JP6036891B2 - Coke production method - Google Patents

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Description

本発明は、コークス強度を高位に維持しながら低品位の石炭の使用量の増加を可能とするコークスの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing coke that enables an increase in the amount of low-grade coal while maintaining high coke strength.

高炉で銑鉄を溶製する場合、高炉内に鉄鉱石類とコークスとを交互に装入し、それぞれを層状に充填し、羽口より吹き込まれる高温の熱風で鉄鉱石類やコークスを加熱するとともに、コークスから発生したCOガスで鉄鉱石類を還元する。この高炉の操業を安定して行うためには、炉内での通気性や通液性を確保する必要があり、強度、粒度および反応後強度等の諸特性に優れたコークスが不可欠である。なかでも、回転強度などのコークス強度は、特に重要な特性である。   When pig iron is melted in a blast furnace, iron ore and coke are alternately charged into the blast furnace, each is filled in layers, and the iron ore and coke are heated with hot hot air blown from the tuyere. The iron ore is reduced with CO gas generated from coke. In order to stably operate the blast furnace, it is necessary to ensure air permeability and liquid permeability in the furnace, and coke having excellent properties such as strength, particle size and post-reaction strength is indispensable. Among these, coke strength such as rotational strength is a particularly important characteristic.

通常、高炉に装入されるコークスは、JIS K 2151に示される回転強度試験等によりコークス強度の測定を行い、コークス強度の管理を行っている。石炭は、乾留により軟化溶融して互いに接着し、コークスとなる。従って、石炭の軟化溶融特性の違いが強度に大きな影響を及ぼし、コークス強度の管理の観点から石炭の軟化溶融特性を評価する必要がある。軟化溶融特性とは、石炭を加熱したときに軟化溶融する性質であり、通常、軟化溶融物の流動性、粘度、接着性、膨張性、浸透性などにより評価される。   Normally, coke is charged into a blast furnace by measuring the coke strength by a rotational strength test or the like shown in JIS K 2151 and managing the coke strength. Coal is softened and melted by dry distillation and bonded to each other to form coke. Therefore, the difference in softening and melting characteristics of coal has a great influence on strength, and it is necessary to evaluate the softening and melting characteristics of coal from the viewpoint of coke strength management. The softening and melting property is a property of softening and melting when coal is heated, and is usually evaluated by the fluidity, viscosity, adhesiveness, expansibility, permeability and the like of the softened melt.

石炭の軟化溶融特性のうち、軟化溶融時の流動性を測定する一般的な方法としては、JIS M 8801に規定されるギーセラープラストメータ法による石炭流動性試験方法が挙げられる。ギーセラープラストメータ法は、径を425μm以下に粉砕した石炭を所定のるつぼに入れ、規定の昇温速度で加熱し、規定のトルクをかけた撹拌棒の回転速度を測定し、1分ごとの目盛分割(ddpm)をもって試料の軟化溶融特性を表す方法である。その他の軟化溶融特性評価方法としては、定回転方式でトルクを測定する方法、動的粘弾性測定装置による粘度の測定方法、JIS M 8801に規定されているジラトメーター法が知られている。   Among the softening and melting characteristics of coal, a general method for measuring the fluidity at the time of softening and melting includes a coal fluidity test method by the Gieseler plastometer method defined in JIS M8801. In the Gisela plastometer method, coal pulverized to a diameter of 425 μm or less is placed in a predetermined crucible, heated at a specified rate of temperature increase, and the rotational speed of a stirring rod applied with a specified torque is measured. This is a method for expressing the softening and melting characteristics of a sample with graduation division (ddpm). As other softening and melting property evaluation methods, a method of measuring torque by a constant rotation method, a method of measuring viscosity by a dynamic viscoelasticity measuring device, and a dilatometer method defined in JIS M8801 are known.

石炭流動性試験方法に対して、特許文献1には、コークス炉内で石炭の軟化溶融物が置かれている状況を考慮した条件、すなわち、軟化溶融した石炭が拘束された条件で、かつ周囲の欠陥構造への溶融物の移動、浸透を模擬した条件で、軟化溶融特性を評価する方法が提案されている。特許文献1には、この方法で測定される浸透距離は、従来の方法とは異なる石炭軟化溶融特性の指標であることが記載されている。特許文献1によると、浸透距離はコークス強度に影響を及ぼし、浸透距離が大きすぎる石炭をコークス製造用の配合炭に配合すると、コークス中に粗大な気孔欠陥を形成することで、コークス強度が低下することが記載されている。また、特許文献2では、コークス強度の低下を招く浸透距離の範囲と、コークス強度の低下を招く浸透距離を示す石炭の配合割合の範囲を規定し、その範囲に該当しないように配合炭を調製することが開示されている。   For the coal fluidity test method, Patent Document 1 describes a condition in which a softened melt of coal is placed in a coke oven, that is, a condition in which softened and melted coal is constrained, and surroundings. A method for evaluating the softening and melting characteristics under conditions simulating the movement and penetration of the melt into the defect structure is proposed. Patent Document 1 describes that the penetration distance measured by this method is an index of coal softening and melting characteristics different from that of the conventional method. According to Patent Document 1, the permeation distance affects the coke strength, and when coal with too long permeation distance is blended with coal for coke production, coke strength is reduced by forming coarse pore defects in the coke. It is described to do. Moreover, in patent document 2, the range of the penetration distance which causes the fall of coke strength, and the range of the mixture ratio of coal which shows the penetration distance which causes the fall of coke strength are prescribed | regulated, and blended coal is prepared so that it may not correspond to the range. Is disclosed.

特許第5062353号明細書Patent No. 5062353 特許第5067495号明細書Japanese Patent No. 5067495

坂本ら:CAMP−ISIJ、第11巻、1998年、第98頁Sakamoto et al .: CAMP-ISIJ, Vol. 11, 1998, p. 98 有馬ら:鉄と鋼、第82巻、1996年、第409頁Arima et al .: Iron and Steel, Vol.82, 1996, p.409 野村ら:CAMP−ISIJ、第4巻、1991年、第132頁Nomura et al .: CAMP-ISIJ, Volume 4, 1991, p. 132. 宮津ら:「日本鋼管技報」、第67巻、1975年、第125〜137頁Miyazu et al .: “Nippon Steel Pipe Technical Report”, Vol. 67, 1975, pages 125-137.

上述の通り、浸透距離が大きすぎる石炭はコークス強度の低下を招くので、その石炭をあまり多く配合炭に加えずに、コークスを製造することが理想的である。しかしながら、原料の安定調達の観点から、多産地多銘柄となる複数種の石炭の配合を指向する現在のコークス製造においては、浸透距離が大きすぎる石炭であっても、多量に使用したいという要請がある。従来の技術には、浸透距離が大きすぎる石炭を使用するための措置や条件が記載されているものの、以下のような問題がある。   As described above, coal with a too long penetration distance causes a reduction in coke strength, so it is ideal to produce coke without adding too much coal to the blended coal. However, from the viewpoint of the stable procurement of raw materials, in the current coke production that aims at blending multiple types of coal, which is a multi-species production area, there is a demand to use a large amount of coal even if the penetration distance is too large. is there. Although the prior art describes measures and conditions for using coal with a too long penetration distance, it has the following problems.

特許文献1では、コークス強度を低下させないために、配合炭の浸透距離が大きくなりすぎないように、複数銘柄の石炭を配合することや、浸透距離の大きな石炭の配合割合が大きくなりすぎないようにすることは記載されているものの、その浸透距離の大きな石炭と組み合わせ得る他の石炭の特性や、浸透距離の大きな石炭の許容可能な配合割合についての基準は記載されていない。   In Patent Document 1, in order not to reduce the coke strength, in order not to increase the penetration distance of the blended coal, blending of multiple brands of coal or the blending ratio of coal having a large penetration distance does not increase too much. However, there is no description of the characteristics of other coals that can be combined with coal with a large penetration distance, and the acceptable blending ratio of coal with a large penetration distance.

特許文献2では、コークス強度の低下を招く浸透距離の基準が記載され、その基準を超える石炭の配合割合を10質量%以下に制限することが記載されているものの、その浸透距離が大きすぎる石炭と組み合わせ得る他の石炭の特性についての基準は記載されていない。また、複数種の石炭の配合を指向する現在のコークス製造において、浸透距離が大きすぎる石炭であっても、制限なく使用可能とし、少なくともその配合割合が10質量%を超えて使用しても、コークス強度の低下が生じないことが望ましい。しかしながら、特許文献2では、コークス強度を低下させずに、そのような浸透距離が大きな石炭を10質量%を超えて多量に配合可能とする方法は記載されていない。   Patent Document 2 describes a standard of penetration distance that causes a reduction in coke strength and describes that the blending ratio of coal exceeding the standard is limited to 10% by mass or less, but coal whose penetration distance is too large. Criteria for other coal properties that can be combined with are not described. In addition, in the current coke production that is directed to blending multiple types of coal, even if the permeation distance is too large, it can be used without limitation, even if its blending ratio exceeds 10% by mass, It is desirable that the coke strength does not decrease. However, Patent Document 2 does not describe a method that makes it possible to add a large amount of coal having a large penetration distance exceeding 10% by mass without reducing the coke strength.

上述の通り、従来技術では、浸透距離が大きすぎる石炭をそのままコークス原料として用いる場合には、その配合比率を大きくできないという制約があり、更には、浸透距離の大きすぎる石炭と組み合わせ得る他の石炭の特性も明確なものではなかった。このように、高強度のコークスを製造するうえで、コークス強度の低下を招く、浸透距離が大きすぎる石炭を多量に使用する技術は確立されていない。   As described above, in the prior art, when coal with an excessive penetration distance is used as it is as a coke raw material, there is a restriction that the blending ratio cannot be increased, and further, other coal that can be combined with coal with an excessive penetration distance. The characteristics of were also not clear. As described above, in producing high-strength coke, a technique for using a large amount of coal having a too long permeation distance that causes a decrease in coke strength has not been established.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、このような従来技術の問題を解決し、コークス強度の低下を招く、浸透距離が大きすぎる石炭の使用量を容易に増加させることである。本発明の方法を利用することで、浸透距離が大きすぎる石炭を多量に用いる場合でも、配合炭の乾留で得られるコークスのコークス強度を高位に維持するように、石炭の配合を管理できる。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to solve such problems of the prior art and easily reduce the amount of coal used that has a too long permeation distance, resulting in a decrease in coke strength. Is to increase. By using the method of the present invention, even when a large amount of coal having an excessive penetration distance is used, the blending of coal can be managed so that the coke strength of the coke obtained by dry distillation of the blended coal is maintained at a high level.

