＋５．６ｍｍや＋４．７５ｍｍの石炭（原炭）粒子中にも粗大イナート組織がある程度は濃縮されているが、＋６．７ｍｍの石炭（原炭）粒子に比べると粗大イナート組織の濃縮度は低い。このような理由で、本発明においては、粉砕の対象とする石炭（原炭）粒度は、＋６．７ｍｍとするのが好ましい。
【００５５】
本発明において、粗大イナート組織とは、そのサイズが絶対最大長さで１．０ｍｍ以上、好ましくは、１．５ｍｍ以上のイナート組織とする。これは、このようなサイズの粗大イナート組織を有するコークスは強度が低下する、つまり、ドラム試験での落下衝撃の際に、粗大イナート組織の内部又は周辺において大きなクラックが発生し、より早く進展、拡大するためである。
【００５６】
また、本発明において、単一銘柄の石炭中またはコークス中に存在するイナート組織の量を表す指標として、イナート組織の累積体積比を用いる。
【００５７】
通常、２次元断面における面積比は、３次元空間における体積比として扱うことができるので、顕微鏡による断面観察写真の画像解析などによりイナート組織の累積面積比を求め、これをイナート組織の累積体積比として扱うことができる。
【００５８】
これは、ＪＩＳ Ｍ８８１６（１９９２）の石炭の微細組織成分及び反射率測定方法において、研磨試料の２次元断面における各微細組織成分の含有率を容量百分率として扱うのと同様の考え方である。
【００５９】
各銘柄の石炭を乾留して得られたコークス中に存在する粗大イナート組織の累積面積比を具体的に求める場合、例えば、以下のような方法によって求められる。
【００６０】
（１）石炭を原炭のまま、あるいは所定粒度に粉砕した後、乾留しコークスを製造する。ここで乾留は、好ましくは、炉温を１０００℃〜１３００℃とし、炭中温度が７００℃〜１２００℃に到達するまで乾留することが好ましい。
【００６１】
（２）コークスを採取し、その切断面を樹脂埋めして顕微鏡により写真撮影をする。
【００６２】
（３）コークスの切断面写真において、絶対最大長が１ｍｍ以上の粗大イナート組織をマーキングし、画像解析ソフトを用いて、マーキングした領域（累積面積）が、切断面写真の全領域（面積）に占める割合Ｓｉ（％）を計測する。
【００６３】
（４）切断面写真において、コークス壁と気孔を２値化し、気孔の領域（累積面積）が切断面写真の全領域（面積）に占める割合Ｓｐ（％）を計測する。
【００６４】
（５）切断面写真における粗大イナートの累積面積比：Ｘ（％）＝Ｓｉ／（１００−Ｓｐ）×１００を求める。
【００６５】
なお、上記の方法は、石炭の乾留後にコークス中に存在する粗大イナート組織の累積体積比を測定する方法であるが、石炭中のイナート組織は、乾留によりコークス化してもほとんど変化せず、ほぼ同じ形態で残存するので、上記と同様な方法で、石炭中に存在する粗大イナート量を測定することもできる。
【００６６】
石炭中に存在する粗大イナート量を上記の方法により測定する場合は、上記（３）において、「切断面写真の全領域（面積）」の代わりに、「観察領域内における石炭粒子の面積和」を用い、石炭粒子中の気孔は無視し得るほど少ない（Ｓｐはほぼ０％）ため上記（４）の工程は不要となる。この方法は、前者の方法よりもイナート組織の判別が容易であり、測定時間が短いという長所がある。しかし、発明者らの検討によると、石炭中のイナート組織は、コークス化してもほとんど同じ形態で残存するものの、厳密には、その一部は乾留過程において分離したり、あるいは溶融したりして、イナート組織のサイズが多少変わる場合がある。したがって、測定の容易性または測定精度・信頼性などの要求に応じて、どちらの方法を用いるかは、適宜選択すればよい。
【００６７】
各銘柄の石炭の粉砕条件を決定するための指標となる、粗大イナート組織に関する基準値（所定のコークス強度向上効果を得るためのイナート組織累積体積比の臨界値。なお、この定義については後述する。）は、例えば、上記の方法などで測定された各銘柄の石炭中、または、当該石炭をコークス炉で乾留して得られたコークス中に存在する粗大イナート組織の累積体積比の測定値とコークス強度との関係に基づいて設定できる。
【００６８】
本発明では、コークス炉装入前の配合炭を構成する各銘柄の石炭（原炭）を基準値に基づいて所定の粉砕条件で粉砕する、例えば、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭（原炭）については、他の銘柄の石炭（原炭）に比べて微粉砕を相対的に強めに実施するなどにより、コークス強度を所定強度まで向上することができる。ちなみに本願明細書において、配合炭とは、配合前の石炭を粉砕し、配合した石炭のことを意味する。
【００６９】
しかし、上述した通り、コークス強度は、配合炭のコークス炉での装入密度によっても影響を受け、通常、嵩密度の低下にともない粒子間接着が悪化するため、コークス強度は低下する。
【００７０】
したがって、このような問題をなくすため、各銘柄の石炭の配合割合に基づいて各銘柄の石炭の粉砕条件を調整するか、または、各銘柄の石炭の粉砕条件に基づいて各銘柄の石炭の配合割合を調整することにより、特定銘柄の石炭を粉砕後に配合炭全体のコークス炉での装入密度を所定値以上とすることが好ましい。例えば、粗大イナート組織の累積体積比が上記基準値以上の銘柄の石炭を微粉砕することにより配合炭全体のコークス炉での装入密度が低下するが、他の上記基準値未満の銘柄の石炭を粉砕しないか、または、粗粉砕することにより、配合炭全体の装入密度または粒度を所定範囲内に確保することができる。
【００７１】
なお、コークス炉での配合炭全体の装入密度（または粉砕後の配合炭粒度）の基準値は、従来から知られているコークス強度と装入密度（または粉砕後の配合炭粒度）との関係から設定できる。
【００７２】
なお、粗大イナート組織の累積体積比が上記基準値以上の銘柄の石炭を微粉砕した後、上記基準値未満の粗粉砕した銘柄の石炭と配合せずに単味で乾留しても高強度コークスを得ることができる場合は、微粉砕した石炭のみを乾留しても良い。
【００７３】
微粉砕は、装入密度低下を招き、コークス強度低下の要因として作用するため、微粉砕による強度向上効果と装入密度低下効果の両方を考慮して、微粉砕した石炭のみを装入して乾留するか、粗粉砕した銘柄の石炭と組み合わせて配合して乾留するかを適宜選択するのが好ましい。
【００７４】
次に、石炭（原炭）の粉砕条件を決定するための具体的な方法について説明する。
【００７５】
本発明において、石炭（原炭）の粉砕により、石炭中またはコークス中の＋１．０ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比を基準値未満に低減するが、この基準値は、石炭の銘柄や性状によって異なるので、あらかじめ、銘柄別又はグループ別に、粗大イナート組織の累積体積比とコークス強度との関係を求めておき、これに基づき上記基準値を設定する。
【００７６】
通常、上記関係は、図６に模式的に示すように、コークス強度は、粗大イナート組織の累積体積比（Ｚ）の増大に伴い、ほぼ直線的に減少するから、基準値は、例えば、粗大イナート組織の累積体積比の低減幅（Ｘ1−Ｘ2＝ΔＺ）とコークス強度（ＤＩ）の向上幅（DI2−DI1＝ΔDI）に基づいて、以下のように設定することができる。
【００７７】
図７に、粗大イナート組織の累積体積比（横軸）が異なる複数銘柄の石炭を用いて、これらを粉砕した後の３ｍｍ以下の石炭の質量比を、例えば、８０％から９０％に変化させた場合（この変化（増加）で、粗大イナート組織の低減程度がわかる。）のコークス冷間強度（ＤＩ）の変化（すなわち、３ｍｍ以下が９０％の石炭を乾留して得られたコークスのＤＩと、３ｍｍ以下が８０％の石炭を乾留して得られたコークスのＤＩの差：ΔＤＩ150／15、縦軸）を調査した結果を示す。
【００７８】
この図から、ある銘柄の石炭における粗大イナート組織の累積体積比を境に、粉砕による強度ＤＩ変化（ΔＤＩ150／15）が急激に大きくなることが解かる。このような粗大イナート組織の累積体積比の境を、所定のコークス強度向上効果が得られるための基準値（臨界値）とする。
【００７９】
すなわち、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭においては、石炭の粉砕による粗大イナート組織の累積体積比の低減によるコークス強度の増大量（向上幅）が大きく、一方、粗大イナート組織の累積体積比が基準値未満の銘柄の石炭においては、粗大イナート組織の累積体積比の低減によるコークス強度の増大量（向上幅）は小さい。
【００８０】
このように、粗大イナート組織の累積体積比と石炭中３ｍｍ以下の質量比の所定範囲内におけるコークス強度の変化量との関係から、石炭の粗大イナート組織の累積体積比の低減（石炭の微粉砕強化）によりコークス強度の増大量が大きく変化するような粗大イナート組織の累積体積比の臨界値を上記基準値として採用することができる。
【００８１】
なお、上記図７においては、粉砕による石炭中の粗大イナート組織の累積体積比低減に対するコークス強度向上量を評価するに当たって、その石炭粉砕粒度として３ｍｍ以下の質量比を用いたが、これに代えて６．７ｍｍ以上の質量比を採用し、同様な関係グラフを作成し基準値を決めることもできる。なお、石炭粉砕粒度として３ｍｍ以下の質量比は、通常のコークス製造操業において、原料の均一化または装入密度とコークス強度との関係から所定コークス強度を維持するための管理指標として用いられている。
【００８２】
一方、上述のように＋１．０ｍｍの粗大イナート組織は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳＺ８８０１、網ふるい）における篩目で６．７ｍｍ以上の粒径の石炭（原炭）に濃縮されているため、粉砕による石炭中の粗大イナート組織低減に対するコークス強度向上量をより高い精度および信頼性をもって評価するために、粉砕石炭中の６．７ｍｍ以上の質量比を採用する方が好ましい。
【００８３】
石炭粉砕粒度として６．７ｍｍ以上の質量比を採用して上記図７の関係グラフを作成する場合には、石炭中粗大イナート組織の累積体積比（横軸）が異なる複数銘柄の石炭を用いて、石炭粉砕後の６．７ｍｍ以上の質量比を１０％から３％に変化させた場合（この変化（減少）で、石炭中粗大イナート組織の低減程度がわかる。）のコークス冷間強度（ＤＩ）の変化（すなわち、６．７ｍｍ以上が３％の石炭を乾留して得られたコークスのＤＩと、６．７ｍｍ以上が１０％の石炭を乾留して得られたコークスのＤＩの差：ΔＤＩ150／15、縦軸）から作成できる。
【００８４】
本発明の実施形態において、例えば、以下のようにして各銘柄の石炭粉砕条件を決定するための指標として、粗大イナート組織の累積体積比に関する基準値を設定することができる。
【００８５】
先ず、石炭中粗大イナート組織の累積体積比が異なる複数銘柄の石炭を用いて、粉砕後の石炭における３ｍｍ以下の質量比の所定範囲（Ｘ±α［％］）および石炭装入密度（Ｙ［乾炭ベース、ｔ／ｍ3］）が一定の条件で、図７に示すような粗大イナート組織の累積体積比と粉砕後の石炭における３ｍｍ以下の質量比の所定範囲（Ｘ±α［％］）内におけるコークス強度の変化量（ΔＤＩ150／15）との関係グラフを作成し、ΔＤＩ150／15が急激に変化した粗大イナート組織の累積体積比の臨界値を基準値とする。
【００８６】
ΔＤＩ150／15は、石炭装入密度Ｙ［乾炭ベース、ｔ／ｍ3］を一定条件とし、粉砕した後の石炭における３ｍｍ以下の質量比がＸ−α％の場合およびＸ＋α％の場合において、それぞれ乾留して得られたコークスの冷間強度（ＤＩ）を測定し、これらの差（ΔＤＩ150／15）をとることにより求められる。なお、上記αは、粉砕した後の石炭における３ｍｍ以下の質量比の中心値（Ｘ）に対する偏差を示すが、コークスの冷間強度（ＤＩ）の変化量（ΔＤＩ）が求まる範囲であれば、特に規定するものではない。
