JP5163247B2 - Coke production method - Google Patents
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Description
本発明は、高炉用コークスの製造方法、特に安価な石炭をより多く配合しつつも強度を低下させることなくコークスを製造する方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing coke for blast furnace, and more particularly, to a method for producing coke without reducing strength while blending more inexpensive coal.
高炉の通気性を確保し、安定的に操業するために、高炉で用いられるコークスには高強度であることが求められている。近年では高炉容積の大型化が図られており、またCO2削減を目指した低還元材比で操業するために、益々高強度なコークスが要求されている。たとえば、コークス強度として、JIS−K2151に記載の手法で測定したドラム強度指数(10kgの塊コークスを所定のドラム内で150回転させた後の15mm篩上重量分率)を指標とすると、近年の目標値としては、85程度が必要であるとされている。 Coke used in the blast furnace is required to have high strength in order to ensure the air permeability of the blast furnace and operate stably. In recent years, the blast furnace volume has been increased in size, and in order to operate at a low reducing material ratio aimed at reducing CO 2 , higher strength coke is required. For example, when the drum strength index measured by the method described in JIS-K2151 is used as the coke strength (weight fraction on a 15 mm sieve after rotating 10 kg of lump coke in a predetermined drum for 150 times), As a target value, about 85 is required.
高炉用コークスを製造する際には、十数銘柄の多種多様な石炭を配合した原料石炭(以下、「配合炭」と記す。)をコークス炉内に装入し、乾留する。コークス炉の中で加熱された石炭は350〜500℃の温度域で一旦軟化溶融して、石炭粒子どうしが結合した後、再度固化して強固なコークスを生成する。このとき石炭が軟化溶融する性質のことを「粘結性」という。 When producing coke for blast furnace, raw coal (hereinafter referred to as “mixed coal”) blended with a wide variety of coals of more than a dozen brands is charged into the coke oven and dry-distilled. The coal heated in the coke oven is once softened and melted in a temperature range of 350 to 500 ° C., and coal particles are combined and then solidified again to produce strong coke. The property that coal softens and melts at this time is called “caking”.
配合炭は、通常、粘結性の高い石炭(粘結炭)と粘結性の低い石炭(非微粘結炭)とが十数種類配合された構成となっている。強度の高いコークスを製造するには、高い粘結性が必要とされることから粘結炭を多く配合することが好ましいが、良質な粘結炭は高価であり、また資源的に少なくなってきていることから、粘結炭に比較して埋蔵量が多く安価な非微粘結炭の配合比率(配合炭を構成する各石炭の配合炭に対する質量比率)を高くすることが望まれている。 The blended coal usually has a configuration in which dozens of types of coal having high caking properties (caking coal) and coal having low caking properties (non-caking coal) are blended. In order to produce coke with high strength, high caking properties are required, so it is preferable to add a large amount of caking coal, but good quality caking coal is expensive and resource-saving. Therefore, it is desired to increase the blending ratio (mass ratio of each coal constituting the blended coal with respect to the blended coal) of the non-slightly caking coal that has a large reserve and is cheaper than the caking coal. .
一般に配合炭における非微粘結炭の配合比率は、かつては高々20質量%程度であったが、最近では40質量%を超える配合炭も使用されるようになってきている。しかしながら、非微粘結炭の配合比率を高めることは、配合炭の粘結性を低下させ、結果的にコークス強度の低下を招く。そこで、コークス強度を低下させずに非微粘結炭の配合率を高くするには、非微粘結炭の粘結性の低さを補うことが必要となる。その方法のひとつに、粘結材(バインダー)を添加して装入炭の粘結性を改善する粘結材添加法がある。 In general, the blending ratio of non-slightly caking coal in blended coal was once about 20% by mass at the most, but recently, blended coal exceeding 40% by mass has been used. However, increasing the blending ratio of the non-slightly caking coal reduces the caking property of the blended coal, resulting in a decrease in coke strength. Therefore, in order to increase the blending ratio of the non-slightly caking coal without reducing the coke strength, it is necessary to compensate for the low caking property of the non-slightly caking coal. As one of the methods, there is a binder addition method in which a binder (binder) is added to improve the caking property of the charged coal.