本発明者らは、特許文献2に記載されている基準を超える石炭を高浸透距離炭とし、コークス強度を低下させてしまう前記高浸透距離炭の影響を緩和する石炭の特性を鋭意探索した。本発明者らは、具体的には、複数銘柄の石炭における浸透距離の加成性に着目してそのような特性を鋭意検討して本発明の完成に至った。浸透距離の加成性とは、複数銘柄の石炭からなる配合炭の実際に測定される浸透距離が、配合炭中の各銘柄の石炭の配合割合を重みにして各銘柄の石炭の浸透距離を加重平均して算出される浸透距離の加重平均値と一致する性質を意味する。なお、測定される浸透距離と浸透距離の加重平均値とが近くなる場合、加成性がある(加成性がよい)といい、測定値と加重平均値が異なる場合、加成性がない(加成性が悪い)という。
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下の通りである。
[1]複数銘柄の石炭を含む配合炭を乾留してコークスを製造する方法であって、予め、前記配合炭に含める石炭の銘柄を決定し、決定した銘柄の石炭について、容器内に充填した石炭試料の上に、上下面に貫通孔を有する材料を配置して前記石炭試料を加熱することで前記貫通孔へ石炭が浸透する距離である浸透距離(mm)、及び、ギーセラー最高流動度MFを把握しておき、前記銘柄の石炭のうち、ギーセラー最高流動度MFが100ddpm以上500ddpm以下の銘柄の石炭の平均浸透距離に対して、浸透距離が1.6倍以上となる銘柄の石炭を高浸透距離炭とし、前記配合炭に対する前記高浸透距離炭の合計配合割合を10質量%より大きく30質量%以下とし、前記配合炭に対する、ビトリニットの平均最大反射率Roが1.25%以上かつ全イナート量TIが30体積%以下である銘柄の石炭の合計配合割合を、前記高浸透距離炭の合計配合割合の0.25〜3.0倍とすることを特徴とするコークスの製造方法。
[2]複数銘柄の石炭を含む配合炭を乾留してコークスを製造する方法であって、予め、石炭について、容器内に充填した石炭試料の上に、上下面に貫通孔を有する材料を配置して前記石炭試料を加熱することで前記貫通孔へ石炭が浸透する距離である浸透距離(mm)、及び、ギーセラー最高流動度MFを把握し、ギーセラー最高流動度MFが30ddpm以上1000ddpm以下となる1銘柄以上の石炭のギーセラー最高流動度の常用対数値logMFと浸透距離の値とに基づいて、原点を通る一次回帰式を求めておき、前記一次回帰式において200ddpmのギーセラー最高流動度MFに対応する浸透距離の1.6倍以上の浸透距離を有し、かつ、ギーセラー最高流動度MFが1000ddpm以上となる銘柄の石炭を高浸透距離炭とし、前記配合炭に対する前記高浸透距離炭の合計配合割合を10質量%より大きく30質量%以下とし、前記配合炭に対する、ビトリニットの平均最大反射率Roが1.25%以上かつ全イナート量TIが30体積%以下である銘柄の石炭の合計配合割合を、前記高浸透距離炭の合計配合割合の0.25〜3.0倍とすることを特徴とするコークスの製造方法。
[3]複数銘柄の石炭を含む配合炭を乾留してコークスを製造する方法であって、下記(1)〜(4)の工程で測定される浸透距離が15mm以上であり、かつ、ギーセラー最高流動度MFが1000ddpm以上である石炭を高浸透距離炭とし、前記配合炭に対する前記高浸透距離炭の合計配合割合を10質量%より大きく30質量%以下とし、前記配合炭に対する、ビトリニットの平均最大反射率Roが1.25%以上かつ全イナート量TIが30体積%以下である銘柄の石炭の合計配合割合を、前記高浸透距離炭の合計配合割合の0.25〜3.0倍とすることを特徴とするコークスの製造方法。
(1)石炭を粒径2mm以下が100質量%となるように粉砕し、該粉砕された石炭を充填密度0.8g/cmで、層厚が10mmとなるように容器に充填して石炭試料を作成し、
(2)該石炭試料の上に直径2mmのガラスビーズを浸透距離以上の層厚となるように配置し、
(3)前記ガラスビーズの層の上部から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、前記石炭試料を溶融させて前記ガラスビーズの層へ浸透させ、
(4)前記ガラスビーズの層へ浸透した石炭試料の浸透距離(mm)を測定する。
The inventors of the present invention have made a search for the characteristics of coal that alleviates the influence of the high-penetration distance coal that reduces the coke strength by setting the coal exceeding the standard described in Patent Document 2 as high-penetration distance coal. Specifically, the inventors of the present invention have intensively studied such characteristics by paying attention to the additivity of the penetration distance in a plurality of brands of coal, and have completed the present invention. Additivity of penetration distance means that the penetration distance actually measured for blended coal consisting of multiple brands of coal is based on the blending ratio of each brand of coal in the blended coal. It means a property that matches the weighted average value of penetration distance calculated by weighted average. In addition, when the measured penetration distance and the weighted average value of the penetration distance are close, it is said that there is additivity (additivity is good), and when the measured value is different from the weighted average value, there is no additivity. (Additivity is bad).
The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
[1] A method for producing coke by dry distillation of blended coal containing a plurality of brands of coal, in advance, the brand of coal to be included in the blended coal is determined, and the determined brand of coal is filled in a container. An infiltration distance (mm), which is the distance that coal penetrates into the through-hole by disposing a material having through-holes on the upper and lower surfaces and heating the coal sample on the coal sample, and Gieseler maximum fluidity MF Among the above-mentioned brands of coal, the brand whose coal penetration is 1.6 times or more higher than the average penetration distance of brands with a maximum Gieseller fluidity MF of 100 ddpm or more and 500 ddpm or less. The total blending ratio of the high-penetration distance coal with respect to the blended coal is greater than 10% by mass and 30% by mass or less, and the average maximum reflectance Ro of vitrinite with respect to the blended coal is 1. Coke characterized in that the total blending ratio of brands having 25% or more and total inert amount TI of 30% by volume or less is 0.25 to 3.0 times the total blending ratio of the high penetration distance coal. Manufacturing method.
[2] A method for producing coke by dry distillation of blended coal containing a plurality of brands of coal, in which a material having through holes on the upper and lower surfaces is placed on the coal sample previously filled in the container. Then, the permeation distance (mm) that is the distance that the coal permeates into the through-hole by heating the coal sample, and the maximum Gieseller fluidity MF are obtained, and the Gieseller maximum fluidity MF is 30 ddpm or more and 1000 ddpm or less. Based on the common logarithm log MF and the penetration distance value of the Gieseler maximum fluidity of one or more brands, a linear regression equation passing through the origin is obtained, and the above-mentioned linear regression equation corresponds to the 200 ddpm Geeseeller maximum fluidity MF. High penetration distance of coal with a penetration distance of 1.6 times or more of the penetration distance and a Gieseler maximum fluidity MF of 1000 ddpm or more The total blending ratio of the high penetration distance coal with respect to the blended coal is greater than 10% by mass and 30% by mass or less, and the average maximum reflectance Ro of vitrinite with respect to the blended coal is 1.25% or more and the total inert amount TI A method for producing coke, characterized in that a total blending ratio of brand coal having a volume of 30% by volume or less is 0.25 to 3.0 times the total blending ratio of the high penetration distance coal.
[3] A method for producing coke by dry distillation of blended coal containing multiple brands of coal, the permeation distance measured in the following steps (1) to (4) being 15 mm or more, and the highest Gieseller The coal having a fluidity MF of 1000 ddpm or more is a high penetration distance coal, the total blending ratio of the high penetration distance coal with respect to the blended coal is greater than 10% by mass and 30% by mass or less, and the average maximum of vitrinite with respect to the blended coal The total blending ratio of brand coal having a reflectance Ro of 1.25% or more and a total inert amount TI of 30% by volume or less is 0.25 to 3.0 times the total blending ratio of the high penetration distance coal. A method for producing coke, characterized in that:
(1) Coal is pulverized so that a particle size of 2 mm or less is 100% by mass, and the pulverized coal is filled in a container with a packing density of 0.8 g / cm 3 and a layer thickness of 10 mm. Make a sample,
(2) A glass bead having a diameter of 2 mm is placed on the coal sample so as to have a layer thickness equal to or greater than the penetration distance.
(3) Heating in an inert gas atmosphere from room temperature to 550 ° C. at a heating rate of 3 ° C./min while applying a load from the top of the glass bead layer to 50 kPa, and melting the coal sample Infiltrate the layer of glass beads,
(4) The penetration distance (mm) of the coal sample that has penetrated into the glass bead layer is measured.

本発明によれば、高浸透距離炭をコークス製造用の配合炭に使用する場合であっても、高浸透距離炭の影響を緩和する石炭を配合することで、それ以外の特別な処理をすることなく、配合炭の乾留後のコークス強度を高位に維持できる。したがって、従来よりも高浸透距離炭の使用量を増加することができる上に、配合炭の乾留で得られるコークスのコークス強度を高位に維持するように、石炭の配合を管理できる。   According to the present invention, even when a high penetration distance coal is used as a blended coal for coke production, other special treatment is performed by blending coal that alleviates the influence of the high penetration distance coal. The coke strength after dry distillation of the blended coal can be maintained at a high level. Therefore, the amount of high penetration distance coal used can be increased as compared with the conventional method, and the coal blending can be managed so as to maintain the coke strength of the coke obtained by dry distillation of the blended coal.

石炭試料と上下面に貫通孔を有する材料に一定荷重を負荷して、石炭試料の浸透距離を測定する装置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the apparatus which loads a fixed load to a coal sample and the material which has a through-hole in an upper and lower surface, and measures the penetration distance of a coal sample. 石炭試料と上下面に貫通孔を有する材料を一定容積に保って、石炭試料の浸透距離を測定する装置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the apparatus which keeps the material which has a through-hole in a coal sample and an upper and lower surface at a fixed volume, and measures the osmosis | permeation distance of a coal sample. 実施例1で用いた配合炭中のA炭と組み合わせられたB〜P炭のビトリニットの平均最大反射率Roと全イナート量TIとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the average maximum reflectance Ro of the vitrinite of the BP charcoal combined with the A charcoal in the blended coal used in Example 1, and total inert amount TI. 実施例1で用いた配合炭におけるA炭の配合割合に対するN炭の配合割合とコークスの回転強度DI(150/15)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the mixing | blending ratio of N charcoal with respect to the mixing | blending ratio of A charcoal in the blending coal used in Example 1, and the rotational strength DI (150/15) of coke. 実施例2で用いた配合炭におけるR炭の配合割合と配合炭の実測浸透距離との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the mixing | blending ratio of R charcoal in the blended coal used in Example 2, and the measurement penetration distance of blended coal. 実施例2で用いた配合炭におけるR炭の配合割合に対するQ炭の配合割合の比と浸透距離比との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the ratio of the mixing | blending ratio of Q charcoal with respect to the mixing | blending ratio of R charcoal in the blending coal used in Example 2, and an infiltration distance ratio.

本発明者らは、高浸透距離炭と組み合わせて配合する石炭として、ビトリットの平均最大反射率が1.25%以上で、かつ組織分析における全イナート量TIが30体積%以下である石炭が、コークス強度を低下させてしまう高浸透距離炭の影響を緩和できることを知見し、本発明の完成に至った。以下、本発明の実施形態の一例を説明する。   The present inventors, as coal blended in combination with high penetration distance coal, coal having an average maximum reflectance of vitrit of 1.25% or more and a total inert amount TI in the structure analysis of 30% by volume or less, It has been found that the influence of the high penetration distance coal that lowers the coke strength can be alleviated, and the present invention has been completed. Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described.