【００８７】
なお、上記の実施形態は、石炭粉砕粒度として、３ｍｍ以下の質量比の所定範囲（Ｘ±α［％］）を採用した例であるが、これに代えて６．７ｍｍ以上の質量比の所定範囲（Ｘ’±β［％］）を用いても良く、この場合、上述の通り、粉砕による石炭中粗大イナート組織低減に対して、コークス強度向上量をより高い精度および信頼性をもって評価できる。
【００８８】
この様に、各銘柄の石炭粉砕条件を決定するための指標となる、粗大イナート組織に関する基準値は、図７に示すような関係グラフでコークスの冷間強度（ＤＩ）の変化量（ΔＤＩ）が大きいところ、つまり、微粉砕（粗大イナート組織の低減）によるコークス強度の向上効果が小さい領域において粗大イナート組織の累積体積比が設定されるため、この基準値の設定に多少のばらつきがあっても、コークス強度の向上効果に与える影響は無視できる。
【００８９】
上記の通り、各銘柄の石炭粉砕条件を決定するための指標となる、粗大イナート組織の累積体積比に関する基準値は、粉砕した後の石炭粒度（３ｍｍ以下または６．７ｍｍ以上の質量比（ＸまたはＸ’））および石炭装入密度（Ｙ）［乾炭ベース、ｔ／ｍ3］によって変化するが、予め、少なくとも３条件以上の粉砕後の石炭粒度（３ｍｍ以下または６．７ｍｍ以上の質量比（ＸまたはＸ’））および石炭装入密度（Ｙ）［乾炭ベース、ｔ／ｍ3］における基準値との関係、すなわち図７に示すような関係グラフを求めておけば、上記基準値を前記ＸおよびＹを変数とする計算式を基に設定することが可能となる。
【００９０】
本発明者らの検討結果によれば、上記粗大イナート組織の累積体積比に関する基準値は以下のような式で表すことができる。
【００９１】
【数３】
【００９２】
ここで、Ｘは粉砕後の石炭における３ｍｍ以下または６．７ｍｍ以上の質量比（％）、Ｙは石炭装入密度（乾炭ベース、ｔ／ｍ3）、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ定数を示す。
【００９３】
上記ＸおよびＹにおいて、少なくとも３水準以上の条件でそれぞれ図７に示すような関係グラフを作成し、それぞれの粗大イナート量の基準値Ｚ（％）を予め求めておくことにより上記（１）式は決められる。
【００９４】
例えば、Ｘを３ｍｍ以下の質量比とし、その変化量（α）を５とし、水準１：Ｘ＝８０％、Ｙ＝０．８０、水準２：Ｘ＝８５％、Ｙ＝０．８５、水準３：Ｘ＝８２％、Ｙ＝０．８１の３水準における図７に示すような関係グラフから、発明者らが求めた上記（１）式の各定数は、ａ＝−０．４、ｂ＝２０、ｃ＝２７であった。
【００９５】
また、Ｘを６．７ｍｍ以上の質量比とし、その変化量（α）を２とし、水準１：Ｘ＝１０％、Ｙ＝０．８０、水準２：Ｘ＝６％、Ｙ＝０．８５、水準３：Ｘ＝８％、Ｙ＝０．８１の３水準における図７に示すような関係グラフから、発明者らが求めた上記（１）式の各定数は、ａ＝０．６、ｂ＝２０、ｃ＝−１１であった。
【００９６】
次に、上記基準値に基づいて各銘柄の石炭を所定粒度に粉砕する場合の実施形態として、その粉砕粒度範囲について説明する。
【００９７】
前記粉砕の第１の実施形態としては、前記基準値以上の粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比をＡ（％）、前記基準値未満の粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比をＢ（％）、粉砕した後の配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比をＬ（％）とする場合に、以下の関係を満足するように粉砕を行なう。
【００９８】
【数４】
【００９９】
前記粉砕の第２の実施形態としては、前記基準値以上の粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比をＡ’（％）、前記基準値未満の粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比をＢ’（％）、粉砕した後の配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比をＬ’（％）とする場合に、以下の関係を満足するように粉砕を行なう。
【０１００】
【数５】
【０１０１】
上記（２）または（３）式により、様々な配合炭粒度、装入密度に応じて、粗大イナート組織の累積体積比に関する基準値を規定することが可能であり、微粉砕を強化すべき石炭と微粉砕しない又は粗粉砕すべき石炭を様々な操業条件に応じて容易に判別することが可能となる。
【０１０２】
Ａ＜Ｌ＋２、または、Ａ’＞Ｌ’−１の場合は、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭中、ひいては配合炭全体中の粗大イナート組織の累積体積比を十分に減らすことができないので、強度の高いコークスを得ることができにくくなり得る。一方、Ａ＞Ｌ＋１４、または、Ａ’＜Ｌ’−１０の場合は、著しく微粉砕する必要があり、粉砕によるコークス強度向上効果に比べて、微粉の発生に起因する発塵量増大、炉壁へのカーボン付着などの操業上の問題発生、電力コストの増加、時間あたりの処理量の低下などを考慮すると工業的に得策でないため、好ましくない。
【０１０３】
したがって、本発明では、上記（２）式において、Ｌ＋２≦Ａ≦Ｌ＋１４を満足するように、つまり、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭を粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比（Ａ）が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比（Ｌ）より２〜１４％多くなるように粉砕することを必要条件とする。
【０１０４】
または、上記（３）式において、Ｌ’−１０≦Ａ’≦Ｌ’−１を満足するように、つまり、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭を粉砕後、６．７ｍｍ以上の質量比（Ａ’）が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比（Ｌ’）より１〜１０％少なくなるように粉砕することを必要条件とする。
【０１０５】
また、Ｂ＞Ｌ−２、または、Ｂ’＜Ｌ’＋１の場合は、粗い石炭粒子が少ないため、配合炭の装入密度が大きく低下する可能性があるため、好ましくない。一方、Ｂ＜Ｌ−１４、または、Ｂ’＞Ｌ’＋１０の場合は、著しく粗い石炭粒子が多くなってしまい、コークス強度が低下し得るため好ましくない。
【０１０６】
したがって、本発明では、上記（２）式において、Ｌ−１４≦Ｂ≦Ｌ−２を満足するように、つまり、粗大イナート組織の累積体積比が基準値未満の銘柄の石炭を粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比（Ｂ）が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比（Ｌ）より２〜１４％少なくなるように粉砕することを必要条件とする。
【０１０７】
または、上記（３）式において、Ｌ’＋１≦Ｂ’≦Ｌ’＋１０を満足するように、つまり、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭を粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比（Ｂ’）が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比（Ｌ’）より１〜１０％多くなるように粉砕することを必要条件とする。
【０１０８】
また、配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比が７０％未満、または、配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比が１５％超になると、粗粒が多すぎて著しくコークス強度が低下する場合があるので、配合炭の目標とする所望の粉砕粒度は、配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比が７０％以上、または、配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比が１５％以下であることが好ましい。また、上限は特に規定するものではない。
【０１０９】
本発明においては、上記のように各銘柄の石炭毎に上記基準値に応じて粉砕する他、上記基準値以上の銘柄の石炭からなるグループと基準値未満の銘柄の石炭からなるグループの２つのグループに分け、グループ毎に上記基準値に応じて粉砕してもよい。
【０１１０】
また、石炭の銘柄によって石炭化度が異なり、これにより粉砕後の配合炭の粒度分布に少なからず影響を与える可能性が考えられる。この問題をなくすために、特に石炭化度が大きく異なる複数銘柄の石炭を、イナート組織の累積体積比によりグループ分けして粉砕する場合は、石炭化度も考慮してグループ化するのが好ましい。
【０１１１】
なお、一般に石炭化度を表す指標として、ビトリニットの最大反射率（Ｒ０、ＪＩＳ Ｍ８８１６）、揮発分（ＪＩＳ Ｍ８８１４）等が知られており、本発明においても石炭の石炭化度を測定する場合にこれらの方法を用いてもよいが、特に、ビトリニットの最大反射率または平均反射率を用いるのが好ましい。 次に、石炭の全膨張率を考慮した場合の粉砕方法について説明する。一般的に、石炭を細粒化すると膨張性が低下する。膨張性の高い石炭と低い石炭とを配合する実際のコークス製造プロセスにおいて、膨張性の高い石炭を極端に微粉砕すると配合炭全体の膨張性の低下を招き、著しくコークス強度を低下させる恐れがある。
【０１１２】
そこで、本発明者らが各銘柄の石炭の粗大イナート組織と、全膨張率（ＪＩＳＭ８８０１（１９９３））、３ｍｍ以下の質量比およびコークス強度の関係について検討した結果、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭のうちで、石炭の全膨張率が３５体積％以上の銘柄の石炭を粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比Ｃ（％）または６．７ｍｍ以上の質量比Ｃ’（％）、粉砕した後の配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比をＬ（％）または６．７ｍｍ以上の質量比Ｌ’（％）とする場合に、以下の（４）式または（５）式を満足するように粉砕を行なうとコークス強度がより向上することを見出した。
【０１１３】
【数６】
【０１１４】
【数７】
【０１１５】
Ｃ＜Ｌ＋２、または、Ｃ’＞Ｌ−１の場合は、上記コークス強度の向上効果を充分発揮することができなくなるため好ましくない。一方、Ｃ＞Ｌ＋４、または、Ｃ’＜Ｌ’−４の場合は、膨張性が大きく低下しコークス強度が低下するため好ましくない。
【０１１６】
よって、本発明において粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭のうちで、全膨張率が３５％以上の銘柄の石炭を粉砕する際に、上記（４）式において、Ｌ＋２≦Ｃ≦Ｌ＋１４を満足するように、つまり、当該銘柄の石炭を粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比（Ｃ）が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比（Ｌ）より２〜４％多くなるように粉砕することが好ましい。
