JPH02194087A - 高炉用コークスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高炉用コークスを製造する方法に関する。更に
詳しくは室式コークス炉では高温で乾留し、炭化室内の
コークス温度が７００〜９００℃の範囲内と従来より大
幅に低い温度で早期窯出を行い、コークス乾式消火設備
（以下ＣＤＱと称す）のプレチャンバ−内で加熱、焼成
を行うことを特徴とする高炉用コークスの製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

コークス炉の炭化室は高さ４〜７ｍ、長さ１２〜１８ｍ
１幅０．４〜０．５５ｍの直方体であり、その炭化室の
両側のフリューから約１００關厚さの煉瓦をへだてて間
接的に加熱される構造となっており、装入された石炭は
炭化室壁側から徐々に中心部に向って乾留される。そし
て、コークス炉炭化室内の石炭が中心部まで全体が乾留
を終了した状態を火落と判定される。従来、火落の判定
は、上昇管の小栓より発生ガスの肉眼による色別変化で
行われていたが、最近では発生ガスの成分、量の変化お
よび温度の変化の７１！１定などの方法も用いられてい
る。通常、高炉用コークスの製造においては、石炭が欠
落した時点ですぐ窯出されるのではなく、高品質のコー
クスを得るために一定の置時間をとって窯出される。

従来公知の文献としては、鉄と鋼Ｖｏｌ　　７３（１９
８７）１２，５７９１には石炭の乾留過程での物理化学
的な性状は、コークス温度８００℃近傍に変曲点があり
、８００℃以上に加熱されてはじめて、熱間性状の支配
因子とされる黒鉛化度Ｌｃが増大をはじめることが開示
されている。

又材料とプロセスＶｏ　ｌ　　１　（１９８８）１００
４には、欠落は石炭の温度で約６００℃であり、炭化室
中心部近傍のコークス温度が６７０℃〜１．１００℃で
乾留を終了し、冷却したものは、最終乾留温度が低いほ
どコークスの物理化学的性状は悪化し、コークス塊内の
性状差は拡大するが、１１００℃までのＮ２ガス雰囲気
下での再加熱により、いずれのコークスも１，１００℃
まで乾留されたコークスとほぼ同じ物理化学的性状に回
復し、コークス塊内の性状差も均質化することが知られ
ている。

特開昭６１−１０３９８７号公報には、石炭を１００〜
４００℃に気流乾燥予熱し、さらに間接加熱竪形連続乾
留炉に装入して、８００〜９００℃まで乾留し、引続き
、１．０００〜１，２００℃まで加熱ガスにより直接加
熱焼成する高炉用コークスの連続製造方法が開示されて
いる。

しかしながら、窯出温度が低下する程、乾留炉からコー
クスを取出して、他の加熱炉に入れるハンドリング過程
での粉化の増大が予想され、連続的焼成を除いて実際に
実施された例はない。

従来、コークス乾式消火設備（ＣＤＱ）は、コーｆスの
消火を目的としているので、このＣＤＱにおいて蒸気回
収増を目的とした空気吹込は行われているが（特開昭６
１−３７８９３号公報）、ＣＤＱ内でコークス性状改善
を目的とした加熱焼成は行なわれていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、窯出される直前の炭化室内のコークス温度は１，
０００℃近傍に焼成されている。このため、炉温１，０
００℃から１，３００℃ではコークス製造のための総炭
化時間（火落時間＋置時間）は１６時間から２９時間を
要し、石炭１　ｋｇ当り５５０〜６５０　Ｋｃａｌの美
大な乾留熱量を必要とする。そして、コークス製造価格
の大半は乾留熱量が占めていると言っても過言ではない
。

さらに、コークス工業は装置産業であり、コークス炉１
門建設するのに約２億円、１００門を有する１炉団を建
設するのに約２００億円の美大な設備投資が必要とされ
ている。従って乾留時間を短縮することはコークス炉の
生産性を大巾に増大させることである。

本発明の目的は、コークス工業においては限られた設備
（コークス炉）で低乾留熱量で、かつ、高生産性を得る
コークス製造技術を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

コークス炉での窯出から高炉装入に至る過程でのハンド
リングに耐えうる強度を有する範囲内であれば、なるべ
く低温でコークスを窯出し、高炉内の炉内上部での再加
熱により、コークスの物理化学的な性状の回復を計れば
よいとのアイデアもある。しかし、低温で窯出されたコ
ークスはあくまでコークス塊内の性状差が大きく、とく
に、熱間性状のＣ５Ｒ指数（高温度でのＣＯ２反応後の
強度）が大幅に低い欠点があり、このコークスを高炉で
使用してもらうことは至極困難である。