まず、特許文献1に記載されている石炭の浸透距離の測定方法について簡単に説明する。浸透距離の測定方法の詳細については、特許文献1を参照することができる。図1は、石炭試料と上下面に貫通孔を有する材料に一定荷重を負荷して、試料の浸透距離を測定する装置の一例を示す説明図である。測定装置30は、配合炭を構成する石炭などを内部に収容する容器3と、該容器3を収容するスリーブ5と、スリーブ5の外側に配置される加熱装置8と、荷重装置31と、を有している。   First, the method for measuring the penetration distance of coal described in Patent Document 1 will be briefly described. Patent Document 1 can be referred to for details of the method for measuring the penetration distance. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of an apparatus for measuring a penetration distance of a sample by applying a constant load to a coal sample and a material having through holes on upper and lower surfaces. The measuring device 30 includes a container 3 that accommodates coal or the like constituting the blended coal, a sleeve 5 that accommodates the container 3, a heating device 8 that is disposed outside the sleeve 5, and a load device 31. Have.

容器3に、石炭などを装入して、試料1の層を形成する。その試料1の層の上に、上下面に貫通孔を有する材料2を配置し、材料2の層を形成する。次いで、加熱装置8で、試料1を軟化溶融温度域以上に加熱し、溶融した試料1を材料2に浸透させ、浸透距離を測定する。なお、材料2の形態として、貫通孔を持つ一体型の材料、粒子充填層が挙げられる。貫通孔を持つ一体型の材料としては、例えば、円形の貫通孔を持つもの、矩形の貫通孔を持つもの、不定形の貫通孔を持つものなどがある。粒子充填層としては、大きく球形粒子充填層、非球形粒子充填層に分けられ、球形粒子充填層としては、ビーズなどの充填粒子からなるものなどがある。   The container 3 is charged with coal or the like to form the sample 1 layer. On the sample 1 layer, the material 2 having through holes on the upper and lower surfaces is arranged to form the material 2 layer. Next, the heating apparatus 8 heats the sample 1 to the softening and melting temperature range or more, and the molten sample 1 is infiltrated into the material 2, and the infiltration distance is measured. Note that examples of the form of the material 2 include an integral material having a through hole and a particle packed layer. Examples of the integral material having a through hole include a material having a circular through hole, a material having a rectangular through hole, and a material having an indeterminate shape. The particle packed layer is roughly divided into a spherical particle packed layer and a non-spherical particle packed layer. Examples of the spherical particle packed layer include those made of packed particles such as beads.

スリーブ5は、ガス導入口11とガス排出口12とを有しており、このガス導入口11を通じて、不活性ガスがスリーブ5に送られて、スリーブ5内には不活性ガスが充満して、容器3の雰囲気が不活性ガスとなる。スリーブ5内の不活性ガスは、ガス排出口12から排出される。   The sleeve 5 has a gas inlet 11 and a gas outlet 12. Through the gas inlet 11, an inert gas is sent to the sleeve 5, and the sleeve 5 is filled with the inert gas. The atmosphere of the container 3 becomes an inert gas. The inert gas in the sleeve 5 is discharged from the gas discharge port 12.

荷重装置31は、錘32、膨張率検出棒33、及び、変位計34を有する。図1に示す材料2の上面に膨張率検出棒33を配置し、膨張率検出棒33の上端に荷重付加用の錘32を乗せ、その上に変位計34を配置し、膨張率を測定する。変位計34は、試料の膨張率の膨張範囲(−100%〜300%)を測定可能なものを用いれば良い。加熱系内を不活性ガス雰囲気に保持する必要があるため、非接触式の変位計が適しており、光学式変位計を用いることが望ましい。不活性ガス雰囲気としては、窒素雰囲気とすることが好ましい。材料2が粒子充填層の場合は、膨張率検出棒33が粒子充填層に埋没する可能性があるため、材料2と膨張率検出棒33の間に板を挟む措置を講ずるのが望ましい。   The load device 31 includes a weight 32, an expansion coefficient detection rod 33, and a displacement meter 34. An expansion coefficient detection rod 33 is arranged on the upper surface of the material 2 shown in FIG. 1, a weight 32 for applying a load is placed on the upper end of the expansion coefficient detection bar 33, and a displacement meter 34 is arranged thereon to measure the expansion coefficient. . A displacement meter that can measure the expansion range (-100% to 300%) of the expansion coefficient of the sample may be used. Since it is necessary to maintain the inside of the heating system in an inert gas atmosphere, a non-contact type displacement meter is suitable, and it is desirable to use an optical displacement meter. The inert gas atmosphere is preferably a nitrogen atmosphere. When the material 2 is a particle packed layer, the expansion coefficient detecting rod 33 may be buried in the particle packed layer, so it is desirable to take measures to sandwich a plate between the material 2 and the expansion coefficient detecting rod 33.

負荷させる荷重は、材料2の上面に対して、均等にかけることが好ましく、材料2の上面の面積に対し、5〜80kPa、好ましくは15〜55kPa、最も好ましくは25〜50kPaの圧力を負荷することが望ましい。この圧力は、コークス炉内における軟化溶融層の膨張圧に基づいて設定することが好ましいが、測定結果の再現性、様々な石炭での銘柄差の検出力を検討した結果、炉内の膨張圧よりはやや高めの25〜50kPa程度が測定条件として最も好ましい。   The load to be applied is preferably applied evenly to the upper surface of the material 2, and a pressure of 5 to 80 kPa, preferably 15 to 55 kPa, and most preferably 25 to 50 kPa is applied to the area of the upper surface of the material 2. It is desirable. This pressure is preferably set based on the expansion pressure of the softened and molten layer in the coke oven, but as a result of examining the reproducibility of the measurement results and the ability to detect brand differences in various coals, A somewhat higher value of about 25 to 50 kPa is most preferable as a measurement condition.

加熱装置8には温度調節器10が接続されており、容器3には温度計7が取り付けられており、該温度計7には温度検出器9が接続されている。温度検出器9が温度計7の温度を検出し、検出した温度データを温度調節器10に送り、温度データに基づいて加熱装置8により加熱温度が調節される。加熱装置8は、所定の昇温速度で加熱できる方式のものを用いることが望ましい。具体的には、電気炉や、導電性の容器と高周波誘導を組み合わせた外熱式、またはマイクロ波のような内部加熱式である。内部加熱式を採用する場合は、試料内温度を均一にする工夫を施す必要があり、例えば、容器の断熱性を高める措置を講ずることが好ましい。   A temperature controller 10 is connected to the heating device 8, a thermometer 7 is attached to the container 3, and a temperature detector 9 is connected to the thermometer 7. The temperature detector 9 detects the temperature of the thermometer 7, sends the detected temperature data to the temperature controller 10, and the heating temperature is adjusted by the heating device 8 based on the temperature data. It is desirable to use the heating device 8 that can be heated at a predetermined rate of temperature increase. Specifically, an electric furnace, an external heating type that combines a conductive container and high frequency induction, or an internal heating type such as a microwave. When the internal heating method is adopted, it is necessary to devise a method for making the temperature in the sample uniform, and for example, it is preferable to take measures to increase the heat insulation of the container.

加熱速度は、コークス炉内での石炭の軟化溶融挙動を模擬するために、コークス炉内での石炭の加熱速度と一致させることが望ましい。コークス炉内での軟化溶融温度域における石炭の加熱速度は炉内の位置や操業条件によって異なるが概ね2〜10℃/分であり、平均的な加熱速度として2〜4℃/分とすることが望ましく、もっとも望ましくは3℃/分程度である。しかし、非微粘結炭のように流動性の低い石炭の場合、3℃/分では浸透距離や膨張が小さく、検出が困難となる可能性がある。石炭は急速加熱することによりギーセラープラストメータによる流動性が向上することが一般的に知られており、例えば浸透距離が1mm以下の石炭の場合には、検出感度を向上させるために、加熱速度を10〜1000℃/分に高めて測定しても良い。   In order to simulate the softening and melting behavior of coal in the coke oven, the heating rate is preferably matched with the heating rate of coal in the coke oven. Although the heating rate of coal in the softening and melting temperature range in the coke oven varies depending on the position in the furnace and operating conditions, it is generally 2 to 10 ° C / min, and the average heating rate should be 2 to 4 ° C / min. Is desirable, and most desirably about 3 ° C./min. However, in the case of coal with low fluidity such as non-slightly caking coal, the permeation distance and expansion are small at 3 ° C./min, which may make detection difficult. It is generally known that coal is improved in fluidity by a Gisela plastometer by rapid heating. For example, in the case of coal with an infiltration distance of 1 mm or less, a heating rate is used to improve detection sensitivity. May be measured at 10 to 1000 ° C./min.

加熱を行なう温度範囲については、石炭の軟化溶融特性の評価が目的であるため、石炭の軟化溶融温度域の温度以上まで加熱できればよい。コークス製造用の石炭の軟化溶融温度域を考慮すると、0〜550℃の範囲において、好ましくは石炭の軟化溶融温度である300〜550℃の範囲で、上記の加熱速度で加熱すればよい。   About the temperature range which heats, since the objective is evaluation of the softening and melting characteristic of coal, what is necessary is just to be able to heat to the temperature of the softening and melting temperature range of coal. Considering the softening and melting temperature range of coal for producing coke, heating may be performed at the above heating rate in the range of 0 to 550 ° C, preferably in the range of 300 to 550 ° C which is the softening and melting temperature of coal.

試料1とする石炭などはあらかじめ粉砕し、所定の密度で所定の層厚に装入する。粉砕粒度としては、コークス炉における装入石炭の粒度を、粒径3mm以下の粒子の比率が全体の70〜80質量%程度)とすることが好ましいが、小さい装置での測定であることを考慮して、全量を粒径2mm以下に粉砕した粉砕物を用いることが特に好ましい。粉砕物の密度はコークス炉内の充填密度に合わせ0.7〜0.9g/cmとすることができるが、再現性、検出力を検討した結果、0.8g/cmが特に好ましい(いずれも乾燥基準の密度)。また、試料1の層厚は、コークス炉内における軟化溶融層の厚みに基づいて5〜20mmとすることができるが、再現性、検出力を検討した結果、10mmとすることが好ましい。 The coal or the like used as the sample 1 is pulverized in advance and charged to a predetermined layer thickness at a predetermined density. As the pulverized particle size, it is preferable to set the particle size of the charged coal in the coke oven to a ratio of particles having a particle size of 3 mm or less of about 70 to 80% by mass of the whole, but taking into account measurement with a small apparatus Thus, it is particularly preferable to use a pulverized product whose total amount is pulverized to a particle size of 2 mm or less. The density of the pulverized product can be adjusted to 0.7 to 0.9 g / cm 3 in accordance with the packing density in the coke oven. As a result of studying reproducibility and detection power, 0.8 g / cm 3 is particularly preferable ( Both are density based on dryness). Moreover, although the layer thickness of the sample 1 can be 5-20 mm based on the thickness of the softened molten layer in a coke oven, it is preferable to set it as 10 mm as a result of examining reproducibility and detection power.

材料2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。   When a glass bead layer having a uniform particle diameter is used as the material 2, it is desirable to select glass beads having a diameter of about 0.2 mm to 3.5 mm in order to have the above-described preferable transmission coefficient. 2 mm is desirable.

