JP5280072B2

JP5280072B2 - コークスの製造方法

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Publication number: JP5280072B2
Application number: JP2008060103A
Authority: JP
Inventors: 眞基濱口; 憲幸奥山; 信行小松; 敦志古谷
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2028-03-10
Also published as: CN102653684A; KR20090097099A; JP2009215421A; KR101029405B1; CN101531907B; CN101531907A

Description

本発明は、高炉法製鉄などで使用される強度の高いコークスの製造方法に関するものである。

製鉄用に使用されるコークスには、高炉内における通気性確保のためにも、強度が高いことが求められている。石炭を乾留することでコークスが製造されており、その高い強度を実現するためには強粘結炭を使用するのが良いと一般的に言われているが、強粘結炭は石炭の中でも高価であり、その使用量を削減することが望まれる。非粘結炭や微粘結炭などを強粘結炭と配合すれば高価な強粘結炭の使用量を削減できるが、その使用量削減に伴うコークス強度の低下を配慮しなければならない。

石炭の水分量の低減や、コークス炉内に装入した石炭を機械的に押し固める手段は、コークス炉内への石炭充填密度を高め、コークスを高強度化できることが知られている。しかし、水分量の低減を採用した場合、石炭の微粉が飛散しやすくなる問題があり、一方の押し固める操作は煩雑である。

高強度のコークスを得るための他の技術が特許文献１に開示されている。この技術は、アスファルト、アスファルトピッチ、石炭の液化処理残渣、溶剤生成炭などの粘結性補填材を軟化溶融性がない細粒炭材の表面に含侵させたものを、石炭と混合して乾留するものである。

また、本出願人は、高強度コークスに関する特許出願を既に行なっており、その内容は特許文献２、３において開示されている。特許文献２は、炭素含有率８５％以上９１％以下の石炭と、炭素含有率６０％以上８５％未満の石炭とを含有する石炭１００質量部に対して、灰分を実質的に含有しない石炭を１質量部以下含有するものをコークス製造用石炭として使用することを開示する。他方、特許文献３は、コークス製造用原料炭１００質量部に対して、灰分を実質的に含有しない石炭を１質量部以下添加することを開示する。

上記の如く、強粘結炭の使用量を削減しつつ高強度のコークスを得ることはコークス製造における課題であり、この課題解決を目的としてアスファルトピッチ、石炭タール、または無灰炭などの粘結性補填材が使用されるのであるが、粘結性補填材の作用が複雑であるために、強粘結炭の使用量削減（強粘結炭以外の石炭の多量使用）とコークスの高強度化の両立には困難性が伴う。

更に、中国やインドなどの新興国の鉄鋼需要が近年において急速に増大していることに伴い、粘結性および微粘結性の瀝青炭と微粘結性および非粘結性の亜瀝青炭の使用量を削減しなければならないことが予想される。この予想通りとなるならば、近い将来、褐炭などの更に低品位の石炭を使用していく必要性が生じることになる。
特開２００１−４０３６３号公報特開２００７−２３１９０号公報特開２００７−２４６６７４号公報

本発明は、上記事情に鑑み、褐炭をコークス用製造原料炭に使用しても高いコークス強度を実現できるコークスの製造方法の提供を目的とする。

本発明者等は、コークス製造用原料炭として使用すると高いコークス強度を実現することが困難とされている褐炭を使用した場合であっても、高い強度のコークスを得るための技術について鋭意検討を重ねた。その結果、無灰炭と褐炭等の劣質炭の混合、成形、無灰炭の軟化開始温度以上の加熱、粉砕、および粉砕した石炭を含む配合炭を乾留すれば、高い強度のコークスが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明に係るコークスの製造方法は、無灰炭０．０５質量部以上０．５０質量部以下および炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）が７０．０％以上８５．０％未満の劣質炭１質量部を混合して混合炭を得る混合工程と、前記混合炭を成形して成形炭を得る成形工程と、前記無灰炭の軟化開始温度以上に前記成形炭を加熱して熱処理炭を得る加熱工程と、前記熱処理炭を粉砕して粉砕炭を得る粉砕工程と、前記粉砕炭および炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）が８５．０％以上９１．０％以下の強粘結炭を含む配合炭を乾留する乾留工程とを有することを特徴とする。

