JPH04359088A - 冶金用成型コークスの製造方法 - Google Patents
冶金用成型コークスの製造方法Info
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- JPH04359088A JPH04359088A JP13292591A JP13292591A JPH04359088A JP H04359088 A JPH04359088 A JP H04359088A JP 13292591 A JP13292591 A JP 13292591A JP 13292591 A JP13292591 A JP 13292591A JP H04359088 A JPH04359088 A JP H04359088A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、石炭とバインダーを混
練し成型して得られる成型炭を、竪型シャフト炉内で高
温の熱媒ガスによって加熱・乾留して冶金用成型コーク
スとする冶金用成型コークスの製造方法に関し、特に、
乾留プロセスにおける熱経済性を大きく向上させる方法
に関するものである。
練し成型して得られる成型炭を、竪型シャフト炉内で高
温の熱媒ガスによって加熱・乾留して冶金用成型コーク
スとする冶金用成型コークスの製造方法に関し、特に、
乾留プロセスにおける熱経済性を大きく向上させる方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】石炭から冶金用コークスを製造する方法
として、石炭の炭化室と燃料ガスの燃焼室を別個に有す
る室炉式コークス炉による方法が一般に用いられている
。しかしながら、この室炉式コークス炉による方法によ
るときは、石炭乾留時に発生する副産物の系外への漏洩
による環境汚染が懸念されるほか、バッチ式の操業形態
であるため生産性が低いことならびに、原料に多量の粘
結炭を必要とし長期的な原料確保の点から必ずしも有利
ではない、という問題があった。室炉式コークス炉によ
る方法におけるこのような問題を解決すべく、たとえば
特公昭５４−１７３２２号公報に、竪型シャフト炉内で
成型炭を熱媒ガスによって直接的に加熱し冶金用成型コ
ークスを製造する方法が開示されている。
として、石炭の炭化室と燃料ガスの燃焼室を別個に有す
る室炉式コークス炉による方法が一般に用いられている
。しかしながら、この室炉式コークス炉による方法によ
るときは、石炭乾留時に発生する副産物の系外への漏洩
による環境汚染が懸念されるほか、バッチ式の操業形態
であるため生産性が低いことならびに、原料に多量の粘
結炭を必要とし長期的な原料確保の点から必ずしも有利
ではない、という問題があった。室炉式コークス炉によ
る方法におけるこのような問題を解決すべく、たとえば
特公昭５４−１７３２２号公報に、竪型シャフト炉内で
成型炭を熱媒ガスによって直接的に加熱し冶金用成型コ
ークスを製造する方法が開示されている。
【０００３】このコークス製造プロセスは、完全に密閉
型の系とすることが可能でありかつ、連続式の操業形態
であるから環境汚染が懸念されることは全くなく、生産
性が高いという利点があるほか、乾留に先立って石炭を
バインダーとともに混練し成型して成型炭とするから非
・微粘結炭を多量に使用することが可能であり、原料確
保の点から有利である等の長所をもつ。
型の系とすることが可能でありかつ、連続式の操業形態
であるから環境汚染が懸念されることは全くなく、生産
性が高いという利点があるほか、乾留に先立って石炭を
バインダーとともに混練し成型して成型炭とするから非
・微粘結炭を多量に使用することが可能であり、原料確
保の点から有利である等の長所をもつ。
【０００４】室炉式コークス炉によるコークス製造プロ
セスにおいては、得られた高温（約１０００℃）のコー
クスを外部に排出することや珪石煉瓦製の厚い加熱壁（
約１００ｍｍ）を介して伝導する熱によって石炭が間接
的に加熱されることに起因して熱効率が低いという問題
があった。石炭のコークスへの変化（反応）それ自体に
はエネルギーを必要としないにも拘わらず、通常、乾留
に供される石炭１トン当たり５５０〜６００Ｍｃａｌの
エネルギーを必要としていた。図１に、室炉式コークス
炉によるコークス製造プロセスにおける典型的な熱バラ
ンスを示す。
セスにおいては、得られた高温（約１０００℃）のコー