石炭の軟化溶融物の浸透距離は、加熱中に常時連続的に測定できることが本来望ましい。しかし、試料から発生するタールの影響などによって、常時測定は容易ではない。加熱による石炭の膨張、浸透現象は不可逆的であり、一旦膨張、浸透した後は冷却してもほぼその形状が保たれているので、石炭溶融物が浸透終了した後、容器全体を冷却し、冷却後の浸透距離を測定することで、加熱中における試料が浸透した位置を測定するようにしてもよい。例えば、冷却後の容器から材料2を取り出し、ノギスや定規で直接測定することが可能である。また、材料2として粒子を使用した場合には、粒子間の空隙に浸透した軟化溶融物は、浸透した部分までの粒子層全体を固着させている。したがって、前もって、粒子充填層の質量と高さとの関係を求めておけば、浸透終了後、固着していない粒子の質量を測定し、初期質量から差し引くことで、固着している粒子の質量を導出でき、そこから浸透距離を算出することができる。   It is inherently desirable that the penetration distance of the softened melt of coal can be measured continuously during heating. However, measurement is not always easy due to the influence of tar generated from the sample. The expansion and infiltration phenomenon of coal by heating is irreversible, and once expanded and infiltrated, the shape is maintained even after cooling, so after the coal melt has been infiltrated, the entire container is cooled, You may make it measure the position which the sample infiltrated during the heating by measuring the penetration distance after cooling. For example, the material 2 can be taken out from the cooled container and directly measured with a caliper or a ruler. When particles are used as the material 2, the softened melt that has permeated into the voids between the particles fixes the entire particle layer up to the permeated portion. Therefore, if the relationship between the mass and height of the particle packed bed is determined in advance, the mass of the non-adhered particles is measured after the infiltration, and the mass of the adhering particles is subtracted from the initial mass. The penetration distance can be calculated therefrom.

図2は、石炭試料と上下面に貫通孔を有する材料を一定容積に保って、試料の浸透距離を測定する装置の一例を示す説明図である。図2に示される符号のうち、図1と共通する構成は、図1と同一の符号で示し、かつ、説明を省略する。測定装置40は、試料1と材料2とを一定容積に保って、試料1の浸透距離を測定するものである。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of an apparatus for measuring the penetration distance of a sample while keeping a coal sample and a material having through holes on the upper and lower surfaces at a constant volume. 2 that are the same as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 and description thereof is omitted. The measuring device 40 measures the penetration distance of the sample 1 while keeping the sample 1 and the material 2 at a constant volume.

荷重装置41は、圧力検出棒42及びロードセル43を有している。図2は、試料1と材料2とを一定容積に保ちつつ試料1を加熱する装置を示し、材料2を介して試料1の浸透時の圧力を測定することが可能である。図2に示すように、材料2の上面に圧力検出棒42を配置し、圧力検出棒42の上端にロードセル43を接触させ、圧力を測定することができる。一定容積を保つために、圧力検出棒42及びロードセル43が上下方向に動かないよう固定してある。なお、加熱前に、容器3に収容された試料1に対し、材料2、圧力検出棒42、ロードセル43間に隙間ができないように、それぞれを密着させておくことが好ましい。また、材料2が粒子充填層の場合は、圧力検出棒42が粒子充填層に埋没する可能性があるので、材料2と圧力検出棒42の間に板を挟む措置を講ずることが望ましい。測定装置40の他の構成については、測定装置30と同様として、試料1の浸透距離を測定することができる。   The load device 41 includes a pressure detection rod 42 and a load cell 43. FIG. 2 shows an apparatus for heating the sample 1 while keeping the sample 1 and the material 2 at a constant volume, and the pressure during the penetration of the sample 1 through the material 2 can be measured. As shown in FIG. 2, the pressure detection rod 42 is disposed on the upper surface of the material 2, and the load cell 43 is brought into contact with the upper end of the pressure detection rod 42 to measure the pressure. In order to maintain a constant volume, the pressure detection rod 42 and the load cell 43 are fixed so as not to move in the vertical direction. In addition, before heating, it is preferable that the sample 1 accommodated in the container 3 is in close contact with each other so that there is no gap between the material 2, the pressure detection rod 42, and the load cell 43. Further, when the material 2 is a particle packed layer, the pressure detecting rod 42 may be buried in the particle packed layer, so it is desirable to take measures to sandwich a plate between the material 2 and the pressure detecting rod 42. About the other structure of the measuring apparatus 40, the penetration distance of the sample 1 can be measured like the measuring apparatus 30.

従来のギーセラープラストメータによる軟化溶融特性の評価では、高い流動性を示す石炭の方が石炭粒子同士を接着する効果が高いと考えられてきた。一方で、特許文献1によると、上記の方法で測定される浸透距離は、ギーセラープラストメータによって求められたギーセラー最高流動度MFと緩やかな相関関係があるが、同程度のMFを持つ石炭でも浸透距離にはかなりの差があることが認められている。   In the evaluation of the softening and melting characteristics using a conventional Gieseller plastometer, it has been considered that coal exhibiting high fluidity has a higher effect of adhering coal particles. On the other hand, according to Patent Document 1, the permeation distance measured by the above method has a moderate correlation with the highest Gieseller fluidity MF obtained by a Gieseller plastometer, but even with coal having the same degree of MF. It is recognized that there is a considerable difference in penetration distance.

また、特許文献1では、浸透距離とコークス強度との関係を調査すると、同程度のMFを持つ石炭銘柄であっても、浸透距離の小さな銘柄を用いた場合の方が得られるコークスの強度が高く、浸透距離の過大な銘柄を用いるとコークス強度が低下することが記載されている。その理由として、極端に浸透距離の大きい石炭を配合するとコークス化時に粗大な欠陥を残し、かつ、気孔の壁がもろい組織構造を形成するため、コークス強度が従来指標(MFなど)から予測される値に比べて低下することが記載されている。   Further, in Patent Document 1, when the relationship between the permeation distance and the coke strength is investigated, the strength of the coke that can be obtained when using a brand with a smaller permeation distance, even if the coal brand has the same MF. It is described that coke strength decreases when a brand having a high penetration distance is used. The reason for this is that when coal with an extremely long permeation distance is blended, coarse defects are left at the time of coking, and the pore walls form a brittle structure, so the coke strength is predicted from conventional indices (such as MF). It is described that it decreases compared to the value.

コークス強度の低下を招く石炭の浸透距離の範囲として、特許文献2には、以下の基準[A]、[B]及び[C]が提示されている。
[A]配合炭に含まれるギーセラー最高流動度が100ddpm以上500ddpm以下の銘柄の石炭の平均浸透距離に対して浸透距離が1.6倍以上。
[B]ギーセラー最高流動度が30ddpm以上1000ddpm以下の1銘柄以上の石炭のギーセラー最高流動度の対数値と浸透距離の測定値に基づいて原点を通る一次回帰式を求める。その回帰式におけるギーセラー流動度が200ddpmの場合の浸透距離の1.6倍以上の浸透距離を持ち、かつギーセラープラストメータ法による流動性評価で1000ddpm以上。
前記一次回帰式の基データである、ギーセラー最高流動度が30ddpm以上1000ddpm以下の石炭の銘柄数は多いほど良く、2銘柄以上であることが好ましく、コークス製造用配合炭製造に用いる可能性のある石炭のうちこの範囲の全銘柄で一次回帰式を求めるのが最も好ましい。
[C]下記(1)〜(4)の工程で測定される浸透距離が15mm以上であり、かつギーセラープラストメータ法で測定した最高流動度が1000ddpm以上。
(1)図1の測定装置30のような、試料1に一定荷重を加える装置を用い、石炭を粒径2mm以下が100質量%となるように粉砕し、該粉砕された石炭を充填密度0.8g/cmで、層厚が10mmとなるように容器3に充填して石炭試料1を作成する。
(2)石炭試料1の上に、材料2である直径2mmのガラスビーズを浸透距離以上の層厚となるように配置する。
(3)ガラスビーズの層の上部から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、前記石炭試料1を溶融させて前記ガラスビーズの層へ浸透させ、
(4)前記ガラスビーズの層へ浸透した石炭試料1の浸透距離を測定する。
The following standards [A], [B], and [C] are presented in Patent Document 2 as the range of the coal penetration distance that causes a reduction in coke strength.
[A] Penetration distance is 1.6 times or more with respect to the average penetration distance of coals of brands having a Gieseler maximum fluidity of 100 ddpm or more and 500 ddpm or less contained in the blended coal.
[B] A linear regression equation passing through the origin is obtained based on the logarithmic value of the maximum ghiser cell fluidity of one or more coals having a ghiser cell maximum fluidity of 30 ddpm or more and 1000 ddpm or less and the measured permeation distance. It has a penetration distance of 1.6 times or more of the penetration distance when the Gieseller fluidity in the regression equation is 200 ddpm, and is 1000 ddpm or more in the fluidity evaluation by the Gieseller Plastometer method.
The larger the number of brands of coal having a maximum Gieseller flow rate of 30 ddpm or more and 1000 ddpm or less, which is the basic data of the linear regression equation, is preferably 2 or more, and may be used for the production of coal blends for coke production. It is most preferable to obtain a linear regression equation for all brands in this range of coal.
[C] The permeation distance measured in the following steps (1) to (4) is 15 mm or more, and the maximum fluidity measured by the Gieseler plastometer method is 1000 ddpm or more.
(1) Using a device that applies a constant load to the sample 1, such as the measuring device 30 in FIG. 1, the coal is pulverized so that the particle size is 2 mm or less is 100% by mass, and the pulverized coal is charged with a packing density of 0. The coal sample 1 is prepared by filling the container 3 so that the layer thickness becomes 10 mm at 0.8 g / cm 3 .
(2) On the coal sample 1, glass beads having a diameter of 2 mm, which is the material 2, are arranged so as to have a layer thickness equal to or greater than the penetration distance.
(3) Heating in an inert gas atmosphere from room temperature to 550 ° C. at a heating rate of 3 ° C./min while applying a load from the top of the glass bead layer to 50 kPa, and melting the coal sample 1 Infiltrate the layer of glass beads,
(4) The penetration distance of the coal sample 1 that has penetrated into the glass bead layer is measured.

本発明者らは、上記基準[A]、[B]及び[C]のいずれかに該当する浸透距離の石炭を高浸透距離炭とし、コークス強度を低下させてしまう前記高浸透距離炭の影響を緩和する石炭の特性を鋭意探索した。本発明者らは、複数銘柄の石炭における浸透距離の加成性に着目してそのような特性を鋭意検討した。まず、従来技術文献である特許文献1の実施例によれば、配合炭の浸透距離は、極めて良好に加成性が成立することが示されていることに着目した。実施例での、浸透距離の加成性の検証に使用した石炭の性状を表1に示す。検証には、浸透距離が異なる4銘柄を使用している。   The inventors of the present invention have adopted a high permeation distance coal that has a permeation distance corresponding to any of the above criteria [A], [B], and [C], and reduces the coke strength. We have eagerly searched for the characteristics of coal to mitigate. The present inventors diligently studied such characteristics by paying attention to the additivity of the penetration distance in a plurality of brands of coal. First, attention was paid to the fact that according to the example of Patent Document 1 which is a prior art document, the penetration distance of the blended coal is shown to be very satisfactorily additive. Table 1 shows the properties of coal used in the verification of the additivity of the penetration distance in the examples. For verification, four brands with different penetration distances are used.