【０１１７】
または、上記（５）式において、Ｌ’−４≦Ｃ’≦Ｌ−１を満足するように、つまり、当該銘柄の石炭を粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比（Ｃ’）が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比（Ｌ’）より１〜４％少なくなるように粉砕することが好ましい。
【０１１８】
【実施例】
（実施例１）
石炭中の粗大イナート組織に起因するコークス中の粗大イナート量の測定を目的として、あらかじめ配合前の各銘柄の石炭を３ｍｍ以下の質量比は８５％、装入密度（乾炭）は０．８５（ｔ／ｍ3）の一定条件で乾留炉に装入し乾留することによりコークスを製造した。その結果から、図７と同様な粗大イナート量（１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の体積比）とコークス強度の変化量ΔＤＩ150／15の関係グラフを作成し、ΔＤＩの大きい点（粗大イナート組織の体積比）を粗大イナート量の基準値として確認したところ、その基準値は１０％であった。
【０１１９】
コークス中の１ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比（粗大イナート量）が基準値（１０％）以上かつ全膨張率が３５体積％以上の石炭Ａ、粗大イナート量が基準値（１０％）以上かつ全膨張率が３５体積％未満の石炭Ｂ、粗大イナート量が基準値（１０％）未満の石炭Ｃを、所定の粒度に粉砕した後、質量ベースでＡ：Ｂ：Ｃ＝１：１：１となるように配合して、配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比が７７％になるようにした。その後、配合炭を実炉をシミュレートできる乾留炉に装入しコークスを製造し、乾留後のコークスのドラム強度ＤＩ150／15（ドラム１５０回転後に残った粒径１５ｍｍ以上の粒子の割合；ＪＩＳ Ｋ２１５１（１９９３））を測定した。Ａ、Ｂ、Ｃの石炭性状（粗大イナート量（１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比）、全膨張率、トータルイナート（全てのイナート組織の累積体積比））を表１に、石炭Ａ，石炭Ｂ，石炭Ｃ、およびこれらの石炭からなる配合炭における粉砕後の３ｍｍ以下の質量比を表２に示す。
【０１２０】
また、本発明範囲内または範囲外の各条件でおこなった実施例および比較例により得られたコークスのドラム強度ＤＩ150／15を図８に示す。
【０１２１】
【表１】
【０１２２】
【表２】
【０１２３】
実施例１は、粗大イナート量が基準値（１０％）以上の石炭Ａ、Ｂを配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比よりも６％大きな８３質量％になるように微粉砕し、粗大イナート量が基準値（１０％）未満の石炭Ｃを配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比よりも１２％小さな６５質量％になるように粗粉砕した例である。
【０１２４】
実施例２は、実施例１の粗大イナート量が基準値（１０％）以上の石炭のうち、全膨張率が３５％以上の石炭Ａを配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比よりも２％大きな７９質量％になるように微粉砕し、全膨張率が３５％未満の石炭Ｂを配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比よりも１０％大きな８７質量％になるように微粉砕し、粗大イナート量が基準値（１０％）未満の石炭Ｃを配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比よりも１２％小さな６５質量％になるように粗粉砕した例である。
【０１２５】
比較例１は、石炭Ａ、Ｂ、Ｃともに３ｍｍ以下の質量比を７７％に粉砕した例である。
【０１２６】
比較例２では、トータルイナートを粉砕条件決定の基準に用い、トータルイナートの大きな石炭Ｃの３ｍｍ以下の質量比が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比よりも１０％大きな８７質量％になるように微粉砕し、トータルイナートの小さな石炭Ａ、Ｂの３ｍｍ以下の質量比が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比よりも５％小さな７２質量％になるように粗粉砕した例である。
【０１２７】
図８に示すように、実施例のコークスはいずれも、比較例のコークスよりも明らかに高いＤＩ150／15を示す。そして、実施例１のコークスよりも実施例２のコークスの方がより高いＤＩ150／15を示す。以上より本発明の明確な効果を確認した。
【０１２８】
また比較例２では比較例１に比べて強度が低下しており、トータルイナートを粉砕条件決定の基準に用いると強度が低下する恐れがあることを確認した。
【０１２９】
（実施例３）
石炭中の粗大イナート組織に起因するコークス中の粗大イナート量の測定を目的として、あらかじめ配合前の各銘柄の石炭を６．７ｍｍ以上の質量比は７％、装入密度（乾炭）は０．７９（ｔ／ｍ3）の一定条件で乾留炉に装入し乾留することによりコークスを製造した。その結果から、石炭粉砕粒度として６．７ｍｍ以上の質量比を採用し、図７と同様な粗大イナート量（１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の体積比）とコークス強度の変化量ΔＤＩ150/15の関係グラフを作成し、ΔＤＩの大きい点（粗大イナート組織の体積比）を粗大イナート量の基準値として確認したところ、その基準値は９％であった。
【０１３０】
コークス中の１ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比（粗大イナート量）が基準値（９％）以上かつ全膨張率が３５体積％以上の石炭Ｄ、粗大イナート量が基準値（９％）以上かつ全膨張率が３５体積％未満の石炭Ｅ、粗大イナート量が基準値（９％）未満の石炭Ｆを所定の粒度に粉砕した後、質量ベースでＤ：Ｅ：Ｆ＝１：１：１となるように配合して、配合炭全体の６．７ｍｍ以上質量比が７％になるようにした。その後、配合炭を実炉をシミュレートできる乾留炉に装入しコークスを製造し、乾留後のコークスのドラム強度ＤＩ150／15（ＪＩＳ Ｋ２１５１（１９９３））を測定した。Ｄ、Ｅ、Ｆの石炭性状（粗大イナート量（１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比）、全膨張率、トータルイナート（全てのイナート組織の累積体積比））を表３に、石炭Ｄ，石炭Ｅ，石炭Ｆ、およびこれらの石炭からなる配合炭における粉砕後の６．７ｍｍ以上の質量比を表４に示す。また、本発明範囲内または範囲外の各条件でおこなった実施例および比較例で得られたコークスのドラム強度ＤＩ150／15を表４に示す。
【０１３１】
【表３】
【０１３２】
【表４】
【０１３３】
実施例３は、粗大イナート量が基準値（９％）以上の石炭Ｄ、Ｅを配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比よりも２％小さな５質量％になるように微粉砕し、粗大イナート量が基準値（９％）未満の石炭Ｆを配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比よりも４％大きな１１質量％になるように粗粉砕した例である。
【０１３４】
実施例４は、粗大イナート量が基準値（９％）以上の石炭のうち全膨張率が３５％以上の石炭Ｄを配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比よりも１％小さな６質量％になるように微粉砕し、全膨張率が３５％未満の石炭Ｅを配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比よりも３％小さな４質量％になるように微粉砕し、粗大イナート量が基準値（１０％）未満の石炭Ｆを配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比よりも４％大きな１１質量％になるように粗粉砕した例である。
【０１３５】
比較例３は、石炭Ｄ、Ｅ、Ｆともに６．７ｍｍ以上の質量比を７％に粉砕した例である。
【０１３６】
表４に示すように、実施例のコークスはいずれも、比較例のコークスよりも明らかに高いコークスのドラム強度ＤＩ150／15を示す。そして、実施例３のコークスよりも実施例４のコークスの方がより高いＤＩ150／15を示す。以上より本発明の明確な効果を確認した。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明によれば、コークス強度の低下をもたらす粗大なイナート組織の累積体積比を低減して、使用する石炭銘柄および配合比率を変えることなく、また、石炭装入密度を低下させることなく、強度の高いコークスを得ることが可能な高強度コークスの製造方法を提供することができる。
【０１３８】
したがって、本発明を用いれば、安価かつ低品位である非微粘結炭の使用比率を上昇させても、良好なコークス強度が維持できるため、コークスの製造費を低減できるという顕著な効果をもたらす
【図面の簡単な説明】
【図１】 コークス中に存在するイナート組織とその周辺の組織を示す図である。
【図２】 ＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比とコークス強度（ＤＩ）との関係を示す図である。
【図３】 ＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比は一定とし、コークス中の総イナート比率を変えた場合の、コークス強度（ＤＩ）を示す図である。
【図４】 コークス中の＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の存在量（比）の低減前後の対比で、イナート組織の存在態様とコークス強度（ＤＩ）との対応関係を示す図である。
【図５】 粉砕前の石炭粒度（原炭粒度）と、総イナート比率、及び、＋１．５ｍｍのイナート組織の累積体積比との関係を示す図である。
【図６】 粗大イナート組織の累積体積比とコークス強度との関係を模式的に示す図である。
【図７】 粗大イナート組織の累積体積比（横軸）が異なる複数銘柄の石炭を用い、粉砕後の石炭粒度において、３ｍｍ以下の微粉の質量比を８０％から９０％に変化させた場合における変化を示す図である。
【図８】 本発明の実施例および比較例におけるコークスのドラム強度の測定結果を示した図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークスの製造方法に関し、詳しくは、コークス炉で乾留して得られるコークスの強度、歩留りを向上するためのコークス炉装入用配合炭の粉砕・調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉用コークスは、多数の銘柄の石炭を配合し粉砕した後、あるいは多数の銘柄の石炭をそれぞれ粉砕し配合した後、コークス炉に装入して乾留することにより製造される。この際、コークス炉に装入する配合炭の粒度は、３ｍｍ以下の質量比が７０〜９０％になるように粉砕を調整する。
【０００３】