たとえば、非特許文献1には、石炭化度の異なる4種の非微粘結炭を使用して、各非微粘結炭に対して、粘結材としてアスファルトを熱分解して得られるピッチを使用し、石炭(非微粘結炭)2に対して粘結材1の比率で混合して乾留した場合に、石炭とピッチが相溶することでコークス組織が強固となることが示されている。ただし、どのような非微粘結炭および組織に対しても同じ効果を示すのではなく、比較的粘結性に富む活性成分組織との相溶がよく、粘結性に乏しいこと、または風化した組織とは相溶性が悪いことが記述されている。
For example, Non-Patent
粘結材を石炭、特に非微粘結炭に添加することでコークス強度を向上させる例としては、たとえば非特許文献2に、アスファルト熱分解ピッチを3種の異なる石炭に10〜50%添加した結果に基づいて、非微粘結炭(揮発分29%、最高流動度2ddpm)に上記ピッチを20%〜30%添加することで、該非微粘結炭単味コークスでは強度がゼロに近かったものを、高炉用コークスに準ずる程度まで強度が向上した例が示されている。なお、「揮発分」とは、JIS M8812の揮発分定量方法に記載された方法にて測定した無水ベースの揮発分の測定値である。
As an example of improving coke strength by adding caking material to coal, especially non-slightly caking coal, for example, in
このように、非微粘結炭に粘結材を添加し粘結性を補填する技術は、調湿炭を炭化室に装入する操業のみならず、湿炭、乾燥炭、予熱炭、成型炭を装入する操業およびスタンプチャージ等においても有効である。 In this way, the technology to add caking material to non-caking coal to supplement caking properties is not only the operation of charging the conditioning coal into the carbonization chamber, but also wet coal, dry coal, preheated coal, molding It is also effective for charcoal operation and stamp charge.
実際の操業においては、何らかの手法により粘結材の添加率を規定し、効率的に利用する技術が求められる。粘結材の添加率を規定する方法としては、たとえば特許文献1のように、粘結材を添加した後の装入炭の粘結性指数(全膨張率および最高流動度)が所定の範囲を満たすようにする方法がある。ただし、この手法は、粘結材添加後の粘結性指数のみに着目しているため、粘結材添加の対象となる非微粘結炭の好適な性状については明確な記述はなされていない。このため、粘結材がより効果を発揮する条件下で使用できているとは限らない。
In actual operation, a technique is required that efficiently defines and uses the caking additive addition rate by some method. As a method for prescribing the addition rate of the caking additive, for example, as in
非微粘結炭の性状に注目して粘結材の添加率を制御する手法としては、特許文献2に一般炭(当該文献において最高流動度が5ddpm以下の石炭を意味する。)のボタン指数にもとづいて粘結材の添加率を調整する方法が示されている。具体的には、一般炭のボタン指数が1/2〜1の範囲において、粘結材の0.8〜1.6倍の一般炭と粘結材を同時に配合することで基準配合コークスの強度が維持可能である例が示されている。なお、ボタン指数とは、JIS−M8801のるつぼ膨張試験方法に記載の手法にて求めた石炭のるつぼ膨張指数の通称である。ここで、ボタン指数を利用している理由は、最高流動度ではゼロとしか評価されない石炭銘柄においても、るつぼ膨張試験方法で用いられる急速加熱条件ではある程度は粘結性を示すものがあり、前記した膨張性指数で評価することによってこれらを区別することができるからとされている。しかし、実際の乾留における昇温速度は流動性試験方法における昇温速度に近く、ボタン指数測定時のような急速加熱では、実際の乾留における一般炭の粘結性を過大評価している可能性が大きいと考えられる。
As a method of controlling the addition rate of the caking additive by paying attention to the properties of the non-slightly caking coal,
なお、石炭には粘結性の大小に着目して、粘結炭、微粘結炭、非粘結炭、の呼称があり、後の2種を総称して非微粘結炭という場合がある。また、用途の面から原料炭、一般炭という名称もあり、ほぼ粘結炭、非微粘結炭に相当する。その他の呼び方もあるが、いずれにしても、これらの呼称は取引上の要因も絡むので、分類方法に関して明確な定義は存在していない。従って、これらの用語については、先の特許文献2の一般炭の定義のように個別に定義する必要がある。本発明において、「非微粘結炭」はJIS−M8801の流動性試験(ギーセラープラストメータ法)にて求められるギーセラー流動度(温度に対して流動度を測定した場合の最大値として得られる最高流動度であって、以下「最高流動度」ともいう。)が7ddpm以下の石炭を意味し、「粘結炭」は定義された「非微粘結炭」以外のコークス用原料炭を意味する。
In addition, focusing on the causticity of coal, there are names of caking coal, slightly caking coal, and non-caking coal, and the latter two types are collectively called non-caking coal. is there. In addition, there are also names of coking coal and steaming coal from the viewpoint of use, which are almost equivalent to caking coal and non-caking coal. There are other designations, but in any case, these designations also involve trading factors, so there is no clear definition of the classification method. Therefore, it is necessary to define these terms individually as in the definition of steam coal in
近年は高炉容積の拡大等により、さらに高強度なコークスが要求されるようになってきている。一方で、製造コスト削減の観点から、高価な粘結炭の配合比率を低下させ、非微粘結炭の配合比率を高めることが求められている。しかしながら、それに応じた配合条件下では、非微粘結炭添加による粘結性の低下を粘結材により補填しても、必ずしも所望の強度を有するコークスが得られない場合があった。このため、実務上、所望のコークス強度を安定的に確保するためには、目標とするコークス強度よりも高い強度を狙った配合とせざるを得ず、結局、高価な粘結炭の配合比率を低下させることができなかった。 In recent years, coke with higher strength has been required due to expansion of the blast furnace volume. On the other hand, from the viewpoint of manufacturing cost reduction, it is required to reduce the blending ratio of expensive caking coal and increase the blending ratio of non-slightly caking coal. However, under the blending conditions corresponding thereto, coke having a desired strength may not always be obtained even if the caking loss due to the addition of non-fine caking coal is compensated by the caking material. For this reason, in practice, in order to stably secure the desired coke strength, it has to be formulated with a strength that is higher than the target coke strength. Could not be reduced.