本発明における、「無灰炭」とは、石炭を８１５℃で加熱して灰化したときの残留無機物である灰分が、加熱前の無灰炭において５０００ｐｐｍ以下（質量基準）の石炭である。また、「劣質炭」とは、上記規定の通りの炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）が７０．０％以上８５．０％未満の石炭を意味し、炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）が７０．０％以上７８．０％未満の褐炭も劣質炭に該当する。

前記成形工程で使用する混合炭中の無灰炭と劣質炭の粒度は、共に０．５ｍｍ以下が好適であり、また、見掛け密度が０．８０ｇ／ｃｍ³以上１．００ｇ／ｃｍ³未満の成形炭を得ることが好適である。粉砕工程で得られる粉砕炭の８０質量％以上が粒度３ｍｍ以下であると好適である。乾留工程で使用する配合炭は、粉砕炭の配合率が５質量％以上であると好ましい。

本発明に係るコークスの製造方法で得られたコークスは、銑鉄を製造するための製鉄用としての使用が好適である。

本発明に係るコークスの製造方法によれば、所定量の無灰炭および劣質炭からなる混合炭の成形、無灰炭の軟化開始温度以上の加熱、粉砕の各工程を経て得られた粉砕炭と、強粘結炭とを含む配合炭を乾留するので、強粘結炭の使用量削減と褐炭のコークス原料への採用とを行なった場合であっても、強度の高いコークスを得ることができる。

（コークス製造用原料炭の製造方法）
本発明に係るコークスの製造方法は、混合工程、成形工程、加熱工程、粉砕工程を経ることで得られた粉砕炭と、強粘結炭との配合炭を乾留工程で処理するものである。各工程について、以下に詳述する。

混合工程：
混合工程では、所定量の無灰炭と所定量の劣質炭とを混合した混合炭を得る。

無灰炭は、加熱時に高流動性と高粘着性を示す石炭であり、混合炭における粘結性補填材となる。この無灰炭の灰分は５０００ｐｐｍ以下（質量基準、以下同じ）、好ましくは２０００ｐｐｍ以下である。ここで「灰分」とは、石炭を８１５℃で加熱して灰化したときの残留無機物を意味し、その無機物は、ケイ酸、アルミナ、酸化鉄、石灰、マグネシア、アルカリ金属などである。なお、灰分自体はコークス特性にほとんど影響を与えないが、後記無灰炭製造での灰分混入は石炭成分抽出後の石炭（未溶解炭）の混入を意味し、未溶解炭は配合炭の粘結を阻害してコークス強度を下げる性質がある。このため、無灰炭の灰分は上記数値以下にすることが好ましい。

好適な無灰炭は、ＪＩＳＭ８８０１に規定されたギーセラープラストメータ法によるギーセラー流動性試験で確認される最高流動度（ｌｏｇＭＦ）が測定限界である４．０（ｌｏｇｄｄｐｍ）以上のものである。また、固化温度が４５０℃を超えるものも無灰炭として好適である。

無灰炭を得るための方法は、公知の無灰炭の製造方法を採用すると良い。例えば、有機溶媒による石炭成分の抽出が無灰炭の製造に該当する。

無灰炭の製造において使用する石炭は、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭など特に限定されず、また、その炭素含有率についても特に限定されない。つまり、炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）が６０％以上９５．０％未満の石炭を使用しても良いが、強粘結炭はその枯渇の問題があるので、炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）６０．０％以上８５．０％未満の石炭を使用することが好ましく、炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）７０．０％以上８５．０％未満の石炭を使用することがより好ましい。

炭素含有量（ｄ．ａ．ｆ．）６０．０％以上９５．０％未満の石炭を使用して無灰炭を製造する場合、当該石炭の好ましい揮発分、平均反射率、ギーセラー最高流動度、トータルイナートは次の通りである。揮発分は、ＪＩＳＭ８８１２に規定された方法により決定され、３０％以上４０％以下が好ましく、３２％以上３６％以下がより好ましい。平均反射率は、ＪＩＳＭ８８１６に規定された方法により決定され、０．６以上１．０以下が好ましく、０．８以上０．９以下がより好ましい。ギーセラー最高流動度（ｌｏｇＭＦ）は、ＪＩＳＭ８８０１に規定されたギーセラープラストメータ法によって決定され、３．０（ｌｏｇｄｄｐｍ）以上４．５（ｌｏｇｄｄｐｍ）以下が好ましく、３．３（ｌｏｇｄｄｐｍ）以上３．６（ｌｏｇｄｄｐｍ）以下がより好ましい。トータルイナートは、５％以上３５％以下が好ましく、１５％以上２０％以下がより好ましい。このトータルイナートについては、ＪＩＳＭ８８１６の石炭微細組織成分（マセラル）の分析値のうち、セミフジニットの割合および微細組織成分群（マセラル・グループ）の割合を用いて、下記式にて算出される。