一般に、コークス炉に装入する石炭の微粉砕は、複数銘柄の石炭で構成される配合炭の性状を均一にするために行われ、所定の条件範囲では、石炭を微粉砕するほどコークス強度が向上することが知られている。
【０００４】
しかし、石炭を微粉砕し過ぎると、コークス炉に装入する際に嵩密度の低下をもたらし、コークス強度が低下する要因となる。その理由は、コークス炉内の嵩密度の低下により、石炭粒子間の空隙が大きくなり、乾留過程で石炭粒子間の接着が悪化しコークス中に脆弱部が形成されるためである。また嵩密度低下により、コークス炉への石炭装入量が低下しコークスの生産性が低下するという問題も生じる。
【０００５】
そこで、このようなコークス強度に大きく影響する石炭の粉砕や配合石炭の粒度調整の方法に関して、コークス強度向上の観点から幾つかの方法が提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。
【０００６】
例えば、特許文献１には、２種類以上の石炭を石炭性状に応じて別々に粉砕し、性状別に粒度分布を調整する冶金用コークスの製造方法が記載されている。
【０００７】
しかし、特許文献１記載の製造方法は、強度の低下を抑制しつつ気孔率の向上を図ることを目的とするものであり、この製造方法においては、コークス強度が所望のレベルに達しない恐れがある。
【０００８】
また、特許文献２には、安価な石炭を大量に配合することを目的として、反射率（Ｒｏ）に応じて粉砕粒度を調整し、強度の高いコークスを製造する方法が開示されている。具体的には、反射率０．８未満の石炭を５ｍｍ篩下が実質的に１００％でかつ３ｍｍ篩下が８０％以上となるように微粉砕し、反射率０．８以上の石炭を全体として反射率が０．８％未満の石炭よりも粗くなるように粗粉砕する粉砕方法が記載されている。
【０００９】
この特許文献２には、配合炭全体の粒度を３ｍｍ以下の質量比が８０±５％にし、反射率０．８以上の石炭の中でも、ギーセラー流動性試験における最高流動度（ＭＦ）が３以上かつトータルイナート（ＪＩＳ Ｍ８８１６「石炭の微細組織成分および反射率測定方法」に記載のイナーチニット成分の百分率）が２０％未満の石炭を最も粗粉砕することが好ましいことが示されている。
【００１０】
しかし、特許文献２記載の粉砕方法によっても、コークスの強度は、ＤＩで８３程度であり、所望強度のコークスが得られない恐れがある。
【００１１】
特許文献３には、高強度コークスを得ることが可能なコークス炉装入用石炭として、非微粘結炭粒子を２０〜８０質量％含み、該粒子の粒径が所定の範囲にある石炭が記載されている。さらに、特許文献４及び５には、複数銘柄の石炭を性状（コークス化度）に応じて複数のグループに分け、所定粒度となるように粉砕してコークス炉装入用石炭を得る方法が記載されている。
【００１２】
しかし、上記特許文献３、４及び５記載の石炭又は方法によっても、所望強度のコークスが得られない恐れがある。
【００１３】
このように、コークスの製造においては、主として、各種銘柄の石炭を粉砕することにより、配合石炭の粒度が所定粒度となるように調整して、コークス特性の向上を図っているが、コークス強度の点でみると、上記特許文献記載のいずれの方法においても、期待する強度レベルに達しない恐れがある。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１１−１８１４４１号公報
【特許文献２】
特開２０００−３３６３７３号公報
【特許文献３】
特開２００１−１８１６４４号公報
【特許文献４】
特開２００１−１８１６５０号公報
【特許文献５】
特開２００１−２７９２５４号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のとおり、従来の石炭の粒度調整だけではコークス強度の向上に限界があり、また、上記特許文献２に記載されるような、石炭の組織中のイナート（軟化溶融しない不活性物質の組織）のトータル含有量（以下、トータルイナートという場合もある。）に基づく石炭の粉砕方法に関しても、十分なコークス強度が得られないという課題があった。しかし、高炉における操業の効率化および安定化の要求から、高炉用コークスのさらなる強度向上が求められている。
【００１６】
そこで、本発明は、上述したような実情に鑑み、コークス炉に装入する配合炭における石炭のイナート組織の形態とコークス強度の関係に着目し、石炭のイナート組織のサイズに応じて配合炭の粉砕、配合を制御することにより、配合炭を構成する石炭銘柄または性状およびその配合質量比率を変えることなく、また石炭装入密度を低下させることなく、従来の強度限界を超える強度を有するコークスを製造する高強度コークスの製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は以下の通りである。
【００１８】
（１） １種または２種以上の異なる銘柄の石炭からなる配合炭をコークス炉に装入後、乾留してコークスを製造する方法において、
（Ａ）石炭中の絶対最大長さで１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比が異なる複数銘柄の石炭を用いて、粉砕後の石炭における３ｍｍ以下の質量比の所定範囲（Ｘ±α［％］、なお、αは中心値（Ｘ）に対する偏差を示す）および石炭装入密度（Ｙ［乾炭ベース、ｔ／ｍ ３ ］）が一定の条件で、粉砕した後の石炭における３ｍｍ以下の質量比がＸ−α％の場合およびＸ＋α％の場合において、それぞれ乾留して得られたコークスの冷間強度（ＤＩ）を測定し、これらの差から粉砕後の石炭における３ｍｍ以下の質量比の所定範囲（Ｘ±α［％］）内におけるコークス強度の変化量（ΔＤＩ１５０／１５）を求め、
（Ｂ）複数銘柄の石炭中の絶対最大長さで１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比と、粉砕後の石炭における３ｍｍ以下の質量比の所定範囲（Ｘ±α［％］）内におけるコークス強度の変化量ΔＤＩ１５０／１５との関係において、該ΔＤＩ１５０／１５が急激に変化した前記粗大イナート組織の累積体積比の臨界値を基準値Ｚとし、
（Ｃ）該基準値Ｚ以上の前記粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を、粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比より２〜１４％多くなるように粉砕し、かつ、前記基準値Ｚ未満の前記粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を、粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比より２〜１４％少なくなるように粉砕し、かつ該粉砕後の各銘柄の石炭を配合して得られる配合炭全体の粒度が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比が７０％以上になるように配合することを特徴とする高強度コークスの製造方法。
【００１９】
（２）１種または２種以上の異なる銘柄の石炭からなる配合炭をコークス炉に装入後、乾留してコークスを製造する方法において、
（Ａ）石炭中の絶対最大長さで１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比が異なる複数銘柄の石炭を用いて、粉砕後の石炭における６．７ｍｍ以上の質量比の所定範囲（Ｘ’±β［％］、なお、βは中心値（Ｘ’）に対する偏差を示す）および石炭装入密度（Ｙ［乾炭ベース、ｔ／ｍ ３ ］）が一定の条件で、粉砕した後の石炭における６．７ｍｍ以上の質量比がＸ’−β％の場合およびＸ’＋β％の場合において、それぞれ乾留して得られたコークスの冷間強度（ＤＩ）を測定し、これらの差から粉砕後の石炭における６．７ｍｍ以上の質量比の所定範囲（Ｘ’±β［％］）内におけるコークス強度の変化量（ΔＤＩ１５０／１５）を求め、
（Ｂ）複数銘柄の石炭中の絶対最大長さで１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比と、粉砕後の石炭における６．７ｍｍ以上の質量比の所定範囲（Ｘ’±β［％］）内におけるコークス強度の変化量ΔＤＩ１５０／１５との関係において、該ΔＤＩ１５０／１５が急激に変化した前記粗大イナート組織の累積体積比の臨界値を基準値Ｚとし、
（Ｃ）該基準値Ｚ以上の前記粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比より１〜１０％少なくなるように粉砕し、かつ、前記基準値Ｚ未満の前記粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を、粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比より１〜１０％多くなるように粉砕し、かつ該粉砕後の各銘柄の石炭を配合して得られる配合炭全体の粒度が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比が１５％以下になるように配合することを特徴とする高強度コークスの製造方法。
【００２０】
（３）前記（Ｃ）において、前記基準値以上の前記粗大イナート組織の累積体積比を有し、かつ、全膨張率が３５体積％以上である銘柄の石炭を、粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比より２〜４％多くなるように粉砕することを特徴とする上記（１）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００２１】
（４）前記（Ｃ）において、前記基準値以上の前記粗大イナート組織の累積体積比を有し、かつ、全膨張率が３５体積％以上である銘柄の石炭を、粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比より１〜４％少なくなるように粉砕することを特徴とする上記（２）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００２３】
（５）前記基準値が下記（１）式で示されることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の高強度コークスの製造方法。
【００２４】
【数２】
但し、Ｚは基準値（％）、Ｘは粉砕した後の石炭における３ｍｍ以下または６．７ｍｍ以上の質量比（％）の中心値、Ｙは石炭装入密度（乾炭ベース、ｔ／ｍ３）、ａ，ｂ，ｃは少なくとも３条件以上の粉砕後の石炭における３ｍｍ以下または６．７ｍｍ以上の質量比（Ｘ）および石炭装入密度（Ｙ）における基準値Ｚとの関係を求め、これらを基に設定される定数を示す。
【００３０】
【発明の実施の形態】
石炭中に存在するイナート組織は、コークス炉での乾留過程で軟化溶融する組織（ビトリニット、およびエグジニット）に比べて揮発分が低く、乾留後のコークス中にほぼそのままの形態で残留する。そのため、石炭中に存在するイナート組織と軟化溶融する組織とでは、コークス炉での乾留時において収縮率が異なり、この収縮率の差によって両組織の界面に応力が発生し、コークス中に残留したイナート組織の内部あるいは周辺にクラックが発生する。
【００３１】
図１に、コークス中に残留したイナート組織とその周辺の組織の一例を示す。
【００３２】
コークス中に残留したイナート組織のサイズは、０．１μｍから１０ｍｍ程度の幅広い範囲で存在し、石炭中のイナート組織がほぼ同じ形態で残存したものである。ここで、イナート組織のサイズとは、イナートの絶対最大長のことである（以下、同様とする）。
【００３３】
