JP5062379B1 - コークスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】石炭又は粘結材を容器に充填して試料1とし、試料1の上に上下面に貫通孔を有する材料2を配置し、試料1と上下面に貫通孔を有する材料2を一定容積に保ちつつ、あるいは一定の荷重を負荷しつつ、所定の加熱速度で試料1を加熱し、貫通孔へ浸透した溶融試料の浸透距離を測定し、該測定値を用いて試料の軟化溶融特性を評価する石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法を用いる。または、試料1と上下面に貫通孔を有する材料2を一定容積に保ちつつ、所定の加熱速度で試料1を加熱して、上下面に貫通孔を有する材料2を介して伝達される試料の圧力を測定し、該測定値を用いて試料の軟化溶融特性を評価する。
【選択図】図1
Description
[1]石炭又は粘結材を容器に充填して試料を作成し、
該試料の上に上下面に貫通孔を有する材料を配置し、
前記試料と前記上下面に貫通孔を有する材料を一定容積に保ちつつ、前記試料を加熱し、
前記貫通孔へ浸透した溶融試料の浸透距離を測定し、
該測定値を用いて試料の軟化溶融特性を評価する、
石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法。
[2]石炭又は粘結材を容器に充填して試料を作成し、
該試料の上に上下面に貫通孔を有する材料を配置し、
前記試料と前記上下面に貫通孔を有する材料を一定容積に保ちつつ、前記試料を加熱し、
前記上下面に貫通孔を有する材料を介して伝達される前記試料の圧力を測定し、
該測定値を用いて試料の軟化溶融特性を評価する、
石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法。
[3]石炭又は粘結材を容器に充填して試料を作成し、
該試料の上に上下面に貫通孔を有する材料を配置し、
前記上下面に貫通孔を有する材料に一定荷重を負荷しつつ、前記試料を加熱し、
前記貫通孔へ浸透した溶融試料の浸透距離を測定し、
該測定値を用いて試料の軟化溶融特性を評価する、
石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法。
[4]石炭又は粘結材を容器に充填して試料を作成し、
該試料の上に上下面に貫通孔を有する材料を配置し、
前記上下面に貫通孔を有する材料に一定荷重を負荷しつつ、前記試料を加熱し、
前記試料の膨張率を測定し、
該測定値を用いて試料の軟化溶融特性を評価する、
石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法。
[5]前記試料の作成が、石炭又は粘結材を粒径3mm以下が70質量%以上となるように粉砕し、該粉砕された石炭又は粘結材を充填密度0.7〜0.9g/cm3で、層厚が5〜20mmとなるように容器に充填することからなる[1]乃至[4]の何れかに記載の石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法。
[6]前記粉砕が、石炭又は粘結材を粒径2mm以下が100質量%となるように粉砕することからなる[5]に記載の石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法。
[7]前記上下面に貫通孔を有する材料が、球形粒子充填層、或いは、非球形粒子充填層である[1]乃至[4]の何れかに記載の石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法。
[8]前記試料の加熱が、2〜10℃/分の加熱速度で室温から550℃まで不活性ガス雰囲気下で加熱することからなる[1]乃至[4]の何れかに記載の石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法。
[9]前記一定荷重を負荷することが、貫通孔を有する材料の上面における圧力が5〜80kPaとなるような荷重を負荷することからなる[3]または[4]に記載の石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法。
[10]前記上下面に貫通孔を有する材料を配置することが、該試料の上に直径0.2〜3.5mmのガラスビーズを層厚20〜100mmとなるように配置することからなり、
前記試料の加熱が、前記試料とガラスビーズ層を一定容積に保ちつつ、加熱速度2ないし10℃/分で室温から550℃まで不活性ガス雰囲気下で加熱することからなる、
[1]または[2]に記載の石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法。
[11]前記上下面に貫通孔を有する材料を配置することが、該試料の上に直径0.2〜3.5mmのガラスビーズを層厚20〜100mmとなるように配置することからなり、
前記試料の加熱が、前記ガラスビーズの上部から5〜80kPaとなるように荷重を負荷しつつ、加熱速度2〜10℃/分で室温から550℃まで不活性ガス雰囲気下で加熱することからなる、
