JP4147986B2 - 石炭のコークス強度の測定方法及びコークスの製造方法 - Google Patents
石炭のコークス強度の測定方法及びコークスの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4147986B2 JP4147986B2 JP2003070766A JP2003070766A JP4147986B2 JP 4147986 B2 JP4147986 B2 JP 4147986B2 JP 2003070766 A JP2003070766 A JP 2003070766A JP 2003070766 A JP2003070766 A JP 2003070766A JP 4147986 B2 JP4147986 B2 JP 4147986B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coal
- coke
- strength
- blended
- coke strength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Coke Industry (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の品位のコークスを得る製鉄用コークスの製造技術において、石炭の品質、特に乾留後のコークス強度を測定する方法に関する。また本発明は、この測定方法を用いたコークスの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
高炉による製鉄に必要なコークス製造において、特に重要な品質制御項目はコークスの強度である。コークス強度が向上すれば、高炉操業を安定して行うことができる。高価な強粘結炭を多量に配合すればコークス強度は向上するが、コークス製造コストがアップする。一方安価な非微粘結炭の配合割合を増やせば、コストは下がるが、コークス強度は低下する。
【0003】
ところで現状のコークスは、一般に十数種類の銘柄の石炭を配合して製造している。製造する際には、コークス品質(特に強度)にバラツキが出ないようにすることが大事である。強度などにバラツキがあると、高炉に要求されるコークス強度目標に対して安全係数を見込んで高価な粘結炭を多めに配合することになり、製造コストがアップする。
【0004】
コークス強度のバラツキを低減する上では、理想的には配合時の石炭の銘柄比率を常時同じにすることが望ましい。しかし配合銘柄及び配合割合を常時一定とする操業は、石炭の需給上困難である。そこで石炭品質(性状)を予め分析により評価しておき、銘柄切り替え時には類似した石炭品質を有する銘柄を用いる。または石炭品質とコークスの強度との間の相関関係を調べておき、銘柄切り替え時にはこの相関関係を利用して配合銘柄と配合割合を決めるという方法が採られている。
【0005】
相関関係を利用してコークス強度を推定する際には、石炭性状に関するものとして、例えば配合する石炭の石炭化度パラメータ、粘結性パラメータ、不活性成分パラメータを測定して組み合わせることが行なわれる。これらのパラメータは一般的に以下のように評価される。すなわち、石炭化度パラメータは、石炭の成熟度を表すビトリニットの平均反射率(Ro)で評価される。粘結性パラメータは、石炭の軟化溶融性を表すギーセラー最高流動度(MF)で評価される。不活性成分パラメータは、石炭組織分析より得られるトータルイナート(TI)量で評価される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このうち、不活性成分パラメータを表すトータルイナート(TI)量は、偏光顕微鏡を用いて測定される。このようなトータルイナート(TI)量は、石炭中のイナート量のみを評価しており、イナートの性質を評価できていない。
【0007】
そのため、コークス強度を正確に推定することができず、所定強度以上のコークスを製造する場合は、推定値のばらつき(α)を加味して、所定強度+αのコークス強度になるように原料炭を配合している。
【0008】
本発明においては、コークスの強度を正確に推定することが可能なコークス強度の測定方法、およびこの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。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するには、配合炭の個々の石炭(原料炭)について、石炭中の組織を構成する芳香族縮合環の構造状態についての情報を得て、この情報とコークス強度との関係を用いて、以降、配合割合からコークス強度を正確に推定すれば良い。
【0010】
すなわち、配合炭を構成する原料炭の少なくとも1つについて石炭中の組織毎の芳香族縮合環の状態を評価し、該評価結果と配合炭を乾留した後のコークス強度との関係を求め、この関係を用いて配合炭のコークス強度を配合割合から推定する、コークス強度の測定方法により、上述した課題を解決できる。