そこで、本発明者等はコークス炉においては早期低温窯
出により、大幅な乾留熱量の低下および乾留時間の短縮
による生産性の増大を行い、悪化したコークス性状はＣ
ＤＱのプレチャンバ−内で加熱、焼成を行うことにより
、高炉へは従来とほぼ同じ物理化学的な性状を有するコ
ークスを供給する製造方法について鋭意研究を行った結
果、本発明を完成した。

すなわち本発明は室式コークス炉において、フリュー温
度を１，１５０℃から１，３５０℃の範囲に設定し、炭
化室中心部のコークス温度が最低７００〜９００℃の範
囲内に到達した時点で窯出を行い、コークス乾式消火設
備に装入し、コークスが装入された直後に、コークス乾
式消火設備のプレチャンバ−内に空気を導入し、プレチ
ャンバ−内で主にコークスから発生するガスを燃焼させ
ることにより、少なくとも９００℃以上の温度にコーク
スを加熱して、焼成することを特徴とする高炉用コーク
スの製造方法である。

本発明のポイントはコークス炉の乾留条件、とくにフリ
ュー温度と窯出温度をいかに設定し、ＣＤＱのプレチャ
ンバ−内での主にコークス部分からの発生ガスを燃焼さ
せることにより、従来法のようにコークス炉で高温乾留
されたコークスと同等の品質を有するコークスを製造す
る条件を見出すことである。

まず、フリュー温度と窯出温度の関係について検討した
結果、窯出温度が低くなるほどコークス品質は悪化する
が、フリュー温度が高いほどコークス品質の悪化の程度
は小さく、フリュー温度１．１５０℃〜１．３５０℃、
窯出温度（炭化室中心部のコークス温度）７００〜９０
０℃の範囲以上であれば本発明の条件を十分に満足でき
ることを見出した。

フリュー温度が１，１５０℃未満では軟化溶融層での昇
温速度が遅いため、コークス基質カーボンの質が悪くな
るため再加熱を行っても、ドラムインデックス（ＤＩ）
　、Ｃ５Ｒなどのコークスの品質向上が見られず好まし
くない（比較例参照）フリュー温度の高い方は本発明で
は問題ないが１．３５０℃は従来のコークス炉としても
上限に近い。

次に、窯出温度と押出時およびＣＤＱプレチャンバ−で
の作業性およびコークス品質の向上条件について検討し
た結果、窯出温度７００℃以上になると７００℃以下に
比べ発煙量も約１／３程度になり、乾式消火ボックスで
の加熱（燃焼）および冷却作業も殆んど問題ないことが
判明した。

即ち炭化室中心部の温度が７００℃未満では窯出時の発
煙量も多く、コークスの揮発分の低減、真比重の増大も
不十分であって、又窯出時も、／％ンドリングによる粉
化も増大するので好ましくない。なお、炭化室中心部の
温度は、直接測定によっても得られるが、その他の予測
方法として、上昇管で測定されたコークス炉ガス温度の
ピークがでるまでの乾留経過時間と炭柱中止温度が所定
の温度に到達するのに要する時間の関係を予め把握して
おき、熱電対を上昇管に設置しておき、その経時変化を
測定することで、炭柱中止温度を予１１Ｐ１し、窯出し
タイミングを決定することもできる。

さらに、炭柱中心８００℃で窯出したものは窯出時塊コ
ークス内の温度差が壁側（頭部）と中心（尾部）で約２
００℃あったが、尾部からの発生ガス量が多く、空気で
の約３０分間の燃焼により尾部の温度が、頭部に比べ急
激に上昇し、尾部コークス温度も９００℃以上となり頭
部と足部間の温度差も約５０℃に縮少し、塊コークス内
の性状差も従来コークスなみに均一化された。

以上の結果をもとに、本発明者等はコークス炉で高温乾
留、早期低温窯出されたコークスを、旦、冷却すること
なく、赤熱コークス状態でＣＤＱプレチャンバ−内へ装
入し、連続的に加熱焼成させることにより、従来法と遜
色のない品質を有する高炉用コークスの製造方法を考案
した。