[3]または[4]に記載の石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法。
[12]前記試料の作成が、石炭又は粘結材を粒径3mm以下が70質量%以上となるように粉砕し、該粉砕された石炭又は粘結材を充填密度0.7〜0.9g/cm3で、層厚が5〜20mmとなるように容器に充填することからなり、
前記上下面に貫通孔を有する材料を配置することが、該試料の上に直径0.2〜3.5mmのガラスビーズを層厚20〜100mmとなるように配置することからなり、
前記試料の加熱が、前記試料とガラスビーズ層を一定容積に保ちつつ、加熱速度2〜 10℃/分で室温から550℃まで不活性ガス雰囲気下で加熱することからなる、
[1]または[2]に記載の石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法。
[13]前記試料の作成が、石炭又は粘結材を粒径3mm以下が70質量%以上となるように粉砕し、該粉砕された石炭又は粘結材を充填密度0.7〜0.9g/cm3で、層厚が5〜20mmとなるように容器に充填することからなり、
前記上下面に貫通孔を有する材料を配置することが、該試料の上に直径0.2〜3.5mmのガラスビーズを層厚20〜100mmとなるように配置することからなり、
前記試料の加熱が、前記ガラスビーズの上部から5〜80kPaとなるように荷重を負荷しつつ、加熱速度2〜10℃/分で室温から550℃まで不活性ガス雰囲気下で加熱することからなる、
[3]または[4]に記載の石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法。
[14]前記試料の作成が、石炭又は粘結材を粒径2mm以下が100質量%となるように粉砕し、該粉砕された石炭又は粘結材を充填密度0.8g/cm3で、層厚が10mmとなるように容器に充填することからなり、
前記上下面に貫通孔を有する材料を配置することが、該試料の上に直径2mmのガラスビーズを層厚80mmとなるように配置することからなり、
前記試料の加熱が、前記試料とガラスビーズ層を一定容積に保ちつつ、加熱速度3℃/分で室温から550℃まで不活性ガス雰囲気下で加熱することからなる、
[1]または[2]に記載の石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法。
[15]前記試料の作成が、石炭又は粘結材を粒径2mm以下が100質量%となるように粉砕し、該粉砕された石炭又は粘結材を充填密度0.8g/cm3で、層厚が10mmとなるように容器に充填することからなり、
前記上下面に貫通孔を有する材料を配置することが、該試料の上に直径2mmのガラスビーズを層厚80mmとなるように配置することからなり、
前記試料の加熱が、前記ガラスビーズの上部から50kPaとなるように荷重を負荷しつつ、加熱速度3℃/分で室温から550℃まで不活性ガス雰囲気下で加熱することからなる、
[3]または[4]に記載の石炭及び粘結材の軟化溶融特性の評価方法。
[16] コークス製造用配合炭に含まれるギーセラー最高流動度の対数値logMFが3.0以上の石炭について、石炭の軟化溶融特性である浸透距離を測定し、
測定された浸透距離の加重平均値に基づいて、前記ギーセラー最高流動度の対数値logMFが3.0以上の石炭の配合率を決定し、
決定された配合率により配合された石炭を乾留する、
コークスの製造方法。
[17]前記浸透距離の測定が下記(1)〜(4)により行われ、
前記配合率の決定が、測定された浸透距離の加重平均値が15mm以下になるように、前記ギーセラー最高流動度の対数値logMFが3.0以上の石炭の配合率を決定する、
[16]に記載のコークスの製造方法。
(1)石炭又は粘結材を粒径2mm以下が100質量%となるように粉砕し、該粉砕された石炭又は粘結材を充填密度0.8g/cm3で、層厚が10mmとなるように容器に充填して試料を作成し、
(2)該試料の上に直径2mmのガラスビーズを層厚80mmとなるように配置し、
(3)前記試料と前記ガラスビーズ層を一定容積に保ちつつ、加熱速度3℃/分で室温から550℃まで不活性ガス雰囲気下で加熱し、
(4)前記ガラスビーズ層へ浸透した溶融試料の浸透距離を測定する。
[18]前記浸透距離の測定が下記(1)〜(4)により行われ、
前記配合率の決定が、測定された浸透距離の加重平均値が17mm以下になるように、前記ギーセラー最高流動度の対数値logMFが3.0以上の石炭の配合率を決定する、
[16]に記載のコークスの製造方法。
(1)石炭又は粘結材を粒径2mm以下が100質量%となるように粉砕し、該粉砕された石炭又は粘結材を充填密度0.8g/cm3で、層厚が10mmとなるように容器に充填して試料を作成し、
(2)該試料の上に直径2mmのガラスビーズを層厚80mmとなるように配置し、
(3)前記ガラスビーズの上部から50kPaとなるように荷重を負荷しつつ、加熱速度3℃/分で室温から550℃まで不活性ガス雰囲気下で加熱し、
(4)前記ガラスビーズ層へ浸透した溶融試料の浸透距離を測定する。