上記式中、ＭＭ（ミネラルマター）は鉱物質を、Ａは灰分（無水ベース、ＪＩＳＭ８８１２にて測定）を、Ｓは全硫黄分（無水ベース、ＪＩＳＭ８８１３にて測定）を意味する。

石炭成分の抽出を効率良く行なうために、その抽出に際しては、石炭を予め５ｍｍ以下に粉砕することが適当である。

無灰炭の製造で使用する有機溶媒には、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの一環芳香族化合物；ナフタレン、メチルナフタレン、ジメチルナフタレン、トリメチルナフタレン、ビフェニル、脂肪族側鎖または芳香族置換基を有するビフェニルなどの二環芳香族化合物；三環芳香族化合物；などの一種または二種以上の有機溶媒を使用することができる。ただし、一環芳香族化合物を使用する場合、石炭成分の抽出率が低く、抽出率を高めるために抽出温度を高めるときには、その温度に設定するための圧力が高くなることがある。また、三環芳香族化合物を使用する場合、当該化合物の沸点が高い一般的傾向があるから、石炭からの有機溶媒分離が困難になることがある。そのため、二環芳香族化合物を使用することが好適である。より好適な二環芳香族化合物は、沸点１８０℃〜３３０℃のものである。

なお、石炭の液化方法等で使用されることが知られているテトラリンなどの水素供与性溶媒を使用すれば、石炭を可溶化または液化して石炭成分の高い抽出率を実現できるが、水素供与性溶媒の水素原子が石炭の構成分子に移動することがある。したがって、水素供与性有機溶媒ではなく、非水素供与性有機溶媒を選択して石炭成分の抽出を行なうことが好適である。

有機溶媒による石炭成分の抽出では、石炭と有機溶媒を混合してスラリーを調製して石炭成分の抽出を行ない、その後、スラリーの上澄み液等の液体部から有機溶媒を除去すれば無灰炭が得られる。

スラリー中の石炭濃度は１０〜３５質量％とすることが適切であり、スラリーを加熱して石炭成分を抽出すると良い。この抽出条件は、例えば、スラリーを３００℃〜４２０℃で５〜１２０分間保持する。３００℃より低い温度では、石炭の構成分子間の結合を十分に弱めることができないために石炭成分の抽出率が低くなり、４２０℃より高い温度では、石炭の熱分解反応で発生した熱分解ラジカルが石炭に再結合するため、やはり石炭成分の抽出率が低くなる。一方、３００〜４２０℃の温度では、石炭の構成分子間の結合が緩むと共に穏和な熱分解が生じることになるから、石炭成分の抽出率が達成される。また、抽出における圧力については、有機溶媒が沸点に達することがないよう調整することになり、通常０．８〜２．５ＭＰａであり、抽出時の雰囲気は、不活性ガス（例えば、窒素）雰囲気であると良い。

石炭成分の抽出後、有機溶媒の除去を行なうに先立ち、抽出後の石炭を有機溶媒から分離することが必要になる。この分離では、公知の分離方法を採用すると良い。その公知の分離方法としては、例えば、沈降法、濾過法が挙げられ、濾過法では濾過フィルターの濾過量が制限されることから、大量の石炭を分離するためには沈降法を採用することが好適である。なお、有機溶媒中での石炭成分の析出などを避けるため、スラリーからの石炭の除去の温度は抽出時と同じ温度に設定することが好適であり、圧力についても同様である。

