JP4857603B2 - コークスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、製鉄原料として用いるコークスの製造方法に関する。

製鉄原料として用いるコークスは、高炉内に装入した際に粉化すると高炉の通気性を悪化させるため、高強度を有することが望ましい。高強度のコークスを製造するためにはコークス原料の石炭の粒径は小さいほど好ましいが、一方で粒径の小さい石炭は、コークス炉装入の際にハンドリングが困難になる等の問題があり、生産性が向上しないため、結局粒径が、例えば０．５ｍｍ〜６ｍｍ程度の範囲の石炭を用いることが好ましいとされている。このような粒度範囲とするために、粉砕処理した石炭を、篩い分けにより０．５ｍｍ未満、６ｍｍ超のものを除いて０．５ｍｍ〜６ｍｍのみの粒径の石炭とすることが可能であるが、６ｍｍ超のものは再度粉砕処理してコークス原料として用いるとしても、０．５ｍｍ未満のものは好ましい用途も無く処分することになり、処理コストが発生し、歩留向上の点で好ましくなく、コークス炉内での石炭の充填率も低下するので現実的な方法ではない。

コークス炉装入用石炭の粒径の上限のみを規定して、粒度調整する方法として、石炭を所定の粒子径が得られる篩目を有する篩で分級し、篩下部分はそのままコークス用配合原料とするとともに、篩上の粗粒子部分を篩を通過するまで粉砕、分級を繰り返す方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の方法では、活性成分に富んだ石炭（軟かい石炭）と活性成分に富まない石炭（硬い石炭）とで篩目を変化させて、活性成分に富まない石炭の粒径をより小さくして配合原料としている。それぞれに粒度調整された石炭は、適宜混合されてコークス炉に装入され、従来よりも高強度のコークスが製造される。

また、コークス炉内での石炭の充填密度を高めることで、生産性を向上させ、かつ高強度のコークスが製造できる技術として、破砕した石炭を大粒径、中粒径、小粒径以下に分級して、分級した大粒径、小粒径以下の石炭を破砕機で破砕し、この破砕炭を先に分級した中粒径の石炭と共にコークス炉に装入するコークス炉装入用石炭の粒度調整方法も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開昭５６−３２５８７号公報 特開平１１−３０２６６２号公報

しかし、特許文献１に記載の方法では、所定の粒径以上の石炭が、所定粒径以下に小さくなるまで繰り返し破砕する必要があり、同じ石炭が何度も篩い分けされ、粉砕処理されるため生産性が低下する。

また、特許文献２に記載の方法は、同一の石炭について破砕回数は最大２回であるが、破砕して得られた小粒径以下の石炭を再度破砕機で破砕するため、微細粒が増加して、コークス炉への充填状態を最密充填とする理想的な石炭の粒度分布状態に近い分布が得られるとしても、実操業上は望ましくない。また、破砕した石炭を大粒径、中粒径、小粒径以下の３段階に分級するため、篩い分けのための設備コストが上昇する。

したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、生産性の低下やコストの上昇を抑えながら、コークス原料の石炭の粒度分布を適正範囲とすることで、コークス強度の向上が可能な、コークスの製造方法を提供することにある。

このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、前記石炭（Ｘ）の一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭の一部を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記該粉砕工程（Ａ）で粉砕した石炭を粉砕する粉砕工程（Ｂ）により処理し、前記粉砕工程（Ａ）で粉砕されなかった石炭（Ｘ）の残部を粉砕する粉砕工程（Ｃ）により処理し、前記石炭（Ｙ）を粉砕する粉砕工程（Ｄ）により処理した後に、前記成型炭並びに前記粉砕工程（Ｂ）および（Ｃ）で粉砕された石炭（Ｘ）、並びに前記粉砕工程（Ｄ）で粉砕された石炭（Ｙ）とをコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
（２）硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、前記石炭（Ｘ）の一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭の一部を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記該粉砕工程（Ａ）で粉砕した石炭に前記粉砕工程（Ａ）で粉砕されなかった石炭（Ｘ）の残部および前記石炭（Ｙ）を配合して粉砕する粉砕工程（Ｂ）により処理した後に、前記成型炭並びに前記粉砕工程（Ｂ）で粉砕された石炭（Ｘ）および前記石炭（Ｙ）をコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
（３）硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、前記石炭（Ｘ）の一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭の一部を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記該粉砕工程（Ａ）で粉砕した石炭に前記粉砕工程（Ａ）で粉砕されなかった石炭（Ｘ）の残部を配合して粉砕する粉砕工程（Ｂ）により処理し、前記石炭（Ｙ）を粉砕する粉砕工程（Ｃ）により処理した後に、前記成型炭、前記粉砕工程（Ｂ）で粉砕された石炭（Ｘ）および前記石炭（Ｙ）をコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
（４）硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、前記石炭（Ｘ）の一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭の一部を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記該粉砕工程（Ａ）で粉砕した石炭に前記石炭（Ｙ）を配合して粉砕する粉砕工程（Ｂ）により処理し、前記粉砕工程（Ａ）で粉砕されなかった石炭（Ｘ）の残部を粉砕する粉砕工程（Ｃ）により処理した後に、前記成型炭並びに前記粉砕工程（Ｂ）で粉砕された石炭（Ｘ）および前記石炭（Ｙ）、並びに前記粉砕工程（Ｃ）で粉砕された石炭（Ｘ）をコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
（５）硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、前記石炭（Ｘ）の全部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭の一部を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記該粉砕工程（Ａ）で粉砕した石炭を粉砕する粉砕工程（Ｂ）により処理し、前記石炭（Ｙ）を粉砕する粉砕工程（Ｃ）により処理した後に、前記成型炭と前記粉砕工程（Ｂ）で粉砕された石炭（Ｘ）と前記粉砕工程（Ｃ）で粉砕された石炭（Ｙ）とをコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
（６）硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、前記石炭（Ｘ）の全部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭の一部を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記該粉砕工程（Ａ）で粉砕した石炭と前記石炭（Ｙ）を配合して粉砕する粉砕工程（Ｂ）により処理し、前記成型炭と前記粉砕工程（Ｂ）で粉砕された石炭（Ｘ）および石炭（Ｙ）をコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
（７）硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、前記石炭（Ｘ）を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、前記石炭（Ｙ）を粉砕する粉砕工程（Ｃ）とにより処理した後に、前記成型炭と前記石炭（Ｙ）とをコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
（８）硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、前記石炭（Ｘ）の一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記石炭（Ｘ）を粉砕する粉砕工程（Ｃ）により処理し、前記石炭（Ｙ）を粉砕する粉砕工程（Ｄ）により処理した後に、前記成型炭と前記粉砕工程（Ｃ）および（Ｄ）により処理した石炭とをコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
（９）硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、前記石炭（Ｘ）の一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記石炭（Ｘ）と前記石炭（Ｙ）を配合した石炭を粉砕する粉砕工程（Ｃ）とにより処理した後に、前記成型炭と前記粉砕工程（Ｃ）により処理した石炭とをコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
（１０）硬度が低い石炭（Ｙ）の一部を粉砕し、粉砕工程（Ａ）で粉砕した硬度が高い石炭（Ｘ）と混合して、前記成型炭を製造することを特徴とする（１）ないし（９）のいずれかに記載のコークスの製造方法。

本発明によれば、著しく生産性を低下させること無く、またコストを極端に増加させること無く、効率的に高強度のコークスが得られる。また、安価な石炭の配合量を増やしても、従来と同等の強度のコークスを製造可能であるので、コークスの製造コストを容易に削減できる。

図３は、従来のコークスの製造方法を示す概略図である。コークス原料である石炭は複数銘柄からなるものであり、石炭ヤード１、２から搬出して、複数の系列の配合槽４、５、６で配合して、配合槽の系列毎に粉砕工程７、８、９により粉砕して、粉砕後の石炭を同一コンベア１０上で混合しながらコークス炉に装入してコークスを製造する。これに対して本発明は、それぞれ１または複数の銘柄からなる、硬度が高い石炭（Ｘ）と、石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、石炭（Ｘ）の少なくとも一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭を配合する配合工程（Ｄ）と、配合した石炭を粉砕する粉砕工程（Ｂ）とにより処理した後に、石炭（Ｘ）と石炭（Ｙ）とをコークス炉に装入することを特徴とする。

コークス原料である石炭のうち粒径の大きいものは、主に硬い石炭（Ｘ）であり、硬い石炭（Ｘ）のみをあらかじめ粉砕工程（Ａ）で粉砕することで、粒径の大きい石炭の割合が減少する。その結果、粗粒の割合が減少することで粉砕工程（Ｂ）での粉砕能力を低下させて粉砕することが可能となり、これにより粉砕工程（Ｂ）での粉砕処理時に微小な粒径の石炭の発生が抑制されて、全体として石炭の粒度分布が改善される。粉砕工程（Ａ）後にも比較的粗粒の石炭がある程度の割合で存在するが、粉砕工程（Ｂ）で適宜粉砕されて細粒化する。粉砕工程（Ａ）および粉砕工程（Ｂ）で粉砕処理した後にもまだある程度は粗粒の石炭が存在するが、粉砕処理を１回しか行わない場合に比較すると、その割合は十分に減少している。

したがって、粉砕工程（Ｂ）では、粉砕工程（Ａ）よりも粉砕能力を小さくすることが望ましく、例えば粉砕工程（Ａ）と粉砕工程（Ｂ）とで粉砕能力の異なる粉砕装置を用いることや、粉砕工程（Ａ）では粉砕工程（Ｂ）よりも粉砕能力が低下するように粉砕装置の破砕刃の回転数を少なくすること等で対応できる。