〔実施例〕

以下、本発明法を実施例について更に詳細に説明するが
、本発明法はこの実施例によって同等限定されるもので
はない。

第１表に本発明法、比較法および従来法の実施例を示し
た。本発明法の実施に当っては乾留は１／４を試験コー
クス炉を用いて行い、ＣＤＱ処理は鋼鉄製ボックスに空
気とＮ２ガスを吹込めるようにしてコークスの加熱、冷
却を行った。コークス炉では炭化室中心部の温度を実１
ＴＩＩ　Ｌ、目標温度に到達すると直ちに窯出し鋼鉄製
ボックスに装・入した。コークスが鋼鉄製ボックスに装
入されると直ちに空気を流入し、コークスより発生する
ガスを約１時間燃焼させた。燃焼によるコークス温度の
上昇はフリュー温度や窯出温度によっても若干具なるが
、窯出温度８００℃の場合で約３０分間で９００℃以上
に上昇した。そして、燃焼終了と同時にＮ２ガスを流入
し冷却した。冷却後のコ−クス品質は、従来法ではＤ　
Ｉ　）：０−８４．０〜８５．２、Ｃ３Ｒ−５５，５〜
５７．５であるのに比べ本発明法ではＤ　Ｉ’、’：０
−８４．７〜８５．２、Ｃ５Ｒ−５７，０〜５７．２と
遜色のない品質レベルのものが得られることが判明した
。

一方、比較法としてフリュー温度も窯出温度も低いもの
と、フリュー温度も窯出温度も高いものを空気で燃焼加
熱後冷却した例を示したが、Ｄ　Ｉ　　　　Ｃ５Ｒなど
のコークス品質は、本発明法および従来法に比べて、前
者はかなり劣っており、後者は差が認められなかった。

このことより、低温窯出の場合、再加熱してもフリュー
温度が低くてはコークス品質は回復せず、また、従来な
みに高温まで焼成されコークスを空気で燃焼加熱しても
品質向上効果はないことが判明した。また、コークス炉
から１部分のコークス温度が８００〜９００℃にしか焼
成されていない状態でコークスを窯出することにより、
コークス粉率（１５ｎｕｅ）が増大するのではないかと
懸念されたので、窯出直後の赤熱コークスを、約６ｍの
落下衝撃を与えて粉率を測定したところ従来法が６．５
〜７．５（％）であるのに対し、本発明法では６．２〜
７．５（％）とほぼ同程度であったのに対し、比較法の
フリュー　温度も窯出温度も従来より低いものは１０．
５（％）と高かった。また、比較法のフリュー温度も窯
出温度も高いものは本発明法および従来法と粉率は差が
ないがこれは窯出直後のコークスの結果であり、ＣＤＱ
内で空気で燃焼させることにより、コークスからのガス
の発生が少いためコークスが燃焼し、若干、粉率は増加
するものと考えられる。本発明法で粉率が増加しなかっ
たのは、落下衝撃による破壊はコークス塊内の亀裂や熱
歪を起点とする体積破壊が主であり、本発明法では低温
窯出のため、高温窯出コークスに比べ、高温焼成過程で
の焼締まりによるコークス塊内の亀裂の生成、成長が少
なかったためと推定される。これにより、低温窯出コー
クスの窯出からＣＤＱ装人通人過程粉化の懸念はないも
のと判断した。

以上のことより、本発明においてはコークス炉における
適正な乾留条件（炉温）および窯出温度を設定し、ＣＤ
Ｑで適正な加熱による焼成を行うことが、技術上の重要
なポイントであることが判明した。

〔発明の効果〕

本発明はコークス炉においては高温乾留、早期低温窯出
を行い、コークス品質の低下分をＣＤＱプレチャンバ−
内で加熱、焼成することによりコークス品質を向上させ
ることを特徴とする高炉用コークスの製造方法に関する
ものであり、乾留熱量の大幅低下（消費熱量約８０　Ｋ
ｃａｌ／　ｋｇ低減）、および、乾留時間の短縮（乾留
時間約１５％短縮）による生産性の増大によるコークス
製造コストの大幅な低下を可能とした、コークス産業発
展の上からも、極めて効果的な発明である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 室式コークス炉において、フリュー温度を １１５０℃から１３５０℃の範囲に設定し、炭化室中心
   部のコークス温度が最低７００〜９００℃の範囲内に到
   達した時点で窯出を行いコークス乾式消火設備に装入し
   、コークスが装入された直後に、コークス乾式消火設備
   のプレチャンバー内に空気を導入し、プレチャンバー内
   で主にコークスから発生するガスを燃焼させることによ
   り、少くとも９００℃以上の温度にコークスを加熱して
   、焼成することを特徴とする高炉用コークスの製造方法
   。