図１に示すように、コークス中に残留したｍｍオーダー（１．０ｍｍ以上）サイズの粗大イナート組織には、イナート組織の内部または周辺に、ｍｍオーダー（１．０ｍｍ以上）サイズの大きなクラックが生成し得る。
【００３４】
グリフィスの破壊条件式（例えば、「Ｊ．Ｆ．Ｋｎｏｔｔ（宮本博訳）、破壊力学の基礎、ｐ．１０７、培風館（１９７７）」、参照）によると、大きなサイズのクラックは、小さなサイズのクラックよりも低い応力で進展・拡大するため、粗大イナート組織の内部あるいは周辺に生成したｍｍオーダーの大きなクラックは、コークスが衝撃を受けた際の脆性破壊の起点（欠陥）となりやすい。そのため、このようなｍｍオーダーの大きなクラックが多数存在するコークスは、著しく強度が低下し、容易に粉化する。
【００３５】
そこで、本発明者は、コークスの強度低下の原因となるコークス中に生じる大きなクラックを低減させるためには、コークス炉に装入する前に石炭を粉砕処理して石炭中の粗大イナート組織のサイズを低減すれば良いことに着目し、各種銘柄の石炭を粉砕した後、コークス炉で乾留して得られたコークスの強度を測定し、石炭中に存在するイナート組織のサイズ（特定サイズのイナート組織の累積体積比）がコークスの強度（ＤＩ）に与える影響について調査した。
【００３６】
図２に、種々の条件で石炭を粉砕してコークス炉で乾留した場合での、コークス中に残留したサイズが＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比とコークス強度（ＤＩ）との関係を示す。なお、この際、粉砕した石炭の炉装入密度を０．８５ｔ／ｍ3一定とし、乾留して得られたコークス中に残留した全サイズのイナート組織の累積体積比を４２％一定とした。前記全サイズのイナート組織の累積体積比（以下、総イナート比率という場合もある）は、ＪＩＳ Ｍ８８１６（１９９２）に示される方法に準じて測定されるイナーチニットグループの容量百分率である。
【００３７】
図２から、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比が小さくなると、コークス強度（ＤＩ）が、著しく向上していることが解かる。
【００３８】
また、同様に、図３には、種々の条件で石炭を粉砕してコークス炉で乾留した場合での、コークス中に残留した総イナート比率（全サイズのイナート組織の累積体積比）とコークス強度（ＤＩ）との関係を示す。なお、この際、粉砕した石炭の炉装入密度を０．８５ｔ／ｍ3一定とし、乾留して得られたコークス中に残留した＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比は１０％一定とした。
【００３９】
図３から、コークス強度（ＤＩ）は、コークス中に残留した総イナート比率によらず、ほぼ一定（ＤＩ：８５）であることが解かる。
【００４０】
図２および３の結果は、コークス強度（ＤＩ）を支配する因子が、コークス中に残留した総イナート比率ではなく、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比であることを意味している。
【００４１】
さらに、図４には、コークス炉に装入する石炭の粉砕により、コークス中に残留した＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比を低減した場合としない場合とでの、コークス中におけるイナート組織の形態とコークス強度（ＤＩ）との対応関係を示す。なお、写真でマーキングされた部分が＋１．５ｍｍの粗大イナート組織である。
【００４２】
この図からも、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の存在量（比）の低減が、コークス強度を著しく高めることが解かる。
【００４３】
なお、図２〜４においては、コークス中に残留した＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比について調査したが、本発明者は、粗大イナート組織のサイズを＋１．０ｍｍとしても実験的に同様な結果を確認した。
【００４４】
以上の本発明者の調査結果から、コークス中に残留したイナート組織において、＋１．０ｍｍの粗大イナート組織の存在量（累積体積比）の低減が、コークス強度を著しく高めることが判明した。この知見を基に、コークス炉装入前の石炭を粗大イナート組織の累積体積比に応じて粉砕制御することが、本発明における第１の特徴である。
【００４５】
さらに、コークス炉に装入する石炭中のイナート組織の存在形態は、石炭の銘柄によって様々であり、石炭の銘柄に関わらず一様に粉砕するのが、必ずしも粗大イナート組織の粉砕、低減に有効に結びつかない恐れがある。
【００４６】
そこで、本発明者は、実際の石炭の粉砕工程において、＋１．０ｍｍの粗大イナート組織をより効果的に粉砕し、その累積体積比を低減するため、各種銘柄の石炭におけるイナート組織の存在形態を調査した。
【００４７】
図５は、粉砕前の石炭粒度（原炭粒度）と、コークス中に残留した総イナート比率、及び、＋１．５ｍｍのイナート組織の累積体積比との関係を示すものである。
【００４８】
この図から、＋６．７ｍｍの石炭（原炭）中に、＋１．５ｍｍの粗大イナートが濃縮されていることが解かる。
【００４９】
さらに、表１に、３つの銘柄について、総イナート比率と＋１．５ｍｍのイナート組織の累積体積比を調査した結果を示す。
【００５０】
この表から、石炭の銘柄の違いにより、原炭中の＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比が大きく異なることが解かる。
【００５１】
図５及び表１から、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比は、石炭の銘柄又は石炭（原炭）の粒度によって、大きく異なることが判明した。なお、図５及び表１においては、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比について調査したが、本発明者は、粗大イナート組織のサイズを＋１．０ｍｍとしても、その累積体積比は、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比と同じく、石炭の銘柄又は石炭粒度によって、大きく異なることを、実験的に確認した。
【００５２】
そこで、本発明においては、上記実験結果及び確認を踏まえ、各種銘柄の石炭の中でも、特に、＋１．０ｍｍの粗大イナート組織が濃縮されている石炭を粉砕の対象とし、通常、石炭（原炭）は、ＪＩＳ規格に従って作製された篩によって篩い分けられるので、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｚ８８０１、網ふるい）における篩目６．７ｍｍ（呼び寸法）を、粉砕対象石炭の好ましい臨界粒径として採用した。また、石炭の銘柄としては、特に限定されず、本発明が実施可能な範囲であれば、公知のものを適宜選択して用いればよい。
【００５３】
このように、ＪＩＳ規格で規定する篩目で則り、石炭（原炭）を粉砕するための好ましい石炭粒径を＋６．７ｍｍと規定した点が、本発明における第２の特徴である。
【００５４】
なお、発明者らは、＋６．７ｍｍよりも大きな呼び寸法の篩い、例えば＋８．０ｍｍや＋９．５ｍｍの石炭（原炭）粒子中にも粗大イナート組織が濃縮されていることを確認しているが、篩い目が大きくなるほど、前記石炭（原炭）粒子の存在割合は小さくなり、また、測定誤差も大きくなる。一方、＋６．７ｍｍよりも小さな呼び寸法の篩い、すなわち、＋５．６ｍｍや＋４．７５ｍｍの石炭（原炭）粒子中にも粗大イナート組織がある程度は濃縮されているが、＋６．７ｍｍの石炭（原炭）粒子に比べると粗大イナート組織の濃縮度は低い。このような理由で、本発明においては、粉砕の対象とする石炭（原炭）粒度は、＋６．７ｍｍとするのが好ましい。
【００５５】
本発明において、粗大イナート組織とは、そのサイズが絶対最大長さで１．０ｍｍ以上、好ましくは、１．５ｍｍ以上のイナート組織とする。これは、このようなサイズの粗大イナート組織を有するコークスは強度が低下する、つまり、ドラム試験での落下衝撃の際に、粗大イナート組織の内部又は周辺において大きなクラックが発生し、より早く進展、拡大するためである。
【００５６】
また、本発明において、単一銘柄の石炭中またはコークス中に存在するイナート組織の量を表す指標として、イナート組織の累積体積比を用いる。
【００５７】
通常、２次元断面における面積比は、３次元空間における体積比として扱うことができるので、顕微鏡による断面観察写真の画像解析などによりイナート組織の累積面積比を求め、これをイナート組織の累積体積比として扱うことができる。
【００５８】
これは、ＪＩＳ Ｍ８８１６（１９９２）の石炭の微細組織成分及び反射率測定方法において、研磨試料の２次元断面における各微細組織成分の含有率を容量百分率として扱うのと同様の考え方である。
【００５９】
各銘柄の石炭を乾留して得られたコークス中に存在する粗大イナート組織の累積面積比を具体的に求める場合、例えば、以下のような方法によって求められる。
【００６０】
（１）石炭を原炭のまま、あるいは所定粒度に粉砕した後、乾留しコークスを製造する。ここで乾留は、好ましくは、炉温を１０００℃〜１３００℃とし、炭中温度が７００℃〜１２００℃に到達するまで乾留することが好ましい。
【００６１】
（２）コークスを採取し、その切断面を樹脂埋めして顕微鏡により写真撮影をする。
【００６２】
（３）コークスの切断面写真において、絶対最大長が１ｍｍ以上の粗大イナート組織をマーキングし、画像解析ソフトを用いて、マーキングした領域（累積面積）が、切断面写真の全領域（面積）に占める割合Ｓｉ（％）を計測する。
【００６３】
（４）切断面写真において、コークス壁と気孔を２値化し、気孔の領域（累積面積）が切断面写真の全領域（面積）に占める割合Ｓｐ（％）を計測する。
【００６４】
（５）切断面写真における粗大イナートの累積面積比：Ｘ（％）＝Ｓｉ／（１００−Ｓｐ）×１００を求める。
【００６５】
なお、上記の方法は、石炭の乾留後にコークス中に存在する粗大イナート組織の累積体積比を測定する方法であるが、石炭中のイナート組織は、乾留によりコークス化してもほとんど変化せず、ほぼ同じ形態で残存するので、上記と同様な方法で、石炭中に存在する粗大イナート量を測定することもできる。
【００６６】
石炭中に存在する粗大イナート量を上記の方法により測定する場合は、上記（３）において、「切断面写真の全領域（面積）」の代わりに、「観察領域内における石炭粒子の面積和」を用い、石炭粒子中の気孔は無視し得るほど少ない（Ｓｐはほぼ０％）ため上記（４）の工程は不要となる。この方法は、前者の方法よりもイナート組織の判別が容易であり、測定時間が短いという長所がある。しかし、発明者らの検討によると、石炭中のイナート組織は、コークス化してもほとんど同じ形態で残存するものの、厳密には、その一部は乾留過程において分離したり、あるいは溶融したりして、イナート組織のサイズが多少変わる場合がある。したがって、測定の容易性または測定精度・信頼性などの要求に応じて、どちらの方法を用いるかは、適宜選択すればよい。
【００６７】
各銘柄の石炭の粉砕条件を決定するための指標となる、粗大イナート組織に関する基準値（所定のコークス強度向上効果を得るためのイナート組織累積体積比の臨界値。なお、この定義については後述する。）は、例えば、上記の方法などで測定された各銘柄の石炭中、または、当該石炭をコークス炉で乾留して得られたコークス中に存在する粗大イナート組織の累積体積比の測定値とコークス強度との関係に基づいて設定できる。
【００６８】