ここに、本発明の目的は、非微粘結炭の配合比率をこれまでと同等またはそれ以上に高めた配合炭を使用しても、近年求められている強度を満足するコークスを製造できる方法を提供することである。 Here, an object of the present invention is to provide a method for producing coke that satisfies the strength required in recent years even when a blended coal in which the blending ratio of non-slightly caking coal is equal to or higher than before is used. Is to provide.
本発明のより具体的な目的は、粘結材を、その特性を十分に活かすことができる性状を有する非微粘結炭と組み合わせて使用することで、高価で資源量の少ない粘結炭の使用を減らしつつも強度を低下させることなくコークスを製造可能な方法を提供することである。 A more specific object of the present invention is to use a caking material in combination with a non-slightly caking coal having a property that can fully utilize its properties, and thereby to increase the cost of caking coal with a small amount of resources. It is to provide a method capable of producing coke without reducing strength while reducing use.
本発明者らは、粘結材を使用するに際して種々の検討を実施した結果、揮発分が低く(石炭化度が高く)、粘結性に乏しい石炭を配合炭の一部として使用する際に粘結材を併せて使用することが有効であることを見出した。 As a result of conducting various studies when using the caking additive, the present inventors have used a coal having a low volatile content (high degree of coalification) and poor caking properties as part of the blended coal. It has been found that it is effective to use a binder together.
粘結性に乏しい石炭、即ち最高流動度が10ddpm以下の非微粘結炭と呼ばれる石炭には、低揮発性のもの(低揮発性非微粘結炭)と高揮発性のもの(高揮発性非微粘結炭)とがある。高揮発性非微粘結炭は乾留時の収縮が大きいことによりコークス塊中に多くの亀裂を生じせしめ、強度低下の作用を引き起こすため、粘結材と組合せても高いコークス強度を維持することができない。一方、低揮発性非微粘結炭は、粘結材との組合せでコークス強度を維持する効果が発揮される。即ち、粘結材と組み合わせて粘結炭の配合比率を低下させることのできる非微粘結炭の揮発分には適切な範囲が存在し、発明者らの検討では、その範囲は約25%以下であった。 Coal with poor caking property, that is, coal called non-slightly caking coal with a maximum fluidity of 10 ddpm or less, low volatility (low volatility non-minor caking coal) and high volatility (high volatility) Non-slightly caking coal). High volatility non-coking coal has a large shrinkage during dry distillation and causes many cracks in the coke lump, causing a decrease in strength, so it maintains high coke strength even when combined with caking additive. I can't. On the other hand, the low-volatile non-caking coal exhibits the effect of maintaining the coke strength in combination with the caking additive. That is, there is an appropriate range for the volatile content of the non-slightly caking coal that can reduce the blending ratio of caking coal in combination with the caking additive, and the range by the inventors is about 25%. It was the following.
本発明は、粘結炭と非微粘結炭とからなる配合炭を含むコークス炉原料を乾留して高炉用コークスを製造する方法において、前記コークス炉原料の調製に際して、揮発分が25%以下で最高流動度が1ddpm以上7ddpm以下の低揮発性非微粘結炭を前記配合炭にさらに配合する工程および粘結材を添加する工程を備えること、及び前記低揮発性非微粘結炭の前記コークス炉原料に対する質量比率が3〜7%であることを特徴とするコークスの製造方法である。 The present invention provides a method for producing coke for a blast furnace by dry distillation of a coke oven raw material containing a blended coal composed of caking coal and non-slightly caking coal, and in the preparation of the coke oven raw material, the volatile content is 25% or less. And a step of further blending the blended coal with a low-volatile non-finely caking coal having a maximum fluidity of 1 ddpm or more and 7 ddpm or less, and a step of adding a caking agent, and the low-volatility non- caking coal Is a coke production method, wherein the mass ratio of the coke oven raw material is 3 to 7% .
好ましくは、前記低揮発性非微粘結炭の前記粘結材に対する質量比(非微粘結炭/粘結材)が1以上3以下である。 Preferably, the low volatile non-fine caking mass ratio with respect to the caking of (non-fine caking / Nebayuizai) is 3 hereinafter 1 or more.
