JPH04348186A - ニードル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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は石炭系ニードルコークス
の製造方法に関する。更に詳しくは、熱膨張係数及びパ
フィングの品質を制御した石炭系ニードルコークスの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ニードルコークスは電気製鋼用電極とし
て用いられているが、電気製鋼業界では電気炉の大型化
、ＵＨＰ（ウルトラハイパワー）操業と操業条件がます
ます過酷となってきており、より性能の優れた黒鉛電極
ひいては高品位のニードルコークスが要望されている。

【０００３】特に、熱膨張係数（ＣＴＥ）は電極使用時
の耐熱衝撃性に関係し、ＣＴＥが低いと電極消耗原単位
が良くなるため、ＣＴＥの低い原料コークスが要望され
ている。

【０００４】さらに、黒鉛電極を生産する側では黒鉛化
時の省エネルギーのためにも黒鉛化時間の短縮化を計っ
ており、このため電極が黒鉛化時に起こす不可逆的な熱
膨張現象（パフィング）が問題となっている。

【０００５】パフィングは黒鉛化時間が短くなればなる
ほど大きくなり、極端な場合は黒鉛化ができなくなる。 また、パフィングが大きいと黒鉛化後に得られる電極の
嵩密度が低下する等の問題が生じる。従って、黒鉛電極
のＣＴＥのみならず黒鉛化時のパフィングもニードルコ
ークス品位の重要な指標となる。

【０００６】一方、ニードルコークス原料であるコール
タールは、コークス炉における石炭乾留過程の条件、つ
まり装入炭の種類、炭化時間、乾留温度、或いは発生ガ
スが炉壁、炉頂等の高温部との接触により熱を受ける程
度や状況または炉頂空隙部のガスの通過速度などによっ
て、その性状は大きく影響を受けるものである。

【０００７】このコールタールからニードルコークスを
製造するためには、原料中に含まれる数％のキノリン不
溶分を（ＱＩ分と略称する）を取り除く必要があること
は良く知られている。ＱＩ分の除去は、濾過、遠心分離
等の機械的方法で除去することも可能であるが、例えば
特公昭５７−３０１５９号及び特開昭５３−６６９０１
号に開示されている様に、コールタール原料にヘキサン
、オクタン、灯油、ブタノール、等の脂肪族系溶剤、及
びベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタレン、
フェノール類等の芳香族系溶剤との混合溶剤を添加して
、ＱＩ分を該混合溶剤に不溶な成分と共に沈降させ、分
離除去する方法が効果的である。

【０００８】しかしながら、この方法により得られる脱
ＱＩピッチの収率は、溶剤の混合比、温度等の抽出条件
で一義的に決定され、通常の操業においては条件一定で
連続処理するものであり、脱ＱＩピッチの性状も原料コ
ールタールに応じたものとなる。

【０００９】つまり、コークス炉の操業条件でコールタ
ール、さらに脱ＱＩピッチの性状は大きく変動し、その
結果ニードルコークスの品質も変動してしまう。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】コークスの組織の面か
らいえば、ＣＴＥとパフィングとは逆相関の関係にある
。本発明の目的は、コールタールからＱＩ分を除去する
とともに、ニードルコークスのＣＴＥ、パフィングを、
その相関の範囲において制御する方法を提供することに
ある。この方法により、原料コールタールの性状が変動
してもニードルコークスの性状は制御でき、製品品質の
安定化が図れる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決するため鋭意研究を行った。その結果、ニードルコ
ークス原料となる脱ＱＩピッチ中のβレジン｛（トルエ
ン不溶分）−（キノリン不溶分）｝はコーキング反応を
促進させ、系の粘度上昇を速めることにより、メソフェ
ースの成長を阻害しコークスの流れ組織の発達を妨げる
。そのため、ＣＴＥは増大しパフィングは低下する方向
に作用することを見出し本発明を完成した。

【００１２】すなわち本発明は■コールタール系原料か
ら、キノリン可溶分を超臨界抽出条件下で抽出する際に
抽出条件を調整して抽出するか、もしくは該抽出物にβ
レジン濃縮物を添加することにより、該原料油中のβレ
ジン量を０．５〜３０重量％の範囲内で調整して、ニー
ドルコークスのＣＴＥとパフィングのバランスをとるよ
うにし、そのままディレードコーキング法によりコーク
ス化することを特徴とするニードルコークスの製造方法
であり、

【００１３】■抽出条件の変更が、溶剤比、抽出温度、
抽出圧力の何れかを操作することによりβレジンを調整
する前項■記載のニードルコークスの製造方法であり、
また

【００１４】■βレンジ濃縮物が、コールタール原料か
ら得られたβレジンを５０重量％以上含有する分画成分
である前項■記載のニードルコークスの製造方法である
。

【００１５】コールタール系原料とは、コールタール、
コールタールピッチ又はこれらを主体とする炭化水素物
質からなる原料油を指す。抽出条件としては、コールタ
ール原料に、その０．５〜５．０重量倍の芳香族炭化水
素溶剤を混合して、抽出域に連続して装入し、溶剤の臨
界温度〜３７０℃及び溶剤の臨界圧力〜１００ｋｇ／ｃ
ｍ２　Ｇの圧力条件下で抽出操作を行う。芳香族炭化水
素溶剤としてはＣ６〜９のベンゼン又はアルキルベンゼ
ンが好ましく、より好ましくはベンゼン、トルエン、及
びキシレンから選択された一種又は二種以上の混合溶剤
を用いるのが良い。これら溶剤の臨界温度及び臨界圧力
を示せば、例えばベンゼン２８９℃、４９ｋｇ／ｃｍ２
　Ｇ、トルエン３１９℃、４０ｋｇ／ｃｍ２　Ｇ、及び
キシレン３４３℃、３６ｋｇ／ｃｍ２　Ｇである。本発
明では使用する溶剤の臨界温度〜３７０℃、及び溶剤の
臨界圧力〜１００ｋｇ／ｃｍ２　Ｇという条件下で抽出
を行う。