[19]コークス製造に用いる配合炭中に含まれる石炭又は粘結材の銘柄と配合炭中に占めるlogMFが3.0未満の石炭の合計配合率を予め決定し、
コークス製造用配合炭に含まれる石炭のうち、ギーセラー最高流動度の対数値logMFが3.0以上の石炭の浸透距離を測定し、
配合炭に含まれるlogMFが3.0未満の石炭の合計配合率を一定とした条件下で個々銘柄の石炭又は粘結材の配合率を変化させることでその時の配合炭に含まれるlogMFが3.0以上の石炭又は粘結材の加重平均浸透距離と前記個々銘柄の石炭の配合率を変化させて調製した配合炭から得られるコークス強度の関係を求め、
コークス強度が所望の値以上になるようにlogMFが3.0以上の石炭の銘柄と配合率を調整して加重平均浸透距離を調整する、
コークスの製造方法。
[20]前記浸透距離の測定が、以下の範囲から選ばれる条件で行なわれる[19]に記載のコークスの製造方法。
石炭又は粘結材を粒径3mm以下が70質量%以上となるように粉砕し、該粉砕物を充填密度0.7〜0.9g/cm3で、層厚が5〜20mmとなるように容器に充填して試料とし、該試料の上に直径0.2〜3.5mmのガラスビーズを層厚20〜100mmとなるように配置し、前記試料とガラスビーズ層を一定容積に保ちつつ、昇温速度2〜10℃/分で室温から550℃まで不活性ガス雰囲気下で加熱する。
[21]前記浸透距離の測定が、以下の範囲から選ばれる条件で行なわれる[19]に記載のコークスの製造方法。
石炭又は粘結材を粒径3mm以下が70質量%以上となるように粉砕し、該粉砕物を充填密度0.7〜0.9g/cm3で、層厚が5〜20mmとなるように容器に充填して試料とし、該試料の上に直径0.2〜3.5mmのガラスビーズを層厚20〜100mmとなるように配置し、ガラスビーズの上部から圧力5〜80kPaとなるように荷重を負荷しつつ、昇温速度2〜10℃/分で室温から550℃まで不活性ガス雰囲気下で加熱する。
ΔP/L=K・μ・u ・・・ (1)
ここで、ΔPは上下面に貫通孔を有する材料内での圧力損失[Pa]、Lは貫通孔を有する材料の高さ[m]、Kは透過係数[m-2]、μは流体の粘度[Pa・s]、uは流体の速度[m/s]である。例えば上下面に貫通孔を有する材料として均一な粒径のガラスビーズ層を用いる場合、上述の好適な透過係数を持つようにするためには、直径0.2mmから3.5mm程度のガラスビーズを選択することが望ましく、もっとも望ましいのは2mmである。
L=(G−M)×H ・・・ (2)
ここで、Lは浸透距離[mm]、Gは充填したガラスビーズ質量[g]、Mは軟化溶融物と固着していないビーズ質量[g]、Hは本実験装置に充填されたガラスビーズの1gあたりの充填層高さ[mm/g]を表す。
2 上下面に貫通孔を有する材料
3 容器
4 圧力検出棒
5 スリーブ
6 ロードセル
7 温度計
8 発熱体
9 温度検出器
10 温度調節器
11 ガス導入口
12 ガス排出口
13 膨張率検出棒
14 錘
15 変位計
16 円形貫通孔
17 充填粒子
18 充填円柱
20 気孔壁
21 気孔
Claims (3)
- コークス製造に用いる配合炭中に含まれる石炭又は粘結材の銘柄と配合炭中に占めるlogMFが3.0未満の石炭の合計配合率を予め決定し、
コークス製造用配合炭に含まれる石炭のうち、ギーセラー最高流動度の対数値logMFが3.0以上の石炭の浸透距離を測定し、
配合炭に含まれるlogMFが3.0未満の石炭の合計配合率を一定とした条件下で個々銘柄の石炭又は粘結材の配合率を変化させることでその時の配合炭に含まれるlogMFが3.0以上の石炭又は粘結材の加重平均浸透距離と前記個々銘柄の石炭の配合率を変化させて調製した配合炭から得られるコークス強度の関係を求め、
コークス強度が所望の値以上になるようにlogMFが3.0以上の石炭の銘柄と配合率を調整して加重平均浸透距離を調整する、
コークスの製造方法。 - 前記浸透距離の測定が、以下の範囲から選ばれる条件で行なわれる請求項1に記載のコークスの製造方法。
石炭又は粘結材を粒径3mm以下が70質量%以上となるように粉砕し、該粉砕物を充填密度0.7〜0.9g/cm3で、層厚が5〜20mmとなるように容器に充填して試料とし、該試料の上に直径0.2〜3.5mmのガラスビーズを層厚20〜100mmとなるように配置し、前記試料とガラスビーズ層を一定容積に保ちつつ、昇温速度2〜10℃/分で室温から550℃まで不活性ガス雰囲気下で加熱する。 - 前記浸透距離の測定が、以下の範囲から選ばれる条件で行なわれる請求項1に記載のコークスの製造方法。
石炭又は粘結材を粒径3mm以下が70質量%以上となるように粉砕し、該粉砕物を充填密度0.7〜0.9g/cm3で、層厚が5〜20mmとなるように容器に充填して試料とし、該試料の上に直径0.2〜3.5mmのガラスビーズを層厚20〜100mmとなるように配置し、ガラスビーズの上部から圧力5〜80kPaとなるように荷重を負荷しつつ、昇温速度2〜10℃/分で室温から550℃まで不活性ガス雰囲気下で加熱する。
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