【0011】
石炭をけずって断面にすると、石炭をイナート成分の組織、溶融成分の組織等に分けることができる。これら組織毎の芳香族縮合環の状態を評価すれば、組織を無視して断面全体の芳香族縮合環の状態を評価する場合に比べ、コークス強度を正確に推定することができる。
【0012】
本発明は、石炭中の組織毎の芳香族縮合環の状態に基づいて、トータルイナート量を補正し、トータルイナート量の補正値と配合炭を乾留した後のコークス強度との関係を求め、この関係を用いて配合炭のコークス強度を配合割合から推定することに特徴を有する。
【0013】
芳香族縮合環の状態に基づいてトータルイナート量を補正することで、トータルイナート量のみを評価するだけでなく、イナートの性質をも評価することができ、コークス強度を正確に推定することができる。
【0014】
芳香族縮合環の状態についての情報は、レーザーラマン分光分析を用いることができる。レーザー光を絞ることで石炭中の組織毎の情報を得ることができる。
【0015】
また、本発明は、(a)原料炭について、石炭中の組織毎の芳香族縮合環の状態に基づいて、トータルイナート量を補正する工程と、(b)トータルイナート量の補正値に基づいて原料炭を選別する工程と、(c)選別した原料炭を配合して配合炭を作製する工程と、(d)配合炭を乾留してコークスを作製する工程とを備えることを特徴とするコークスの製造方法としても構成することができる。
【0016】
この発明によれば、コークス製造のための配合管理を容易にすることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。まず、レーザーラマン分光分析法による評価方法について説明する。
【0018】
<レーザーラマン分光分析法による評価方法>
本発明者らは、様々な石炭についてレーザーラマンスペクトルを測定し、石炭の分子構造を調査・検討した。その結果、レーザーラマンスペクトルのピークの特性値たとえば半値幅が、石炭の種類(銘柄)によって変わり、石炭分子の構造を反映するものであることを見出している。ピークとしては、波長1600cm-1付近に位置するGバンドピーク、または波数1400cm-1付近に位置するDバンドピークを用いる。Gバンドピークは炭素の二重結合であるsp2結合に起因するため石炭のグラファイト構造に由来し、石炭分子中の芳香族縮合環の骨格構造の性質を表わす。またDバンドピークは本来石炭の無秩序な構造に由来するものであるが、やはり石炭分子の構造についての情報をもたらすことを見出している。
【0019】
これらのピーク比(R値=D/G)が小さいほど、骨格構造の完全性が増す。ピーク比はG,Dバンドピークの高さ比でもいいし、面積比でも構わない。石炭中のイナート成分の組織についてみると、骨格構造の完全性が高いものは軟化溶融性が低く、このようなイナートを含んだ石炭を配合すると、配合炭を乾留して得たコークス強度が低下することを見いだしている。このように、イナート成分のR値と乾留後のコークス強度との間には相関関係があり、この関係を用いれば、以後配合割合からコークス強度を正確に推定することができる。以下、評価手順について具体的に説明する。
【0020】
(1)まず、配合炭を構成する個々の銘柄の石炭(原料炭)についてレーザーラマン分光分析法によるスペクトルを測定する。レーザーラマンスペクトルは、一般に市販されている分光器により得ることができる。レーザーの種類はとくに限定されるわけではなく、Arレーザー、He−Neレーザーなどを用いることができる。
【0021】
図1に、レーザーラマンスペクトルの一例を示す。図1の横軸はレーザーの波数(cm-1)であり、縦軸はラマン強度である。図1に示すように、ラマンスペクトルは、波数1600cm-1付近のGバンドピーク、および波数1400cm-1付近のDバンドピークを含む。
【0022】
スペクトルの測定は石炭中の組織毎に行う。この実施形態では、石炭中のイナート成分の組織のみについてスペクトルの測定を行う。
【0023】
(2)手順(1)で求めたレーザーラマンスペクトルから、個々の銘柄の石炭について、例えばGバンドピークの面積とDバンドピークの面積を以下のようにして求めることができる。すなわち図1に示したように、Gバンドピークの高波数側とDバンドピークの低波数側に接線を引きベースラインAを定める。更に、Gバンドピークの高波数側とGバンドピークとDバンドピークの谷の部分に接線を引きベースラインBを定める。R値は以下の式によって計算される。
【0024】
【数1】
R値={(Gバンドピーク,Dバンドピーク,ベースラインAで囲まれる面積)−(Gバンドピーク,ベースラインBで囲まれる面積)}/(Gバンドピーク,ベースラインBで囲まれる面積)
【0025】
これらの作業は測定データの信号処理などによって行うことができる。
【0026】
(3)石炭銘柄の種類および/または配合割合の異なる複数の配合炭を作製する。各配合炭のトータルイナート(TI)量に代わる値を補正TI*として、手順(2)で求めた個々の銘柄のイナート成分のR値と個々の石炭のトータルイナート(TI)量から、下式(1)に従って足し合わすことによって算出することができる。