【００１６】抽出された脱ＱＩピッチ中のβレジン量の
制御方法は、抽出率を変更することにより行う。脱ＱＩ
ピッチ中のβレジン量を増やしたい場合は抽出率を増加
させ、βレジン量を減らしたい場合は抽出率を低下させ
て、βレジン量を制御する。抽出率の制御は、抽出域の
温度、圧力、及び溶剤とコールタール原料との重量比（
以下「溶剤比」と略す）を変更することにより行う。 抽出率を増加させたい場合は温度を低くし、圧力を上げ
、溶剤比を小さくする。また逆に抽出率を低下させたい
場合は温度を高くし、圧力を下げ、溶剤比を大きくする
。

【００１７】本抽出操作によりＱＩ分及びレジン成分の
一部は効果的に抽残相として除去され、しかも高抽出率
でβレジン成分量の調整された脱ＱＩピッチが得られる
。

【００１８】本発明においては脱ＱＩピッチの中のβレ
ジン量を０．５〜３０重量％、好ましくは３〜２０重量
％に調整するものであるが、通常のコールタール中には
βレジンは５〜１０重量％程度であるので、１０重量％
以上にβレジン量を調整したい場合は、別途βレジン成
分を添加する必要がある。

【００１９】βレジン成分を抽出分離する方法は特に限
定するものではないが、先に本出願人が特開昭６３−１
１２６８７号公報や、特開昭６４−６９６９２号公報で
提案した如く、原料コールタールを芳香族炭化水素溶剤
とともに溶剤の超臨界状態下で、第一分別帯域で低比重
液とＱＩ成分を主体とする高比重液に相分離させ、つい
で低比重液を第二の分別帯域で第一分別帯域とは異なる
溶剤の超臨界状態下で低比重液とβレジンが濃縮された
高比重液に相分離させて得られる高比重液相から溶剤を
除去することによって、βレジンを５０重量％以上含有
する重質油が容易に得られる。

【００２０】このβレジン濃縮物を、脱ＱＩピッチに添
加し目標のβレジン量に調整し、ディレードコーカーに
装入し、生コークスを製造する。この生コークスを常法
により、ロータリーキルン又は竪型炉で１３００〜１５
００℃でか焼して、ニードルコークスを得る。

【００２１】βレジン量が０．５重量％未満ではニード
ルコークス歩留りが少なく、またパフィングが大きくな
って好ましくない。また、βレジン量が３０重量％超で
は、加熱炉におけるコーキング速度が増大して安定操業
上の問題が生じる。

【００２２】

【作用】βレジンは反応性が高く熱履歴を受けた場合、
系の粘度を上昇させ、メソフェースの成長を阻害する方
向に働く。極端にいえばコークスはモザイク組織に少し
近づくことになる。したがってＣＴＥは増加し、それに
対応してパフィングは減少すると推定される。

【００２３】

【実施例】以下に実施例により、本発明を具体的に説明
するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない
。表１の実施例１−１、１−２、２−１、２−２、は、
温度３４０℃、６０ｋｇ／ｃｍ２　の超臨界状態下で抽
出率を変化させたものである。実施例３は実施例２−３
の抽出物にβレジンを５０重量％以上含有する重質油を
加えてβ‐レジンを調整したものである。表２の比較例
１，２は、通常の混合溶剤法により、ＱＩ分を沈降させ
た、上層脱ＱＩピッチのβレジン量、これより製造した
ニードルコークスのＣＴＥ、パフィングを示す。

【表１】

【表２】 これにより、抽出率を変更するか、もしくは別途βレジ
ン濃縮物を添加することによりＣＴＥ、パフィングが制
御できる。一方、比較例１、２では原料コールタールか
ら抽出される脱ＱＩピッチの性状は限定され、ニードル
コークスの品質は原料コールタールに依存してしまう。

【００２４】

【発明の効果】本発明において、ニードルコークスのＣ
ＴＥ、パフィングが制御出来るので、所望品質の実現、
また原料コールタールの性状変化に対する品質の安定化
の効果があり、コークス製造上の利用価値は大きい。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　コールタール系原料から、キノリン可
   溶分を超臨界抽出条件下で、抽出条件を調整して抽出す
   るか、もしくは該抽出物にβレジン濃縮物を添加するこ
   とにより、抽出物中のβレジン量を０．５〜３０重量％
   の範囲内で調整して、ニードルコークスのＣＴＥとパフ
   ィングのバランスをとるようにし、そのままディレード
   コーキング法によりコークス化することを特徴とするニ
   ードルコークスの製造方法。
2. 【請求項２】　　超臨界抽出条件の抽出温度、抽出圧力
   、溶剤比の何れかを操作することによりβレジンを調整
   する請求項１記載のニードルコークスの製造方法。
3. 【請求項３】　　βレジン濃縮物が、コールタール原料
   から得られたβレジンを５０重量％以上含有する分画成
   分である請求項１記載のニードルコークスの製造方法。