本発明は、別の観点からは、粘結炭と非微粘結炭とからなる配合炭に、揮発分が25%以下で最高流動度が1ddpm以上7ddpm以下の低揮発性非微粘結炭を配合する工程と、粘結材を添加する工程とを備えるコークス炉原料の製造方法であって、得られたコークス炉原料に対する前記低揮発性非微粘結炭の質量比率が3〜7%であることを特徴とするコークス炉原料の製造方法である。
From another point of view, the present invention provides a blended coal composed of caking coal and non-slightly caking coal with low volatility non-caking that has a volatile content of 25% or less and a maximum fluidity of 1 ddpm to 7 ddpm. A method for producing a coke oven raw material comprising a step of blending charcoal and a step of adding a caking additive, wherein the mass ratio of the low volatility non-fine caking coal to the obtained coke oven raw material is 3 to 7 %, A method for producing a coke oven raw material.
本発明において、「配合炭」とは、コークスを製造する際の原料に含まれる、通常は十数銘柄が配合される石炭であって、粘結炭および非微粘結炭から構成される。
「装入炭」とは、コークスを製造する際の原料としてコークス炉に装入されるもの(コークス炉原料)であって、「配合炭」以外の成分を含む場合がある。具体的には、粘結材、廃プラスチックス、粉コークス、オイルコークス、ダスト、廃タイヤ、廃木材などの物質がある。
「粘結材」とは「配合炭」以外の成分の一つであって、コークスを製造する際に配合炭の粘結性不足を補うために添加する瀝青質物質である。具体的には、タールピッチ、石油系ピッチ、溶剤精製炭などがある。
In the present invention, the “blended coal” is coal that is contained in a raw material for producing coke and usually contains dozens of brands, and is composed of caking coal and non-caking caking coal.
“Charging coal” is a material (coke oven raw material) charged into a coke oven as a raw material for producing coke, and may contain components other than “blended coal”. Specific examples include caking materials, waste plastics, powder coke, oil coke, dust, waste tires, and waste wood.
“Binder” is one of the components other than “blended coal”, and is a bituminous substance added to make up for insufficient caking of the blended coal when producing coke. Specific examples include tar pitch, petroleum pitch, and solvent refined coal.
本発明により、適正量の低揮発性非微粘結炭を粘結材と組み合わせて配合することにより、安価な非微粘結炭を多量配合しても強度を低下させずにコークスを製造することが可能となり、その経済的な効果は大きい。 According to the present invention, a proper amount of low-volatility non-caking coal is combined with a caking material to produce coke without reducing strength even if a large amount of cheap non-caking coal is blended. The economic effect is great.
本発明は、コークス製造に際しての非微粘結炭の有効利用を図る方法であり、その具体的実施態様について説明する。本明細書で配合比率、添加率および揮発分を示す「%」は、特に断りがない限り、「質量%」である。 The present invention is a method for effectively utilizing non-coking coal during coke production, and a specific embodiment thereof will be described. In the present specification, “%” indicating the blending ratio, addition rate, and volatile content is “% by mass” unless otherwise specified.
本発明の特徴は、揮発分(JIS M8812に規定される無水ベース揮発分)が低く(石炭化度が高く)かつ粘結性に乏しい低揮発性非微粘結炭を配合炭の一部として使用するとともに、その際に粘結材を併せて使用することである。 A feature of the present invention is that low volatile non-mineralized coal having low volatile content (anhydrous base volatile content defined in JIS M8812) (high degree of coalification) and poor caking property is used as part of the blended coal. While using it, it is to use a caking additive together in that case.
本発明において「配合炭」は、上記のように粘結炭および非微粘結炭から構成されるものであって、それらの配合比率(配合炭に対する質量比率)は特に制限されないが、一般には、粘結炭:65%、非微粘結炭:35%が例示される。 In the present invention, “blended coal” is composed of caking coal and non-slightly caking coal as described above, and the blending ratio (mass ratio with respect to blended coal) is not particularly limited. And caking coal: 65% and non-slightly caking coal: 35%.
粘結性に乏しい石炭、即ち最高流動度が10ddpm以下の非微粘結炭には、低揮発性のもの(低揮発性非微粘結炭)と高揮発性のもの(高揮発性非微粘結炭)がある。
高揮発性非微粘結炭は乾留時の収縮が大きいことによりコークス塊中に多くの亀裂を生じせしめ、強度低下の作用を引き起こす。このため、配合炭における非微粘結炭が高揮発性非微粘結炭だけでは粘結材と組合せても高いコークス強度を維持することができない。
Coal with poor caking properties, that is, non-minor caking coal with a maximum fluidity of 10 ddpm or less, low volatility (low volatility non-minor caking coal) and high volatility (high volatility non-minor coal) Caking coal).