【0027】
【数2】
補正TI*(配合炭)=ΣWi・TIi/R値i………………(1)
ここで、補正TI*(配合炭)は配合炭の補正TIであり、Wiはi銘柄の石炭の配合割合(率)であり、TIi,R値iはi銘柄のイナート成分量,イナート成分のR値である。
【0028】
このように本実施形態においては、配合炭の補正TI*は、直接TI測定,ラマンスペクトルを測定しなくても個々の銘柄のトータルイナート(TI)量と石炭中イナート成分のR値から求めることができる。
【0029】
(4)次に、手順(3)で作製した各配合炭を乾留してコークスを製造し、それぞれのコークスについて強度を測定する。強度測定は、例えばJISK2151に示されたドラム強度測定に準拠して行う。
【0030】
(5)手順(3)で求めた各配合炭のイナート成分の補正TI*と、手順(4)で測定した各コークスの強度とから、補正TI*とコークス強度との間の相関関係を作図などによって求める。
【0031】
(6)手順(5)で求めた相関関係を用いて、以後は着目する配合炭について、その配合割合のみから乾留後のコークス強度を正確に推定することができる。すなわち、配合割合と個々の銘柄のトー夕ルイナート(TI)量と手順(1)で求めた個々の銘柄の石炭中イナート成分のR値とから、前式(1)に従って配合炭の補正TI*を算出する。そして、算出した配合炭の補正TI*から、手順(5)で求めた相関関係に基づいて、乾留後のコークスの強度を正確に推定することができる。
【0032】
なお、各原料炭についての本実施形態の測定結果に基づいてコークスを製造すれば、コークスの製造コストを下げることができる。具体的には、原料炭について石炭中イナート成分の芳香族縮合環の骨格構造を評価して、この評価結果を用いて原料炭を選別し、選別した原料炭から配合炭を作製し乾留してコークスを製造する。本実施形態を用いれば、製造後のコークス強度を正確に推定できるため、必要な強度を確保するために安全係数を見込んでイナート成分の少ない銘柄を配合するという必要がない。そのためイナート成分量が多い原料炭を使用でき、コークスの製造コストが下がる。
【0033】
また、供給元から購入した後の原料炭について本実施形態の測定方法を適用するだけでなく、供給元から購入する前の原料炭について本実施形態の測定方法を適用して、購入する前に原料炭の選別を行っても良い。
【0034】
【実施例】
(実施例1)
20銘柄(A炭〜T炭)を混合して複数の配合炭を作製し、各配合炭からコークスを作製した。そして、各配合炭の補正TI*とコークス強度との間の相関関係を求めた。
【0035】
まず、各銘柄の石炭について、トータルイナート(TI)量と、以下のようにしてイナート成分のR値を測定した。各石炭を1mmアンダーに粉砕し、エポキシ樹脂に埋め込み、成型したのち、通常の方法により研磨して、ラマンスペクトル測定用試料とした。日本分光工業(株)製のNR−2000型レーザーラマン分光光度計を用い、Arイオンレーザー(波長514.5nm、レーザーパワー0.1mW、レーザースポット径40μm)によって、石炭中のイナート成分に由来するスペクトルを得た。なお、イナート成分の識別には偏光顕微鏡を用いた。
【0036】
表1に、A炭〜T炭の各銘柄について測定したイナート成分のR値を示す。
【0037】
【表1】
【0038】
次に、20銘柄の石炭を表2に示す割合で配合して、複数の配合炭を作製した。そして、各配合炭について缶焼試験を行った。すなわち、炉温1100℃のコークス炉の中で7時間の乾留を実施したのち、炉から出して散水して消火した。配合炭の充填密度は0.8T/m3とした。こうしてコークスを作製したのち、JISに準拠してコークスドラム強度(DI30 15)を測定した。
【0039】
【表2】
【0040】
表3に、前式(1)に従って計算された各配合炭についての補正TI*、および各配合炭から作製されたコークスのドラム強度を示す。
【0041】
【表3】
【0042】
(比較例1)
表2の配合炭について、以下の式により配合TI*を計算した。
【0043】
【数3】
TI*(配合炭)=ΣWi・TIi………………………(2)
【0044】
そして、各配合炭のTI*とコークス強度との間の相関関係を求めた。
【0045】
実施例1で用意したA炭〜T炭の石炭のトータルイナート量を使用した。
【0046】
図2に、実施例1および比較例1で測定した各配合炭の補正TI*およびTI*と、各配合炭のコークス強度との間の相関関係を示す。図2の横軸は各配合炭のコークス強度DI30 15であり、左側の縦軸は各配合炭の補正TI*、右側の縦軸は各配合炭のTI*である。表4に補正TI*およびTI*とコークス強度の相関係数を示す。
【0047】
【表4】
【0048】
表4から明らかなように、本実施例による補正TI*とコークス強度との間の方が良好な相関関係を有している。この相関関係を用いればコークス強度を高精度で推定できることが明らかであり、本発明の効果が確認された。