図１は、無灰炭を製造するための装置の一例を説明するための図である。タンク１において石炭と有機溶媒が混合されてスラリーが生成し、このスラリーがポンプ２により送り出され、予熱器３を通過する間に所定の温度に加温された後に、抽出槽４に供給される。抽出槽４において、スラリーが撹拌機１０で撹拌されつつ、石炭成分が有機溶媒に抽出された後、スラリーは重力沈降槽５に供給される。重力沈降槽５では成分が抽出された後の石炭が図示矢印１１の方向に沈降し、重力沈降槽５内の上澄み液がフィルターユニット８に供給される一方、沈降物が沈降物受け器６に回収される。上澄み液はフィルターユニット８に内設されたフィルター部材７で濾過され、濾液は上澄み液受け器９に回収される。次いで、回収された濾液から有機溶媒を蒸発除去させることにより無灰炭が得られる。有機溶媒を蒸発除去する方法としては、スプレードライ法、蒸留法、真空乾燥法などの一般的な乾燥方法を適用すると良い。

本発明における「劣質炭」に該当する石炭は、粘結炭、微粘結炭、非粘結炭、褐炭である。この劣質炭に該当する各石炭や他の石炭を明確に分類するための一般的な基準はない。そこで、本発明では、炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）９１．０％超の石炭を無煙炭、炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）８５．０％以上９１．０％以下の石炭を強粘結炭、炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）８３．０％以上８５．０％未満の石炭を粘結炭、炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）８０．０％以上８３．０％未満の石炭を微粘結炭、炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）７８．０％以上８０．０％未満の石炭を非粘結炭、炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）７０．０％以上７８．０％未満の石炭を褐炭、炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）７０．０％未満の石炭を泥炭とする。つまり、粘結炭、微粘結炭、非粘結炭、および褐炭が本発明における劣質炭に該当することになるから、当該劣質炭は炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）が７０．０％以上８５．０％未満の石炭である。なお、石炭の分類化の基準になる炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．＝ｄｒｙａｓｈｆｒｅｅ）は、石炭の水分と灰分を除いた有機質の含有率（質量％）をいい、ＪＩＳＭ８８１９に準じて測定することができる。

無灰炭と劣質炭を混合する際の使用量は、無灰炭０．０５質量部以上０．５０質量部以下と劣質炭１質量部である。無灰炭が０．０５質量部未満であると、粘結性に基づく作用が不十分となる。一方、無灰炭が０．５０質量部を超えると、劣質炭よりも無灰炭が高価なので経済的ではなく、また粘結性に基づく作用が過剰となる。つまり、無灰炭の量が上記範囲外のときは、コークス強度を高くすることができない。劣質炭を１質量部としたときの無灰炭の量は０．１５質量部以上０．３０質量部以下が好ましい。

ところで、石炭の乾留（コークス化）では、石炭の溶融・軟化が生じると共に、熱分解による揮発分が生成し、適度な強度と気孔率を併せ持つコークスが生成することが知られている。劣質炭は溶融性や粘結性が乏しく、劣質炭のみを乾留して得られたコークスの強度は低い。特に劣質炭の一種である褐炭に関しては溶融性および粘着性が無く、褐炭を乾留しても脆い炭素が生成するだけである。混合工程、成形工程、加熱工程、粉砕工程を経て得られた粉砕炭を含む配合炭を乾留するのが本発明に係るコークスの製造方法であるところ、本発明者等は、乾留工程における粉砕炭中の無灰炭は褐炭同士を結合する能力を有しているが、褐炭同士の距離が長い場合には、その結合能力が十分に発揮されず、より強度が高く、気孔率が適当なコークスを得ることができないことも見出したのである。つまり、より強度が高いコークスを製造するには、無灰炭と劣質炭の両者を微細化することが好適なのである。微細化は、例えば、無灰炭と劣質炭の混合に先だって、ハンマーミル、ジョークラッシャー、ジェットミルなどの公知の粉砕装置を使用して粉砕する態様；無灰炭と劣質炭の混合と同時に粉砕する態様；が挙げられる。