本発明方法を用いた場合、例えば、粉砕工程（Ａ）および粉砕工程（Ｂ）を行う硬度が高い石炭（Ｘ）の量が全石炭量の１０％程度であっても、粉砕工程（Ａ）を行わない通常の製造方法を用いた場合に比べて、コークス炉装入時には全体として顕著に粒度分布を改善することができる。通常複数銘柄からなるコークス原料である石炭を、硬度が高い石炭（Ｘ）と、石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とにグループ分けするには、適宜設定した所定の基準を用いて、所定の基準よりも硬度が高い石炭（Ｘ）と所定の基準よりも硬度の低い石炭（Ｙ）とに分類すればよく、その分類は、厳密なものではない。所定の基準を、石炭の銘柄毎に知られている平均硬度と比較して分類すれば充分であり、石炭（Ｘ）が一部に所定の基準以下の硬度の石炭を含有する場合があっても差し支えない。

例えば、石炭銘柄Ａ、Ｂ、Ｃを用いてコークスを製造する場合、平均硬度が一番高い石炭銘柄Ａを硬度が高い石炭（Ｘ）に分類し、石炭銘柄Ｂ、Ｃを硬度が低い石炭（Ｙ）に分類する。また、石炭銘柄Ａ、Ｂ、Ｃに比較して硬度の低い石炭銘柄Ｄ、Ｅ、Ｆを用いる場合は、所定の基準を低く設定して、石炭銘柄Ｄ、Ｅ、Ｆの中で比較的硬度の高い石炭銘柄Ｄを硬度が高い石炭（Ｘ）に分類することができる。石炭銘柄Ｄの中には石炭銘柄Ｅ、Ｆに含まれる石炭と同程度の硬度の石炭が一部含まれる場合があり、石炭銘柄Ｅ、Ｆの石炭の一部として石炭銘柄Ｄと同程度の硬度の石炭が含まれている場合もある。

所定の基準は、使用する原料石炭の銘柄や、コークスの製造設備能力等を考慮してコークス製造のコストや生産効率が最適化されるように設定することが望ましい。例えば、粉砕工程（Ａ）の粉砕機の粉砕能力（単位時間あたりの石炭の粉砕処理量）が高ければ、所定の硬度の基準を引き下げて、多量の石炭を硬度が高い石炭（Ｘ）として処理することが可能である。コークスの生産量を重視する場合には、粉砕工程（Ａ）の粉砕機を増設する等、粉砕機の粉砕能力を向上させることでも対応できる。尚、上記の例からも明らかなように、硬度が高い石炭（Ｘ）と硬度が低い石炭（Ｙ）とは、それぞれが単一銘柄に限らず、複数の銘柄の石炭から構成される場合を有するものである。

コークス製造の際には、通常、産地が異なり硬度等も異なる複数の銘柄のコークスを配合して用いている。したがって、粉砕工程（Ｂ）および粉砕工程（Ｃ）の前に配合工程を設けることで、コークス炉に装入する際に同じ銘柄の石炭が部分的に偏って装入されることが防止され、全体として均一化したコークスが製造できる。尚、配合とは、複数の銘柄の石炭を所定の割合で混合することを言うが、配合される銘柄が一種類である場合には配合工程を省略して、直接粉砕を行なうことも差し支えない。

粉砕工程（Ａ）で処理する以外の石炭については、その一部を配合工程（Ｄ）で粉砕工程（Ａ）で処理した石炭とともに配合して、該配合した石炭を粉砕する粉砕工程（Ｂ）とにより処理した後に、コークス炉に装入することが望ましい。すなわち、石炭（Ｘ）のうち、粉砕工程（Ａ）で処理しない石炭（Ｘ）の残部と、石炭（Ｙ）については、硬度が高い石炭（Ｘ）と、石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、石炭（Ｘ）の少なくとも一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭を石炭（Ｘ）の残部および／または前記石炭（Ｙ）と配合する配合工程（Ｄ）と、配合した石炭を粉砕する粉砕工程（Ｂ）とにより処理した後に、石炭（Ｘ）と石炭（Ｙ）とをコークス炉に装入することが望ましい。

また、硬度が低い銘柄の石炭（Ｙ）については、石炭（Ｘ）と別途配合して粉砕処理することもできる。すなわち、硬度が高い石炭（Ｘ）と、石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、石炭（Ｘ）の少なくとも一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭と石炭（Ｘ）の残部を配合する配合工程（Ｄ）と、配合した石炭を粉砕する粉砕工程（Ｂ）とにより処理し、石炭（Ｙ）を配合する配合工程（Ｅ）と配合した石炭を粉砕する粉砕工程（Ｃ）とにより処理し、石炭（Ｘ）と石炭（Ｙ）とをコークス炉に装入することが望ましい。