本発明では、コークス炉装入前の配合炭を構成する各銘柄の石炭（原炭）を基準値に基づいて所定の粉砕条件で粉砕する、例えば、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭（原炭）については、他の銘柄の石炭（原炭）に比べて微粉砕を相対的に強めに実施するなどにより、コークス強度を所定強度まで向上することができる。ちなみに本願明細書において、配合炭とは、配合前の石炭を粉砕し、配合した石炭のことを意味する。
【００６９】
しかし、上述した通り、コークス強度は、配合炭のコークス炉での装入密度によっても影響を受け、通常、嵩密度の低下にともない粒子間接着が悪化するため、コークス強度は低下する。
【００７０】
したがって、このような問題をなくすため、各銘柄の石炭の配合割合に基づいて各銘柄の石炭の粉砕条件を調整するか、または、各銘柄の石炭の粉砕条件に基づいて各銘柄の石炭の配合割合を調整することにより、特定銘柄の石炭を粉砕後に配合炭全体のコークス炉での装入密度を所定値以上とすることが好ましい。例えば、粗大イナート組織の累積体積比が上記基準値以上の銘柄の石炭を微粉砕することにより配合炭全体のコークス炉での装入密度が低下するが、他の上記基準値未満の銘柄の石炭を粉砕しないか、または、粗粉砕することにより、配合炭全体の装入密度または粒度を所定範囲内に確保することができる。
【００７１】
なお、コークス炉での配合炭全体の装入密度（または粉砕後の配合炭粒度）の基準値は、従来から知られているコークス強度と装入密度（または粉砕後の配合炭粒度）との関係から設定できる。
【００７２】
なお、粗大イナート組織の累積体積比が上記基準値以上の銘柄の石炭を微粉砕した後、上記基準値未満の粗粉砕した銘柄の石炭と配合せずに単味で乾留しても高強度コークスを得ることができる場合は、微粉砕した石炭のみを乾留しても良い。
【００７３】
微粉砕は、装入密度低下を招き、コークス強度低下の要因として作用するため、微粉砕による強度向上効果と装入密度低下効果の両方を考慮して、微粉砕した石炭のみを装入して乾留するか、粗粉砕した銘柄の石炭と組み合わせて配合して乾留するかを適宜選択するのが好ましい。
【００７４】
次に、石炭（原炭）の粉砕条件を決定するための具体的な方法について説明する。
【００７５】
本発明において、石炭（原炭）の粉砕により、石炭中またはコークス中の＋１．０ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比を基準値未満に低減するが、この基準値は、石炭の銘柄や性状によって異なるので、あらかじめ、銘柄別又はグループ別に、粗大イナート組織の累積体積比とコークス強度との関係を求めておき、これに基づき上記基準値を設定する。
【００７６】
通常、上記関係は、図６に模式的に示すように、コークス強度は、粗大イナート組織の累積体積比（Ｚ）の増大に伴い、ほぼ直線的に減少するから、基準値は、例えば、粗大イナート組織の累積体積比の低減幅（Ｘ1−Ｘ2＝ΔＺ）とコークス強度（ＤＩ）の向上幅（DI2−DI1＝ΔDI）に基づいて、以下のように設定することができる。
【００７７】
図７に、粗大イナート組織の累積体積比（横軸）が異なる複数銘柄の石炭を用いて、これらを粉砕した後の３ｍｍ以下の石炭の質量比を、例えば、８０％から９０％に変化させた場合（この変化（増加）で、粗大イナート組織の低減程度がわかる。）のコークス冷間強度（ＤＩ）の変化（すなわち、３ｍｍ以下が９０％の石炭を乾留して得られたコークスのＤＩと、３ｍｍ以下が８０％の石炭を乾留して得られたコークスのＤＩの差：ΔＤＩ150／15、縦軸）を調査した結果を示す。
【００７８】
この図から、ある銘柄の石炭における粗大イナート組織の累積体積比を境に、粉砕による強度ＤＩ変化（ΔＤＩ150／15）が急激に大きくなることが解かる。このような粗大イナート組織の累積体積比の境を、所定のコークス強度向上効果が得られるための基準値（臨界値）とする。
【００７９】
すなわち、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭においては、石炭の粉砕による粗大イナート組織の累積体積比の低減によるコークス強度の増大量（向上幅）が大きく、一方、粗大イナート組織の累積体積比が基準値未満の銘柄の石炭においては、粗大イナート組織の累積体積比の低減によるコークス強度の増大量（向上幅）は小さい。
【００８０】
このように、粗大イナート組織の累積体積比と石炭中３ｍｍ以下の質量比の所定範囲内におけるコークス強度の変化量との関係から、石炭の粗大イナート組織の累積体積比の低減（石炭の微粉砕強化）によりコークス強度の増大量が大きく変化するような粗大イナート組織の累積体積比の臨界値を上記基準値として採用することができる。
【００８１】
なお、上記図７においては、粉砕による石炭中の粗大イナート組織の累積体積比低減に対するコークス強度向上量を評価するに当たって、その石炭粉砕粒度として３ｍｍ以下の質量比を用いたが、これに代えて６．７ｍｍ以上の質量比を採用し、同様な関係グラフを作成し基準値を決めることもできる。なお、石炭粉砕粒度として３ｍｍ以下の質量比は、通常のコークス製造操業において、原料の均一化または装入密度とコークス強度との関係から所定コークス強度を維持するための管理指標として用いられている。
【００８２】
一方、上述のように＋１．０ｍｍの粗大イナート組織は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳＺ８８０１、網ふるい）における篩目で６．７ｍｍ以上の粒径の石炭（原炭）に濃縮されているため、粉砕による石炭中の粗大イナート組織低減に対するコークス強度向上量をより高い精度および信頼性をもって評価するために、粉砕石炭中の６．７ｍｍ以上の質量比を採用する方が好ましい。
【００８３】
石炭粉砕粒度として６．７ｍｍ以上の質量比を採用して上記図７の関係グラフを作成する場合には、石炭中粗大イナート組織の累積体積比（横軸）が異なる複数銘柄の石炭を用いて、石炭粉砕後の６．７ｍｍ以上の質量比を１０％から３％に変化させた場合（この変化（減少）で、石炭中粗大イナート組織の低減程度がわかる。）のコークス冷間強度（ＤＩ）の変化（すなわち、６．７ｍｍ以上が３％の石炭を乾留して得られたコークスのＤＩと、６．７ｍｍ以上が１０％の石炭を乾留して得られたコークスのＤＩの差：ΔＤＩ150／15、縦軸）から作成できる。
【００８４】
本発明の実施形態において、例えば、以下のようにして各銘柄の石炭粉砕条件を決定するための指標として、粗大イナート組織の累積体積比に関する基準値を設定することができる。
【００８５】
先ず、石炭中粗大イナート組織の累積体積比が異なる複数銘柄の石炭を用いて、粉砕後の石炭における３ｍｍ以下の質量比の所定範囲（Ｘ±α［％］）および石炭装入密度（Ｙ［乾炭ベース、ｔ／ｍ3］）が一定の条件で、図７に示すような粗大イナート組織の累積体積比と粉砕後の石炭における３ｍｍ以下の質量比の所定範囲（Ｘ±α［％］）内におけるコークス強度の変化量（ΔＤＩ150／15）との関係グラフを作成し、ΔＤＩ150／15が急激に変化した粗大イナート組織の累積体積比の臨界値を基準値とする。
【００８６】
ΔＤＩ150／15は、石炭装入密度Ｙ［乾炭ベース、ｔ／ｍ3］を一定条件とし、粉砕した後の石炭における３ｍｍ以下の質量比がＸ−α％の場合およびＸ＋α％の場合において、それぞれ乾留して得られたコークスの冷間強度（ＤＩ）を測定し、これらの差（ΔＤＩ150／15）をとることにより求められる。なお、上記αは、粉砕した後の石炭における３ｍｍ以下の質量比の中心値（Ｘ）に対する偏差を示すが、コークスの冷間強度（ＤＩ）の変化量（ΔＤＩ）が求まる範囲であれば、特に規定するものではない。
【００８７】
なお、上記の実施形態は、石炭粉砕粒度として、３ｍｍ以下の質量比の所定範囲（Ｘ±α［％］）を採用した例であるが、これに代えて６．７ｍｍ以上の質量比の所定範囲（Ｘ’±β［％］）を用いても良く、この場合、上述の通り、粉砕による石炭中粗大イナート組織低減に対して、コークス強度向上量をより高い精度および信頼性をもって評価できる。
【００８８】
この様に、各銘柄の石炭粉砕条件を決定するための指標となる、粗大イナート組織に関する基準値は、図７に示すような関係グラフでコークスの冷間強度（ＤＩ）の変化量（ΔＤＩ）が大きいところ、つまり、微粉砕（粗大イナート組織の低減）によるコークス強度の向上効果が小さい領域において粗大イナート組織の累積体積比が設定されるため、この基準値の設定に多少のばらつきがあっても、コークス強度の向上効果に与える影響は無視できる。
【００８９】
上記の通り、各銘柄の石炭粉砕条件を決定するための指標となる、粗大イナート組織の累積体積比に関する基準値は、粉砕した後の石炭粒度（３ｍｍ以下または６．７ｍｍ以上の質量比（ＸまたはＸ’））および石炭装入密度（Ｙ）［乾炭ベース、ｔ／ｍ3］によって変化するが、予め、少なくとも３条件以上の粉砕後の石炭粒度（３ｍｍ以下または６．７ｍｍ以上の質量比（ＸまたはＸ’））および石炭装入密度（Ｙ）［乾炭ベース、ｔ／ｍ3］における基準値との関係、すなわち図７に示すような関係グラフを求めておけば、上記基準値を前記ＸおよびＹを変数とする計算式を基に設定することが可能となる。
【００９０】
本発明者らの検討結果によれば、上記粗大イナート組織の累積体積比に関する基準値は以下のような式で表すことができる。
【００９１】
【数３】
ここで、Ｘは粉砕後の石炭における３ｍｍ以下または６．７ｍｍ以上の質量比（％）、Ｙは石炭装入密度（乾炭ベース、ｔ／ｍ3）、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ定数を示す。
【００９３】
上記ＸおよびＹにおいて、少なくとも３水準以上の条件でそれぞれ図７に示すような関係グラフを作成し、それぞれの粗大イナート量の基準値Ｚ（％）を予め求めておくことにより上記（１）式は決められる。
【００９４】
例えば、Ｘを３ｍｍ以下の質量比とし、その変化量（α）を５とし、水準１：Ｘ＝８０％、Ｙ＝０．８０、水準２：Ｘ＝８５％、Ｙ＝０．８５、水準３：Ｘ＝８２％、Ｙ＝０．８１の３水準における図７に示すような関係グラフから、発明者らが求めた上記（１）式の各定数は、ａ＝−０．４、ｂ＝２０、ｃ＝２７であった。
【００９５】
また、Ｘを６．７ｍｍ以上の質量比とし、その変化量（α）を２とし、水準１：Ｘ＝１０％、Ｙ＝０．８０、水準２：Ｘ＝６％、Ｙ＝０．８５、水準３：Ｘ＝８％、Ｙ＝０．８１の３水準における図７に示すような関係グラフから、発明者らが求めた上記（１）式の各定数は、ａ＝０．６、ｂ＝２０、ｃ＝−１１であった。
【００９６】
次に、上記基準値に基づいて各銘柄の石炭を所定粒度に粉砕する場合の実施形態として、その粉砕粒度範囲について説明する。
【００９７】
前記粉砕の第１の実施形態としては、前記基準値以上の粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比をＡ（％）、前記基準値未満の粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比をＢ（％）、粉砕した後の配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比をＬ（％）とする場合に、以下の関係を満足するように粉砕を行なう。
【００９８】
【数４】
前記粉砕の第２の実施形態としては、前記基準値以上の粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比をＡ’（％）、前記基準値未満の粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比をＢ’（％）、粉砕した後の配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比をＬ’（％）とする場合に、以下の関係を満足するように粉砕を行なう。
【０１００】
【数５】
上記（２）または（３）式により、様々な配合炭粒度、装入密度に応じて、粗大イナート組織の累積体積比に関する基準値を規定することが可能であり、微粉砕を強化すべき石炭と微粉砕しない又は粗粉砕すべき石炭を様々な操業条件に応じて容易に判別することが可能となる。
【０１０２】
Ａ＜Ｌ＋２、または、Ａ’＞Ｌ’−１の場合は、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭中、ひいては配合炭全体中の粗大イナート組織の累積体積比を十分に減らすことができないので、強度の高いコークスを得ることができにくくなり得る。一方、Ａ＞Ｌ＋１４、または、Ａ’＜Ｌ’−１０の場合は、著しく微粉砕する必要があり、粉砕によるコークス強度向上効果に比べて、微粉の発生に起因する発塵量増大、炉壁へのカーボン付着などの操業上の問題発生、電力コストの増加、時間あたりの処理量の低下などを考慮すると工業的に得策でないため、好ましくない。
【０１０３】
したがって、本発明では、上記（２）式において、Ｌ＋２≦Ａ≦Ｌ＋１４を満足するように、つまり、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭を粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比（Ａ）が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比（Ｌ）より２〜１４％多くなるように粉砕することを必要条件とする。
【０１０４】
または、上記（３）式において、Ｌ’−１０≦Ａ’≦Ｌ’−１を満足するように、つまり、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭を粉砕後、６．７ｍｍ以上の質量比（Ａ’）が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比（Ｌ’）より１〜１０％少なくなるように粉砕することを必要条件とする。
【０１０５】
また、Ｂ＞Ｌ−２、または、Ｂ’＜Ｌ’＋１の場合は、粗い石炭粒子が少ないため、配合炭の装入密度が大きく低下する可能性があるため、好ましくない。一方、Ｂ＜Ｌ−１４、または、Ｂ’＞Ｌ’＋１０の場合は、著しく粗い石炭粒子が多くなってしまい、コークス強度が低下し得るため好ましくない。
【０１０６】
したがって、本発明では、上記（２）式において、Ｌ−１４≦Ｂ≦Ｌ−２を満足するように、つまり、粗大イナート組織の累積体積比が基準値未満の銘柄の石炭を粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比（Ｂ）が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比（Ｌ）より２〜１４％少なくなるように粉砕することを必要条件とする。
【０１０７】
または、上記（３）式において、Ｌ’＋１≦Ｂ’≦Ｌ’＋１０を満足するように、つまり、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭を粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比（Ｂ’）が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比（Ｌ’）より１〜１０％多くなるように粉砕することを必要条件とする。
【０１０８】
また、配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比が７０％未満、または、配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比が１５％超になると、粗粒が多すぎて著しくコークス強度が低下する場合があるので、配合炭の目標とする所望の粉砕粒度は、配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比が７０％以上、または、配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比が１５％以下であることが好ましい。また、上限は特に規定するものではない。
【０１０９】
本発明においては、上記のように各銘柄の石炭毎に上記基準値に応じて粉砕する他、上記基準値以上の銘柄の石炭からなるグループと基準値未満の銘柄の石炭からなるグループの２つのグループに分け、グループ毎に上記基準値に応じて粉砕してもよい。
【０１１０】
また、石炭の銘柄によって石炭化度が異なり、これにより粉砕後の配合炭の粒度分布に少なからず影響を与える可能性が考えられる。この問題をなくすために、特に石炭化度が大きく異なる複数銘柄の石炭を、イナート組織の累積体積比によりグループ分けして粉砕する場合は、石炭化度も考慮してグループ化するのが好ましい。
【０１１１】
なお、一般に石炭化度を表す指標として、ビトリニットの最大反射率（Ｒ０、ＪＩＳ Ｍ８８１６）、揮発分（ＪＩＳ Ｍ８８１４）等が知られており、本発明においても石炭の石炭化度を測定する場合にこれらの方法を用いてもよいが、特に、ビトリニットの最大反射率または平均反射率を用いるのが好ましい。 次に、石炭の全膨張率を考慮した場合の粉砕方法について説明する。一般的に、石炭を細粒化すると膨張性が低下する。膨張性の高い石炭と低い石炭とを配合する実際のコークス製造プロセスにおいて、膨張性の高い石炭を極端に微粉砕すると配合炭全体の膨張性の低下を招き、著しくコークス強度を低下させる恐れがある。
【０１１２】
そこで、本発明者らが各銘柄の石炭の粗大イナート組織と、全膨張率（ＪＩＳＭ８８０１（１９９３））、３ｍｍ以下の質量比およびコークス強度の関係について検討した結果、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭のうちで、石炭の全膨張率が３５体積％以上の銘柄の石炭を粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比Ｃ（％）または６．７ｍｍ以上の質量比Ｃ’（％）、粉砕した後の配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比をＬ（％）または６．７ｍｍ以上の質量比Ｌ’（％）とする場合に、以下の（４）式または（５）式を満足するように粉砕を行なうとコークス強度がより向上することを見出した。
【０１１３】
【数６】
【数７】
Ｃ＜Ｌ＋２、または、Ｃ’＞Ｌ−１の場合は、上記コークス強度の向上効果を充分発揮することができなくなるため好ましくない。一方、Ｃ＞Ｌ＋４、または、Ｃ’＜Ｌ’−４の場合は、膨張性が大きく低下しコークス強度が低下するため好ましくない。
【０１１６】
よって、本発明において粗大イナート組織の累積体積比が基準値以上の銘柄の石炭のうちで、全膨張率が３５％以上の銘柄の石炭を粉砕する際に、上記（４）式において、Ｌ＋２≦Ｃ≦Ｌ＋１４を満足するように、つまり、当該銘柄の石炭を粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比（Ｃ）が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比（Ｌ）より２〜４％多くなるように粉砕することが好ましい。
【０１１７】
または、上記（５）式において、Ｌ’−４≦Ｃ’≦Ｌ−１を満足するように、つまり、当該銘柄の石炭を粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比（Ｃ’）が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比（Ｌ’）より１〜４％少なくなるように粉砕することが好ましい。
【０１１８】
【実施例】
（実施例１）
石炭中の粗大イナート組織に起因するコークス中の粗大イナート量の測定を目的として、あらかじめ配合前の各銘柄の石炭を３ｍｍ以下の質量比は８５％、装入密度（乾炭）は０．８５（ｔ／ｍ3）の一定条件で乾留炉に装入し乾留することによりコークスを製造した。その結果から、図７と同様な粗大イナート量（１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の体積比）とコークス強度の変化量ΔＤＩ150／15の関係グラフを作成し、ΔＤＩの大きい点（粗大イナート組織の体積比）を粗大イナート量の基準値として確認したところ、その基準値は１０％であった。
【０１１９】
コークス中の１ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比（粗大イナート量）が基準値（１０％）以上かつ全膨張率が３５体積％以上の石炭Ａ、粗大イナート量が基準値（１０％）以上かつ全膨張率が３５体積％未満の石炭Ｂ、粗大イナート量が基準値（１０％）未満の石炭Ｃを、所定の粒度に粉砕した後、質量ベースでＡ：Ｂ：Ｃ＝１：１：１となるように配合して、配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比が７７％になるようにした。その後、配合炭を実炉をシミュレートできる乾留炉に装入しコークスを製造し、乾留後のコークスのドラム強度ＤＩ150／15（ドラム１５０回転後に残った粒径１５ｍｍ以上の粒子の割合；ＪＩＳ Ｋ２１５１（１９９３））を測定した。Ａ、Ｂ、Ｃの石炭性状（粗大イナート量（１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比）、全膨張率、トータルイナート（全てのイナート組織の累積体積比））を表１に、石炭Ａ，石炭Ｂ，石炭Ｃ、およびこれらの石炭からなる配合炭における粉砕後の３ｍｍ以下の質量比を表２に示す。
【０１２０】
また、本発明範囲内または範囲外の各条件でおこなった実施例および比較例により得られたコークスのドラム強度ＤＩ150／15を図８に示す。
【０１２１】
【表１】
【表２】
実施例１は、粗大イナート量が基準値（１０％）以上の石炭Ａ、Ｂを配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比よりも６％大きな８３質量％になるように微粉砕し、粗大イナート量が基準値（１０％）未満の石炭Ｃを配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比よりも１２％小さな６５質量％になるように粗粉砕した例である。
【０１２４】
実施例２は、実施例１の粗大イナート量が基準値（１０％）以上の石炭のうち、全膨張率が３５％以上の石炭Ａを配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比よりも２％大きな７９質量％になるように微粉砕し、全膨張率が３５％未満の石炭Ｂを配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比よりも１０％大きな８７質量％になるように微粉砕し、粗大イナート量が基準値（１０％）未満の石炭Ｃを配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比よりも１２％小さな６５質量％になるように粗粉砕した例である。
【０１２５】
比較例１は、石炭Ａ、Ｂ、Ｃともに３ｍｍ以下の質量比を７７％に粉砕した例である。
【０１２６】
比較例２では、トータルイナートを粉砕条件決定の基準に用い、トータルイナートの大きな石炭Ｃの３ｍｍ以下の質量比が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比よりも１０％大きな８７質量％になるように微粉砕し、トータルイナートの小さな石炭Ａ、Ｂの３ｍｍ以下の質量比が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比よりも５％小さな７２質量％になるように粗粉砕した例である。
【０１２７】
図８に示すように、実施例のコークスはいずれも、比較例のコークスよりも明らかに高いＤＩ150／15を示す。そして、実施例１のコークスよりも実施例２のコークスの方がより高いＤＩ150／15を示す。以上より本発明の明確な効果を確認した。
【０１２８】
また比較例２では比較例１に比べて強度が低下しており、トータルイナートを粉砕条件決定の基準に用いると強度が低下する恐れがあることを確認した。
【０１２９】
（実施例３）
石炭中の粗大イナート組織に起因するコークス中の粗大イナート量の測定を目的として、あらかじめ配合前の各銘柄の石炭を６．７ｍｍ以上の質量比は７％、装入密度（乾炭）は０．７９（ｔ／ｍ3）の一定条件で乾留炉に装入し乾留することによりコークスを製造した。その結果から、石炭粉砕粒度として６．７ｍｍ以上の質量比を採用し、図７と同様な粗大イナート量（１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の体積比）とコークス強度の変化量ΔＤＩ150/15の関係グラフを作成し、ΔＤＩの大きい点（粗大イナート組織の体積比）を粗大イナート量の基準値として確認したところ、その基準値は９％であった。
【０１３０】
コークス中の１ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比（粗大イナート量）が基準値（９％）以上かつ全膨張率が３５体積％以上の石炭Ｄ、粗大イナート量が基準値（９％）以上かつ全膨張率が３５体積％未満の石炭Ｅ、粗大イナート量が基準値（９％）未満の石炭Ｆを所定の粒度に粉砕した後、質量ベースでＤ：Ｅ：Ｆ＝１：１：１となるように配合して、配合炭全体の６．７ｍｍ以上質量比が７％になるようにした。その後、配合炭を実炉をシミュレートできる乾留炉に装入しコークスを製造し、乾留後のコークスのドラム強度ＤＩ150／15（ＪＩＳ Ｋ２１５１（１９９３））を測定した。Ｄ、Ｅ、Ｆの石炭性状（粗大イナート量（１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比）、全膨張率、トータルイナート（全てのイナート組織の累積体積比））を表３に、石炭Ｄ，石炭Ｅ，石炭Ｆ、およびこれらの石炭からなる配合炭における粉砕後の６．７ｍｍ以上の質量比を表４に示す。また、本発明範囲内または範囲外の各条件でおこなった実施例および比較例で得られたコークスのドラム強度ＤＩ150／15を表４に示す。
【０１３１】
【表３】
【表４】
実施例３は、粗大イナート量が基準値（９％）以上の石炭Ｄ、Ｅを配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比よりも２％小さな５質量％になるように微粉砕し、粗大イナート量が基準値（９％）未満の石炭Ｆを配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比よりも４％大きな１１質量％になるように粗粉砕した例である。
【０１３４】
実施例４は、粗大イナート量が基準値（９％）以上の石炭のうち全膨張率が３５％以上の石炭Ｄを配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比よりも１％小さな６質量％になるように微粉砕し、全膨張率が３５％未満の石炭Ｅを配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比よりも３％小さな４質量％になるように微粉砕し、粗大イナート量が基準値（１０％）未満の石炭Ｆを配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比よりも４％大きな１１質量％になるように粗粉砕した例である。
【０１３５】
比較例３は、石炭Ｄ、Ｅ、Ｆともに６．７ｍｍ以上の質量比を７％に粉砕した例である。
【０１３６】
表４に示すように、実施例のコークスはいずれも、比較例のコークスよりも明らかに高いコークスのドラム強度ＤＩ150／15を示す。そして、実施例３のコークスよりも実施例４のコークスの方がより高いＤＩ150／15を示す。以上より本発明の明確な効果を確認した。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明によれば、コークス強度の低下をもたらす粗大なイナート組織の累積体積比を低減して、使用する石炭銘柄および配合比率を変えることなく、また、石炭装入密度を低下させることなく、強度の高いコークスを得ることが可能な高強度コークスの製造方法を提供することができる。
【０１３８】
したがって、本発明を用いれば、安価かつ低品位である非微粘結炭の使用比率を上昇させても、良好なコークス強度が維持できるため、コークスの製造費を低減できるという顕著な効果をもたらす
【図面の簡単な説明】
【図１】 コークス中に存在するイナート組織とその周辺の組織を示す図である。
【図２】 ＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比とコークス強度（ＤＩ）との関係を示す図である。
【図３】 ＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比は一定とし、コークス中の総イナート比率を変えた場合の、コークス強度（ＤＩ）を示す図である。
【図４】 コークス中の＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の存在量（比）の低減前後の対比で、イナート組織の存在態様とコークス強度（ＤＩ）との対応関係を示す図である。
【図５】 粉砕前の石炭粒度（原炭粒度）と、総イナート比率、及び、＋１．５ｍｍのイナート組織の累積体積比との関係を示す図である。
【図６】 粗大イナート組織の累積体積比とコークス強度との関係を模式的に示す図である。
【図７】 粗大イナート組織の累積体積比（横軸）が異なる複数銘柄の石炭を用い、粉砕後の石炭粒度において、３ｍｍ以下の微粉の質量比を８０％から９０％に変化させた場合における変化を示す図である。
【図８】 本発明の実施例および比較例におけるコークスのドラム強度の測定結果を示した図である。
Claims (5)
- １種または２種以上の異なる銘柄の石炭からなる配合炭をコークス炉に装入後、乾留してコークスを製造する方法において、
（Ａ）石炭中の絶対最大長さで１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比が異なる複数銘柄の石炭を用いて、粉砕後の石炭における３ｍｍ以下の質量比の所定範囲（Ｘ±α［％］、なお、αは中心値（Ｘ）に対する偏差を示す）および石炭装入密度（Ｙ［乾炭ベース、ｔ／ｍ ３ ］）が一定の条件で、粉砕した後の石炭における３ｍｍ以下の質量比がＸ−α％の場合およびＸ＋α％の場合において、それぞれ乾留して得られたコークスの冷間強度（ＤＩ）を測定し、これらの差から粉砕後の石炭における３ｍｍ以下の質量比の所定範囲（Ｘ±α［％］）内におけるコークス強度の変化量（ΔＤＩ１５０／１５）を求め、
（Ｂ）複数銘柄の石炭中の絶対最大長さで１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比と、粉砕後の石炭における３ｍｍ以下の質量比の所定範囲（Ｘ±α［％］）内におけるコークス強度の変化量ΔＤＩ１５０／１５との関係において、該ΔＤＩ１５０／１５が急激に変化した前記粗大イナート組織の累積体積比の臨界値を基準値Ｚとし、
（Ｃ）該基準値Ｚ以上の前記粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を、粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比より２〜１４％多くなるように粉砕し、かつ、前記基準値Ｚ未満の前記粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を、粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比より２〜１４％少なくなるように粉砕し、かつ該粉砕後の各銘柄の石炭を配合して得られる配合炭全体の粒度が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比が７０％以上になるように配合することを特徴とする高強度コークスの製造方法。 - １種または２種以上の異なる銘柄の石炭からなる配合炭をコークス炉に装入後、乾留してコークスを製造する方法において、
（Ａ）石炭中の絶対最大長さで１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比が異なる複数銘柄の石炭を用いて、粉砕後の石炭における６．７ｍｍ以上の質量比の所定範囲（Ｘ’±β［％］、なお、βは中心値（Ｘ’）に対する偏差を示す）および石炭装入密度（Ｙ［乾炭ベース、ｔ／ｍ ３ ］）が一定の条件で、粉砕した後の石炭における６．７ｍｍ以上の質量比がＸ’−β％の場合およびＸ’＋β％の場合において、それぞれ乾留して得られたコークスの冷間強度（ＤＩ）を測定し、これらの差から粉砕後の石炭における６．７ｍｍ以上の質量比の所定範囲（Ｘ’±β［％］）内におけるコークス強度の変化量（ΔＤＩ１５０／１５）を求め、
（Ｂ）複数銘柄の石炭中の絶対最大長さで１．０ｍｍ以上の粗大イナート組織の累積体積比と、粉砕後の石炭における６．７ｍｍ以上の質量比の所定範囲（Ｘ’±β［％］）内におけるコークス強度の変化量ΔＤＩ１５０／１５との関係において、該ΔＤＩ１５０／１５が急激に変化した前記粗大イナート組織の累積体積比の臨界値を基準値Ｚとし、
（Ｃ）該基準値Ｚ以上の前記粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比より１〜１０％少なくなるように粉砕し、かつ、前記基準値Ｚ未満の前記粗大イナート組織の累積体積比を有する銘柄の石炭を、粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比より１〜１０％多くなるように粉砕し、かつ該粉砕後の各銘柄の石炭を配合して得られる配合炭全体の粒度が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比が１５％以下になるように配合することを特徴とする高強度コークスの製造方法。 - 前記（Ｃ）において、前記基準値以上の前記粗大イナート組織の累積体積比を有し、かつ、全膨張率が３５体積％以上である銘柄の石炭を、粉砕した後の３ｍｍ以下の質量比が配合炭全体の３ｍｍ以下の質量比より２〜４％多くなるように粉砕することを特徴とする請求項１に記載の高強度コークスの製造方法。
- 前記（Ｃ）において、前記基準値以上の前記粗大イナート組織の累積体積比を有し、かつ、全膨張率が３５体積％以上である銘柄の石炭を、粉砕した後の６．７ｍｍ以上の質量比が配合炭全体の６．７ｍｍ以上の質量比より１〜４％少なくなるように粉砕することを特徴とする請求項２に記載の高強度コークスの製造方法。
- 前記基準値が下記（１）式で示されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の高強度コークスの製造方法。
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