無灰炭と劣質炭の粒度は、これらが粉砕されていれば特に限定されないが、好ましくは共に０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．２ｍｍ以下である。この粒度は、所定の目開きの篩いを通過できるか否かで決定される（以下、粒度の決定方法は同じ。）。例えば、目開き０．５ｍｍの篩いを通過する無灰炭の粒度は０．５ｍｍ以下である。無灰炭の粒度を０．５ｍｍ以下にすれば、混合炭中における劣質炭周囲の無灰炭配分が良くなり、より強度の高いコークスを製造できることになる。また、劣質炭の粒度を０．５ｍｍ以下にすれば、加熱工程において劣質炭の内部にまで粘結性が十分に付与されることになるから、より強度の高いコークスを製造できることになる。

成形工程：
混合炭を成形した成形炭を得る本工程を設けることによって、無灰炭と劣質炭との間の距離が短くなり、高い強度のコークスを実現できる。より高い強度のコークスを実現するためには、成形圧を適宜設定し、無灰炭および劣質炭の間における距離の長短の指標となる見掛け密度を好適化する。この好適な成形炭の見掛け密度は０．８０ｇ／ｃｍ³以上１．００ｇ／ｃｍ³未満、より好適には０．８５ｇ／ｃｍ³以上０．９５ｇ／ｃｍ³以下である。見掛け密度が０．８０ｇ／ｃｍ³未満である場合、無灰炭と劣質炭の距離が比較的長くなるのでより強度の高いコークスを製造するには適さず、また、成形炭のハンドリング性に不十分な点が残る。一方、１．００ｇ／ｃｍ³以上であると、稠密過ぎて加熱処理工程過程での成形炭中からのガス流出が不十分となって、当該過程で成形炭が自壊することがあり、また、成形圧を高くすることは経済的ではない。

加熱工程：
加熱工程では、成形炭を加熱して熱処理炭を得る。本工程において、成形炭中の無灰炭の熱溶融性と粘結性を劣質炭に移行させるため、無灰炭の温度をその軟化温度（通常、３００℃）以上に加熱する。これにより、液化した無灰炭が劣質炭に馴染みやすくなり、更には、無灰炭と劣質炭の構成分子が活性化して各分子の相互作用が強くなる。無灰炭の軟化開始温度はギーセラー流動性試験で測定される軟化開始温度であり、加熱により設定する無灰炭の温度は、その軟化開始温度よりも高い温度が良く、軟化開始温度よりも１０〜３０℃程度高い温度が好ましい。（軟化開始温度＋３０℃）を超える温度で加熱すると、成形炭内で急激にガスが発生して成形炭の外観が原形を留めないほどに変形する場合がある。

加熱時間（成形炭が設定温度になってからの時間）は、３０分以内であると良く、１０分以内が好ましい。長時間の加熱処理を行なうと、得られる熱処理炭の粘結性が低下してしまうからである。

粉砕工程：
粉砕工程では、熱処理炭を粉砕して任意の粒度の粉砕炭を得る。粉砕炭の粒径が大きいことは、より高強度のコークスを得るためには不利である。そのため、一層強度の高いコークスを実現するには、粉砕処理を調整し、粉砕炭の８０質量％以上を粒度３ｍｍ以下にすることが好適である。この好適な理由は、乾留工程の過程で粉砕炭の周囲に強粘結炭等が適度に分散するからであると考えられる。

熱処理炭の粉砕を行なうには、ハンマーミル、ジョークラッシャー、ジェットミルなどの公知の粉砕装置を使用すると良い。

乾留工程：
乾留工程では、粉砕炭と適宜粉砕した強粘結炭を配合して調製した配合炭を乾留してコークスを得る。配合炭を調製するための石炭は、粉砕炭、強粘結炭以外の他の石炭を使用しても良いが、粉砕炭と強粘結炭のみを使用することが最適である。

配合炭中の粉砕炭の配合率は５質量％以上であると良く、配合する強粘結炭や要求されるコークス強度によっては粉砕炭の配合率を５０質量％以上にすることも可能である。５質量％未満であると、強粘結炭の使用量削減の意義が薄れてしまうと共に、経済的ではない。粉砕炭の配合量が多すぎる場合にはコークス強度が低下する傾向があり、また、実現されるコークス強度と経済性の兼ね合いから、粉砕炭の配合量は、５０質量％以下、通常３０質量％前後である。