【0049】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば石炭中イナート成分の骨格構造を評価でき、石炭評価精度の向上、およびコークス強度推定精度の向上が図れる。従って、コークス強度を確保するために安全係数を見込んで非微粘結炭を少なめに配合するという必要がない。その結果、イナート成分量が多い原料炭を使用でき、コークスの製造コストが下がるという経済的効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 石炭のレーザーラマンスペクトルの一例を示す図。
【図2】 実施例1及び比較例1で得られた補正TI*及びTI*とコークスドラム強度との間の関係を示す図。
Claims (3)
- 配合炭を構成する原料炭の少なくとも1つについて石炭中の組織毎の芳香族縮合環の状態に基づいて、トータルイナート量を補正し、
トータルイナート量の補正値と配合炭を乾留した後のコークス強度との関係を求め、
この関係を用いて配合炭のコークス強度を配合割合から推定することを特徴とするコークス強度の測定方法。 - 前記原料炭についての評価を、石炭中の組織毎にレーザーラマン分光分析法により得られるピークの特性値を用いて行うことを特徴とする請求項1に記載のコークス強度の測定方法。
- (a)原料炭について、石炭中の組織毎の芳香族縮合環の状態に基づいて、トータルイナート量を補正する工程と、
(b)トータルイナート量の補正値に基づいて原料炭を選別する工程と、
(c)選別した原料炭を配合して配合炭を作製する工程と、
(d)配合炭を乾留してコークスを作製する工程とを備えることを特徴とするコークスの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003070766A JP4147986B2 (ja) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | 石炭のコークス強度の測定方法及びコークスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003070766A JP4147986B2 (ja) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | 石炭のコークス強度の測定方法及びコークスの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004279206A JP2004279206A (ja) | 2004-10-07 |
JP4147986B2 true JP4147986B2 (ja) | 2008-09-10 |
Family
ID=33287433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003070766A Expired - Fee Related JP4147986B2 (ja) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | 石炭のコークス強度の測定方法及びコークスの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4147986B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5716271B2 (ja) * | 2009-10-22 | 2015-05-13 | Jfeスチール株式会社 | 冶金用コークスの製造方法 |
JP5895963B2 (ja) * | 2013-04-09 | 2016-03-30 | Jfeスチール株式会社 | 石炭間の接着性の評価方法、コークス強度の推定方法、コークス製造用石炭の配合方法、コークス製造用石炭の選定方法、及びコークスの製造方法 |
JP5910659B2 (ja) * | 2013-04-09 | 2016-04-27 | Jfeスチール株式会社 | 配合炭の製造方法及びそれを用いたコークスの製造方法 |
JP5854075B2 (ja) * | 2013-04-09 | 2016-02-09 | Jfeスチール株式会社 | コークス製造用石炭の配合方法、及びコークスの製造方法 |
JP6342280B2 (ja) * | 2014-09-25 | 2018-06-13 | 関西熱化学株式会社 | 石炭における高輝度成分を識別する方法、装置及びコンピュータプログラム。 |
JP7056275B2 (ja) * | 2018-03-19 | 2022-04-19 | 三菱ケミカル株式会社 | コークスの分析方法 |
US20220290054A1 (en) * | 2019-10-28 | 2022-09-15 | Jfe Steel Corporation | Method of estimating surface tension of coal inert material, method of estimating surface tension of coal, and method of producing coke |
