JP4448261B2

JP4448261B2 - Method for producing blast furnace coke

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Publication number: JP4448261B2
Application number: JP2001136078A
Authority: JP
Inventors: 義久桜井; 賢治三樹
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2021-05-07
Also published as: JP2002327181A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体状瀝青物粘結剤で造粒したペレットを粗粒炭に配合することにより、非微粘結炭を多量に使用し、高ＤＩ、高ＣＳＲの高炉用コークスを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
コークス製造において、冷間ドラム強度（ＤＩ）や熱間ＣＯ₂反応後強度（ＣＳＲ）等のコークス品質を向上させる方法、および非微粘結炭を増配合する方法として、装入炭のコークス炉への装入密度を高くする技術、装入炭にタール等の粘結性向上バインダーを添加する技術が知られており、実施されてきた。
【０００３】
装入密度を高くする技術としては、装入炭の一部を圧力により成形し、高密度の成形物を製造後、粉炭と混合しコークス炉に装入する成形炭配合法、ＤＡＰＳ法や、９〜１０％の水分を含んだ湿炭を、事前に水分６％以下に乾燥しコークス炉に装入する調湿炭（乾燥炭）装入法、特開昭５７−１３３１８４号公報に示されている微粉炭を水溶性バインダーで造粒したペレットを、粉炭に配合してコークス炉に装入する方法等の技術が知られている。
【０００４】
タール等の粘結剤を添加する方法は、装入炭に粘結剤を添加、混合し、コークス炉に装入する方法等の技術が知られている。
【０００５】
装入密度を高くする方法と粘結剤を添加する方法を組み合わせた技術として、粘結剤を添加し成形した成形炭を使用する成形炭配合法や、乾燥炭に粘結剤を添加、混合する方法、特開平５−１６３４９４号公報に示されている油分を用いた湿式造粒により製造したペレットを用いる方法が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし成形炭配合法は、タール等の粘結剤を１０％を越えて添加すると製造した成形炭の強度が低下すると共に、成形性の悪化により成形が困難となるため、粘結剤の添加割合を大幅に増加させることが困難である。
【０００７】
成形炭の製造コストと安価な非微粘結炭の使用割合とのコスト上の釣り合いより、成形炭の配合割合を３０％以上にするのは得策ではない。装入炭への成形炭の配合割合を３０％とし、成形炭中の粘結剤の割合を１０％とした場合、装入炭全体に対する粘結剤の添加率は３％となる。粘結剤の添加割合を３％よりさらに増加させようとすると、装入炭中の成形炭の配合割合を３０％以上にしなければならず、かえってコスト上不利となる。
【０００８】
乾燥炭装入法は、装入密度の向上による効果を得ることはできるが、粘結剤の添加による効果を得ることが出来ない。乾燥炭にタール等の粘結剤を添加する方法もあるが、添加した粘結剤が装入密度を下げる問題がある。
【０００９】
粘結剤添加による装入密度の低下を防止する目的で、粉炭に粘結剤を添加後ミキサー等で疑似粒子化する方法も提案されているが、疑似粒子の密度が大幅には向上しないため、粘結剤添加による装入密度の低下を回復するまでには至っていない。
【００１０】
微粉炭を水溶性バインダーで造粒したペレットを用いる方法は、粘結剤が添加されないことにより粘結剤の効果が得られない。また水を用い造粒することにより、コークス炉中での水分の蒸発潜熱の増加により、消費熱量等が増加する問題も存在する。
【００１１】
石炭水スラリーに油分、タール等を添加し、攪拌混合することにより脱灰と同時に造粒し含油ペレットを得る方法は、湿式造粒法のため脱水、乾燥工程が必要になる等、行程が複雑になると共にコストが高くなる問題が存在する。
【００１２】
以上述べてきた従来技術は、装入密度の向上や粘結剤添加量に制約があるため、安価な粘結性の劣る非微粘結炭を最大限に使用することができないという問題がある。
【００１３】
本発明はかかる問題点を解決し、高装入密度と高粘結剤添加を同時に可能とすることにより、安価な非微粘結炭を最大限に使用することを可能とする高炉用コークスの製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下に示す方法である。
（１）非微粘結炭が含まれる石炭をコークス炉に装入して乾留する高炉用コークスの製造方法であって、粒径０．６ｍｍ以下の石炭を、表面水分と液体状瀝青物粘結剤との合計が、該石炭に対して１８．２〜２６．７質量％になるように液体状瀝青物粘結剤を該石炭に対し１３．４〜２４．７質量％の範囲で加えながら、粒径８ｍｍ〜５０ｍｍに造粒してペレットとし、該ペレットと、粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭とを配合して装入炭とすることを特徴とする高炉用コークスの製造方法。
（２）前記液体状瀝青物粘結剤が、装入炭全体に対して、含有率４質量％〜１０質量％にすることを特徴とする前記（１）記載の高炉用コークスの製造方法。
（３）装入炭中の非微粘結炭の配合率の上限が６５質量％であり、かつ装入炭の水分が６％以下である前記（１）または（２）いずれか１つに記載の高炉用コークスの製造方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、非微粘結炭が含まれる石炭をコークス炉に装入して乾留する高炉用コークスの製造方法であって、粒径０．６ｍｍ以下の石炭に、表面水分と液体状瀝青物粘結剤との合計が、該石炭に対して１８．２〜２６．７質量％になるように液体状瀝青物粘結剤を該石炭に対し１３．４〜２４．７質量％の範囲で加えながら、粒径８ｍｍ〜５０ｍｍに造粒して得られたペレットと、粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭とを配合した後、コークス炉に装入して、装入炭を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。
【００１６】
本発明者らは、粒径０．６ｍｍを越えた石炭粒子を含む石炭を造粒した場合、粒径０．６ｍｍを越えた石炭粒子がペレットになりにくく造粒機に蓄積するが、粒径の０．６ｍｍ以下の石炭を使用した場合、特定の粒径の粒子が造粒機に蓄積することがなく造粒できることを見出した。
【００１７】
本発明者らは造粒において、石炭粒子表面に存在する水分と造粒中に添加した液体状瀝青物粘結剤が、「水と油」と言われるように調和しない状態ではなく、お互いに補完しあい石炭粒子を結合する機能を発揮していること、具体的には、石炭の全水分中の表面水分と添加した液体状瀝青物粘結剤が、石炭粒子を結合する機能において同等であり、石炭の表面水分と添加した液体状瀝青物粘結剤の合計量が、造粒において石炭粒子を結合するために必要とされる液体量と等しくなることを新たに見出した。
【００１８】
なお、石炭の表面水分％はＪＩＳ−Ｍ８８１１の全水分％からＪＩＳ−Ｍ８８０３の包蔵水分％を差し引いて算出される。製鉄所で扱う通常の石炭の包蔵水分％は約２％前後である。
【００１９】
また造粒したペレットは、ペレット粒径が５０ｍｍを越えると落下強度が低下すること、ペレット粒径が８ｍｍ未満では、粒径０．６ｍｍを越えた石炭と混合した時の嵩密度の低下が大きいことより、ペレットの粒径を８ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に造粒することが必要であることを見出した。
【００２０】
さらに本発明者らは、該ペレットが高い割合（〜２６．７質量％）で液体状瀝青物粘結剤を含有するとともに、高見掛け密度（１．２５ｇ／ｃｍ³以上）であることに着目し、今まで困難であった高装入密度と高粘結剤添加を同時に達成することにより、安価な劣質の非微粘結炭多量配合において、高品質のコークスの製造を可能とする方法を見出した。
【００２１】
具体的には、粒径の０．６ｍｍ以下の石炭を使用し、石炭の表面水分と添加した液体状瀝青物粘結剤の合計量を適切な範囲（１８．２〜２６．７質量％）に制御し、８ｍｍ〜５０ｍｍに造粒することにより、繰り返し落下衝撃を受けても粉化しにくい高強度ペレットを製造することができる。該ペレットを粒径０．６ｍｍ以上の粗粒炭に配合するにあたっては、装入炭全体に対する液体状瀝青物粘結剤の含有割合は４〜１０質量％が好ましく、このような含有割合になるようにペレットと粗粒炭との配合割合を調整することが好ましい。さらにその時の装入炭の水分を６％以下にすることにより、安価な劣質の非微粘結炭を多量（〜６５質量％）に配合した装入炭をコークス炉に装入して乾留しても、大型高炉の要求するＤＩ¹⁵⁰ ₁₅、ＣＳＲの基準を越えたコークスの製造が可能であることを見出した。
【００２２】
以下本発明の具体的内容について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の高装入密度、高粘結剤添加により非微粘結炭多量配合を可能とする高炉用コークスの製造方法の実施形態例を示す図である。
【００２３】
図１中の（１）は石炭ヤード、（２）は石炭の混合配合設備、（３）は粉砕機、（４）は乾燥分級機、（５）は乾式造粒機、（６）は混合設備、（７）はコークス炉を示す。
【００２４】
石炭ヤード（１）に置かれた各銘柄炭を、混合、配合設備（２）で配合し、粉砕機（３）により粒径３ｍｍ以下が７０〜９０％になるように粉砕する。なお（２）の石炭の混合、配合と（３）の粉砕の順序を逆にしても良い。
【００２５】
粉砕された石炭は、熱風または冷風による乾燥と分級の機能を備えた流動層型乾燥分級機等（４）によって、乾燥されかつ粒径０．６ｍｍで分級される。なお乾燥と分級を個別に乾燥機と分級機を用いて実施しても良い。
【００２６】
分級された粒径０．６ｍｍ以下の石炭は、乾式造粒機（５）に連続的に供給され、同時にタール等の液体状瀝青物粘結剤が滴下または噴霧され、球状のペレットに造粒される。
【００２７】
ここで液体状瀝青物粘結剤とは、コールタール等石炭系粘結剤、アスファルト等石油系粘結剤、その他の瀝青物粘結剤がある。
【００２８】
流動層型乾燥分級機等により分級された粒径０．６ｍｍを越える粗粒の石炭は、粒径０．６ｍｍ以下の石炭より製造した上記のペレットと一緒に混合設備（６）に供給され、混合後装入炭となる。なお混合設備（６）を設置せず、ベルトコンベヤー上の粗粒炭にペレットを供給しても良い。この装入炭をコークス炉（７）に装入し、乾留することによりコークスを製造する。
【００２９】
本発明者らは皿形の乾式造粒機を用いて、石炭の液体状粘結剤による造粒について鋭意検討した。
【００３０】
まず、本発明者らは石炭の造粒に対する最適粒度について検討した。粒径１ｍｍ以下の石炭を、タールを用いて造粒した場合、石炭中の粒径の大きい粒子がペレットに取り込まれきれずに造粒機中に蓄積する現象が見られた。そこで造粒前の石炭と造粒されたペレット中の石炭について、石炭中の粒径の大きい粒子である粒径０．６ｍｍ〜１ｍｍの石炭粒子が、０〜１ｍｍの全粒度の石炭粒子に占める割合を調査した。その結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】

【００３２】
表１は石炭を造粒する場合、粒径０．６ｍｍを越える石炭粒子はペレットに取り込まれにくいことを示している。粒径０．６ｍｍ以下の石炭を用いた場合は、特定の粒径の粒子がペレットに取り込まれにくいという現象は見られず、造粒機中に蓄積することはなかった。
【００３３】
以上の結果より、本発明において造粒に用いる石炭の粒度を粒径０．６ｍｍ以下とした。ここで粒径０．６ｍｍは最大粒径を規定している。従って下限は規定するものではない。
【００３４】
つぎに石炭の表面水分の異なる粒径０．６ｍｍ以下の石炭を使用し、タール添加率を変化させた場合の造粒性およびペレット性状に与える影響を検討した。
【００３５】
その結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】

【００３７】
表２より石炭表面水分とタール添加率の合計（Ａ＋Ｂ）が、１８．２％未満の造粒Ｎｏ１、造粒Ｎｏ３では、石炭粒子を結合するタール量が不足し、造粒が困難になると共にペレットの強度が維持できなくなった。
【００３８】
また、石炭表面水分とタール添加率の合計（Ａ＋Ｂ）が、２６．７％を越えた造粒Ｎｏ９、造粒Ｎｏ１１では、添加したタールが過剰となりペレットが軟化し、強度が維持できなくなると共に、過剰のタールがペレット表面に付着しているために、ペレットどうしの固着を起こした。造粒が可能であったのは、造粒Ｎｏ２、造粒Ｎｏ４〜８、造粒Ｎｏ１０、造粒Ｎｏ１２であり、その時の石炭表面水分とタール添加率の合計（Ａ＋Ｂ）は１８．２〜２６．７％であった。その中で特に造粒が良好におこなわれ、製造したペレットの強度が最大となったのは、造粒Ｎｏ２、造粒Ｎｏ５、造粒Ｎｏ６、造粒Ｎｏ１０、造粒Ｎｏ１２であり、その時の石炭表面水分とタール添加率の合計（Ａ＋Ｂ）は２１〜２４％であった。
【００３９】
以上の結果より本発明においては、造粒に際し石炭表面水分と液体状瀝青物粘結剤の合計量が１８．２〜２６．７質量％、より好ましくは２１〜２４質量％とした。なお造粒性の指標として本発明者らが、石炭表面水分（％）とタール添加率（％）の合計（％）を用いているのは、表２の結果より造粒性が良好な範囲（表２の造粒性の項が◎）が、石炭表面水分が０．４〜８．８％と大幅に変化しても、石炭表面水分とタール添加率の合計が２１．１〜２３．８％と狭い範囲に集中していることから、石炭表面水分とタール添加率の合計が造粒性を支配していると考えたからである。メカニズムとしては、石炭表面水分と添加したタールは、造粒において石炭粒子を結合するのに際し、競合するのではなくお互いに補完しあい、石炭粒子を結合させるのに必要な液体として同等に機能しているためと考えている。
【００４０】
つぎに本発明者らは、各粒径のペレットを製造し、ペレットの粒径とペレットの性状との関係を検討した。全水分３％、粒径０．６ｍｍ以下の石炭を用いて、タールにより造粒したペレットについて、性状を調査した結果を表３に示す。
【００４１】
【表３】

【００４２】
表３に示したように、粒径が０．６ｍｍ以下という微粉炭をタールで造粒したペレットの特徴は、第一にタール含有率が高いことであり、第二にペレットの見掛け密度が約１．２８と非常に高いことである。第三の特徴は、落下強度（シャッター強度）が２ｍからの落下を５０回繰り返しても、粒径３２ｍｍまでのペレットでは１００％が原形のままであり破壊ゼロという驚異的な落下強度を有していることである。
【００４３】
ペレットの落下強度が高く、高タール（液体状瀝青物粘結剤）含有、高嵩密度であることが、本発明の高嵩密度、高粘結剤添加操業を可能にしている。
【００４４】
なお落下強度が非常に高い理由は、微粉炭表面水分＋タール添加率が高く、かつタールの粘度が高いため、ペレットに大きな塑性が付加され、落下に対してペレットが塑性変形することにより、落下衝撃を吸収しているためであると推定される。
【００４５】
粒径５０ｍｍのペレットで初めて落下強度が７０％と、３０％のペレットが破壊し、５５ｍｍのペレットでは落下強度が１５％まで低下し、８５％のペレットが落下試験により破壊した。図１の（５）乾式造粒機で製造されたペレットは、その後（７）コークス炉までの工程中で、ベルトコンベヤー等の乗り継ぎにより２ｍ前後の落下を繰り返し受ける。粒径５５ｍｍのペレットは、落下強度が１５％と低いことよりコークス炉までの工程中で、ベルトコンベヤー等の乗り継ぎにより大部分が破壊され、造粒した効果が失われる。従って本発明では、ペレット粒径の上限を５０ｍｍとした。
【００４６】
通常高炉用コークスを製造する場合、図１の（１）石炭ヤード、（２）混合・配合設備、（３）粉砕機を経てきた石炭は、ほぼ全量図１の（７）コークス炉に装入している。
【００４７】
従って本発明においても、図１の（３）粉砕機を経て図１の（４）乾燥・分級機で分級された粒径０．６ｍｍ越える粗粒炭と粒径０．６ｍｍ以下の石炭を、ほぼ全量図１の（７）コークス炉に装入することを前提とした。なお、０．６ｍｍ以下の石炭は、全量をペレットに造粒することを前提としているが、０．６ｍｍを越える粗粒炭に対する０．６ｍｍ以下の石炭の割合が高い場合等、必要によっては、０．６ｍｍ以下の石炭の一部をペレットにするのではなく、そのまま、またはタール等液体状瀝青物粘結剤を添加し、０．６ｍｍを越える粗粒炭に混合した後、さらにペレットと混合して図１の（７）コークス炉に装入することも可能である。図１の（４）乾燥・分級機で分級された粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭のみを、図１の（７）コークス炉に装入した場合、装入密度が低くなり高炉用コークスの製造が困難となる。
【００４８】
従って図１の（４）乾燥・分級機で分級した粒径０．６ｍｍ以下の石炭を使用し、図１の（５）乾式造粒機で造粒することにより高見掛け密度としたペレットと、図１の（４）乾燥・分級機で分級された粒径０．６ｍｍ越える粗粒炭を混合し、装入密度が高くなる状態にしてコークス炉に装入することにしている。
【００４９】
そこで、粒径０．６ｍｍ越える粗粒炭とペレットを混合した場合の嵩密度について、ペレット粒径の影響を検討した。
【００５０】
表３の各粒径のペレットと、全水分３％、粒径０．６ｍｍ越える粗粒炭を３：７の配合割合で混合し、ＡＳＴＭ嵩密度測定装置により嵩密度を測定した結果を表４に示す。
【００５１】
なおペレットと粗粒炭の配合割合は、ペレットの製造コストと安価な非微粘結炭の使用割合とのコスト上の釣り合いより、現状ではペレットの配合割合は３０％以下が望ましい。またペレットと粗粒炭を混合した場合、ペレットの配合割合が３０％より減少するとペレットと粗粒炭の混合物の嵩密度が減少することが知られている。
【００５２】
ＡＳＴＭ嵩密度はコークス・サーキュラー（社団法人燃料協会コークス部会偏、第３０巻第１号（１９８１））ｐ．１３に示されている方法で測定した値である。
【００５３】
表４に示したようにペレットと粗粒炭を混合した場合、ペレット粒径が小さくなるに従いＡＳＴＭ嵩密度が低下する傾向が見られ、ペレット粒径６．０ｍｍでは０．８０７ｋｇ／ｌと大幅に低下している。
【００５４】
本発明では、高装入密度を前提にしていることより、粗粒炭と混合した場合の嵩密度の低下が大きい粒径６ｍｍのペレットの使用は困難であり、表３で粒径８ｍｍのペレットが高嵩密度を維持していることより、ペレット粒径の下限を８ｍｍとした。
【００５５】
すなわち、本発明では先のペレット粒径の上限５０ｍｍと合わせ、ペレット粒径を８〜５０ｍｍとした。
【００５６】
【表４】

【００５７】
次に装入炭全体に対するタール添加率とコークス品質との関係を調べた。装入炭に対するタール添加率のコークス品質への効果を見るため、装入密度は一定の値に揃えて実験した。
【００５８】
実験は、全水分３％、石炭粒径０．６ｍｍ以下の石炭を造粒して製造した表３の粒径２３ｍｍのペレットと、ペレットと同一の石炭で、石炭粒径のみが異なる粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭とを、混合割合を変化させて混合し、全石炭に対するタール添加率の異なる装入炭を製造し、この装入炭を装入密度０．８７になるように、電気炉（幅４２０ｍｍ、長さ６１０ｍｍ、高さ４００ｍｍ）に装入し、１１５０℃まで昇温、乾留することによりコークスを製造した。
【００５９】
得られたコークスについて、冷間ドラム強度ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅と熱間ＣＯ₂反応後強度ＣＳＲを測定した結果を表５に示す。ここで、ペレットの配合割合とは、ペレットと粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭とを混合した場合の、ペレットと粗粒炭の混合物に対するペレットの混合割合である。なおこの実験に使用した石炭の性状は、揮発分２９．３％、流動性LOG(MF/DDPM)１．７５、全膨張率２５．２％のものを用いた。
【００６０】
石炭の流動性はＪＩＳＭ８８０１の方法で測定した最高流動度をＬｏｇ指数で表した値であり、石炭の全膨張率はＪＩＳＭ８８０１の方法で測定した値である。
【００６１】
コークスの冷間ドラム強度（ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅）はＪＩＳＫ２１５１の方法で測定した値であり、熱間ＣＯ₂反応後強度（ＣＳＲ）はコークスノート（社団法人燃料協会コークス部会偏、１９８８年版）ｐ．２１８に示されている方法で測定した値である。
【００６２】
【表５】

【００６３】
表５よりペレット配合割合が２０％で装入炭タール添加率３．５％の場合、コークスのＤＩ¹⁵⁰ ₁₅、ＣＳＲは、通常大型高炉で使用するコークス品質の下限値とみなされているＤＩ¹⁵⁰ ₁₅８４、ＣＳＲ５７の条件を満たしていない。
【００６４】
ペレット配合割合が２３％で装入炭タール添加率４．０％の場合、ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅、ＣＳＲの値は、上記の大型高炉の要求するコークス品質の下限値とほぼ同一となっている。
【００６５】
なお装入炭全体に対するタール（液体状瀝青物粘結剤）含有率の上限値については、低コストで大型高炉の要求する品質のコークスを製造することを目的にした、本発明において、タール等液体状瀝青物粘結剤の素材費、造粒コストより、装入炭全体に対するタール（液体状瀝青物粘結剤）の含有率は１０質量％以下が望ましい。従って本発明においては、装入炭全体に対するタール（液体状瀝青物粘結剤）の含有率は４〜１０質量％が好ましい。
【００６６】
次に本発明者らは、装入炭中の非微粘結炭の配合割合とコークス品質の関係を検討した。
【００６７】
ここで非微粘結炭とは、流動性LOG(MF/DDPM)２．５以下、全膨張率３５％以下の石炭をいう。非微粘結炭７０％と粘結炭３０％を混合した全水分３％、石炭粒径０．６ｍｍ以下の石炭に、タールを２１％添加しながら造粒した粒径２３ｍｍのペレットと、ペレットと同一の石炭で、全水分３％、石炭粒径のみが異なる粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭とを３：７の割合で混合し、上記の電気炉に装入密度０．８７になるように装入した後、上記の条件で乾留しコークスを製造した。得られたコークスについて、冷間ドラム強度ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅と熱間ＣＯ₂反応後強度ＣＳＲを測定した結果を表６に示す。
【００６８】
なおこの実験に使用した非微粘結炭７０％と粘結炭３０％を混合した石炭の性状は、揮発分３０．２％、流動性LOG(MF/DDPM)１．５５、全膨張率２０．２％である。
【００６９】
表６には、比較対象として非微粘結炭の配合割合が６５％である表５のペレット配合割合３０％の結果を合わせて載せた。
【００７０】
表６より非微粘結炭の配合割合を７０％にするとコークスのＤＩ¹⁵⁰ ₁₅、ＣＳＲは、大幅に低下し、大型高炉の要求するコークス品質を満たしにくい数値となっている。すなわち、非微粘結炭の配合割合が６５％を越えると、非微粘結炭の増加に対してコークス品質の低下の割合が急激に大きくなり、本発明の特徴である高嵩密度、高粘結剤添加にしても、コークス品質が低下する傾向が示されている。なお表６の非微粘結炭配合割合６５％では、大型高炉の要求するコークス品質を十分余裕を持って満たしているが、今回実験に使用した非微粘結炭より粘結性の劣る石炭を使用した場合でも、大型高炉の要求するコークス品質を満たすためには非微粘結炭配合割合６５％以下とすることが望ましい。
【００７１】
従って本発明においては、装入炭中の非微粘結炭の配合率を６５質量％以下とした。なお、大型高炉の要求する品質のコークスを製造するための、本発明の特徴が発揮される非微粘結炭の配合率の領域は、好ましくは、５０〜６５％である。
【００７２】
【表６】

【００７３】
次に装入炭の水分とＡＳＴＭ嵩密度の関係について検討した。
【００７４】
全水分３％、６％、７％の３水準に調製した粒径０．６ｍｍ以下の上記表６の非微粘結炭配合割合６５％の石炭を用いて、タールにより粒径２３ｍｍのペレットにそれぞれ造粒した。その時のタール添加率は全水分３％の石炭を用いた場合で２１．１％、全水分６％の場合１８．０％、全水分７％の場合１６．９％であった。以上の全水分の異なる石炭で造粒した３水準のペレットと、それぞれのペレットの全水分に合わせて水分を調製した石炭粒径０．６ｍｍを越える石炭を、３：７の割合で混合し、ＡＳＴＭ嵩密度を測定した。その結果を表７に示す。
【００７５】
【表７】

【００７６】
表７に示したように混合炭の全水分が６％の場合、嵩密度０．８３３と高嵩密度を維持しているが、全水分が７％の場合、嵩密度０．８０３と低い値となっている。
【００７７】
以上の結果より、本発明において装入炭の全水分を６％以下とすることが望ましい。なお装入炭の全水分の下限値については、特に規定するものではない。
【００７８】
なお石炭をコークス炉に装入した場合、石炭水分が高くなると装入密度が低下することが知られているが、高装入密度を前提とする本発明においては、装入炭の水分を６％以下にすることが望ましく、装入炭の水分が６％をこえた場合には、本発明の他の条件を満たしても、大型高炉の要求する品質のコークスの製造が困難になる場合があり得る。
【００７９】
また装入炭の全水分が６％越えると図１（４）の工程の分級において、分級効率が著しく低下すること、図１（７）の工程のコークス炉中において、水分の蒸発潜熱が多く必要になるため乾留熱量が高くなるなどの問題も存在する。
【００８０】
【実施例】
＜実施例１＞
本発明の方法に従って、粒径０．６ｍｍ以下の石炭をタールで造粒したペレットを粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭と混合し、電気炉で乾留した。使用した石炭は、表８に示す性状の非微粘結炭６５％と粘結炭３５％を混合した配合炭である。得られたコークスについて性状を測定した。実験条件およびコークスの性状を後述の実施例２および比較例１、２、３の場合も含め表９に示した。
【００８１】
【表８】

【００８２】
表８に示す性状の配合炭を全水分３．０％に乾燥するとともに、粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭と０．６ｍｍ以下の微粉炭に篩い分けた。
【００８３】
粒径０．６ｍｍ以下の石炭にタールを２１％添加（石炭表面水分＋タール添加率で２２％）しながら乾式の皿形造粒機で、粒径２０ｍｍのペレットに造粒した。ここで石炭表面水分は、表２の脚注で示した式により算出した。なお包蔵水分は２％であったので、石炭表面水分は１％と算出された。
【００８４】
このペレットを上記の粗粒炭に３：７の割合で混合し、ＡＳＴＭ嵩密度測定値である０．８６に合わせて電気炉（幅４２０ｍｍ、長さ６１０ｍｍ、高さ４００ｍｍ）に装入し、１１５０℃まで昇温、乾留することによりコークスを製造した。（以後の実施例２、比較例１、２、３の試験は同一の電気炉を用い、同一の昇温条件で乾留した。）
得られたコークスの冷間ドラム強度ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅と熱間ＣＯ₂反応後強度ＣＳＲを測定した結果を表９に示す。性状の劣る非微粘結炭を６５％と高配合しているにもかかわらず、ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅が８４．８、ＣＳＲが６１．５と高炉使用に十分な品質となっている。
【００８５】
【表９】

【００８６】
＜実施例２＞
表８の配合炭を全水分６％に乾燥するとともに、粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭と０．６ｍｍ以下の石炭に篩い分けた。０．６ｍｍ以下の石炭にタールを１８．３％添加（石炭表面水分＋タール添加率で２２．３％）しながら粒径２０ｍｍのペレットに造粒した。ここで石炭表面水分は、表２の脚注で示した式により算出した。
【００８７】
このペレットを粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭に３：７の割合で混合し、ＡＳＴＭ嵩密度測定値の０．８４に合わせて電気炉に装入し、乾留することによりコークスを製造した。得られたコークスの冷間ドラム強度ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅と熱間ＣＯ₂反応後強度ＣＳＲを測定した結果を表9に示す。実施例１と同様に非微粘結炭を高配合で、ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅８４．２、ＣＳＲ５８．７と高炉使用可能な品質を示した。
【００８８】
＜比較例＞
比較例１は、実施例１と同じく表８の配合炭を全水分３．０％に乾燥し（分級せず）、ＡＳＴＭ嵩密度測定値の０．８６に合わせて電気炉に装入後乾留した例である。
【００８９】
比較例２は、実施例１と同じく表８の配合炭を全水分３．０％に乾燥するとともに、粒径０．６ｍｍ以上の粗粒炭と０．６ｍｍ以下の石炭に篩い分け、０．６ｍｍ以下の石炭にタールを２１％添加混練したタール混練炭を、粗粒炭に３：７の割合で混合しＡＳＴＭ嵩密度測定値の０．７１に合わせて、電気炉に装入後乾留した例である。
【００９０】
比較例３は、比較例１の乾燥炭にタールを２％添加混練し、ＡＳＴＭ嵩密度測定値の０．７８に合わせて電気炉に装入後乾留した例である。
【００９１】
比較例１は高装入密度でタールの添加がない場合であるが、ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅は８３．５と通常の高炉使用基準を若干下回り、ＣＳＲはタールの添加効果がないため５２と通常の高炉使用基準を大幅に下回った。この比較例１より装入密度効果だけでは非微粘結炭６０％以上と言う多量配合が困難であることを示している。特にタール添加効果の大きいＣＳＲの低下が大きく問題である。
【００９２】
比較例２はタールが高添加率で添加されているが高装入密度になっていない場合である。装入密度効果の大きい冷間ドラム強度は、装入密度低下によりＤＩ¹⁵⁰ ₁₅は７３．７と大幅に低下し、ＣＳＲはタールが高添加率であるにもかかわらずＤＩが低いため５３．１と大幅に低下している。タール添加効果のみで装入密度効果がない場合は、非微粘結炭の多量配合が困難であることを示している。
【００９３】
比較例３は装入密度が比較例２より高めではあるが実施例１、２より低く、タールも添加はされているが、添加率が実施例１、２より低い例である。ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅は８３．１、ＣＳＲ５６．０であり、高装入密度、高タール添加率でないためＤＩ、ＣＳＲとも高炉使用水準を満たしていない。
【００９４】
【発明の効果】
本発明により高装入密度かつ高粘結剤添加率で装入が可能となり、安価な粘結性の劣る非微粘結炭を、従来の方法による配合割合以上に多量に配合しても、良質な高炉用コークスの製造が可能なった。その結果、コークスの製造コストの低下が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するコークス製造プロセスのフローを示す図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a high DI, high CSR blast furnace coke by using a large amount of non-finely caking coal by blending pellets granulated with a liquid bituminous binder into coarse coal. Is.
[0002]
[Prior art]
In coke production, cold drum strength (DI) and hot CO₂As a method of improving coke quality such as strength after reaction (CSR) and a method of increasing blending of non-slightly caking coal, technology for increasing the charging density of the charging coal into the coke oven, tar etc. in the charging coal Techniques for adding a caking enhancer binder are known and have been implemented.
[0003]
As a technology for increasing the charging density, a part of the charging coal is formed by pressure, and after forming a high-density molded product, it is mixed with pulverized coal and charged into a coke oven, the DAPS method, A wet coal (dry coal) charging method in which wet coal containing 9 to 10% moisture is previously dried to a moisture content of 6% or less and charged in a coke oven is disclosed in JP-A-57-133184. There are known techniques such as a method in which pellets obtained by granulating pulverized coal with a water-soluble binder are mixed with pulverized coal and charged into a coke oven.
[0004]
As a method of adding a binder such as tar, a technique such as a method of adding and mixing a binder to charging coal and charging it into a coke oven is known.
[0005]
As a technique that combines a method of increasing the charging density and a method of adding a binder, a coal blending method using a coal that has been molded by adding a binder, and adding and mixing a binder to dry coal. And a method using pellets produced by wet granulation using oil as disclosed in JP-A-5-163494.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the coal blending method, if the binder such as tar is added in excess of 10%, the strength of the coal produced is reduced, and molding becomes difficult due to the deterioration of moldability. It is difficult to increase significantly.
[0007]
It is not a good idea to increase the blending ratio of the formed coal to 30% or more because of the cost balance between the production cost of the formed coal and the use ratio of the inexpensive non-caking coal. When the blending ratio of the forming coal to the charging coal is 30% and the ratio of the binder in the forming coal is 10%, the addition ratio of the binding agent to the entire charging coal is 3%. If the addition ratio of the binder is further increased from 3%, the blending ratio of the forming coal in the charging coal must be 30% or more, which is disadvantageous in terms of cost.
[0008]
The dry charcoal charging method can obtain the effect of improving the charging density, but cannot obtain the effect of adding the binder. There is also a method of adding a binder such as tar to dry charcoal, but the added binder has a problem of lowering the charging density.
[0009]
In order to prevent a decrease in charging density due to the addition of a binder, a method of adding a binder to pulverized coal and then making pseudo particles with a mixer has been proposed, but the density of the pseudo particles is not significantly improved. However, the reduction in charging density due to the addition of a binder has not been recovered.
[0010]
In the method using pellets obtained by granulating pulverized coal with a water-soluble binder, the effect of the binder cannot be obtained because the binder is not added. In addition, there is a problem in that the amount of heat consumed increases due to the increase of the latent heat of evaporation of water in the coke oven by granulating with water.
[0011]
The method of adding oil, tar, etc. to coal water slurry and mixing with stirring to granulate simultaneously with deashing to obtain oil-containing pellets requires complicated steps such as dehydration and drying steps due to the wet granulation method. There is a problem that the cost becomes higher.
[0012]
The conventional technology described above has a problem that it is not possible to use cheap non-slightly caking coal that is inferior in caking property because there is a restriction on the improvement of charging density and the amount of caking additive. .
[0013]
The present invention solves such problems, and by simultaneously enabling high charging density and addition of a high binding agent, a coke for a blast furnace that makes it possible to maximize the use of inexpensive non-fine binding coal. The object is to provide a manufacturing method.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention is the following method.
(1) A method for producing coke for blast furnace in which coal containing non-slightly caking coal is charged into a coke oven and subjected to dry distillation, and having a particle size of 0.6 mm or lessThe,tableThe sum of the surface moisture and the liquid bituminous binder is18.2 to 26.7Add liquid bituminous binder to mass%In the range of 13.4 to 24.7% by mass relative to the coalIn addition, granulation to a particle size of 8 to 50 mm is made into pellets, and the pellets and coarse coal exceeding the particle size of 0.6 mm are blended to make charging coal, which is used to manufacture blast furnace coke Method.
(2) The method for producing coke for blast furnace according to (1), wherein the liquid bituminous binder has a content of 4% by mass to 10% by mass with respect to the entire charged coal.
(3) Mixing rate of non-slightly caking coal in charging coalUpper limit of65 mass%soEither (1) or (2) above, and the water content of the charged coal is 6% or lessIn oneA method for producing the blast furnace coke as described.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  The present inventionA method for producing coke for blast furnace in which coal containing non-slightly caking coal is charged into a coke oven and dry-distilled,For coal with a particle size of 0.6 mm or less,tableThe sum of the surface moisture and the liquid bituminous binder is18.2 to 26.7Add liquid bituminous binder to mass%In the range of 13.4 to 24.7% by mass relative to the coalIn addition, after blending pellets obtained by granulation to a particle size of 8 mm to 50 mm and coarse coal exceeding the particle size of 0.6 mm, the mixture is charged into a coke oven and the charged coal is dry-distilled. Is a method for producing coke for blast furnace.
[0016]
When the present inventors granulate coal containing coal particles having a particle size exceeding 0.6 mm, the coal particles exceeding the particle size of 0.6 mm hardly form pellets and accumulate in the granulator. It was found that particles having a specific particle size can be granulated without accumulating in the granulator when 0.6 mm or less of coal is used.
[0017]
In the granulation, the present inventors are not in a state where the moisture present on the surface of the coal particles and the liquid bituminous binder added during granulation are inconsistent so as to be referred to as “water and oil”. Complementary and exhibiting the function of binding coal particles, specifically, the surface moisture in the total moisture of coal and the added liquid bituminous binder are equivalent in the function of binding coal particles. It was newly found that the total amount of coal surface moisture and added liquid bituminous binder is equal to the amount of liquid required to bind coal particles in granulation.
[0018]
In addition, the surface moisture% of coal is calculated by subtracting the embraced moisture% of JIS-M8803 from the total moisture% of JIS-M8811. Ordinary coal handled at steelworks has a moisture content of around 2%.
[0019]
In addition, the pelletized granule has a drop in strength when the pellet particle size exceeds 50 mm, and when the pellet particle size is less than 8 mm, the bulk density greatly decreases when mixed with coal having a particle size exceeding 0.6 mm. From the above, it was found that it is necessary to granulate the pellets in the range of 8 mm to 50 mm.
[0020]
  Furthermore, we have a high proportion of the pellets (~26.7Mass%) containing a liquid bituminous binder and a high apparent density (1.25 g / cm^ThreeWith the high charging density and the addition of a high binding agent, which were difficult until now, achieving high quality coke in a large amount of low-grade inferior non-caking coal. We have found a method that enables manufacturing.
[0021]
  Specifically, using a coal having a particle size of 0.6 mm or less, the total amount of the coal surface moisture and the added liquid bituminous binder is within an appropriate range (18.2 to 26.7(Mass%) and by granulating to 8 mm to 50 mm, it is possible to produce high-strength pellets that are difficult to pulverize even when repeatedly subjected to a drop impact. In blending the pellets with coarse coal having a particle diameter of 0.6 mm or more, the content ratio of the liquid bituminous binder to the entire charged coal is preferably 4 to 10% by mass, and such a content ratio is obtained. Thus, it is preferable to adjust the blending ratio of pellets and coarse coal. Furthermore, by making the water content of the charging coal at that time 6% or less, the charging coal mixed with a large amount (˜65 mass%) of an inferior non-slightly caking coal is charged into a coke oven and dry-distilled. But DI required by large blast furnace¹⁵⁰ ₁₅And found that coke production exceeding CSR standards is possible.
[0022]
Hereinafter, specific contents of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment example of a method for producing coke for blast furnace that allows a large amount of non-slightly caking coal to be blended by adding a high charging density and a high caking additive according to the present invention.
[0023]
In FIG. 1, (1) is a coal yard, (2) is a coal blending facility, (3) is a pulverizer, (4) is a dry classifier, (5) is a dry granulator, and (6) is a mix Equipment, (7) shows a coke oven.
[0024]
Each brand charcoal placed in the coal yard (1) is mixed and blended by the blending equipment (2), and pulverized by the pulverizer (3) so that the particle size is 3 mm or less to 70 to 90%. Note that the order of mixing and blending of coal in (2) and pulverization in (3) may be reversed.
[0025]
The pulverized coal is dried and classified with a particle size of 0.6 mm by a fluidized bed type drying classifier or the like (4) having a function of drying and classification with hot air or cold air. In addition, you may implement drying and a classification separately using a dryer and a classifier.
[0026]
The classified coal having a particle size of 0.6 mm or less is continuously supplied to the dry granulator (5), and at the same time, a liquid bituminous binder such as tar is dropped or sprayed to granulate into spherical pellets. Is done.
[0027]
Here, the liquid bituminous binder includes coal-based binders such as coal tar, petroleum-based binders such as asphalt, and other bituminous binders.
[0028]
Coarse coal having a particle size exceeding 0.6 mm classified by a fluidized bed type drying classifier or the like is supplied to the mixing facility (6) together with the above pellets produced from coal having a particle size of 0.6 mm or less, Charging after mixing. In addition, you may supply a pellet to the coarse coal on a belt conveyor, without installing mixing equipment (6). This charged coal is charged into a coke oven (7) and coke is produced by dry distillation.
[0029]
The present inventors diligently studied granulation of coal with a liquid binder using a dish-shaped dry granulator.
[0030]
First, the present inventors examined the optimum particle size for coal granulation. When coal having a particle size of 1 mm or less was granulated using tar, a phenomenon in which particles having a large particle size in the coal could not be taken into the pellets and accumulated in the granulator was observed. Therefore, about coal before granulation and coal in granulated pellets, coal particles having a particle size of 0.6 mm to 1 mm, which are particles having a large particle size in the coal, occupy coal particles having a total particle size of 0 to 1 mm. The proportion was investigated. The results are shown in Table 1.
[0031]
[Table 1]

[0032]
Table 1 shows that when coal is granulated, coal particles having a particle size of more than 0.6 mm are less likely to be taken into the pellets. When coal having a particle size of 0.6 mm or less was used, a phenomenon that particles having a specific particle size were difficult to be taken into the pellet was not observed, and it did not accumulate in the granulator.
[0033]
From the above results, the particle size of coal used for granulation in the present invention was set to 0.6 mm or less. Here, the particle size of 0.6 mm defines the maximum particle size. Therefore, the lower limit is not specified.
[0034]
Next, coal having a particle diameter of 0.6 mm or less with different surface moisture was used, and the influence on the granulation property and pellet properties when the tar addition rate was changed was examined.
[0035]
The results are shown in Table 2.
[0036]
[Table 2]

[0037]
  From Table 2, the sum of coal surface moisture and tar addition rate (A + B)18.2With less than% granulation No1 and granulation No3, the amount of tar that binds coal particles was insufficient, making granulation difficult and maintaining the strength of the pellets.
[0038]
  Also, the sum of the coal surface moisture and tar addition rate (A + B)26.7In granulation No. 9 and granulation No. 11 exceeding%, the added tar becomes excessive and the pellet becomes soft, the strength cannot be maintained, and the excess tar adheres to the pellet surface. I woke up. It was granulation No2, granulation No4-8, granulation No10, granulation No12 that granulation was possible, and the total (A + B) of coal surface moisture and tar addition rate at that time18.2 to 26.7%Met. Among them, granulation was performed particularly well, and the strength of the produced pellets was maximized in granulation No2, granulation No5, granulation No6, granulation No10, granulation No12, and coal at that time The total (A + B) of surface moisture and tar addition rate was 21 to 24%.
[0039]
  From the above results, in the present invention, the total amount of coal surface moisture and liquid bituminous binder is used for granulation.18.2 to 26.7% By mass, more preferably 21 to 24% by mass. The reason why the present inventors use the total (%) of the moisture (%) of coal surface (%) and the tar addition rate (%) as an index of the granulation property is within the range where the granulation property is better than the results of Table 2. (The granulation term in Table 2 is ◎), even if the coal surface moisture changes significantly from 0.4 to 8.8%, the sum of the coal surface moisture and the tar addition rate is 21.1 to 23. This is because the sum of the coal surface moisture and tar addition rate dominates the granulation property because it is concentrated in a narrow range of 8%. The mechanism is that the coal surface moisture and the added tar function together as a liquid necessary to bind the coal particles to each other, rather than competing in the coal particles during the granulation. I believe that.
[0040]
Next, the present inventors manufactured pellets of various particle sizes, and examined the relationship between the particle size of the pellets and the properties of the pellets. Table 3 shows the results of examining the properties of pellets granulated with tar using coal having a total moisture content of 3% and a particle size of 0.6 mm or less.
[0041]
[Table 3]

[0042]
As shown in Table 3, the characteristics of pellets obtained by granulating pulverized coal with a particle size of 0.6 mm or less with tar are firstly high tar content, and secondly, the apparent density of pellets is about It is very high at 1.28. The third feature is that even if the drop strength (shutter strength) is repeated 50 times from 2m, 100% of the pellets with a particle size up to 32mm remain in their original form and have an amazing drop strength of zero breakage. It is that.
[0043]
The high drop density of the pellets, the high tar (liquid bituminous binder) content, and the high bulk density enable the operation of adding the high bulk density and the high binder of the present invention.
[0044]
The reason why the drop strength is very high is that the pulverized coal surface moisture + tar addition rate is high, and the viscosity of tar is high, so that a large plasticity is added to the pellets, and the pellets are plastically deformed with respect to the fall. It is estimated that this is because the shock is absorbed.
[0045]
For pellets with a particle size of 50 mm, the drop strength dropped to 70% and 30% for the first time. With the 55 mm pellets, the drop strength dropped to 15%, and 85% of the pellets were destroyed by the drop test. The pellets produced by (5) dry granulator in FIG. 1 are repeatedly subjected to a drop of about 2 m by connecting with a belt conveyor or the like in the subsequent process to (7) coke oven. Pellets with a particle size of 55 mm have a drop strength as low as 15%, so that most of the pellets are destroyed by the transfer of a belt conveyor or the like in the process up to the coke oven, and the granulated effect is lost. Therefore, in the present invention, the upper limit of the pellet particle size is set to 50 mm.
[0046]
When manufacturing coke for ordinary blast furnaces, (1) Coal yard, (2) Mixing and blending equipment, (3) Almost all of the coal that has passed through the crusher is charged into (7) Coke oven in Fig. 1 is doing.
[0047]
Therefore, also in the present invention, coarse coal having a particle size exceeding 0.6 mm and coal having a particle size of 0.6 mm or less classified by the (4) drying / classifying device of FIG. It was assumed that almost the entire amount (7) in FIG. 1 was charged into the coke oven. In addition, although 0.6mm or less coal presupposes that the whole quantity is granulated, when the ratio of 0.6mm or less coal with respect to coarse coal exceeding 0.6mm is high, etc., if necessary, Rather than making a portion of 0.6 mm or less coal into pellets, add a bituminous binder such as tar as it is, mix with coarse coal exceeding 0.6 mm, and then mix with pellets It is also possible to charge the (7) coke oven in FIG. When (4) the coarse and coarse coal having a particle size of more than 0.6 mm classified in (4) Dryer / Classifier in Fig. 1 is charged into the (7) coke oven in Fig. 1, the charging density is lowered and the coke for the blast furnace Is difficult to manufacture.
[0048]
Therefore, (4) using a coal having a particle size of 0.6 mm or less classified by (4) drying / classifying machine in FIG. 1, and (5) pellets having a high apparent density by granulating with a dry granulator in FIG. Coarse coal having a particle size exceeding 0.6 mm, which has been classified by (4) dryer / classifier in FIG. 1, is mixed and charged into a coke oven in a state where the charging density is increased.
[0049]
Then, the influence of the pellet particle size was examined about the bulk density at the time of mixing the coarse coal and pellet which exceed particle size 0.6mm.
[0050]
The result of having measured the bulk density with the ASTM bulk density measuring apparatus by mixing the pellet of each particle size of Table 3, the coarse water | moisture content over 3% of total moisture, and a particle size of 0.6 mm in the mixing ratio of 3: 7 is Table 4. Shown in
[0051]
The mixing ratio of the pellets and the coarse coal is preferably 30% or less at present because of the cost balance between the manufacturing cost of the pellets and the use ratio of the inexpensive non-caking coal. In addition, when pellets and coarse coal are mixed, it is known that the bulk density of the mixture of pellets and coarse coal decreases when the blending ratio of pellets is reduced from 30%.
[0052]
ASTM bulk density is determined according to Coke Circular (Food Association, Coke Division, Vol. 30, No. 1 (1981)) p. 13 is a value measured by the method shown in FIG.
[0053]
When pellets and coarse coal were mixed as shown in Table 4, the ASTM bulk density tended to decrease as the pellet particle size decreased, and 0.807 kg / l at a pellet particle size of 6.0 mm. It is falling.
[0054]
In the present invention, since a high charging density is assumed, it is difficult to use pellets with a particle size of 6 mm, which has a large decrease in bulk density when mixed with coarse coal. However, the lower limit of the pellet particle size was set to 8 mm.
[0055]
In other words, in the present invention, the pellet particle size is 8 to 50 mm in combination with the upper limit of 50 mm of the pellet particle size.
[0056]
[Table 4]