さらに、粉砕工程（Ａ）で処理しない石炭（Ｘ）の残部と、石炭（Ｙ）については、粉砕処理した石炭（Ｘ）とともに配合し、またこれらの少なくとも一部については、別途配合して粉砕処理することもできる。すなわち、硬度が高い石炭（Ｘ）と石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、石炭（Ｘ）の少なくとも一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭を、石炭（Ｘ）の残部の少なくとも一部および／または前記石炭（Ｙ）の少なくとも一部と配合する配合工程（Ｄ）と、配合した石炭を粉砕する粉砕工程（Ｂ）とにより処理し、粉砕工程（Ｂ）で処理する以外の石炭、すなわち粉砕工程（Ｂ）で処理されない粉砕工程（Ｂ）の残部である石炭を配合する配合工程（Ｅ）と、配合工程（Ｅ）で配合した石炭を粉砕する粉砕工程（Ｃ）とにより処理し、石炭（Ｘ）と石炭（Ｙ）とをコークス炉に装入することが好ましい。

なお、硬度が高い石炭（Ｘ）の全部を粉砕工程（Ａ）で粉砕する場合には、硬度が高い石炭（Ｘ）の残部は当然のことながら存在しない。また、粉砕工程（Ａ）で粉砕を行わない石炭については、細粒であったり、コークス炉に装入するのに適切な粒度分布を有する場合は粉砕工程を省略してコークス炉に装入することも可能である。

コークス原料である石炭を、硬度が高い石炭（Ｘ）と、石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）にグループ分けする際に用いる所定の基準は任意に設定可能であるが、所定の基準をＨＧＩで８０として、硬度が高い石炭（Ｘ）を、ＨＧＩが８０以下である石炭、硬度が低い石炭（Ｙ）をＨＧＩが８０超えである石炭とすることが好ましい。石炭は産地等により硬度やイナート（非溶融成分）量が異なることが知られている。ＨＧＩ（ハードグローブ指数：ＪＩＳ−Ｍ−８８０１による）は粉砕性を表わす指数である。

一方で、コークス原料である石炭としてイナート量の多いものを用いると、コークスの製造過程で亀裂が発生し易く、製造されるコークスの強度が低下する傾向がある。したがってイナート量の多い石炭をコークス炉に装入する際にはできるだけ分散させて装入することが好ましく、このためにも細粒に粉砕処理することが望ましい。そこで硬度が高い銘柄の石炭（Ｘ）としてイナート量の多い石炭を用いれば、粉砕回数が優先して増やされるのでコークス強度も向上する。したがって、硬度が高い銘柄の石炭（Ｘ）としてイナート量の多い石炭を用いることが望ましく、イナート量が３５％以上である石炭とすることが好ましい。以上のことから、ＨＧＩが８０以下、且つ、イナート量が３５％以上である石炭を石炭（Ｘ）とすることが特に好ましい。このような銘柄の石炭として、非微粘炭を用いることが好適である。非微粘炭は、ＨＧＩが８０以下の高硬度を有しイナートの量が多い銘柄が多く、安価な石炭である。

図１は本発明のコークスの製造方法の一実施形態を示す概略図である。

石炭ヤード１、２のうち、石炭ヤード１の石炭を硬度が高い銘柄の石炭（Ｘ）に、石炭ヤード２を硬度が低い銘柄の石炭（Ｙ）に分類して、石炭ヤード１の石炭の一部を切り出して搬出して粉砕機（ａ）３により粉砕して、配合槽（ｄ）４に投入する。石炭ヤード１の石炭量によっては、石炭ヤード１の石炭の全部を粉砕機（ａ）３により粉砕することもできる。石炭ヤード１の石炭の残部については、配合槽（ｄ）４、配合槽（ｅ）５、配合槽（ｅ）６に量に応じて適宜切り出して搬出する。石炭ヤード２の石炭については、配合槽（ｅ）５、６に適宜切り出して搬出する。配合槽（ｄ）４に搬出することも可能である。配合槽４の石炭は、適宜粉砕機（ｂ）７で粉砕する。配合槽（ｅ）５の石炭は粉砕機（ｃ）８、配合槽（ｅ）６の石炭は粉砕機（ｃ）９で適宜粉砕後、各粉砕機７、８、９で粉砕された石炭は、コンベア１０等で搬送されながらある程度混合されて均質化し、コークス炉に装入される。

原料石炭として、非微粘炭と強粘結炭とを用いる場合は、石炭ヤード１の石炭を非微粘炭、石炭ヤード２の石炭を強粘結炭とすることが望ましい。

本発明では、さらに、石炭（Ｘ）の一部を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程を有し、前記成型炭を、前記石炭（Ｘ）の残部と石炭（Ｙ）と共にコークス炉に装入することが好ましい。または、石炭（Ｘ）の少なくとも一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）により粉砕された石炭の少なくとも一部を用いて成型炭を製造し、該成型炭を成型炭原料としなかった残部の石炭と混合してコークス炉に装入してコークスを製造する。