配合炭を乾留すると、配合炭の軟化・溶融、再固化、コークス化が生じる。この乾留での条件は、特に限定されず、コークス炉を使用する通常の乾留条件を採用できる。温度条件は、例えば９５０℃以上１２００℃以下、より好ましくは１０００℃以上１０５０℃以下、乾留時間は、例えば、８時間以上２４時間以下、より好ましくは１０時間以上２０時間以下である。

（銑鉄の製造方法）
得られたコークスは、従来から知られている通り、製鉄用として使用可能である。つまり、銑鉄の製造に用いることができる。前記コークスは、強度に優れるので、高炉における銑鉄製造にも好適に使用される。そして、コークスの強度が高いことから、高炉内における優れた通気性を実現できる。なお、高炉における銑鉄の製造方法は、公知の方法を採用すればよく、例えば、高炉に鉄鉱石とコークスとをそれぞれ層状に交互に積層させて、高炉の下部より熱風、必要に応じて微粉炭を吹き込む方法を挙げることができる。

以下に実施例などを挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合しうる範囲で適宜変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、以下の参考例の中には、本発明に係るコークスの製造方法に該当するものもあり、この該当方法が本発明から除外する意図はない。

（無灰炭）
瀝青炭（炭素含有率(d.a.f.)８３．２％）５ｋｇと、二環芳香族化合物である１−メチルナフタレン（新日鉄化学社製）２０ｋｇを混合してスラリーを調製した。窒素パージした内容積３０Ｌのオートクレーブ内において、１．２ＭＰａ、３７０℃、１時間の条件でスラリーを処理し、二環芳香族化合物による瀝青炭成分の抽出を行った。この抽出と同温度、同圧力の条件の重力沈降槽内で、スラリーを上澄み液と固形分濃縮液とに分離し、次に、蒸留法により上澄み液から二環芳香族化合物を分離・回収して残ったものを無灰炭として得た。無灰炭は、収量が２．７ｋｇ、灰分が９００ｐｐｍであった。また、無灰炭のギーセラー流動性試験による軟化開始温度は３０５℃、最高流動度は４．７（ｌｏｇｄｄｐｍ）であった。

（劣質炭）
炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）が７１．１％のインドネシア産の褐炭をハンマーミルで粉砕したものを用いた。

（強粘結炭）
炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）が９１．６％のロシア産の強粘結炭を、ハンマーミルで粉砕して用いた。粉砕後の強粘結炭は、粒度１ｍｍ以下が８０質量％以上のものであった。

（コークスの製造）
劣質炭と軟化開始温度が３０５℃の無灰炭を混合して混合炭を得、直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍの円筒型キャビティに混合炭を装入し、室温で加圧成形した（条件の詳細は、後記表１参照。）。得られた成形炭を不活性ガス（窒素ガス）雰囲気中で加熱して得た熱処理炭を、ハンマーミルで粉砕して粉砕炭を得た（条件の詳細は、後記表１参照。）。

粉砕炭と強粘結炭と配合して配合炭を調製した（配合量については、後記表１参照。）。幅３７８ｍｍ×長さ１２１ｍｍ×高さ１１４ｍｍの大きさの缶容器に、上記配合炭を充填した。この缶容器４個をさらに鋼製のレトルト（大きさ：幅３８０ｍｍ×長さ４３０ｍｍ×高さ３５０ｍｍ）に並べて入れて、この缶容器を幅方向に加熱できる両面加熱式電気炉に前記レトルトを入れて、配合炭を乾留した。このときの乾留条件は、１０００℃、１０時間とし、レトルトを電気炉から取り出して約１６時間かけて自然放冷した。

自然放冷後のレトルトから４個の缶容器を取り出し、幅方向の半分に相当する１８９ｍｍ部分のコークスを切り出した。両面加熱を行った場合、幅方向の真中に当たる場所は、炭芯と呼ばれ、加熱面から炭芯までの焼成されたコークスは加熱面に近い所からヘッド、ボディー、テールと呼ばれており、ヘッド、ボディー、テールの加熱時の昇温速度の差で強度に差が生じることが知られている。そのため、幅方向の半分に相当する１８９ｍｍ部分のコークスのヘッド、ボディー、テールの部分に相当する約６０ｍｍに分割したそれぞれの部位から、ほぼ直方体（一辺：約２０ｍｍ±１ｍｍ）に切り出し、整粒されたコークスを得た。この整粒されたコークスを、蒸留水で洗浄して、整粒時（切り出し時に）に付着したコークスの微粉を取り除き、１５０℃±２℃の乾燥機で乾燥した。