Figure 0006036891
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一方で、従来の軟化溶融特性の指標、例えばギーセラープラストメータによる流動性やジラトメーター法による全膨張率に加成性が成立しない場合があると、数多く報告されている。非特許文献1では、配合炭を構成している各単味炭の軟化溶融温度域が乖離しているほど、配合炭の流動性および全膨張率が、加重平均値から負に偏倚することが示されている。このような挙動を示す理由として、2銘柄の石炭の軟化溶融温度域が乖離している場合、一方の石炭が軟化溶融している最中、もう一方の石炭は軟化溶融しておらず、固相成分となるため、と考えられている。さらに、非特許文献2では、軟化溶融時に高いガス圧を示す石炭と組合わせた配合炭は、軟化溶融時の膨張比容積が加重平均値から負に偏倚することが示されている。このような挙動を示す理由として、高いガス圧を示す石炭が膨張する際に、周囲の石炭を圧縮し、周囲の石炭の膨張を阻害するため、と記載されている。   On the other hand, there are many reports that additivity may not be established in the conventional index of softening and melting characteristics, for example, the fluidity by the Giesler plastometer and the total expansion rate by the dilatometer method. In Non-Patent Document 1, as the softening and melting temperature range of each simple coal constituting the blended coal deviates, the fluidity and total expansion rate of the blended coal may be negatively biased from the weighted average value. It is shown. The reason for this behavior is that if the softening and melting temperature ranges of the two brands of coal are different, while the other coal is softening and melting, the other coal is not softening and melting, This is considered to be a phase component. Further, Non-Patent Document 2 shows that in the blended coal combined with coal exhibiting a high gas pressure during softening and melting, the expansion specific volume during softening and melting deviates negatively from the weighted average value. The reason why such a behavior is exhibited is that when coal exhibiting a high gas pressure is expanded, the surrounding coal is compressed and the expansion of the surrounding coal is inhibited.

石炭のガス圧は、ビトリニットの平均最大反射率Roが大きいほど高くなり、組織分析における全イナート量TIが小さいほど高くなることが報告されている(例えば、非特許文献3)。また、冶金用コークスを製造するために、一般的に使用される原料炭のビトリニットの平均最大反射率Roは、おおよそ0.6〜1.7%の範囲であり、全イナート量TIは、0〜50%の範囲である。本発明で言及するビトリニットの平均最大反射率Roとは、JIS M 8816の石炭のビトリニットの平均最大反射率であり、全イナート量TIとは、JIS M 8816の石炭の微細組織成分の測定方法およびその解説に記載のParrの式に基づいた下記式(X)で算出した石炭組織分析における全イナート量(%)である。
全イナート量(体積%)=フジニット(体積%)+ミクリニット(体積%)+(2/3)×セミフジニット(体積%)+鉱物質(体積%) ・・・(X)
特許文献1の実施例3では、表1に示す4銘柄の性状の石炭で浸透距離の加成性が成立することが示され、特許文献1では、比較的広い範囲の性状の石炭で浸透距離の加成性が成立すると結論付けられている。しかしながら、本発明者らは、浸透距離の大きい石炭と混合して得られる配合炭の浸透距離を、配合炭を構成する石炭の浸透距離を各石炭の配合割合を重みにして加重平均して得られた加重平均浸透距離(浸透距離の加成値)よりも低下させるような石炭がもし発見できれば、浸透距離が大きい石炭による悪影響を緩和できると考え、より広い範囲の石炭を用いてその石炭を浸透距離の大きい石炭に加えた場合の加成性を、更に詳細に調査した。
It has been reported that the gas pressure of coal increases as the average maximum reflectance Ro of vitrinite increases, and increases as the total inert amount TI in the structure analysis decreases (for example, Non-Patent Document 3). Further, in order to produce metallurgical coke, the average maximum reflectance Ro of vitrinite of coking coal generally used is in the range of approximately 0.6 to 1.7%, and the total inert amount TI is 0. It is in the range of ˜50%. The average maximum reflectance Ro of vitrinite referred to in the present invention is the average maximum reflectance of vitrinite of JIS M 8816 coal, and the total inert amount TI is the method for measuring the microstructure of coal of JIS M 8816 and It is the total inert amount (%) in the coal structure analysis calculated by the following formula (X) based on the Parr formula described in the explanation.
Total inert amount (volume%) = Fujinit (volume%) + Mikurinit (volume%) + (2/3) × Semi-Fujinit (volume%) + Mineral substance (volume%) (X)
In Example 3 of Patent Document 1, it is shown that the additivity of the permeation distance is established with coal of the four brands shown in Table 1, and in Patent Document 1, the permeation distance is obtained with coal having a relatively wide range of properties. It is concluded that the additivity of is established. However, the present inventors obtain the weight penetration average of the blended coal obtained by mixing with coal having a large penetration distance by weighting the penetration distance of coal constituting the blended coal with the blending ratio of each coal as a weight. If a coal that lowers the weighted average permeation distance (additional value of the permeation distance) can be found, the adverse effects of coal with a large permeation distance can be mitigated. Additivity when added to coal with large penetration distance was investigated in more detail.

その調査結果から、本発明者らは、高浸透距離炭(上記基準[A]、[B]及び[C]のいずれかに該当する石炭)と、ビトリニットの平均最大反射率Roが1.25%以上で、かつ組織分析における全イナート量TIが30体積%以下である石炭とを組み合わせた場合、両者を混合した配合炭の浸透距離が加重平均値よりも低下することを発見した。以下、ビトリニットの平均最大反射率Roが1.25%以上で、かつ組織分析における全イナート量TIが30体積%以下である石炭を、適宜、浸透距離低減石炭と呼ぶ。本発明者らは、高浸透距離炭と浸透距離低減石炭との質量比は、1.0:0.25〜1.0:3.0の範囲で、両者を混合した混合炭の浸透距離が加成値に比べて大きく低下することを見出し、浸透距離低減石炭と高浸透距離炭とを同時に配合し、コークスを製造したところ、浸透距離が大きすぎる石炭によるコークス強度の低下影響を抑制することを発見した。なお、高浸透距離炭と浸透距離低減石炭との質量比は、1.0:1.0〜1.0:3.0の範囲となることがより好ましい。   From the investigation results, the present inventors have found that the average maximum reflectance Ro of the high penetration distance coal (coal corresponding to any of the above criteria [A], [B] and [C]) and vitrinite is 1.25. It was discovered that when combined with coal having a total inert amount TI of 30% by volume or less in the structural analysis, the permeation distance of the blended coal obtained by mixing the two is lower than the weighted average value. Hereinafter, coal having an average maximum reflectance Ro of vitrinite of 1.25% or more and a total inert amount TI in the structure analysis of 30% by volume or less is appropriately referred to as penetration distance reducing coal. The inventors of the present invention have a mass ratio of the high penetration distance coal and the reduced penetration distance coal in the range of 1.0: 0.25 to 1.0: 3.0, and the penetration distance of the mixed coal obtained by mixing the two is as follows. We found that it was greatly reduced compared to the additive value, and when coke was produced by blending coal with reduced penetration distance coal and high penetration distance coal at the same time, suppressing the effect of coke strength reduction due to coal with too long penetration distance I found In addition, it is more preferable that mass ratio of high penetration distance coal and penetration distance reduction coal becomes the range of 1.0: 1.0-1.0: 3.0.

特許文献2では、コークス強度の低下を招く高浸透距離炭は、配合割合を10質量%以下にするのが望ましいとされているが、後述する実施例に記載するように、浸透距離低減石炭と高浸透距離炭と配合する場合、配合炭全体に対する高浸透距離炭の配合割合(乾燥石炭基準の質量比率)が30質量%までは強度低下を招くことなく配合可能であることを確認した。よって、コークス強度の低下を招く、高浸透距離炭の配合割合を、従来技術では不可能でされていた範囲である10質量%を超える範囲にまで増加させることが可能となる。   In Patent Document 2, it is desirable that the high permeation distance coal that causes a decrease in coke strength is desirably 10% by mass or less. However, as described in Examples described later, In the case of blending with high penetration distance charcoal, it was confirmed that the blending ratio (mass ratio based on dry coal) of the high penetration distance charcoal with respect to the entire blended coal could be blended without causing a decrease in strength. Therefore, it becomes possible to increase the blending ratio of the high osmotic distance charcoal, which causes a reduction in coke strength, to a range exceeding 10% by mass, which has been impossible with the prior art.

すなわち、高浸透距離炭の配合割合を10質量%より多く30質量%以下とし、同時に、配合割合の比で、高浸透距離炭:浸透距離低減石炭=1.0:0.25〜1.0:3.0となるように、高浸透距離炭と浸透距離低減石炭とを配合することで、配合炭から得られるコークスのコークス強度の低下を招くことなく、従来よりも、高浸透距離炭に該当する石炭の配合割合を増やすことが可能となる。   That is, the blending ratio of the high osmosis distance charcoal is more than 10% by mass and 30% by mass or less, and at the same time, the ratio of the blending ratio is high osmosis distance charcoal: osmosis distance reduction coal = 1.0: 0.25-1.0. : By blending the high penetration distance coal and the penetration distance reduced coal so as to be 3.0, the coke strength of the coke obtained from the blended coal is not reduced, and the high penetration distance coal is more than conventional. It becomes possible to increase the blending ratio of the corresponding coal.

高浸透距離炭と様々な銘柄との加成性の調査を行うために、様々な配合炭の浸透距離の測定を行った。使用した石炭の性状を表2に示す。   In order to investigate the additivity between high penetration distance coal and various brands, the penetration distance of various blended coals was measured. Table 2 shows the properties of the coal used.

Figure 0006036891
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表2における「Ro」は、JIS M 8816の石炭のビトリニットの平均最大反射率である。
「logMF」は、JIS M8801のギーセラープラストメータ法で測定した最高流動度(Maximum Fluidity:MF)の常用対数値である。
「Ash」(灰分)及び「VM」(揮発分)は、JIS M 8812の工業分析法による測定値である。
「TI」は、JIS M 8816の石炭の微細組織成分の測定方法およびその解説に記載のParrの式に基づいた前記式(X)で算出した石炭組織分析における全イナート量(体積%)である。
“Ro” in Table 2 is the average maximum reflectivity of vitrinite of JIS M 8816 coal.
“Log MF” is a common logarithm of the maximum fluidity (MF) measured by the JIS M8801 Gieseller Plastometer method.
“Ash” (ash content) and “VM” (volatile content) are measured values according to the industrial analysis method of JIS M 8812.
“TI” is the total inert amount (% by volume) in the coal structure analysis calculated by the above formula (X) based on the method of measuring the fine structure component of coal according to JIS M 8816 and the Parr formula described in the explanation. .

配合炭の浸透距離の測定は、概略以下のとおり行った。浸透距離が大きすぎる石炭であるA炭とそれ以外のB〜P炭を乾燥基準の質量割合で1:1となるように混合して配合炭(それぞれ、配合炭AB〜APと表記)を作製した。この配合炭を試料として、図1に示した装置を用い、浸透距離の測定を行った。容器の直径は20mm、高さ100mmとし、上下面に貫通孔を有する材料として直径2mmのガラスビーズを用いた。粒径2mm以下に粉砕した石炭試料を乾燥基準で2.50g計りとり、容器に装入し、石炭試料の上から重さ200gの錘を落下距離20mmで5回落下させることにより石炭を充填した(この状態で試料層厚は10mmとなった)。次に2mmガラスビーズを試料1の充填層の上に25mmの厚さとなるように配置した。なお、ガラスビーズ層の厚みは浸透距離以上の層厚となるように配置すればよい。測定時にガラスビーズ層最上部まで溶融物が浸透してしまった場合には、ガラスビーズを増量して再測定を行なう。本発明者らは、ガラスビーズの層厚を変更した試験を行ない、浸透距離以上のガラスビーズ層厚があれば、同一試料の浸透距離測定値は同じになることを確認している。ガラスビーズ充填層の上に直径19mm、厚さ5mmのシリマナイト製円盤を配置し、その上に膨張率検出棒として石英製の棒を置き、さらに石英棒の上部に1.6kgの錘を置いた。これにより、シリマナイト円盤上にかかる圧力は50kPaとなる。不活性ガスとして窒素ガスを使用し、加熱速度3℃/minで550℃まで加熱した。加熱終了後、窒素雰囲気で冷却を行い、冷却後の容器から、軟化溶融した石炭と固着していないビーズ重量を計測した。   The measurement of the penetration distance of the blended coal was performed as follows. Mixing coals A (permeated coals AB to AP, respectively) by mixing A coal, which is a coal with too long permeation distance, and other BP coals so that the dry basis mass ratio is 1: 1. did. Using this blended charcoal as a sample, the penetration distance was measured using the apparatus shown in FIG. The diameter of the container was 20 mm, the height was 100 mm, and glass beads having a diameter of 2 mm were used as materials having through holes on the upper and lower surfaces. 2.50 g of a coal sample pulverized to a particle size of 2 mm or less was weighed on a dry basis, charged into a container, and filled with coal by dropping a weight of 200 g from the top of the coal sample 5 times at a fall distance of 20 mm. (In this state, the sample layer thickness was 10 mm). Next, 2 mm glass beads were placed on the packed bed of Sample 1 to a thickness of 25 mm. In addition, what is necessary is just to arrange | position so that the thickness of a glass bead layer may become layer thickness more than an osmosis | permeation distance. If the melt has penetrated to the top of the glass bead layer during measurement, the glass beads are increased and remeasured. The present inventors have conducted a test in which the layer thickness of the glass beads has been changed, and confirmed that if the glass bead layer thickness is greater than or equal to the penetration distance, the measured penetration values of the same sample will be the same. A sillimanite disk having a diameter of 19 mm and a thickness of 5 mm was placed on the glass bead packed layer, a quartz rod was placed thereon as an expansion coefficient detection rod, and a 1.6 kg weight was further placed on top of the quartz rod. . Thereby, the pressure applied on the sillimanite disk becomes 50 kPa. Nitrogen gas was used as an inert gas and heated to 550 ° C. at a heating rate of 3 ° C./min. After completion of the heating, cooling was performed in a nitrogen atmosphere, and the weight of beads not fixed to the softened and melted coal was measured from the cooled container.

浸透距離は固着したビーズ層の充填高さとした。ガラスビーズ充填層の充填高さと質量の関係をあらかじめ求め、軟化溶融物が固着したビーズの重量よりガラスビーズ充填高さを導出できるようにした。その結果が下記式(Y)であり、(Y)式より浸透距離を導出した。   The penetration distance was the filling height of the fixed bead layer. The relationship between the filling height and the mass of the glass bead packed layer was determined in advance so that the glass bead filling height could be derived from the weight of the beads to which the softened melt was fixed. The result is the following formula (Y), and the penetration distance was derived from the formula (Y).

L=(G−M)×H ・・・(Y)
ここで、Lは、浸透距離[mm]を表し、
Gは、充填したガラスビーズ質量[g]を表し、
Mは、軟化溶融物と固着していないビーズ質量[g]を表し、
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。
L = (GM) × H (Y)
Here, L represents the penetration distance [mm],
G represents the filled glass bead mass [g],
M represents the mass [g] of beads not fixed to the softened melt;
H represents the packed bed height [mm / g] per 1 g of the glass beads filled in the experimental apparatus.

次に、各配合炭の浸透距離の加重平均値の計算結果と測定結果を表3に示す。   Next, Table 3 shows the calculation result and measurement result of the weighted average value of the penetration distance of each blended coal.

Figure 0006036891
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配合炭AB〜APの各配合炭を構成する石炭Aと組み合わせられた石炭B〜Pのビトリニットの平均最大反射率Roと全イナート量TIとの関係を図3に示す。図3のグラフ上の各点には、各点に対応する石炭B〜Pをそれぞれ含む配合炭AB〜APの浸透距離の実測値と、配合炭を構成する石炭の浸透距離を各石炭の配合割合を重みにして加重平均した加重平均値との差分(実測値−加重平均値)を示してある。配合炭を構成する石炭で、浸透距離の加成性が強いほど、実測値と加重平均値の差分は0に近くなる。しかしながら、表3および図3からわかるように、高浸透距離炭と、平均最大反射率Roが1.25%以上かつ全イナート量TIが30体積%以下である石炭と組合せた配合炭において、比較的大きな負の値をとり、浸透距離の加成性が成立しないことがわかる。   FIG. 3 shows the relationship between the average maximum reflectance Ro and the total inert amount TI of the vitrinite of coals B to P combined with coal A constituting each of the blended coals AB to AP. Each point on the graph of FIG. 3 includes the measured values of the penetration distances of coal blends AB to AP each containing coal B to P corresponding to each point, and the penetration distances of the coals constituting the blend coal. A difference (actual value-weighted average value) from the weighted average value obtained by weighted averaging with the ratio as a weight is shown. The difference between the actually measured value and the weighted average value becomes closer to 0 as the additivity of the permeation distance is stronger in the coal constituting the blended coal. However, as can be seen from Table 3 and FIG. 3, comparison is made between the high penetration distance coal and the coal blended with the coal having the average maximum reflectance Ro of 1.25% or more and the total inert amount TI of 30% by volume or less. It can be seen that the addition value of the permeation distance is not established.

このような結果になった理由は、次の通りに推察される。まず、軟化溶融した際に起こる浸透現象は、軟化溶融した石炭の粘度が低い状態になり、かつ石炭内部から発生するガスが外部に移動することによって、石炭自身の発泡が影響する。そして、平均最大反射率Roが1.25%以上かつ全イナート量TIが30体積%以下である石炭(浸透距離低減石炭)は、自身の膨張圧が高いため、周りの粒子を加圧する作用がある。したがって、これら膨張圧の高い石炭と高浸透距離炭が隣接している場合、膨張圧の高い石炭が、高浸透距離炭を加圧、拘束するため、高浸透距離炭の発泡を妨げたものと推察できる。なお、石炭は、Roが高くても軟化溶融すれば問題はないが、Roが高すぎると軟化溶融しにくくなるので、Roの範囲は、1.25%以上1.70%以下であることが好ましく、1.30%以上1.65%以下であることがより好ましい。石炭は、TIが低いほど軟化溶融しやすくなるので、TIの範囲に下限値を設ける必要はないが、TIは3体積%以上30体積%以下であることが好ましく、5体積%以上28体積%以下であることがさらに好ましい。   The reason for such a result is presumed as follows. First, the permeation phenomenon that occurs when softened and melted has a low viscosity of the softened and melted coal, and the gas generated from the inside of the coal moves to the outside, so that the foaming of the coal itself affects. And coal whose average maximum reflectance Ro is 1.25% or more and the total inert amount TI is 30% by volume or less has a high expansion pressure, and therefore has an effect of pressurizing surrounding particles. is there. Therefore, when these high-expansion pressure coal and high-penetration distance coal are adjacent to each other, the high-expansion pressure coal pressurizes and restrains the high-osmosis-distance coal, which prevents the high-penetration-distance coal from foaming. I can guess. Note that there is no problem if coal is softened and melted even if Ro is high, but if Ro is too high, it becomes difficult to soften and melt, so the range of Ro may be 1.25% or more and 1.70% or less. Preferably, it is 1.30% or more and 1.65% or less. Since the lower the TI, the easier it is for the coal to soften and melt, it is not necessary to set a lower limit in the TI range, but the TI is preferably 3% to 30% by volume, preferably 5% to 28% by volume. More preferably, it is as follows.

次に、高浸透距離炭と浸透距離低減石炭とを同時に配合して配合炭を作製し、コークスを製造することで、高浸透距離炭によるコークス強度を低下させる影響を抑制し得るかを評価した。評価は、以下の要領で実施した。まずは、表2に挙げた石炭の一部を用い、それぞれの配合割合を適宜変更した配合炭を作製した。その配合割合を表4に示す。   Next, we evaluated whether it is possible to suppress the effect of reducing the coke strength due to the high penetration distance coal by simultaneously blending the high penetration distance coal and the penetration distance reduction coal to produce a blended coal and producing coke. . Evaluation was carried out in the following manner. First, blended coals were prepared by using some of the coals listed in Table 2 and appropriately changing the blending ratios. The blending ratio is shown in Table 4.

Figure 0006036891
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表4の「本発明例/比較例」の項目において、「比X」及び「本X」(Xは自然数)と表してあるが、この「比X」は比較例Xを意味し、「本X」は本発明例Xを意味する。比1〜8及び本1〜5では、それぞれ、表2の石炭の配合割合を変更した配合炭を作製し、該配合炭を乾留してコークスを製造した。比1〜8及び本1〜5では、各配合割合を重みにして石炭性状を加重平均して求まる配合炭の加重平均Ro[%]、logMF[log ddpm]は概ね等しくなるように、すなわち、配合炭の加重平均Roが1.026〜1.036となるように、かつ、配合炭の加重平均logMFが2.33〜2.41となるように、A炭からN炭の配合割合を調整した。   In the item of “Invention Example / Comparative Example” in Table 4, “Ratio X” and “Present X” (X is a natural number) are indicated, but this “Ratio X” means Comparative Example X. “X” means Invention Example X. In the ratios 1-8 and 1-5, the coal blends in which the blending ratios of the coals in Table 2 were changed were produced, and the coal blends were dry-distilled to produce coke. In the ratios 1 to 8 and the present 1 to 5, the weighted average Ro [%] and log MF [log ddpm] of the blended coal obtained by weighting and averaging the coal properties with the respective blend ratios as weights are substantially equal, that is, The blending ratio of coal A to coal N is adjusted so that the weighted average Ro of blended coal is 1.026 to 1.036 and the weighted average log MF of blended coal is 2.33 to 2.41. did.

比1〜8及び本1〜5で用いた各石炭は、粒径3mm以下100質量%に粉砕したものを使用し、配合炭全体の水分が8質量%になるように調整した。この配合炭16kgを、嵩密度750kg/mとなるように乾留缶に充填し、その上に10kgの錘を乗せた状態で、炉壁温度1050℃の電気炉内で6時間乾留後、炉から取り出し窒素冷却し、コークスを得た。コークス強度は、JIS K 2151の回転強度試験法に基づき、所定量のコークスを装入したドラム試験機を15rpmで150回転させた後の粒径15mm以上のコークスの質量割合を測定し、回転前との質量比であるドラム強度DI(150/15)を算出した。表4の「DI150/15」には、コークス強度の測定結果として、算出したドラム強度DI(150/15)を示してある。 Each coal used in the ratios 1 to 8 and the mains 1 to 5 was pulverized to a particle size of 3 mm or less and 100% by mass, and adjusted so that the water content of the entire blended coal became 8% by mass. 16 kg of this blended charcoal was filled in a dry distillation can so that the bulk density was 750 kg / m 3, and 10 kg of weight was placed thereon, and after carbonization in an electric furnace with a furnace wall temperature of 1050 ° C., And then cooled with nitrogen to obtain coke. The coke strength is measured based on the rotational strength test method of JIS K 2151 by measuring the mass ratio of coke with a particle diameter of 15 mm or more after rotating a drum tester charged with a predetermined amount of coke at 150 rpm for 150 revolutions. Drum strength DI (150/15), which is a mass ratio of “DI150 / 15” in Table 4 shows the calculated drum strength DI (150/15) as a measurement result of the coke strength.

比1〜8及び本1〜5において、A炭が高浸透距離炭であり、N炭が浸透距離低減石炭である。A炭及びN炭以外の残部の石炭には、高浸透距離炭及び浸透距離低減石炭にいずれにも該当しない石炭を選択した。まず、A炭の浸透距離(21.5mm)は、配合炭に含まれるギーセラー最高流動度が100ddpm以上500ddpm以下(logMFで2.00〜2.70)の銘柄の石炭(C炭とE炭)の平均浸透距離(8.6mm)の1.6倍である13.7mmよりも大きかった。また、A炭の浸透距離は、ギーセラー最高流動度が30ddpm以上1000ddpm以下(logMFが1.48〜3.00)のC炭、D炭、及び、E炭のギーセラー最高流動度の対数値と浸透距離の測定値とから求めた原点を通る一次回帰式(浸透距離=3.92×logMF)におけるギーセラー流動度が200ddpmの場合の浸透距離(9.0mm)の1.6倍である14.4mmよりも大きかった。さらに、A炭の浸透距離は、図1に示す測定装置30を用いて、前述の(1)〜(4)の工程で測定したものであり、15mmよりも大きい。従って、A炭は、高浸透距離炭とする基準である前述の[A]、[B]及び[C]のいずれにも該当している。また、N炭は、ビトリニットの平均最大反射率Roが1.25%以上でかつ組織分析における全イナート量TIが30体積%以下を満たし、浸透距離低減石炭といえる。それぞれの石炭の配合割合は表4に示してある。   In ratios 1 to 8 and mains 1 to 5, coal A is high penetration distance coal, and coal N is penetration distance reduced coal. Coal which does not correspond to any of high penetration distance coal and penetration distance reduction coal was selected for remainder coals other than A coal and N coal. First, the penetration distance of Coal A (21.5 mm) is a brand of coal (G coal C and E charcoal) whose Gieseler maximum fluidity contained in the blended coal is 100 ddpm or more and 500 ddpm or less (logMF is 2.00 to 2.70). It was larger than 13.7 mm which is 1.6 times the average penetration distance (8.6 mm). The penetration distance of coal A is the logarithmic value and penetration of the coalescer maximum fluidity of coals C, D, and E, whose maximum Gieseller fluidity is 30 ddpm or more and 1000 ddpm or less (log MF is 1.48 to 3.00). 14.4 mm which is 1.6 times the penetration distance (9.0 mm) when the Gieseller fluidity is 200 ddpm in the linear regression equation (penetration distance = 3.92 × log MF) passing through the origin determined from the distance measurement value. It was bigger than. Furthermore, the penetration distance of the coal A is measured in the steps (1) to (4) described above using the measuring device 30 shown in FIG. 1 and is larger than 15 mm. Therefore, coal A corresponds to any of the above-mentioned [A], [B], and [C], which are standards for making a high penetration distance coal. Further, N coal has vitrinite average maximum reflectance Ro of 1.25% or more and total inert amount TI in the structure analysis satisfies 30% by volume or less, and can be said to be a reduced permeation distance coal. The blending ratio of each coal is shown in Table 4.

本1〜5では、A炭及びN炭の配合割合をそれぞれ変更し、本発明を満たす配合炭を乾留してコークスを製造し、比1〜8では、本発明を満たさない配合炭を乾留してコークスを製造した。   In the present 1-5, the blending ratio of coal A and coal N is changed, respectively, and the coal blend satisfying the present invention is carbonized to produce coke. In the ratios 1-8, the coal blend not satisfying the present invention is carbonized. To produce coke.

従来、石炭の性状から乾留後のコークス強度を推定するための石炭配合理論において、コークス強度は主に、石炭のビトリニットの平均最大反射率Roと、ギーセラー最高流動度MFの対数値logMFにより決定されると考えられてきた(例えば、非特許文献4参照)。したがって、その理論に基づけば、比1〜8及び本1〜5で作製した配合炭は、同程度のコークス強度を示すと予想される。それに加えて、特許文献2より、高浸透距離炭であるA炭の配合割合を増やすと、コークス強度が低下することが予想される。   Conventionally, in the coal blending theory for estimating the coke strength after carbonization from the properties of coal, the coke strength is mainly determined by the average maximum reflectivity Ro of coal vitrinite and the logarithmic value log MF of the Gieseler maximum fluidity MF. (For example, refer nonpatent literature 4). Therefore, based on the theory, it is expected that the blended coals produced in the ratios 1 to 8 and the mains 1 to 5 show the same level of coke strength. In addition to this, from Patent Document 2, it is expected that the coke strength will decrease when the blending ratio of coal A, which is a high penetration distance coal, is increased.

図4に、表4の比1〜8及び本1〜5における、A炭の配合割合に対するN炭の配合割合の比とコークスの回転強度DI(150/15)との関係を、A炭の配合割合で分けて示す。比1〜比4に示すように、N炭を加えないでも、A炭の配合割合が10質量%以下の場合、コークスの回転強度DI(コークス強度)は83.8以上と大きい値を示すが、配合割合が10質量%を超えて15質量%となると、コークス強度が低下している。これに対し、図4のグラフを参照すると、A炭と同時にN炭を配合すると、コークス強度が高くなることがわかる。このとき、N炭は、A炭に対して質量比で0.25倍程度以上の量を加えればA炭の配合割合が30質量%以下の範囲で、高い強度のコークスが製造できることがわかる。または、本5と比8とを比べると、A炭の配合割合が40質量%になるとN炭を組み合わせても、コークス強度が下がってしまうことがわかった。したがって、高浸透距離炭と、ビトリニットの平均最大反射率Roが1.25%以上かつ全イナート量TIが30体積%以下である石炭(浸透距離低減石炭)とを同時に配合して配合炭を作製し、コークスを製造することで、高浸透距離炭によるコークス強度を低下させる影響を抑え得ることが明らかとなった。加えて、浸透距離低減石炭を配合する量を増やせば、コークス強度の低下を招くことなく、高浸透距離炭の配合割合を10質量%よりも大きくし得ることを確認した。具体的には、本1〜5の結果の通り、浸透距離低減石炭であるN炭を、高浸透距離炭であるA炭に対して0.25倍以上配合した条件下で、コークス強度を顕著に低下させることなく、A炭を最大約30質量%まで配合できることを確認した。   FIG. 4 shows the relationship between the ratio of the blending ratio of N charcoal to the blending ratio of charcoal A and the rotational strength DI (150/15) of coke in ratios 1-8 and 1-5 in Table 4. Shown separately by blending ratio. As shown in the ratios 1 to 4, even when N coal is not added, when the blending ratio of coal A is 10% by mass or less, the rotational strength DI (coke strength) of coke shows a large value of 83.8 or more. When the blending ratio exceeds 10% by mass and becomes 15% by mass, the coke strength is lowered. On the other hand, when the graph of FIG. 4 is referred, when N charcoal is mix | blended simultaneously with A charcoal, it turns out that coke strength becomes high. At this time, it can be seen that N-coal can produce high-strength coke in a range where the blending ratio of A-coal is 30% by mass or less by adding an amount of about 0.25 times or more with respect to A-coal. Or when this 5 and the ratio 8 were compared, it turned out that coke intensity | strength will fall even if it combines N charcoal when the mixture ratio of A charcoal will be 40 mass%. Therefore, blended coal is prepared by simultaneously blending high penetration distance coal and coal with average maximum reflectance Ro of 1.25% or more and total inert amount TI of 30% by volume or less (penetration distance reduction coal). In addition, it has been clarified that by producing coke, it is possible to suppress the effect of reducing the coke strength due to the high penetration distance coal. In addition, it was confirmed that the blending ratio of the high osmosis distance coal can be made larger than 10% by mass without reducing the coke strength if the amount of the osmosis distance reduction coal is increased. Specifically, as the results of the present 1-5, coke strength is remarkable under the condition that N coal, which is a reduced penetration distance coal, is blended 0.25 times or more with respect to A coal, which is a high penetration distance coal. It was confirmed that up to about 30% by mass of Charcoal A can be blended without lowering.

実施例1から、コークス強度の低下を招く、高浸透距離炭と浸透距離低減石炭とを組み合わせて使用することで、乾留後のコークスの強度を高位に維持可能になることが明確となった。   From Example 1, it became clear that the strength of coke after dry distillation can be maintained at a high level by using a combination of high permeation distance coal and permeation distance reduction coal that causes a reduction in coke strength.

次に、浸透距離低減石炭と高浸透距離炭との配合割合の比の好適値を検討した。浸透距離低減石炭(ビトリニットの平均最大反射率Roが1.25%以上かつ全イナート量TIが30体積%以下)としてQ炭(ビトリニットの平均最大反射率Ro=1.56%、全イナート量TI=21.7体積%、浸透距離=2.1mm)を選び、高浸透距離炭としてR炭(浸透距離=19.2mm)を選択し、両者の配合割合を変えて混合した配合炭の浸透距離を測定した。その結果を表5に示す。   Next, the suitable value of the ratio of the blending ratio of the penetration distance reduced coal and the high penetration distance coal was examined. Permeation distance reduced coal (Vitrinite average maximum reflectance Ro is 1.25% or more and total inert amount TI is 30% by volume or less) Q coal (Vitrinite average maximum reflectance Ro = 1.56%, total inert amount TI = 21.7% by volume, penetration distance = 2.1 mm), R charcoal (penetration distance = 19.2 mm) is selected as the high penetration distance coal, and the penetration distance of the blended coal mixed at different blending ratios. Was measured. The results are shown in Table 5.

Figure 0006036891
Figure 0006036891

表5における「浸透距離比」とは、加重平均浸透距離に対する実測浸透距離の値[−]を表す。   The “permeation distance ratio” in Table 5 represents the value [−] of the actually measured permeation distance with respect to the weighted average permeation distance.

R炭の配合割合と実測浸透距離の関係を図5に示す。図5中の破線は、Q炭及びR炭の浸透距離をQ炭及びR炭の配合割合を重みとして加重平均して得られる加重平均値を表す。表5及び図5に基づけば、高浸透距離炭であるR炭の配合割合が増加するにつれて実測浸透距離が増加しているが、実測浸透距離は、浸透距離の加重平均値よりも、かなり小さくなっている。よって、表5及び図5から、Q炭(浸透距離低減石炭)によって、R炭(高浸透距離炭)による配合炭の浸透距離の増加傾向が抑えられていることがわかる。   FIG. 5 shows the relationship between the blending ratio of R charcoal and the actually measured penetration distance. The broken line in FIG. 5 represents a weighted average value obtained by weighted averaging the penetration distance of Q charcoal and R charcoal using the blending ratio of Q charcoal and R charcoal as a weight. Based on Table 5 and FIG. 5, the measured penetration distance increases as the blending ratio of R coal, which is a high penetration distance coal, increases, but the measured penetration distance is considerably smaller than the weighted average value of the penetration distance. It has become. Therefore, it can be seen from Table 5 and FIG. 5 that Q coal (penetration distance-reduced coal) suppresses the increasing tendency of the blended coal penetration distance by R charcoal (high penetration distance coal).