High volatility non-coking coal causes large cracks in the coke mass due to large shrinkage during dry distillation, causing a reduction in strength. For this reason, high coke strength cannot be maintained even if the non-slightly caking coal in the blended coal is combined with a caking agent only with a highly volatile non-slightly caking coal.
これに対し、低揮発性非微粘結炭は、粘結材との組み合わせによりコークス強度を維持することができる。即ち、粘結材と組み合わせて粘結炭の配合比率を低下させることのできる非微粘結炭の揮発分には適切な範囲が存在し、その範囲が約25%以下であるとの新たな知見に本発明は基づいている。 On the other hand, low volatility non-slightly caking coal can maintain coke strength by a combination with a caking additive. In other words, there is an appropriate range for the volatile content of non-slightly caking coal that can reduce the blending ratio of caking coal in combination with the caking material, and a new range is about 25% or less. The present invention is based on the findings.
このように、本発明では、揮発分が25%以下の低揮発性非微粘結炭が使用されるが、そのときの揮発分の下限は特に制限されない。ただし、使用形態によっては、揮発分が低すぎることによる問題点が生じることがある。すなわち、非微粘結炭の揮発分が過度に低くなると、乾留時の収縮が極端に小さいため周囲石炭との収縮差に起因する亀裂が発生し、コークスの強度低下が引き起こされる場合がある。このような強度低下は揮発分が15%より小さい場合に顕著になる傾向がある。したがって、本発明の好適態様における揮発分の範囲は15%以上、25%以下である。 Thus, in the present invention, low-volatile non-slightly caking coal having a volatile content of 25% or less is used, but the lower limit of the volatile content at that time is not particularly limited. However, depending on the form of use, problems may arise due to the volatile content being too low. That is, when the volatile content of the non-slightly caking coal becomes excessively low, the shrinkage during dry distillation is extremely small, so that cracks due to the difference in shrinkage with the surrounding coal may occur, and the strength of the coke may be reduced. Such a decrease in strength tends to be noticeable when the volatile content is less than 15%. Therefore, the range of the volatile content in the preferred embodiment of the present invention is 15% or more and 25% or less.
また、最高流動度の適正範囲は1ddpm以上10ddpm以下であり、その理由は次のとおりである。すなわち、最高流動度10ddpm超で揮発分25%以下の石炭は、その殆どが粘結炭であり、そのような石炭は配合することによりコークス強度を向上させる効果があるため、そもそも粘結材と組み合わせる必要が無い。また、粘結性を実質的に有しない、すなわち最高流動度が実質上ゼロの石炭、つまり1ddpm未満の石炭については、周囲の粘結炭由来あるいは粘結材由来のコークス組織との接着が悪いため、粘結材により粘結性を補填しても強度の低下は免れない。 Moreover, the appropriate range of the maximum fluidity is 1 ddpm or more and 10 ddpm or less, and the reason is as follows. That is, most of coal having a maximum fluidity of more than 10 ddpm and a volatile content of 25% or less is caking coal, and such coal has an effect of improving coke strength by blending. There is no need to combine them. In addition, the coal having substantially no caking property, that is, the coal having the highest fluidity substantially zero, that is, the coal having less than 1 ddpm, has poor adhesion with the coking structure derived from the caking coal or the caking material derived from the caking material. For this reason, even if the caking property is supplemented by the caking material, a decrease in strength is inevitable.
この低揮発性非微粘結炭の添加率(装入炭に対する質量比率)は、配合炭を構成する他の石炭の性状および配合比率、コークスに求められる強度、粘結材の添加率等により変化するため、確定的に範囲を規定することはできない。ただし、少量の添加では粘結性改善効果が小さく、逆に大量に添加すると上記の揮発分が過度に低い場合と同様にコークスの強度低下を引き起こすおそれがあるため、添加率として2〜9%とすることが好ましい。3〜7%とすれば特に好ましい。この添加率に相当する高価な粘結炭を安価な非微粘結炭に置き換えることの経済的な効果(コスト改善効果)は顕著である。 The rate of addition of this low-volatile non-caking coal (mass ratio to the charged coal) depends on the properties and blending ratio of other coals that make up the blended coal, the strength required for coke, the rate of addition of the caking additive, etc. Because it changes, the range cannot be defined deterministically. However, the effect of improving the caking property is small if added in a small amount, and conversely, if added in a large amount, the coke strength may be reduced as in the case where the volatile content is excessively low. It is preferable that 3 to 7% is particularly preferable. The economic effect (cost improvement effect) of replacing expensive caking coal corresponding to this addition rate with cheap non-caking caking coal is remarkable.
なお、本発明に係る配合炭に含まれる揮発分が25%を超える高揮発性非微粘結炭の配合比率については特に制限されない。配合炭を構成する他の石炭の性状および配合比率、コークスに求められる強度等を考慮して、配合炭の一部として粘結炭とともに、適宜量が配合されればよい。 In addition, there is no restriction | limiting in particular about the mixture ratio of the highly volatile non-slightly caking coal in which the volatile matter contained in the coal blend concerning this invention exceeds 25%. Considering the properties and blending ratio of other coals constituting the blended coal, the strength required for coke, etc., an appropriate amount may be blended together with caking coal as part of the blended coal.
本発明に係る粘結材としては、瀝青質物質、たとえば、タールピッチ、石油系ピッチ、溶剤精製炭などが例示されるが、好ましくは、石油系ピッチである。本発明において、最も広義には、粘結材の添加率は制限されないが、好ましくは、本発明において使用する低揮発性非微粘結炭の粘結材に対する質量比率(非微粘結炭/粘結材)が1〜4の範囲になるように粘結材の添加率を設定することが好ましく、1〜3の範囲とすればさらに好ましい。また、粘結材の添加率としては、1〜5%の範囲であれば好ましく、2〜3%であればさらに好ましい。 Examples of the caking material according to the present invention include bituminous substances such as tar pitch, petroleum pitch, solvent refined charcoal, and the like, preferably petroleum pitch. In the present invention, in the broadest sense, the addition rate of the caking additive is not limited, but preferably, the mass ratio of the low volatility non-caking coal used in the present invention to the caking additive (non-caking coal / It is preferable to set the addition rate of the binder so that the binder is in the range of 1 to 4, more preferably in the range of 1-3. Further, the addition rate of the binder is preferably in the range of 1 to 5%, more preferably 2 to 3%.
本発明に係る装入炭は、上記の配合炭および粘結材のほかに、必要により、さらに、廃プラスチックス、粉コークス、オイルコークス、ダスト、廃タイヤ、廃木材などの物質が少なくとも一種添加されてもよい。その添加率は好ましくは、1%以下である。 In addition to the above blended coal and caking additive, the charging coal according to the present invention, if necessary, further added at least one substance such as waste plastics, powder coke, oil coke, dust, waste tire, waste wood May be. The addition rate is preferably 1% or less.
このようにして準備された装入炭(配合炭および粘結材ならびに必要に応じて廃プラスチックなどの物質)は、例えば室炉式コークス炉に装入され、加熱、乾留の段階を経ることにより、コークスとして製造される。このときの加熱条件、乾留条件などは特に制限されず、慣用の処理条件で処理すればよい。一般的な乾留条件としては、装入炭水分6〜9%、炉温1050〜1150℃、乾留時間21〜23時間が挙げられる。
乾留が終了した段階で、生成コークスは炉から排出され、冷却後、回収される。
Charging coal prepared in this way (mixed coal and caking additive, and materials such as waste plastic as necessary) is charged into, for example, a chamber-type coke oven and heated and dry-distilled. Manufactured as coke. The heating conditions, dry distillation conditions, and the like at this time are not particularly limited, and may be processed under conventional processing conditions. General dry distillation conditions include 6-9% of charged coal moisture, a furnace temperature of 1050 to 1150 ° C., and a dry distillation time of 21 to 23 hours.
When the dry distillation is completed, the produced coke is discharged from the furnace, recovered after cooling.
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
(実施例1)
(1)基準コークスの作製および評価
本実施例では、次の比率で配合され、表1に示す性状とされた配合炭を基準炭として用いた。
粘結炭:65%、揮発分25%超の非微粘結炭:35%
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
Example 1
(1) Production and evaluation of reference coke In this example, a blended coal blended at the following ratio and having the properties shown in Table 1 was used as the reference coal.
Coking coal: 65%, Non-slightly caking coal with a volatile content of over 25%: 35%
この基準炭の水分を6%に調整し、調整後の嵩密度が760kg/m3であることを確認してから、50kgを乾留容器に装填した。続いて、電気加熱式の試験コークス炉にて炭中温度950℃に乾留した。生成したコークスを窒素雰囲気で乾式冷却した後、JIS−K2151に従ってドラム強度指数を測定した。
こうして基準炭を乾留して得られた基準コークスのドラム強度指数を表1に示す。ドラム強度指数は85.4であって、強度の高いコークスであることが確認された。
After adjusting the moisture of this reference charcoal to 6% and confirming that the adjusted bulk density was 760 kg / m 3 , 50 kg was charged into the dry distillation vessel. Subsequently, dry distillation was performed at a coal temperature of 950 ° C. in an electrically heated test coke oven. After the produced coke was dry-cooled in a nitrogen atmosphere, the drum strength index was measured according to JIS-K2151.
Table 1 shows the drum strength index of the reference coke obtained by carbonizing the reference coal. The drum strength index was 85.4, and it was confirmed that the strength was high strength coke.
(2)試験コークスの作製
表3に示す特性(揮発分および最高流動度)を有する非微粘結炭A、C〜E、粘結炭B、および場合により表2に示す性状の粘結材(アスファルト熱分解ピッチ;石油系ピッチの一種)を上記の基準炭に対して添加して装入炭とした。なお、これらの添加率は表3に示されるとおりであり、「%」は、添加後の装入炭に対する質量%を意味する。こうして得られた装入炭を、基準炭の場合と同様の方法で乾留等を行い、試験コークスを得た。
(2) Preparation of test coke Non-slightly caking coal A, C to E, caking coal B having the characteristics shown in Table 3 (volatile content and maximum fluidity), and caking material having properties shown in Table 2 in some cases (Asphalt pyrolysis pitch; a kind of petroleum-based pitch) was added to the above-mentioned reference coal to obtain charging coal. In addition, these addition rates are as Table 3 showing, and "%" means the mass% with respect to the charging coal after addition. The charging coal thus obtained was subjected to dry distillation and the like in the same manner as in the case of the reference coal to obtain test coke.
(3)試験コークスの評価方法
上記のように、基準コークスは高強度であるから、このコークスのドラム強度指数と試験コークスのドラム強度指数とを比較することにより、試験に供された装入炭がコークスの原料として適しているか否かを評価した。
試験コークスのドラム強度指数(DI1)の基準炭コークスのドラム強度指数(DI2)に対する差をΔDIとした。すなわち、ΔDI = DI1−DI2 である。
(3) Evaluation method of test coke Since the reference coke has high strength as described above, the charging coal used in the test was compared by comparing the drum strength index of this coke with the drum strength index of the test coke. Was suitable as a raw material for coke.
The difference between the drum strength index (DI1) of the test coke and the drum strength index (DI2) of the reference coal coke was defined as ΔDI. That is, ΔDI = DI1-DI2.
(4)評価結果
いずれも揮発分が25%超のA炭およびB炭と粘結材とを基準炭に混合したケース1およびケース2では、試験コークスの強度は基準コークスの強度よりも低かった。
(4) Evaluation results In both
また、これらのA炭およびB炭のみを基準炭に対して添加したケース1’およびケース2’のコークス強度は、さらに粘結材を添加したケース1およびケース2よりも低かった。この結果は、揮発分が25%超の非微粘結炭を添加した場合には基準コークスよりも強度が低く、粘結材を添加することにより強度は向上するものの基準コークスのレベルまで回復するほどの効果は得られないことを示している。本発明において粘結炭に分類される単味炭B(但し、粘結炭としては最高流動度が低い部類)であっても、揮発分が高いので粘結材と合わせて添加すると効果は低いことを示す。
In addition, the coke strength of Case 1 'and Case 2' in which only these A and B coals were added to the reference coal was lower than that of
一方、いずれも揮発分が25%以下であって最高流動度が1〜10ddpmの範囲にあるC、DおよびE炭と粘結材とを基準炭に混合したケース3、4および5では、試験コークスの強度は基準コークスの強度とほぼ同等であった。
On the other hand, in
しかしながら、ケース3’、4’および5’のように、同じC、DおよびE炭を用いても、粘結材を添加しない場合には基準コークスの強度を下回る結果となった。
さらに、最高流動度がゼロであるFおよびG炭と粘結材とを混合したケース6および7では、得られた試験コークスの強度は基準コークスの強度よりも低かった。これは、FおよびG炭は粘結性が全くないために、周囲の粘結炭由来あるいは粘結材由来のコークス組織との接着が悪く、結果的に粘結材の添加によって粘結性のみを補填しても高強度な基準まで達しなかったためと考えられる。
However, even when the same C, D and E charcoal were used as in
Furthermore, in cases 6 and 7 in which F and G charcoal having a maximum fluidity of zero and a binder were mixed, the strength of the obtained test coke was lower than that of the reference coke. This is because the F and G charcoal has no caking property, so the adhesion with the coking structure derived from the caking coal around or from the caking material is poor, and as a result, only caking property is obtained by the addition of caking material. This is considered to be because the high-strength standard was not reached even when supplemented.
表3の結果について、基準炭に添加した非微粘結炭の揮発分を横軸に、得られた試験コークスのドラム強度指数の基準コークスのドラム強度に対する差(ΔDI)を縦軸にとってプロットした結果を図1に示す。 The results of Table 3 are plotted with the volatile content of the non-coking coal added to the reference coal as the horizontal axis and the difference (ΔDI) of the drum strength index of the obtained test coke with respect to the drum strength of the reference coke as the vertical axis. The results are shown in FIG.
先述のように、粘結材を添加せず非微粘結炭のみを添加した場合、または粘結材を添加しても最高流動度(MF)がゼロである非微粘結炭と組み合わせた場合には、得られた試験コークスのドラム強度は基準コークスのドラム強度を下回った。すなわち、ΔDIは負となった。 As described above, when only non-slightly caking coal is added without adding a caking agent, or combined with non-slightly caking coal whose maximum fluidity (MF) is zero even when caking material is added. In some cases, the drum strength of the test coke obtained was less than the drum strength of the reference coke. That is, ΔDI was negative.
それ以外の場合、すなわち最高流動度が1ddpm以上で粘結性を有する非微粘結炭と粘結材を組み合わせて添加した場合には、添加した非微粘結炭の揮発分が約15〜25%の石炭との組み合わせでΔDIが安定的に正となる結果が得られた。但し、ケース7のように、揮発分は15〜25%の範囲内であっても粘結性を全く有さない(最高流動度が0ddpmの)単味炭を添加した場合はΔDIは負となった。 In other cases, that is, when a non-slightly caking coal having a maximum fluidity of 1 ddpm or more and a caking property is added in combination, the volatile content of the added non-slightly caking coal is about 15 to The result was that ΔDI was stably positive in combination with 25% coal. However, as in case 7, even when volatile matter is in the range of 15 to 25%, when adding plain charcoal that has no caking property (the maximum fluidity is 0 ddpm), ΔDI is negative. became.
(実施例2)
実施例1の基準炭に対し、粘結材を3%、表3に示されるC炭を粘結材に対して0.5、1、3、4倍量、即ち1.5%、3%、9%および12%添加し、実施例1と同条件で乾留を行い、得られた試験コークスについてドラム指数を測定した。
(Example 2)
With respect to the reference coal of Example 1, the caking material is 3%, and the C charcoal shown in Table 3 is 0.5, 1, 3, 4 times the caking material, that is, 1.5%, 3%. 9% and 12% were added, dry distillation was performed under the same conditions as in Example 1, and the drum index of the obtained test coke was measured.
その結果、図2に結果を示すように、C炭添加率の粘結材添加率に対する比(C炭/粘結材)が3以下で基準コークス以上の強度が得られた。また、C炭/粘結材が1以下では強度が飽和する結果も得られた。この結果は、C炭/粘結材<1を満たすように粘結材を過剰に添加しても、むしろ経済的観点から不利であることを示している。 As a result, as shown in FIG. 2, the ratio of C charcoal addition ratio to caking additive addition ratio (C charcoal / caking binder) was 3 or less, and a strength higher than the standard coke was obtained. Moreover, the result that the intensity | strength was saturated when C charcoal / caking additive was 1 or less was also obtained. This result shows that even if an excessive amount of binder is added so as to satisfy C charcoal / caking binder <1, it is disadvantageous from an economical viewpoint.
このことより、低揮発性の非微粘結炭と粘結材との比率(C炭/粘結材)の特に適正な範囲はおよそ1以上3以下であることが明らかになった。つまり、非微粘結炭と粘結材の比率(C炭/粘結材)が上記の範囲以内であればコークス強度低下の問題は生じにくくなる。もっとも非微粘結炭の添加率が少なすぎる場合は、本発明の目的である粘結炭の配合比率を低減するという効果を十分に享受できない。 From this, it was revealed that a particularly appropriate range of the ratio of low-volatile non-caking coal to caking material (C charcoal / caking material) is about 1 or more and 3 or less. That is, if the ratio of non-slightly caking coal to caking material (C charcoal / caking material) is within the above range, the problem of reduced coke strength is less likely to occur. However, when the addition rate of non-slightly caking coal is too small, the effect of reducing the blending ratio of caking coal that is the object of the present invention cannot be fully enjoyed.
なお、言うまでもないが、本発明において、C炭のような低揮発性の非微粘結炭を配合炭の一部として使用する限り、例えばA炭のような高揮発性の非微粘結炭についても配合炭の一部として使用することは可能である。高揮発性の非微粘結炭は、あくまで、粘結材との併用により粘結炭の使用量を削減する能力が低揮発性の非微粘結炭よりも小さいのである。 Needless to say, in the present invention, as long as a low volatility non-slightly caking coal such as C charcoal is used as a part of the blended coal, a highly volatile non-slightly caking coal such as A coal, for example. Can also be used as part of the blended coal. Highly volatile non-caking coal has a lower ability to reduce the amount of caking coal used in combination with caking materials than low-volatile non-caking coal.
Claims (2)
前記非微粘結炭が、揮発分が25%以下で、最高流動度が1ddpm以上7ddpm以下の低揮発性非微粘結炭を含むこと、及び前記低揮発性非微粘結炭の前記コークス炉原料に対する質量比率が3〜7%であることを特徴とするコークスの製造方法。 In a method for producing coke for blast furnace by dry distillation of a coke oven raw material containing a coal mixture and a caking additive composed of caking coal and non-slightly caking coal,
The non-slightly caking coal includes a low-volatile non-slightly caking coal having a volatile content of 25% or less and a maximum fluidity of 1 ddpm or more and 7 ddpm or less; A method for producing coke, wherein the mass ratio to the coke oven raw material is 3 to 7% .
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