石炭中にはビトリニット（Ｖ）や、セミフジニット（ＳＦ）、フジニット（Ｆ）等のイナーチニットなど様々な組織成分が分布しており、組織毎に硬度や軟化溶融性などの物理化学特性が異なっている。一般に、硬度はＶ＜ＳＦ＜Ｆであり、軟化溶融性はＶ＞ＳＦ＞Ｆである。したがって、原料石炭のうち硬度が高い石炭は、比較的硬いイナート成分の存在割合が高く、軟化溶融性の低い、すなわち粘結性が低いものである。このような粒子は石炭の軟化溶融する部分とは膨張収縮挙動も異なるため、粒子界面に欠陥が発生しやすく、強度低下の要因となっている。そこで、コークス強度を高くするために、このような硬度の高い粒子を粉砕して粒径を小さくすることで粒子界面の欠陥生成を抑制する方法が有効であると考えられる。しかし、このように粒子の径を小さくすると、比表面積が大きくなるため、粒子を融着させるための軟化溶融物の量が多く必要となる点を考慮して、硬度の高い石炭を粉砕後に成型炭として利用することが好ましい。

すなわち、硬度が高い石炭を用いて成型炭を製造する方法では、成型炭製造による圧密により粒子間距離が短縮する効果、ならびにバインダー添加による改質効果が期待できるため、粘結性に乏しい石炭であっても高強度なコークスを製造できる。また、硬度の低い石炭についても、硬度が高く粒径の大きい石炭が除かれることでコークス中の欠陥を形成する原因であるイナートリッチな組織割合が減少し、成型炭としなかった部分の石炭から製造されるコークス強度の向上も期待される。

したがって、硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、前記石炭（Ｘ）の少なくとも一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭の少なくとも一部を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程とにより処理し、該成型炭製造工程で製造された成型炭と、残部の石炭とをコークス炉に装入して乾留して、コークスを製造する。成型炭製造工程で処理しなかった残部の石炭については、まず石炭（Ｘ）の全部を粉砕工程（Ａ）で処理した場合は、石炭（Ｘ）の成型炭製造工程で処理しなかった残部は全て粉砕工程（Ａ）で処理した石炭であり、石炭（Ｙ）と混合して、あるいは石炭（Ｙ）と別々に配合して、配合した石炭を粉砕する粉砕工程（Ｂ）により処理した後に、コークス炉に装入する。石炭（Ｘ）の一部を粉砕工程（Ａ）で処理した場合は、石炭（Ｘ）の成型炭製造工程で処理しなかった残部は粉砕工程（Ａ）で処理した石炭と、粉砕処理を行なっていない石炭であり、粉砕工程（Ａ）で処理した石炭（Ｘ）のうち成型炭製造工程で処理しなかった残部は、粉砕工程（Ａ）で処理していない石炭（Ｘ）、石炭（Ｙ）の一方あるいは両方と混合して、あるいは単独で配合して、配合した石炭を粉砕する粉砕工程（Ｂ）により処理した後に、コークス炉に装入する。粉砕工程（Ａ）で処理を行なった石炭（Ｘ）と配合しない石炭については、配合後、粉砕工程（Ｃ）で処理する。

硬度が高い石炭（Ｘ）の少なくとも一部を粉砕工程（Ａ）により処理し、少なくとも粉砕工程（Ａ）により処理した石炭の一部を成型炭原料として除去することで、硬く、粒径の大きい石炭の割合が減少する。その結果、粗粒の割合が減少することで粉砕工程（Ｂ）での粉砕能力を低下させて粉砕することが可能となり、これにより粉砕工程（Ｂ）での粉砕処理時に微小な粒径の石炭の発生が抑制されて、全体として石炭の粒度分布が改善される。なお、石炭（Ｘ）の全部を成型炭原料とする場合には、粉砕工程（Ｂ）は不要である。

硬度が高い石炭（Ｘ）の一部を用いて成型炭を製造する際には、成型炭製造用の粉砕工程と、成型炭を製造しない石炭の粉砕工程とを別々に行なうことができる。すなわち、粉砕工程（Ａ）を２つの異なる粉砕工程として、硬度が高い石炭（Ｘ）の少なくとも一部を粉砕工程（Ａ１）および粉砕工程（Ａ２）により処理するものであり、粉砕工程（Ａ１）で処理した石炭を用いて成型炭を製造し、粉砕工程（Ａ２）で処理した石炭を粉砕工程（Ｂ）で処理するものである。粉砕処理量が少ない場合は粉砕工程（Ａ）のみで処理することも可能であるが、粉砕不足による粗粒の石炭の発生を防止するためには粉砕工程（Ａ）を、粉砕条件の異なる粉砕工程（Ａ１）と粉砕工程（Ａ２）とで行なうことが好ましい。

成型炭の原料とする石炭が硬度が高い石炭（Ｘ）のみでは不足する場合は、石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）の一部を粉砕して、成型炭の原料とすることができる。