（コークス強度指数）
上記洗浄、乾燥後のコークスを強度測定用サンプルとして、Ｉ型強度（コークス強度指数）を測定した。Ｉ型強度試験に用いる装置には、ＳＵＳ材で作られた円筒状の容器（長さ７２０ｍｍ、円の底面直径１３２ｍｍ）を用い、この容器に強度測定用サンプルを２００ｇ入れて、１分間に２０回の回転速度で合計６００回の回転運動による衝撃をサンプルに加えた。この円筒の回転は、円筒の長さ７２０ｍｍの真中に当たる３６０ｍｍのところに回転軸を設け、この回転軸を中心に円筒を回転させて、円筒の底面が直径７２０ｍｍの円を描くように行った。規定の６００回転の回転による衝撃を加えた後、この円筒状の容器からサンプルを取り出し、９．５ｍｍの篩目の篩で分けて篩上の質量を測った。この際、篩に引っかかったものも篩上として質量を測定した。Ｉ型強度指数は、以下のようにして算出した。
Ｉ型強度指数ＤＩ⁶⁰⁰ _9.5＝１００×９．５ｍｍ篩上質量（単位：ｇ）／２００ｇ

下表１に、コークス強度指数をコークスの製造条件と併せて示す。

表１から以下のことを確認することができる。
（１）比較例１、２によれば、成形工程における無灰炭量が０．０５質量部以上０．５０質量部以下の範囲外であれば、高い強度を実現することができなかったこと。
（２）比較例３〜５によれば、成形工程の省略、加熱工程における軟化開始温度未満の加熱、粉砕工程の省略は、高いコークスの実現には不適切であること。
（３）実施例１と参考例１によれば、加熱工程において、無灰炭の軟化開始温度（３０５℃）よりも３０℃超の温度で加熱すると、最適な強度のコークスを実現できないこと。
（４）実施例１と参考例２によれば、劣質炭と無灰炭は、共に粒度０．５ｍｍ以下が好適であること。
（５）実施例１と参考例３、４によれば、成形工程で得られる成形炭の見掛け密度は、０．８０ｇ／ｃｍ³以上１．００ｇ／ｃｍ³未満が適していること。

無灰炭を製造するための装置の一例を説明するための図である。

符号の説明

１タンク
２ポンプ
３予熱器
４抽出槽
５重力沈降槽
６沈降物受け器
７フィルター部材
８フィルターユニット
９上澄み液受け器
１０撹拌機

Claims

無灰炭０．０５質量部以上０．５０質量部以下および炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）が７０．０％以上８５．０％未満の劣質炭１質量部を混合して混合炭を得る混合工程と、
前記混合炭を成形して成形炭を得る成形工程と、
前記無灰炭の軟化開始温度以上に前記成形炭を加熱して熱処理炭を得る加熱工程と、
前記熱処理炭を粉砕して粉砕炭を得る粉砕工程と、
前記粉砕炭および炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）が８５．０％以上９１．０％以下の強粘結炭を含む配合炭を乾留する乾留工程とを有することを特徴とするコークスの製造方法。
前記劣質炭が、炭素含有率（ｄ．ａ．ｆ．）が７０．０％以上７８．０％未満の褐炭である請求項１に記載のコークスの製造方法。
前記成形工程で使用する混合炭中の無灰炭と劣質炭の粒度が、共に０．５ｍｍ以下である請求項１または２に記載のコークスの製造方法。
前記成形工程において、見掛け密度が０．８０ｇ／ｃｍ³以上１．００ｇ／ｃｍ³未満の成形炭を得る請求項１〜３のいずれか１項に記載のコークスの製造方法。
前記粉砕工程で得られる粉砕炭の８０質量％以上が、粒度３ｍｍ以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載のコークスの製造方法。
前記乾留工程における配合炭中の粉砕炭の配合率が、５質量％以上である請求項１〜５のいずれか１項に記載のコークスの製造方法。
製鉄用として使用される請求項１〜６のいずれか１項に記載のコークスの製造方法。
請求項７に記載のコークスの製造方法により得られたコークスを使用する銑鉄の製造方法。