KR102376263B1 (ko) * | 2020-07-16 | 2022-03-21 | 현대제철 주식회사 | 라만 스펙트럼을 이용한 고로 미분탄의 연소특성 평가방법 |
-
2003
- 2003-03-14 JP JP2003070766A patent/JP4147986B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004279206A (ja) | 2004-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4385816B2 (ja) | 配合炭のコークス強度推定方法及びコークスの製造方法 | |
JP4147986B2 (ja) | 石炭のコークス強度の測定方法及びコークスの製造方法 | |
JP4547766B2 (ja) | 石炭のコークス強度の測定方法およびコークスの製造方法 | |
JP2005281355A5 (ja) | ||
JP6856178B2 (ja) | 石炭の評価方法及び配合炭の調製方法並びにコークスの製造方法 | |
JP2007262296A (ja) | 冶金用コークスの製造方法 | |
JP5895963B2 (ja) | 石炭間の接着性の評価方法、コークス強度の推定方法、コークス製造用石炭の配合方法、コークス製造用石炭の選定方法、及びコークスの製造方法 | |
JP2000356633A5 (ja) | ||
JP6323610B2 (ja) | 石炭の評価方法及びコークスの製造方法 | |
JP5655684B2 (ja) | 成形コークスの強度推定方法 | |
JP6274165B2 (ja) | 石炭の評価方法及びコークスの製造方法 | |
JP5304049B2 (ja) | 冶金用コークスの製造方法 | |
JP5820668B2 (ja) | コークス製造用原料の最高流動度の推定方法,コークス製造用原料の配合方法および該配合方法により作製されたコークス製造用原料 | |
KR102299553B1 (ko) | 코크스 냉간강도 예측방법 | |
JP2000063846A (ja) | コークス強度の推定方法 | |
JP2017171718A (ja) | コークスの強度推定方法、及び、コークスの製造方法 | |
JP5854075B2 (ja) | コークス製造用石炭の配合方法、及びコークスの製造方法 | |
JP5163247B2 (ja) | コークスの製造方法 | |
JP2004251850A (ja) | コークス強度の推定方法およびそれを用いたコークスの製造方法 | |
JP2001133379A (ja) | 粘結剤を添加した配合炭の最高流動度推定方法 | |
JPH04275389A (ja) | 冶金用コークスの製造方法 | |
JPH1036855A (ja) | コークス製造用石炭の配合方法 | |
JP6760410B2 (ja) | コークスの製造方法 | |
RU2782524C1 (ru) | Способ оценки качества угля, способы приготовления угольной смеси и способ получения кокса | |
JP2000356610A (ja) | 石炭の溶融性およびコークス強度の評価方法、コークスの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060213 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070920 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080325 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080430 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080603 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080616 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4147986 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120704 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120704 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130704 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |