JP4551493B2 - 高強度コークスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、微粉炭と粗粒炭とに分級した石炭に粘結補填材を添加して高強度のコークスを製造する方法に関する。
本願は、２００８年１２月２２日に、日本に出願された特願２００８−３２６３８７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

コークスの生産において、原料炭に微粉炭が含まれていると、原料炭をコークス炉まで搬送する際に微粉炭が発塵する問題や、コークス炉内において発生するガスやタールにこの微粉炭が随伴してキャリーオーバー現象が発生する問題など、さまざまな問題が生じる。
このため、従来、原料炭を発塵しやすい粒径の微粉炭と微粉炭より粒径が大きな粗粒炭とに分級し、この微粉炭に粘結補填材（タール、ピッチ類、重質油など）を加えて擬似粒子化した後、コークス炉に装入する方法が行われている。

また、一方で、コークスは、高炉内の通気性を確保するために所要の強度が求められる。しかしながら、良質の強粘結炭は、資源として長期にわたり枯渇している。そのため、低品質の非微粘結炭を原料炭として用いた場合でも高強度のコークスを製造できるようにするために、コークスの強度を増進させる粘結補填材が用いられている。

コークスの製造においてこのような粘結補填材を用いる方法に関し、従来、特許文献１〜４などの技術が提案されている。

コークス強度を向上させる技術として、特許文献１には、非微粘結炭を含む原料炭を微粉炭と粗粒炭とに分級し、分級された微粉炭に粘結補填材を添加して混練し、その混練された微粉炭を粗粒炭に混合する事前処理の方法が開示されている。
粘結補填材の蒸発にともなう臭気の発生を防止する技術として、特許文献２には、原料炭を乾燥した後に微粉炭と粗粒炭とに分級し、分級された微粉炭に粘結補填材を添加して混練し、その混練された微粉炭を粗粒炭に混合する事前処理を行う際、分級中あるいは分級後に微粉炭と粗粒炭とを冷却する方法が開示されている。

コークス強度を向上させる技術として、特許文献３には、非微粘結炭を含む原料炭を０．３ｍｍ未満の微粉炭と０．３ｍｍより大きな粗粒炭とに分級し、分級された微粉炭に結合材を添加して造粒し、その造粒炭を粗粒炭に混合する事前処理を行う際、結合材の添加量および混練時間を調整して、造粒炭の粒度分布を調整する方法が開示されている。
発塵を効果的に防止する技術として、特許文献４には、原料炭をその粒度分布に応じた分級点で微粉炭と粗粒炭とに分級した後、微粒炭へのタールの添加量を粉塵の原因となる微粉の含有割合に応じて決定する方法が開示されている。

特開平１０−１８３１３６号公報 特開平１１−１１６９７０号公報 特開２００３−２２６８７９号公報 特開２００１−７２９８２号公報

上記特許文献のうち、特許文献２及び４は、コークス強度を向上させる技術について特に開示していない。また、特許文献１及び３に開示されている方法は、コークス強度の向上を目的としている。しかしながら、これらの方法では、必ずしも充分なコークス強度向上効果が得られない。そのため、より強度を向上させたコークスを製造するために、粘結補填材の添加方法などについてさらなる検討が必要である。

そこで、本発明は、微粉炭と微粉炭より粒径が大きな粗粒炭とに原料炭を分級し、微粉炭に粘結補填材を添加して混練した原料を用いるコークスの製造方法において、さらにコークス強度を向上させる方法を提供する。

従来から、粗粒炭と微粉炭とに分級された原料炭に粘結補填材を添加する際、粗粒炭及び微粉炭への粘結補填材の添加によってコークス強度がどのような影響を受けるかについては、十分な検討がなされていない。
そこで、本発明者らは、粗粒炭及び微粉炭への粘結補填材の添加とコークス強度との関係について検討した。
その結果、本発明者らは、微粉炭だけではなく、粗粒炭にも粘結補填材を添加することによりコークス強度が向上する場合があること、コークス強度が最も向上する粗粒炭及び微粉炭への粘結補填材の添加割合は、配合炭の種類によって異なることを新たに見出した。
そのような知見に基づく本発明の要旨は、以下のとおりである。

（１）微粉炭と粗粒炭とに分級された配合炭に粘結補填材を添加して混練した原料を用いた高強度コークスの製造方法であって、前記配合炭の種類毎に、前記粘結補填材を添加した時の前記微粉炭の膨張率の変化及び前記粗粒炭の膨張率の変化をそれぞれ求め；前記粘結補填材を添加した時の前記微粉炭と前記粗粒炭とのそれぞれの膨張率の差が所定値よりも小さくなるように前記微粉炭と前記粗粒炭とに対する前記粘結補填材の配合比率を調整して前記粘結補填材を添加する；ことを特徴とする高強度コークスの製造方法。
（２）上記（１）に記載の高強度コークスの製造方法では、前記粘結補填材を添加した時に前記微粉炭の膨張率と前記粗粒炭の膨張率とが同じ変化をする場合には、前記微粉炭と前記粗粒炭とに対し同じ比率の前記粘結補填材を添加してもよい。
（３）上記（１）に記載の高強度コークスの製造方法では、前記粘結補填材を添加した時に前記微粉炭の膨張率と前記粗粒炭の膨張率とが異なる変化をする場合には、前記粘結補填材を添加した時の前記微粉炭の膨張率が、前記粘結補填材を添加しない時の前記粗粒炭の膨張率と同一になるときの前記微粉炭に対する前記粘結補填材の添加率Ａ０、及び、使用する前記粘結補填材の全量を前記微粉炭に添加した場合の前記微粉炭に対する前記粘結補填材の添加率Ａ２を求め、（ａ）前記添加率Ａ０が前記添加率Ａ２以上である場合には、前記微粉炭にのみ前記粘結補填材を添加し、（ｂ）前記添加量Ａ０が前記添加率Ａ２以下である場合には、前記添加率Ａ０の前記粘結補填材を前記微粉炭に添加し、その後、前記粘結補填材を添加した時の前記微粉炭と前記粗粒炭とのそれぞれの膨張率が同じになるように残りの粘結補填材を調整して添加してもよい。

分級された粗粒炭及び微粉炭への粘結補填材の添加とコークス強度との関係に基づいて、コークス強度が最も向上する最適な添加割合で粗粒炭及び微粉炭に粘結補填材を配合するので、配合炭の炭種が異なっても、より高い強度のコークスを製造することができる。

微粉炭に対する粘結補填材の添加率とコークス強度ＤＩの向上効果との関係を示す図である。 配合炭Ｘ１、Ｘ２及びＸ３を用いた場合の微粉炭への粘結補填材の添加率と、製造されたコークスの強度ＤＩ^１５０ _１５との関係を示す図である。 配合炭Ｘ３を用いた場合の微粉炭への粘結補填材の添加率と粗粒炭及び微粉炭の比容積との関係を示す図である。 配合炭Ｙ１及びＹ２を用いた場合の微粉炭への粘結補填材の添加率と、製造されたコークスの強度ＤＩ^１５０ _１５との関係を示す図である。 配合炭Ｙ１を用いた場合の微粉炭への粘結補填材の添加率と粗粒炭及び微粉炭の比容積との関係を示す図である。 石炭Ｃ２の粗粒炭及び微粉炭について粘結補填材の添加率と比容積との関係を示す図である。 石炭Ｄ２の粗粒炭及び微粉炭について粘結補填材の添加率と比容積との関係を示す図である。 微粉炭と粗粒炭とにそれぞれ担持させる粘結補填材の配合比率の決定方法の説明図である。 微粉炭と粗粒炭とにそれぞれ担持させる粘結補填材の配合比率の決定方法の説明図である。 微粉炭と粗粒炭とにそれぞれ担持させる粘結補填材の配合比率の決定方法の説明図である。 本発明の実施例として示した配合炭Ｙ１の微粉炭の比容積と粗粒炭の比容積との関係を示す図である。 本発明の実施例として示した配合炭Ｘ３の微粉炭の比容積と粗粒炭の比容積との関係を示す図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本発明者らは、種々の割合で粘結補填材を添加させた粗粒炭と微粉炭とを用いて製造されたコークスのコークス強度を調べた。これらのコークスは、原料炭を粗粒炭と微粉炭とに分級し、粗粒炭と微粉炭とに粘結補填材を添加して混練した後、粗粒炭と微粉炭とを混合して製造した。

なお、原料炭の分級点は、原料炭の粒度分布により変化し、一般的には、０．３〜０．６ｍｍに定められる。キャリーオーバーなどの問題を抑制する観点から、０．３ｍｍを分級点として、０．３ｍｍ以下の原料炭を微粉炭、０．３ｍｍより大きい原料炭を粗粒炭とすることが望ましい。

その結果、配合炭全体に対する粘結補填材の添加率が同一でも、粗粒炭と微粉炭とに対する粘結補填材の分配割合の相違により、コークス強度ＤＩが変化することを見出した。

図１に、微粉炭に対する粘結補填材の添加率と、ＤＩ向上効果ΔＤＩの関係との１例を示す。
図１では、粗粒炭及び微粉炭に対する粘結補填材の分配割合を変えてコークスを製造し、コークス強度ＤＩを調べている。なお、原料炭を微粉炭が１５ｍａｓｓ％、粗粒炭が８５ｍａｓｓ％の割合で構成し、原料炭に対して３ｍａｓｓ％の粘結補填材を添加している。
図１では、ＤＩ向上効果を表す指数として、添加された粘結補填材１ｍａｓｓ％あたりのコークス強度ＤＩの増加量に相当するΔＤＩを用いた。ここで、ΔＤＩは、粘結補填材を添加して製造したコークスの強度ＤＩと粘結補填材を添加しないで製造したコークスの強度ＤＩとの差を粘結補填材の添加率（質量百分率）である３で割って求めている。

図１において、左端のデータでは、粗粒炭及び微粉炭に粘結補填材をそれぞれ３ｍａｓｓ％ずつ均一に添加している。また、右端のデータは、微粉炭のみに粘結補填材を添加している。微粉炭への粘結補填材の添加率が増加するにしたがって、ＤＩ向上効果ΔＤＩの値が増加し、微粉への粘結補填材の添加率が１４ｍａｓｓ％になると、ＤＩ向上効果ΔＤＩの値が最大になる。微粉への粘結補填材の添加率が１４ｍａｓｓ％以上では、微粉炭への粘結補填材の添加率が増加するにしたがって、ＤＩ向上効果ΔＤＩの値が低下する。
なお、ΔＤＩが最大になるように粘結補填材を添加した場合、微粉炭に対する粘結補填材の添加率は、２．１ｍａｓｓ％（＝１５ｍａｓｓ％×０．１４）であり、粗粒炭に対する粘結補填材の添加率は、０．９ｍａｓｓ％である。
このように、図１には、ＤＩ向上効果ΔＤＩの値が最大になるような粘結補填材の分配割合の最適点が存在することが示されている。

また、発明者らは、前記分配割合の最適点が炭種により異なることも見出した。
図２Ａ及び図３Ａに、種々の配合炭を用いた場合の微粉炭への粘結補填材の添加率と、製造されたコークスの強度ＤＩ^１５０ _１５との関係を示す。なお、図２Ａ及び図３Ａでは、図１と同様の方法でコークスを製造し、コークス強度を調査している。
表１に図２Ａで用いた配合炭Ｘ１〜Ｘ３を構成する石炭の配合条件を、表２に配合炭を構成する各石炭Ｃ１〜Ｃ５の性状をそれぞれ示す。また、表３に図３Ａで用いた配合炭Ｙ１及びＹ２を構成する石炭の配合条件を、表４に配合炭を構成する各石炭Ｄ１〜Ｄ３の性状をそれぞれ示す。なお、参考のため、表２および表４中に、コークス製造時の揮発分の比率ＶＭを示している。表１および表３では、配合炭に複数の石炭を混合して使用している。しかしながら、原料炭として単一の石炭（例えば、Ｃ１のみ）を用いることができる。この場合には、単一の石炭を配合炭と呼ぶ。

図２Ａ及び図３Ａから、コークス強度が最も高くなるピーク位置が、炭種により異なることが分かる。すなわち、図３Ａ中で使用された炭種では、図２Ａ中で使用された炭種に比べて、微粉炭への粘結補填材の添加率が少ない場合に高いコークス強度が得られる。

この結果、粗粒炭よりも微粉炭へ多く粘結補填材を添加することによって、コークス強度を向上する効果が高くなることが分かる。また、炭種によって、粗粒炭と微粉炭とに対する粘結補填材の分配割合の最適点が異なり、粗粒炭にも所定量以上の粘結補填材を分配することによって、コークス強度を向上する効果が高くなる場合もあることが分かった。

したがって、図１で示したような微粉炭への粘結補填材の添加率とＤＩ向上効果との関係を使用する配合炭毎に予め求めておく。これらの関係に応じて、ＤＩ向上効果が最適になるように配合炭を構成する微粉炭と粗粒炭とに担持させる粘結補填材の配合比率を調整することにより、高強度のコークスを製造することができる。

以上のように、炭種によって、最適点の位置が異なるのは、炭種により微粉炭と粗粒炭との膨張特性が異なるためであると考えられる。
石炭は、溶融する組織（ビトリニット）と溶融しない組織（イナーチニット）とから構成されている不均質な物質である。一般的には、ビトリニットは、イナーチニットに比べ軟らかいため、微粉炭中に濃縮されやすく、イナーチニットは、粗粒炭中に濃縮されやすい傾向にある。また、溶融するビトリニットが微粉炭中に濃縮される一方で、微粉炭は、サイズが小さいため、溶融時に粒子内から外部にガスが抜けやすく、膨張しにくいという特性がある。
したがって、微粉炭及び粗粒炭の膨張特性は、ビトリニット及びイナーチニットの組織の比率と石炭のサイズとのバランスで決まると考えられる。また、原料炭中、分級後の微粉炭及び粗粒炭中において、炭種によりビトリニット及びイナーチニットの組織の比率が異なるため、図２Ａ及び３Ａに示すように、炭種によりコークス強度が変化すると考えられる。

そこで、炭種に応じた最適な分配割合を求める方法について、それぞれの炭種における微粉炭及び粗粒炭の膨張特性（膨張率）の点から検討した。
図２Ａ及び図３Ａ中で用いた配合炭について、粗粒炭及び微粉炭の膨脹特性を調べた結果を、それぞれ図２Ｂ及び図３Ｂに示す。
図２Ｂ及び図３Ｂでは、膨脹特性を比容積により評価した。しかしながら、膨脹特性を膨脹率により評価することもできる。

なお、石炭の比容積は、例えば、特開２００５−１９４３５８号公報などに記載の方法を用いて求められる。具体的には、石炭の比容積Ｖ（ｃｍ^３／ｇ）は、ＪＩＳ Ｍ ８８０１で規定されるディラトメーターにより測定される最大膨張時の石炭体積ΔＶ（ｃｍ^３）、または、ＪＩＳ Ｍ ８８０１で規定されるディラトメーターにより測定される膨張率ｂ（％）から下記（１）または（２）式により求められる。
Ｖ＝ΔＶ／ｗ・・・（１）
Ｖ＝０．９６・π・（１＋ｂ／１００）／ｗ・・・（２）
ここで、ｗは、ディラトメーターへの石炭装入量（ｇ）である。

図２Ｂ及び図３Ｂのいずれも、左端（均一添加）のデータでは、粗粒炭と微粉炭とに３ｍａｓｓ％の粘結補填材を添加している。微粉炭への粘結補填材の添加率が増加（粗粒炭への粘結補填材の添加率が減少）するにつれて微粉炭の比容積が増加し、粗粒炭の比容積が減少する。また、粗粒炭と微粉炭との比容積の値が等しくなるような粘結補填材の配合比率が存在する。
図２Ａと図２Ｂとの比較及び図３Ａと図３Ｂとの比較により、図２Ｂ及び図３Ｂにおける粗粒炭と微粉炭との比容積の値が等しくなる位置は、それぞれ、図２Ａ及び図３Ａにおけるピーク位置とほぼ対応していることが見出された。図２Ｂは、配合炭Ｘ３の粗粒炭と微粉炭との比容積の関係を示したが、配合炭Ｘ１及び配合炭Ｘ２も、配合炭Ｘ３と同様の対応関係を示した。また、図３Ｂは、配合炭Ｙ１の粗粒炭と微粉炭との比容積の関係を示したが、配合炭Ｙ２も、配合炭Ｙ１と同様の対応関係を示した。

このことから、粘結補填材を添加した際に微粉炭の比容積と粗粒炭の比容積（膨張率）が同じになるように、微粉炭と粗粒炭とにそれぞれ担持させる粘結補填材の配合比率を調整すればよいことが分かった。

そこで、微粉炭と粗粒炭との膨張率を同じにするための手段について検討するために、配合炭の種類毎に種々の添加率で粘結補填材を添加した時の微粉炭と粗粒炭との膨張率（比容積）の変化を調べた。
図４Ａ及びＢに得られた結果の１例を示す。配合炭の種類によって、粘結補填材を添加した時に、微粉炭の膨張率と粗粒炭の膨張率とが異なる変化をする図４Ａのような配合炭と、微粉炭の膨張率と粗粒炭の膨張率とが同じ変化をする図４Ｂのような配合炭との２通りに分類できることが分かった。

この結果より、図４Ａのように、粘結補填材を添加した時に微粉炭の膨張率と粗粒炭との膨張率が異なる変化をする場合には、まず、粘結補填材を添加した時の微粉炭の膨張率が粘結補填材を添加しない時の粗粒炭の膨張率と同一になる量の粘結補填材を微粉炭に添加する。さらに、粘結補填材を添加した時の微粉炭と粗粒炭とのそれぞれの膨張率が同じになるように残りの粘結補填材を調整して添加すれば、粘結補填材添加後の微粉炭と粗粒炭のそれぞれの膨張率を同じにすることができる。ただし、それぞれの膨張率を同じにすることができない場合には、微粉炭にのみ粘結補填材を添加する。
一方、図４Ｂのように、粘結補填材を添加した時に微粉炭の膨張率と粗粒炭の膨張率とが同じ変化をする場合には、単純に、微粉炭と粗粒炭とに対し同じ比率の粘結補填材を添加すればよい。

さらに、微粉炭と粗粒炭とにそれぞれ担持させる粘結補填材の配合比率の決定方法について、図５Ａ〜Ｃを用いて説明する。以下では、コークスを製造するために用いる配合炭中の粗粒炭比率を（１００−Ｆ）ｍａｓｓ％、微粉炭比率をＦｍａｓｓ％、配合炭全体に対する粘結補填材の添加率（対炭比率）をＣｍａｓｓ％とする。

（１）予め、用いる配合炭の種類毎に、粗粒炭と微粉炭とに対して図５Ａ〜Ｃに示すような粘結補填材の添加率と比容積（膨張率）との関係を求めておく。すなわち、用いる配合炭の種類毎に、粘結補填材を添加した時の微粉炭の膨張率の変化及び粗粒炭の膨張率の変化をそれぞれ求めておく。
さらに、粘結補填材を添加した時の微粉炭と粗粒炭とのそれぞれの膨張率の差が所定値よりも小さくなるように微粉炭と粗粒炭とに対する粘結補填材の配合比率を調整して粘結補填材を添加する。ここで、それぞれの膨張率の差を粘結補填材の添加によって埋め合わせることができない場合を除いて、膨張率の差は、１５％以下であることが好ましい。例えば、以下に示す方法により、微粉炭と粗粒炭とに対する粘結補填材の配合比率を調整することができる。
（２）図５Ｃのように粘結補填材を添加した時に微粉炭の膨張率と粗粒炭の膨張率とが同じ変化をする場合には、微粉炭と粗粒炭とに対し同じ比率の粘結補填材を添加する。すなわち、微粉炭に対する粘結補填材の添加率をＣｍａｓｓ％、粗粒炭に対する粘結補填材の添加率をＣｍａｓｓ％にする。ここで、所定の添加量（例えば、１５ｍａｓｓ％）まで粘結補填材を添加する間のそれぞれの膨張率の差が１５％以下である場合に、微粉炭の膨張率と粗粒炭の膨張率とが同じ変化をしていると判断する。

（３）図５Ａ及びＢに示すように、粘結補填材を添加した時に微粉炭の膨張率と粗粒炭の膨張率とが異なる変化をする場合には、粘結補填材を添加した時の微粉炭の比容積（膨張率）が、粘結補填材を添加しない（粘結補填材の添加率が０ｍａｓｓ％である）時の粗粒炭の比容積（膨張率）と同一になるときの微粉炭に対する粘結補填材の添加率Ａ０ｍａｓｓ％を求める。また、下記（３）式を用いて、使用する粘結補填材の全量を微粉炭に添加した場合の微粉炭に対する粘結補填材の添加率Ａ２ｍａｓｓ％を求める。
Ａ２＝１００×Ｃ／Ｆ・・・（３）
（ｉ）Ａ０≧Ａ２の場合（図５Ｂの場合）
粗粒炭の比容積と微粉炭の比容積との差が大きく、添加率Ａ０が添加率Ａ２以上である場合には、微粉炭にのみ粘結補填材を添加する。このとき、微粉炭に対する粘結補填材の添加率は、Ａ２ｍａｓｓ％である。

（ｉｉ）Ａ０＜Ａ２の場合（図５Ａの場合）
粗粒炭の比容積と微粉炭の比容積との差が（ｉ）の場合よりも小さい場合は、微粉炭に粘結補填材を全量添加するのではなく、その差に応じて粗粒炭にも粘結補填材を添加する。
すなわち、添加量Ａ０が添加率Ａ２以下である場合には、まず、粘結補填材を添加した時の微粉炭の比容積が粘結補填材を添加しない時の粗粒炭の比容積と同一になるＡ０ｍａｓｓ％の粘結補填材を微粉炭に添加する。さらに、粘結補填材を添加した時の微粉炭と粗粒炭とのそれぞれの比容積（膨張率）が同じになるように残りの粘結補填材を調整して添加する。なお、微粉炭の膨張率と粗粒炭の膨張率とが完全に同じになるように粘結補填材を調整することは、困難であるため、膨張率の差は、１５％まで許容できる。
すなわち、残りの粘結補填材の微粉炭に対する配合割合Ａ１及び粗粒炭に対する配合割合Ｂ１は、下記（４）式を満たすように、かつ、微粉炭の比容積と粗粒炭との比容積が同じになるように決定される。
Ｆ×（Ａ０＋Ａ１）＋（１００−Ｆ）×Ｂ１＝Ｃ×１００・・・（４）

本発明では、粘結補填材を添加した時の微粉炭と粗粒炭とのそれぞれの膨張率の差が所定値よりも小さくなるように、微粉炭と粗粒炭とに対する粘結補填材の配合比率を調整して粘結補填材を添加する。具体的には、この所定値は、次のように決定される。粘結補填材を添加した時の微粉炭と粗粒炭とのそれぞれの膨張率の差を同じにすることができない場合には、この差が最も小さくなるように微粉炭と粗粒炭とに対する粘結補填材の配合比率を調整して粘結補填材を添加することが好ましい。この場合、例えば、微粉炭のみに粘結補填材を添加する。同様に、粘結補填材を添加した時の微粉炭と粗粒炭とのそれぞれの膨張率の差を同じにすることができる場合には、この差が粗粒炭の膨張率に対して１５％以下となるように微粉炭と粗粒炭とに対する粘結補填材の配合比率を調整して粘結補填材を添加することが好ましい。本発明では、微粉炭と粗粒炭とのそれぞれの膨張率が同じ（膨張率の差が０）であることを目標として、微粉炭と粗粒炭とに対する粘結補填材の配合比率を調整する。しかしながら、膨張率（比容積）の測定上の誤差が最大で１５％存在するため、膨張率の差が粗粒炭の膨張率に対して１５％以下であれば、微粉炭と粗粒炭との膨張率は、同じであると判断している。
以上のように、本発明では、微粉炭と粗粒炭とに分級された配合炭に粘結補填材を添加して混練した原料を用いてコークスを製造する際に、粘結補填材を添加後の膨張特性（膨張率）について微粉炭と粗粒炭とでできる限り同じにすることで、石炭粒子の膨張のばらつきがなくなり、製造されたコークスが均質化される。そのため、コークス強度（ＤＩ）が向上すると考えられる。
したがって、本発明では、タール、ピッチ、重質油など通常用いられている粘結補填材の種別によらず同様の方法で実施できる。なお、上記では、粘結補填材の添加率を用いて微粉炭及び粗粒炭の膨張率を制御したが、粘結補填材の添加量を用いて微粉炭及び粗粒炭の膨張率を制御することもできる。

［実施例１］
表３に示す配合炭Ｙ１を用い、分級点を０．３ｍｍとして微粉炭と粗粒炭とに分級した。微粉炭比率Ｆが２０ｍａｓｓ％、配合炭全体に対する粘結補填材の添加率（対炭比率）Ｃが３ｍａｓｓ％の条件で、微粉炭と粗粒炭とのそれぞれに担持させる粘結補填材の比率を調整した。これらの微粉炭と粗粒炭とを混合し、コークス炉で乾留してコークスを製造した。これらの条件及びコークス強度ＤＩ^１５０ _１５の測定結果を表５に示す。

この配合炭Ｙ１の微粉炭及び粗粒炭の膨張特性（比容積）を測定した結果、図６に示すように微粉炭の膨張特性と粗粒炭の膨張特性とがほぼ同じであった。このため、表５の実施例１は、本発明に従い、微粉炭と粗粒炭とに同じ比率で粘結補填材を添加した。その結果、コークス強度ＤＩ^１５０ _１５は、目標強度である８５以上となった。
これに対して、表５に示すように、比較例１および比較例２では、粗粒炭に比べて微粉炭に多く粘結補填材を添加したため、コークス強度ＤＩ^１５０ _１５は、目標強度である８５より低くなった。

［実施例２］
表１に示す配合炭Ｘ３を用い、分級点を０．３ｍｍとして微粉炭と粗粒炭とに分級した。微粉炭比率Ｆが２０ｍａｓｓ％、配合炭全体に対する粘結補填材の添加率Ｃが３ｍａｓｓ％の条件で、微粉炭と粗粒炭とのそれぞれに担持させる粘結補填材の比率を調整した。これらの微粉炭と粗粒炭とを混合し、コークス炉で乾留してコークスを製造した。これらの条件及びコークス強度ＤＩ^１５０ _１５の測定結果を表６に示す。

この配合炭Ｘ３の微粉炭及び粗粒炭の膨張特性（比容積）を測定した結果、図７に示すように微粉炭の膨張特性と粗粒炭の膨張特性とが異なっていた。図７から、粘結補填材を添加した時の微粉炭の比容積が粘結補填材を添加しない（粘結補填材の添加率０ｍａｓｓ％）時の粗粒炭の比容積と同一になる微粉炭に対する粘結補填材の添加率Ａ０を求めると、Ａ０は、１０ｍａｓｓ％であった。また、上述した（３）式を用いて、粘結補填材の全量を微粉炭に添加した場合の微粉炭に対する粘結補填材の添加率Ａ２を求めると、Ａ２は、１５ｍａｓｓ％であった。

添加率Ａ０が、Ａ２よりも大きいため、表６の実施例２では、本発明に従い、上述した（４）式の関係を満足するようにＡ１を２に、Ｂ１を０．７５に決定した。これらの値を用いて、粘結補填材を添加した時の微粉炭と粗粒炭との比容積が同じになるように、微粉炭に対する粘結補填材の添加率Ａ０＋Ａ１を１２ｍａｓｓ％、粗粒炭に対する粘結補填材の添加率Ｂ１を０．７５ｍａｓｓ％に設定した。

その結果、コークス強度ＤＩ^１５０ _１５は、目標強度である８５以上となった。
これに対して、表６に示すように、比較例３および比較例４では、粗粒炭または微粉炭に対する粘結補填材の添加率が不足したため、コークス強度ＤＩ^１５０ _１５は、目標強度である８５より低くなった。

［実施例３］
配合炭Ｘ３を用い、分級点を０．３ｍｍとして微粉炭と粗粒炭とに分級した。微粉炭比率Ｆが３０ｍａｓｓ％、配合炭全体に対する粘結補填材の添加率Ｃが２．４ｍａｓｓ％の条件で、微粉炭と粗粒炭とのそれぞれに担持させる粘結補填材の比率を調整した。これらの微粉炭と粗粒炭とを混合し、コークス炉で乾留してコークスを製造した。これらの条件及びコークス強度ＤＩ^１５０ _１５の測定結果を表７に示す。

この配合炭Ｘ３の微粉炭及び粗粒炭の膨張特性（比容積）を測定した結果、図７に示すように微粉炭の膨張特性と粗粒炭の膨張特性とが異なっていた。図７から、粘結補填材を添加した時の微粉炭の比容積が粘結補填材を添加しない（粘結補填材の添加率０ｍａｓｓ％）時の粗粒炭の比容積と同一になる微粉炭に対する粘結補填材の添加率Ａ０を求めると、Ａ０は、１０ｍａｓｓ％であった。また、上述した（３）式を用いて、粘結補填材の全量を微粉炭に添加した場合の微粉炭に対する粘結補填材の添加率Ａ２を求めると、Ａ２は、８ｍａｓｓ％であった。

添加率Ａ０が、Ａ２よりも大きいため、表７の実施例３では、本発明に従い、微粉炭にのみ、微粉炭に対する配合比率で粘結補填材を８ｍａｓｓ％（Ａ２）添加した。その結果、コークス強度ＤＩ^１５０ _１５は、目標強度である８５以上となった。
これに対して、表７に示すように、比較例５では、微粉炭に対する粘結補填材の添加率が不足したため、コークス強度ＤＩ^１５０ _１５は、目標強度である８５より低くなった。

原料炭を、微粉炭と微粉炭より粒径が大きな粗粒炭に分級し、微粉炭に粘結補填材を加えて混練した原料を用いるコークスの製造方法において、さらにコークス強度を向上させる方法を提供することができる。

Claims (3)

1. 微粉炭と粗粒炭とに分級された配合炭に粘結補填材を添加して混練した原料を用いた高強度コークスの製造方法であって、
   前記配合炭の種類毎に、前記粘結補填材を添加した時の前記微粉炭の膨張率の変化及び前記粗粒炭の膨張率の変化をそれぞれ求め；
   前記粘結補填材を添加した時の前記微粉炭と前記粗粒炭とのそれぞれの膨張率の差が所定値よりも小さくなるように前記微粉炭と前記粗粒炭とに対する前記粘結補填材の配合比率を調整して前記粘結補填材を添加する；
   ことを特徴とする高強度コークスの製造方法。
2. 前記粘結補填材を添加した時に前記微粉炭の膨張率と前記粗粒炭の膨張率とが同じ変化をする場合には、前記微粉炭と前記粗粒炭とに対し同じ比率の前記粘結補填材を添加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。
3. 前記粘結補填材を添加した時に前記微粉炭の膨張率と前記粗粒炭の膨張率とが異なる変化をする場合には、前記粘結補填材を添加した時の前記微粉炭の膨張率が、前記粘結補填材を添加しない時の前記粗粒炭の膨張率と同一になるときの前記微粉炭に対する前記粘結補填材の添加率Ａ０、及び、使用する前記粘結補填材の全量を前記微粉炭に添加した場合の前記微粉炭に対する前記粘結補填材の添加率Ａ２を求め、
   （ａ）前記添加率Ａ０が前記添加率Ａ２以上である場合には、前記微粉炭にのみ前記粘結補填材を添加し、
   （ｂ）前記添加量Ａ０が前記添加率Ａ２以下である場合には、前記添加率Ａ０の前記粘結補填材を前記微粉炭に添加し、その後、前記粘結補填材を添加した時の前記微粉炭と前記粗粒炭とのそれぞれの膨張率が同じになるように残りの粘結補填材を調整して添加する
   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。

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