成型炭は、粉砕処理を行なった石炭とバインダーとを混合して加圧成型して製造することが好ましい。コークス原料となる硬度が高い石炭の少なくとも一部を、粉砕した後、成型炭原料とする。バインダー（粘結剤）としては、石油系のアスファルトピッチ（ＡＳＰ）、プロパン脱アルキル油（ＰＤＡ）、石炭系のタールピッチ、タール、タール滓、高分子系のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などを用いることができる。成型には例えば、ダブルロールプレスを用い、冷間あるいは水蒸気加熱成型する。軟化溶融性の高い石炭を配合して熱間成型することでバインダーを不要とすることも可能である。また、成型装置として圧縮型成形機、ペレタイザー、押出し成型機などを用いてもよい。成型炭の形状には枕型、卵型、マセック型等の任意の形状を用いることができる。成型炭の大きさは成型性や生産性を鑑み１０ｃｃから１００ｃｃ程度が望ましい。

図２は上記の本発明のコークスの製造方法の一実施形態を示す概略図である。

石炭ヤード１、２のうち、石炭ヤード１の石炭を硬度が高い銘柄の石炭（Ｘ）に、石炭ヤード２を硬度が低い銘柄の石炭（Ｙ）に分類して、石炭ヤード１の石炭の一部を切り出して搬出して粉砕機（ａ）３により粉砕して、成型炭製造装置１１で成型炭を製造する。石炭ヤード１の石炭量によっては、石炭ヤード１の石炭の全部を粉砕機（ａ）３により粉砕することもできる。粉砕機（ａ）３により粉砕した石炭に、成型炭を製造した残部がある場合は配合槽（ｄ）４に切り出して搬出する。石炭ヤード１の石炭の残部については、配合槽（ｄ）４、配合槽（ｅ）５、配合槽（ｅ）６に量に応じて適宜切り出して搬出する。石炭ヤード２の石炭についても、配合槽（ｄ）４、（ｅ）５、６に適宜切り出して搬出する。配合槽（ｄ）４の石炭は、適宜粉砕機（ｂ）７で粉砕する。配合槽（ｅ）５の石炭は粉砕機（ｃ）８、配合槽（ｅ）６の石炭は粉砕機（ｃ）９で適宜粉砕後、各粉砕機７、８、９で粉砕された石炭は、コンベア１０等で搬送されながらある程度混合されて均質化し、成型炭と共にコークス炉に装入される。

原料石炭として、非微粘炭と強粘結炭とを用いる場合は、石炭ヤード１の石炭を非微粘炭、石炭ヤード２の石炭を強粘結炭とすることが望ましい。

図１に示すコークス製造設備を用いてコークスの製造を行った。原料の石炭として、非微粘炭８０ｍａｓｓ％と強粘結炭２０ｍａｓｓ％（ＨＧＩ：約８５、イナート量約３０体積％）とを用いた。所定の基準をＨＧＩで８０として、非微粘炭（ＨＧＩ：約７５、イナート量：約３６体積％）を硬度が高い銘柄の石炭（Ｘ）として選択した。この硬度が高い石炭（Ｘ）のうち、全石炭量の１０ｍａｓｓ％にあたる非微粘炭をハンマーヘッド式の粉砕機で６８０ｒｐｍで粉砕（粉砕工程（Ａ））して、配合槽に投入後、これを切り出してハンマーヘッド式の粉砕機で５７０ｒｐｍで粉砕（粉砕工程（Ｂ））を行った。残りの非微粘炭と、強粘結炭を別々に複数台のハンマーヘッド式の粉砕機で６００ｒｐｍで粉砕処理（粉砕工程（Ｃ））して、粉砕工程（Ａ）および（Ｂ）で粉砕処理した非微粘炭とともにコンベア上で混合して、コークス炉に装入して、コークスの製造を行った（本発明例）。比較例として、図４と同様のコークス製造設備を用いて、非微粘炭と、強粘結炭を別々に粉砕処理（粉砕工程（ｃ）のみに相当）してコンベア上で混合して、コークス炉に装入する、従来の製造方法でのコークスの製造も行った。

図３に、本発明方法を用いて製造したコークス炉装入前の石炭粉（配合炭）の粒度分布を示す。比較例である、粉砕工程を１回のみ行った従来の場合の配合炭の粒度分布も併せて示す。本発明方法を用いた場合は、粒度分布が狭くなり、０．５〜６ｍｍの範囲の好ましい粒径を持つ石炭粒が増加したことが分かる。

製造したコークスのドラム強度（ＤＩ）を測定した。本発明方法で製造されたコークスのドラム強度（ＤＩ３０／１５）は９４．１であり、比較例である従来のコークスのドラム強度（ＤＩ３０／１５）が９４．０であったのに比べて０．１％も向上した。ＤＩ３０／１５はＪＩＳ Ｋ２１５１の回転強度試験法により３０回転１５分の条件で測定したドラム強度である。

従来と同程度の強度を有するコークスを製造するのであれば、非微粘炭の割合を８２ｍａｓｓ％程度まで増やすことができ、コークスのコストを削減できることが分かった。

実施例１と同様に、図１に示すコークス製造設備を用いてコークスの製造を行った。原料の石炭として、非微粘炭８０ｍａｓｓ％と強粘結炭２０ｍａｓｓ％（ＨＧＩ：約８５、イナート量：約３０体積％）とを用いた。所定の基準をＨＧＩで８０として、非微粘炭（ＨＧＩ：約７５、イナート量約２２体積％）を硬度が高い銘柄の石炭（Ｘ）として選択した。この硬度が高い石炭（Ｘ）のうち、全石炭量の１０ｍａｓｓ％にあたる非微粘炭をハンマーヘッド式の粉砕機で６８０ｒｐｍで粉砕（粉砕工程（Ａ））して、配合槽に投入後、これを切り出してハンマーヘッド式の粉砕機で５７０ｒｐｍで粉砕（粉砕工程（Ｂ））を行った。残りの非微粘炭と、強粘結炭を別々に複数台のハンマーヘッド式の粉砕機で６００ｒｐｍで粉砕処理（粉砕工程（Ｃ））して、粉砕工程（Ａ）および（Ｂ）で粉砕処理した非微粘炭とともにコンベア上で混合して、コークス炉に装入して、コークスの製造を行った（本発明例）。比較例として、図４と同様のコークス製造設備を用いて、非微粘炭と、強粘結炭を別々に粉砕処理（粉砕工程（ｃ）のみに相当）してコンベア上で混合して、コークス炉に装入する、従来の製造方法でのコークスの製造も行った。

製造したコークスのドラム強度（ＤＩ）を測定した。本発明方法で製造されたコークスのドラム強度（ＤＩ３０／１５）は９４．０５であり、比較例である従来のコークスのドラム強度（ＤＩ３０／１５）が９４．０であったのに比べて０．０５％も向上した。

従来と同程度の強度を有するコークスを製造するのであれば、非微粘炭の割合を８１ｍａｓｓ％程度まで増やすことができ、コークスのコストを削減できることが分かった。

図２に示すコークス製造設備を用いてコークスの製造を行った。原料の石炭として、非微粘結炭８０ｍａｓｓ％と強粘結炭２０ｍａｓｓ％（ＨＧＩ：約８５、イナート量約３０体積％）とを用いた。所定の基準をＨＧＩで８０として、非微粘炭（ＨＧＩ：約７５、イナート量：約３６体積％）を硬度が高い銘柄の石炭（Ｘ）として選択した。この硬度が高い石炭（Ｘ）のうち、全石炭量の３０ｍａｓｓ％にあたる非微粘炭をハンマーヘッド式の粉砕機で６８０ｒｐｍで粉砕（粉砕工程（Ａ））した。粉砕した石炭のうち、全石炭量の２０ｍａｓｓ％にあたる非微粘炭を、成型炭製造設備により成型した。尚、以下の条件で成型炭を製造した。すなわち、バインダーにはアスファルトピッチ、タールピッチ、タール、タール滓を使用し、石炭とともに攪拌混合しながらスチーム加熱し、成型した。成型にはダブルロールプレスを用い、マセック型（９０ｃｃ）の成型物を成型した。粉砕工程（Ａ）で粉砕した石炭のうち、成型炭原料とした石炭を除いた残部である、全石炭量の１０ｍａｓｓ％にあたる非微粘炭は配合槽に投入後、これを切り出してハンマーヘッド式の粉砕機で５７０ｒｐｍで粉砕（粉砕工程（Ｂ））を行った。石炭（Ｘ）のうち、全石炭量の５０ｍａｓｓ％にあたる非微粘結炭である、粉砕工程（Ａ）で処理を行なわなかった石炭（Ｘ）は配合槽に投入後、これを切り出してハンマーヘッド式粉砕機で６００ｒｐｍの回転速度で粉砕を行なった。強粘結炭２０ｍａｓｓ％は硬度の低い石炭（Ｙ）として配合槽に投入後、これを切り出してハンマーヘッド式粉砕機で５７０ｒｐｍの回転速度で粉砕を行った。成型炭およびこれら粉砕後の石炭はコンベア上で混合した後、コークス炉に装入した。比較例として、図４と同様のコークス製造設備を用いて、非微粘炭と、強粘結炭を別々に粉砕処理（粉砕工程（ｃ）のみに相当）してコンベア上で混合して、コークス炉に装入する、従来の製造方法でのコークスの製造も行った。

製造したコークスのドラム強度（ＤＩ）を測定した。一部を成型炭とした、本発明方法で製造されたコークスのドラム強度（ＤＩ３０／１５）は９４．３であり、比較例である従来のコークスのドラム強度（ＤＩ３０／１５）が９４．０であったのに比べて０．３％も向上した。

従来と同程度の強度を有するコークスを製造するのであれば、非微粘炭の割合を８６ｍａｓｓ％程度まで増やすことができ、コークスのコストを大幅に削減できることが分かった。

本発明のコークス製造方法の一実施形態の概略図。 本発明のコークス製造方法の他の一実施形態の概略図。 配合炭の粒度分布を示すグラフ。 従来のコークス製造方法の一実施形態の概略図。