次に、図6には、Q炭配合割合/R炭配合割合の比[−]と浸透距離比(=実測浸透距離/浸透距離の加重平均値)[−]との関係を示す。図6より、Q炭配合割合/R炭配合割合の比、すなわち、高浸透距離炭の質量割合に対する浸透距離低減石炭の質量割合の比が0.25〜3.0の間で、実測浸透距離が浸透距離の加重平均の約0.4〜0.7倍となり、配合炭の浸透距離の増加傾向が大きく抑えられることがわかる。配合割合の比が3.0を超えても、急激に浸透距離比が上昇することはないが、配合割合の比が高い場合には相対的に高浸透距離炭の量が少なくなる。よって、加重平均浸透距離の値自体が小さくなるため、配合炭中に高浸透距離炭が含まれることによる悪影響は低下する。さらに、浸透距離低減石炭の配合比率が多くなりすぎることは現実的でないため、配合割合の比は3.0以下とするのが適当である。   Next, FIG. 6 shows the relationship between the ratio [−] of the Q charcoal blending ratio / R charcoal blending ratio and the penetration distance ratio (= measured penetration distance / weighted average value of penetration distance) [−]. From FIG. 6, the ratio of the ratio of Q charcoal blending ratio / R charcoal blending ratio, that is, the ratio of the mass ratio of the permeation distance reducing coal to the mass ratio of the high permeation distance coal is between 0.25 and 3.0, Is about 0.4 to 0.7 times the weighted average of the permeation distance, indicating that the tendency of increase in the permeation distance of the blended coal can be greatly suppressed. Even if the ratio of the blending ratio exceeds 3.0, the penetration distance ratio does not increase abruptly, but when the blending ratio ratio is high, the amount of high penetration distance charcoal becomes relatively small. Therefore, since the value of the weighted average permeation distance itself becomes small, the adverse effect due to the high permeation distance coal being included in the blended coal is reduced. Furthermore, since it is not realistic that the blending ratio of the permeation distance reducing coal is excessive, it is appropriate that the blending ratio is 3.0 or less.

以上から、配合炭に対して、ビトリニットの平均最大反射率Roが1.25%以上かつ全イナート量TIが30体積%以下である銘柄の石炭の合計配合割合を、高浸透距離炭の合計配合割合の0.25〜3.0倍とすることで、配合炭の浸透距離の増加傾向を大きく抑えることができ、配合炭を乾留して得られるコークスの強度の低下を抑え、コークスの強度を高位に維持可能となることがわかった。   From the above, for the blended coal, the total blending ratio of the coal with the average maximum reflectance Ro of Vitrinite of 1.25% or more and the total inert amount TI of 30% by volume or less is the total blending of the high penetration distance coal. By increasing the ratio to 0.25 to 3.0 times, the tendency to increase the permeation distance of the blended coal can be greatly suppressed, the decrease in the strength of the coke obtained by dry distillation of the blended coal is suppressed, and the strength of the coke is reduced. It was found that it could be maintained at a high level.

1 試料
2 上下面に貫通孔を有する材料
3 容器
5 スリーブ
7 温度計
8 加熱装置
9 温度検出器
10 温度調節器
11 ガス導入口
12 ガス排出口
30 浸透距離の測定装置(一定荷重)
31 荷重装置(一定荷重)
32 錘
33 膨張率検出棒
34 変位計
40 浸透距離の測定装置(一定容積)
41 荷重装置(一定容積とするように荷重を加える)
42 圧力検出棒
43 ロードセル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sample 2 Material which has a through-hole in the upper and lower surfaces 3 Container 5 Sleeve 7 Thermometer 8 Heating device 9 Temperature detector 10 Temperature controller 11 Gas inlet 12 Gas outlet 30 Measuring device of permeation distance (constant load)
31 Load device (constant load)
32 Weight 33 Expansion coefficient detection rod 34 Displacement meter 40 Penetration distance measuring device (constant volume)
41 Load device (applying a load so that the volume is constant)
42 Pressure detection rod 43 Load cell

Claims (3)

複数銘柄の石炭を含む配合炭を乾留してコークスを製造する方法であって、
予め、前記配合炭に含める石炭の銘柄を決定し、
決定した銘柄の石炭について、容器内に充填した石炭試料の上に、上下面に貫通孔を有する材料を配置して前記石炭試料を加熱することで前記貫通孔へ石炭が浸透する距離である浸透距離(mm)、及び、ギーセラー最高流動度MFを把握しておき、
前記銘柄の石炭のうち、ギーセラー最高流動度MFが100ddpm以上500ddpm以下の銘柄の石炭の平均浸透距離に対して、浸透距離が1.6倍以上となる銘柄の石炭を高浸透距離炭とし、
前記配合炭に対する前記高浸透距離炭の合計配合割合を10質量%より大きく30質量%以下とし、前記配合炭に対する、ビトリニットの平均最大反射率Roが1.25%以上かつ全イナート量TIが30体積%以下である銘柄の石炭の合計配合割合を、前記高浸透距離炭の合計配合割合の0.25〜3.0倍とすることを特徴とするコークスの製造方法。
A method for producing coke by dry distillation of blended coal containing multiple brands of coal,
In advance, determine the brand of coal to be included in the blended coal,
For the determined brand of coal, the penetration that is the distance that the coal penetrates into the through hole by placing a material having through holes on the upper and lower surfaces on the coal sample filled in the container and heating the coal sample Know the distance (mm) and the ghiser cellar maximum fluidity MF,
Among the branded coals, branded coal whose penetration distance is 1.6 times or more than the average penetration distance of branded coal with a Gieseler maximum fluidity MF of 100 ddpm or more and 500 ddpm or less is a high penetration distance coal,
The total blending ratio of the high penetration distance coal with respect to the blended coal is set to be greater than 10% by mass and 30% by mass or less, and the average maximum reflectance Ro of vitrinite with respect to the blended coal is 1.25% or more and the total inert amount TI is 30. A method for producing coke, wherein a total blending ratio of brand coal having a volume% or less is 0.25 to 3.0 times a total blending ratio of the high penetration distance coal.
複数銘柄の石炭を含む配合炭を乾留してコークスを製造する方法であって、
予め、石炭について、容器内に充填した石炭試料の上に、上下面に貫通孔を有する材料を配置して前記石炭試料を加熱することで前記貫通孔へ石炭が浸透する距離である浸透距離(mm)、及び、ギーセラー最高流動度MFを把握し、
ギーセラー最高流動度MFが30ddpm以上1000ddpm以下となる1銘柄以上の石炭のギーセラー最高流動度の常用対数値logMFと浸透距離の値とに基づいて、原点を通る一次回帰式を求めておき、
前記一次回帰式において200ddpmのギーセラー最高流動度MFに対応する浸透距離の1.6倍以上の浸透距離を有し、かつ、ギーセラー最高流動度MFが1000ddpm以上となる銘柄の石炭を高浸透距離炭とし、
前記配合炭に対する前記高浸透距離炭の合計配合割合を10質量%より大きく30質量%以下とし、前記配合炭に対する、ビトリニットの平均最大反射率Roが1.25%以上かつ全イナート量TIが30体積%以下である銘柄の石炭の合計配合割合を、前記高浸透距離炭の合計配合割合の0.25〜3.0倍とすることを特徴とするコークスの製造方法。
A method for producing coke by dry distillation of blended coal containing multiple brands of coal,
For coal, an infiltration distance (which is the distance that coal penetrates into the through-holes by placing a material having through-holes on the upper and lower surfaces and heating the coal sample on the coal sample filled in the container. mm) and Gieseller maximum fluidity MF,
Based on the common logarithm log MF and penetration value of the Gieseler maximum fluidity of one or more coals with a Gieseler maximum fluidity MF of 30 ddpm or more and 1000 ddpm or less, a linear regression equation passing through the origin is obtained.
In the linear regression equation, a coal having a permeation distance of 1.6 times or more of the permeation distance corresponding to the Gieseller maximum fluidity MF of 200 ddpm and having a maximum Gieseller maximum fluidity MF of 1000 ddpm or more is used. age,
The total blending ratio of the high penetration distance coal with respect to the blended coal is set to be greater than 10% by mass and 30% by mass or less, and the average maximum reflectance Ro of vitrinite with respect to the blended coal is 1.25% or more and the total inert amount TI is 30. A method for producing coke, wherein a total blending ratio of brand coal having a volume% or less is 0.25 to 3.0 times a total blending ratio of the high penetration distance coal.
複数銘柄の石炭を含む配合炭を乾留してコークスを製造する方法であって、
下記(1)〜(4)の工程で測定される浸透距離が15mm以上であり、かつ、ギーセラー最高流動度MFが1000ddpm以上である石炭を高浸透距離炭とし、
前記配合炭に対する前記高浸透距離炭の合計配合割合を10質量%より大きく30質量%以下とし、前記配合炭に対する、ビトリニットの平均最大反射率Roが1.25%以上かつ全イナート量TIが30体積%以下である銘柄の石炭の合計配合割合を、前記高浸透距離炭の合計配合割合の0.25〜3.0倍とすることを特徴とするコークスの製造方法。
(1)石炭を粒径2mm以下が100質量%となるように粉砕し、該粉砕された石炭を充填密度0.8g/cmで、層厚が10mmとなるように容器に充填して石炭試料を作成し、
(2)該石炭試料の上に直径2mmのガラスビーズを浸透距離以上の層厚となるように配置し、
(3)前記ガラスビーズの層の上部から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、前記石炭試料を溶融させて前記ガラスビーズの層へ浸透させ、
(4)前記ガラスビーズの層へ浸透した石炭試料の浸透距離(mm)を測定する。
A method for producing coke by dry distillation of blended coal containing multiple brands of coal,
The coal whose permeation distance measured in the following steps (1) to (4) is 15 mm or more and whose Gieseler maximum fluidity MF is 1000 ddpm or more is defined as high permeation distance coal.
The total blending ratio of the high penetration distance coal with respect to the blended coal is set to be greater than 10% by mass and 30% by mass or less, and the average maximum reflectance Ro of vitrinite with respect to the blended coal is 1.25% or more and the total inert amount TI is 30. A method for producing coke, wherein a total blending ratio of brand coal having a volume% or less is 0.25 to 3.0 times a total blending ratio of the high penetration distance coal.
(1) Coal is pulverized so that a particle size of 2 mm or less is 100% by mass, and the pulverized coal is filled in a container with a packing density of 0.8 g / cm 3 and a layer thickness of 10 mm. Make a sample,
(2) A glass bead having a diameter of 2 mm is placed on the coal sample so as to have a layer thickness equal to or greater than the penetration distance.
(3) Heating in an inert gas atmosphere from room temperature to 550 ° C. at a heating rate of 3 ° C./min while applying a load from the top of the glass bead layer to 50 kPa, and melting the coal sample Infiltrate the layer of glass beads,
(4) The penetration distance (mm) of the coal sample that has penetrated into the glass bead layer is measured.
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