[0057]
Next, the relationship between the tar addition rate and the coke quality for the entire charged coal was investigated. In order to see the effect of the tar addition rate on the charged coal on the coke quality, the charging density was set to a constant value.
[0058]
The experiment was carried out by granulating coal having a total water content of 3% and a coal particle size of 0.6 mm or less, and a pellet with a particle size of 23 mm in Table 3 and the same coal as the pellet, but differing only in the coal particle size. Coarse coal exceeding .6 mm is mixed at different mixing ratios to produce charged coal having a different tar addition ratio relative to the total coal, and this charged coal is charged to a charging density of 0.87. Coke was manufactured by charging in an electric furnace (width 420 mm, length 610 mm, height 400 mm), raising the temperature to 1150 ° C., and dry distillation.
[0059]
About the obtained coke, cold drum strength DI¹⁵⁰ ₁₅And hot CO₂Table 5 shows the results of measurement of post-reaction strength CSR. Here, the blending ratio of the pellet is a mixing ratio of the pellet to the mixture of the pellet and the coarse coal when the pellet and the coarse coal exceeding the particle diameter of 0.6 mm are mixed. The coal used in this experiment had a volatile content of 29.3%, a fluidity LOG (MF / DDPM) of 1.75, and a total expansion rate of 25.2%.
[0060]
The fluidity of coal is a value representing the maximum fluidity measured by the method of JIS M8801 as a Log index, and the total expansion coefficient of coal is a value measured by the method of JISM8801.
[0061]
Coke cold drum strength (DI¹⁵⁰ ₁₅) Is a value measured by the method of JIS K 2151, hot CO₂The strength after reaction (CSR) is coke note (National Institute of Fuels, Coke Division, 1988 version) p. It is a value measured by the method shown in 218.
[0062]
[Table 5]

[0063]
From Table 5, if the pellet blending ratio is 20% and the charging coal tar addition ratio is 3.5%, DI of coke¹⁵⁰ ₁₅, CSR is usually regarded as the lower limit of coke quality used in large blast furnaces¹⁵⁰ ₁₅84, the condition of CSR57 is not satisfied.
[0064]
If the pellet blending ratio is 23% and the charging coal tar addition rate is 4.0%, DI¹⁵⁰ ₁₅The value of CSR is substantially the same as the lower limit value of coke quality required by the large blast furnace.
[0065]
In addition, about the upper limit of the tar (liquid bituminous binder) content ratio relative to the entire charged coal, in the present invention, for the purpose of producing coke having the quality required by a large blast furnace at low cost, tar, etc. From the raw material cost and granulation cost of the liquid bituminous binder, the content of tar (liquid bituminous binder) relative to the entire charged coal is preferably 10% by mass or less. Accordingly, in the present invention, the content of tar (liquid bituminous binder) relative to the entire charged coal is preferably 4 to 10% by mass.
[0066]
Next, the present inventors examined the relationship between the blending ratio of non-slightly caking coal in the charging coal and coke quality.
[0067]
The non-slightly caking coal refers to coal having a fluidity LOG (MF / DDPM) of 2.5 or less and a total expansion rate of 35% or less. Pellets with a particle size of 23 mm, granulated while adding 21% tar to coal with a total moisture content of 3% mixed with 70% non-caking coal and 30% caking coal, and a coal particle size of 0.6 mm or less, and pellets The same coal, 3% of the total moisture, and coarse coal exceeding the particle size of 0.6mm, which differs only in the particle size of the coal, is mixed at a ratio of 3: 7, and the charging density is set to 0.87 in the above electric furnace. Then, the coke was produced by dry distillation under the above conditions. About the obtained coke, cold drum strength DI¹⁵⁰ ₁₅And hot CO₂Table 6 shows the results of measuring the strength CSR after the reaction.
[0068]
In addition, the property of the coal which mixed the non-slightly caking coal 70% and caking coal 30% used for this experiment is 30.2% of volatile matter, fluidity LOG (MF / DDPM) 1.55, total expansion rate 20 .2%.
[0069]
In Table 6, the result of the blending ratio of 30% of the pellets in Table 5 in which the blending ratio of non-slightly caking coal is 65% is also listed as a comparison target.
[0070]
From Table 6, if the blending ratio of non-slightly caking coal is 70%, DI of coke¹⁵⁰ ₁₅, CSR is greatly reduced, and it is difficult to satisfy the coke quality required by large blast furnaces. That is, when the blending ratio of the non-slightly caking coal exceeds 65%, the rate of reduction in coke quality rapidly increases with respect to the increase in the non-slightly caking coal, and the high bulk density, which is a feature of the present invention, is high. Even when the binder is added, the coke quality tends to decrease. The non-slightly caking coal blending ratio of 65% in Table 6 satisfies the coke quality required by the large blast furnace with sufficient margin, but the coal is less caking than the non-slightly caking coal used in this experiment. In order to satisfy the coke quality required by the large blast furnace, it is desirable that the blending ratio of non-slightly caking coal be 65% or less.
[0071]
Therefore, in this invention, the compounding rate of the non-slightly caking coal in charging coal was made into 65 mass% or less. In addition, the area | region of the compounding rate of the non-slightly caking coal in which the characteristic of this invention is exhibited for manufacturing the coke of the quality which a large blast furnace requires is preferably 50 to 65%.
[0072]
[Table 6]

[0073]
Next, the relationship between the moisture of the charged coal and the ASTM bulk density was examined.
[0074]
Using coal with a particle size of not more than 0.6 mm and a non-slightly caking coal blending ratio of 65% prepared in 3 levels of 3%, 6%, and 7% of total moisture, pellets with a particle size of 23 mm are obtained by tar. Each was granulated. The tar addition rate at that time was 21.1% when using coal with a total moisture of 3%, 18.0% when the total moisture was 6%, and 16.9% when the total moisture was 7%. The above three levels of pellets granulated with coal having different total moisture, and coal with a particle size of more than 0.6 mm prepared according to the total moisture of each pellet were mixed in a ratio of 3: 7. ASTM bulk density was measured. The results are shown in Table 7.
[0075]
[Table 7]

[0076]
As shown in Table 7, when the total water content of the mixed coal is 6%, the bulk density is maintained at 0.833 and a high bulk density, but when the total water content is 7%, the bulk density is as low as 0.803. It has become.
[0077]
From the above results, it is desirable that the total water content of the charged coal is 6% or less in the present invention. The lower limit value of the total water content of the charged coal is not particularly specified.
[0078]
In addition, when coal is charged into a coke oven, it is known that when coal moisture increases, the charging density decreases. However, in the present invention on the premise of high charging density, the moisture of the charging coal is 6%. If the moisture content of the charging coal exceeds 6%, it may be difficult to produce coke of the quality required by the large blast furnace even if the other conditions of the present invention are satisfied. possible.
[0079]
In addition, if the total water content of the charged coal exceeds 6%, the classification efficiency is remarkably reduced in the classification of the process of FIG. 1 (4), and the latent heat of vaporization of water is large in the coke oven of the process of FIG. 1 (7). There is also a problem that the heat of dry distillation is increased because it is necessary.
[0080]
【Example】
<Example 1>
In accordance with the method of the present invention, pellets obtained by granulating coal having a particle size of 0.6 mm or less with tar were mixed with coarse coal having a particle size exceeding 0.6 mm, followed by dry distillation in an electric furnace. The coal used is a blended coal in which 65% non-slightly caking coal and 35% caking coal having the properties shown in Table 8 are mixed. The properties of the obtained coke were measured. The experimental conditions and the properties of the coke are shown in Table 9 including those of Example 2 and Comparative Examples 1, 2, and 3 described later.
[0081]
[Table 8]

[0082]
The blended coal having the properties shown in Table 8 was dried to a total water content of 3.0%, and sieved to coarse coal having a particle size exceeding 0.6 mm and pulverized coal having a particle size of 0.6 mm or less.
[0083]
While adding 21% of tar to coal having a particle size of 0.6 mm or less (coal surface moisture + tar addition rate of 22%), it was granulated into pellets having a particle size of 20 mm with a dry dish granulator. Here, the coal surface moisture was calculated by the formula shown in the footnote of Table 2. Since the embedded moisture was 2%, the coal surface moisture was calculated to be 1%.
[0084]
This pellet was mixed with the above coarse coal in a ratio of 3: 7, charged to an electric furnace (width 420 mm, length 610 mm, height 400 mm) according to ASTM bulk density measurement value 0.86, Coke was manufactured by heating up to 1150 ° C. and dry distillation. (Subsequent tests in Example 2 and Comparative Examples 1, 2, and 3 were carried out using the same electric furnace and subjected to dry distillation under the same temperature raising conditions.)
Cold drum strength DI of the obtained coke¹⁵⁰ ₁₅And hot CO₂Table 9 shows the results of measuring the strength CSR after the reaction. Despite having a high blend of 65% non-slightly caking coal with poor properties, DI¹⁵⁰ ₁₅Is 84.8 and CSR is 61.5, which is sufficient for blast furnace use.
[0085]
[Table 9]

[0086]
<Example 2>
The blended coal shown in Table 8 was dried to a total moisture of 6%, and sieved to coarse coal having a particle size exceeding 0.6 mm and coal having a particle size of 0.6 mm or less. While adding 18.3% of tar to coal of 0.6 mm or less (coal surface moisture + tar addition rate of 22.3%), the mixture was granulated into pellets having a particle diameter of 20 mm. Here, the coal surface moisture was calculated by the formula shown in the footnote of Table 2.
[0087]
Coke was produced by mixing the pellets with coarse coal exceeding a particle size of 0.6 mm at a ratio of 3: 7, charging to an electric furnace according to ASTM bulk density measurement value of 0.84, and dry distillation. . Cold drum strength DI of the obtained coke¹⁵⁰ ₁₅And hot CO₂Table 9 shows the results of measurement of post-reaction strength CSR. In the same manner as in Example 1, non-slightly caking coal is highly blended, DI¹⁵⁰ ₁₅84.2, CSR 58.7 and blast furnace useable quality.
[0088]
<Comparative example>
In Comparative Example 1, as in Example 1, the blended coal in Table 8 was dried to a total water content of 3.0% (not classified), and charged in an electric furnace according to the ASTM bulk density measurement value of 0.86. This is an example.
[0089]
In Comparative Example 2, as in Example 1, the blended coal in Table 8 was dried to a total water content of 3.0%, and sifted into coarse coal having a particle size of 0.6 mm or more and coal having a particle size of 0.6 mm or less. Tar-mixed charcoal obtained by adding 21% tar to coal of 6 mm or less was mixed with coarse-grained coal at a ratio of 3: 7, adjusted to the ASTM bulk density measurement value of 0.71, and dry-distilled after charging in an electric furnace. It is an example.
[0090]
Comparative Example 3 is an example in which 2% of tar was added to the dry coal of Comparative Example 1 and kneaded and charged in an electric furnace according to ASTM bulk density measurement value 0.78, followed by dry distillation.
[0091]
Comparative Example 1 is a case with high charging density and no tar addition, but DI¹⁵⁰ ₁₅Was slightly lower than the normal blast furnace use standard, which was 83.5, slightly lower than the normal blast furnace use standard, and CSR had no effect of adding tar. From Comparative Example 1, it is shown that it is difficult to blend a large amount of non-slightly caking coal 60% or more only with the charging density effect. In particular, the reduction of CSR, which has a large tar addition effect, is a serious problem.
[0092]
Comparative Example 2 is a case where tar is added at a high addition rate, but the charging density is not high. Cold drum strength, which has a large charging density effect, is reduced by lowering the charging density.¹⁵⁰ ₁₅Was significantly reduced to 73.7, and CSR was significantly reduced to 53.1 because DI was low despite the high tar addition rate. When there is no charging density effect only by the tar addition effect, it indicates that it is difficult to blend a large amount of non-slightly caking coal.
[0093]
Comparative Example 3 is an example in which the charging density is higher than Comparative Example 2, but lower than Examples 1 and 2, and tar is added, but the addition rate is lower than Examples 1 and 2. DI¹⁵⁰ ₁₅No. 83.1 and CSR 56.0, which are not high charging density and high tar addition rate, so neither DI nor CSR satisfies the blast furnace usage level.
[0094]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to charge with a high charging density and a high binder addition rate, and even if blending a large amount of non-slightly caking coal with inferior caking properties in excess of the blending ratio by the conventional method, It was possible to produce high-quality blast furnace coke. As a result, a reduction in coke production costs can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a flow of a coke manufacturing process to which the present invention is applied.

Claims

A method for producing coke for blast furnace in which coal containing non-slightly caking coal is charged into a coke oven and dry-distilled,
The particle size 0.6mm or less coal, the total of the front surface moisture and liquid bituminous product caking agent, a liquid bituminous product to be 18.2 to 26.7 mass% relative to the coal caking While adding an agent in the range of 13.4 to 24.7% by mass with respect to the coal , granulate to a particle size of 8 mm to 50 mm to form a pellet,
A method for producing coke for blast furnace , wherein the pellets and coarse coal having a particle size of 0.6 mm are blended to obtain charged coal.

The method for producing coke for blast furnace according to claim 1, wherein the liquid bituminous binder has a content of 4 mass% to 10 mass% with respect to the entire charged coal.

The upper limit of the blending ratio of non-slightly caking coal in the charging coal is 65 % by mass, and the water content of the charging coal is 6% or less. The blast furnace coke according to any one of claims 1 and 2 Production method.