符号の説明

１ 石炭ヤード
２ 石炭ヤード
３ 粉砕機（ａ）
４ 配合槽（ｄ）
５ 配合槽（ｅ）
６ 配合槽（ｅ）
７ 粉砕機（ｂ）
８ 粉砕機（ｃ）
９ 粉砕機（ｃ）
１０ ベルトコンベア
１１ 成型炭製造装置

Claims (10)

1. 硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、
   前記石炭（Ｘ）の一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭の一部を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記該粉砕工程（Ａ）で粉砕した石炭を粉砕する粉砕工程（Ｂ）により処理し、前記粉砕工程（Ａ）で粉砕されなかった石炭（Ｘ）の残部を粉砕する粉砕工程（Ｃ）により処理し、前記石炭（Ｙ）を粉砕する粉砕工程（Ｄ）により処理した後に、前記成型炭並びに前記粉砕工程（Ｂ）および（Ｃ）で粉砕された石炭（Ｘ）、並びに前記粉砕工程（Ｄ）で粉砕された石炭（Ｙ）とをコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
2. 硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、
   前記石炭（Ｘ）の一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭の一部を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記該粉砕工程（Ａ）で粉砕した石炭に前記粉砕工程（Ａ）で粉砕されなかった石炭（Ｘ）の残部および前記石炭（Ｙ）を配合して粉砕する粉砕工程（Ｂ）により処理した後に、前記成型炭並びに前記粉砕工程（Ｂ）で粉砕された石炭（Ｘ）および前記石炭（Ｙ）をコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
3. 硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、
   前記石炭（Ｘ）の一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭の一部を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記該粉砕工程（Ａ）で粉砕した石炭に前記粉砕工程（Ａ）で粉砕されなかった石炭（Ｘ）の残部を配合して粉砕する粉砕工程（Ｂ）により処理し、前記石炭（Ｙ）を粉砕する粉砕工程（Ｃ）により処理した後に、前記成型炭、前記粉砕工程（Ｂ）で粉砕された石炭（Ｘ）および前記石炭（Ｙ）をコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
4. 硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、
   前記石炭（Ｘ）の一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭の一部を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記該粉砕工程（Ａ）で粉砕した石炭に前記石炭（Ｙ）を配合して粉砕する粉砕工程（Ｂ）により処理し、前記粉砕工程（Ａ）で粉砕されなかった石炭（Ｘ）の残部を粉砕する粉砕工程（Ｃ）により処理した後に、前記成型炭並びに前記粉砕工程（Ｂ）で粉砕された石炭（Ｘ）および前記石炭（Ｙ）、並びに前記粉砕工程（Ｃ）で粉砕された石炭（Ｘ）をコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
5. 硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、
   前記石炭（Ｘ）の全部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭の一部を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記該粉砕工程（Ａ）で粉砕した石炭を粉砕する粉砕工程（Ｂ）により処理し、前記石炭（Ｙ）を粉砕する粉砕工程（Ｃ）により処理した後に、前記成型炭と前記粉砕工程（Ｂ）で粉砕された石炭（Ｘ）と前記粉砕工程（Ｃ）で粉砕された石炭（Ｙ）とをコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
6. 硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、
   前記石炭（Ｘ）の全部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭の一部を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記該粉砕工程（Ａ）で粉砕した石炭と前記石炭（Ｙ）を配合して粉砕する粉砕工程（Ｂ）により処理し、前記成型炭と前記粉砕工程（Ｂ）で粉砕された石炭（Ｘ）および石炭（Ｙ）をコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
7. 硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、
   前記石炭（Ｘ）を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、前記石炭（Ｙ）を粉砕する粉砕工程（Ｃ）とにより処理した後に、前記成型炭と前記石炭（Ｙ）とをコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
8. 硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、
   前記石炭（Ｘ）の一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記石炭（Ｘ）を粉砕する粉砕工程（Ｃ）により処理し、前記石炭（Ｙ）を粉砕する粉砕工程（Ｄ）により処理した後に、前記成型炭と前記粉砕工程（Ｃ）および（Ｄ）により処理した石炭とをコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
9. 硬度が高い石炭（Ｘ）と該石炭（Ｘ）よりも硬度が低い石炭（Ｙ）とを用いてコークスを製造する方法であって、
   前記石炭（Ｘ）の一部を粉砕する粉砕工程（Ａ）と、該粉砕工程（Ａ）で粉砕された石炭を用いて成型炭を製造する成型炭製造工程と、該成型炭製造工程の原料としなかった前記石炭（Ｘ）と前記石炭（Ｙ）を配合した石炭を粉砕する粉砕工程（Ｃ）とにより処理した後に、前記成型炭と前記粉砕工程（Ｃ）により処理した石炭とをコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法。
10. 硬度が低い石炭（Ｙ）の一部を粉砕し、粉砕工程（Ａ）で粉砕した硬度が高い石炭（Ｘ）と混合して、前記成型炭を製造することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のコークスの製造方法。

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