クスを外部に排出することや珪石煉瓦製の厚い加熱壁（
約１００ｍｍ）を介して伝導する熱によって石炭が間接
的に加熱されることに起因して熱効率が低いという問題
があった。石炭のコークスへの変化（反応）それ自体に
はエネルギーを必要としないにも拘わらず、通常、乾留
に供される石炭１トン当たり５５０〜６００Ｍｃａｌの
エネルギーを必要としていた。図１に、室炉式コークス
炉によるコークス製造プロセスにおける典型的な熱バラ
ンスを示す。
【０００５】一方、上記竪型シャフト炉内で成型炭を熱
媒ガスによって直接的に加熱し冶金用成型コークスを製
造する方法による成型炭の乾留は、竪型シャフト炉の下
部で成型コークスを冷却してコークスの顕熱を回収しか
つ、成型炭を熱媒ガスによって直接的に加熱する製造プ
ロセスによってなされるから、熱効率は極めて高いもの
と期待されていた。
媒ガスによって直接的に加熱し冶金用成型コークスを製
造する方法による成型炭の乾留は、竪型シャフト炉の下
部で成型コークスを冷却してコークスの顕熱を回収しか
つ、成型炭を熱媒ガスによって直接的に加熱する製造プ
ロセスによってなされるから、熱効率は極めて高いもの
と期待されていた。
【０００６】処が、驚くべきことに、竪型シャフト炉内
で成型炭を熱媒ガスによって直接的に加熱し冶金用成型
コークスを製造するプロセスによって成型コークスを製
造した処、燃料消費量は、室炉式コークス製造プロセス
に比し、僅かの減少（〜５００Ｍｃａｌ／ｔ・成型炭）
に止どまっており、予想に反することが判明した。従っ
て、竪型シャフト炉内で成型炭を熱媒ガスによって直接
的に加熱し冶金用成型コークスを製造するプロセスを経
済性の高いものとするためには、燃料消費量を大きく低
減せしめることが必要である。
で成型炭を熱媒ガスによって直接的に加熱し冶金用成型
コークスを製造するプロセスによって成型コークスを製
造した処、燃料消費量は、室炉式コークス製造プロセス
に比し、僅かの減少（〜５００Ｍｃａｌ／ｔ・成型炭）
に止どまっており、予想に反することが判明した。従っ
て、竪型シャフト炉内で成型炭を熱媒ガスによって直接
的に加熱し冶金用成型コークスを製造するプロセスを経
済性の高いものとするためには、燃料消費量を大きく低
減せしめることが必要である。
【０００７】前記、竪型シャフト炉内で成型炭を熱媒ガ
スによって直接的に加熱し冶金用成型コークスを製造す
るプロセスにおける熱料消費量に関する報告は、米合衆
国鉱工業連盟（ＡＩＭＥ）１９８６年 Ｉｒｏｎ−ｍ
ａｋｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅにおける講演「Ｄ
ｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｏｒｍｅｄ Ｃ
ｏｋｅＰｒｏｃｅｓｓ」においてなされた。
スによって直接的に加熱し冶金用成型コークスを製造す
るプロセスにおける熱料消費量に関する報告は、米合衆
国鉱工業連盟（ＡＩＭＥ）１９８６年 Ｉｒｏｎ−ｍ
ａｋｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅにおける講演「Ｄ
ｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｏｒｍｅｄ Ｃ
ｏｋｅＰｒｏｃｅｓｓ」においてなされた。
【０００８】図３に、この竪型シャフト炉による成型コ
ークス製造プロセスでの、従来の操業方法における熱バ
ランスの一例を示す。
ークス製造プロセスでの、従来の操業方法における熱バ
ランスの一例を示す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、竪型シャフ
ト炉内で成型炭を熱媒ガスによって直接的に加熱し冶金
用成型コークスを製造するプロセスにおける燃料消費量
を大きく低減せしめ得る方法を提供することを目的とす
る。
ト炉内で成型炭を熱媒ガスによって直接的に加熱し冶金
用成型コークスを製造するプロセスにおける燃料消費量
を大きく低減せしめ得る方法を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とする処は
、竪型シャフト炉内で成型炭を熱媒ガスによって直接的
に加熱し冶金用成型コークスを製造する方法において、
熱媒ガスの竪型シャフト炉内への吹き込み温度を７５０
〜８５０℃としかつ、炉頂部からの放出ガス温度を１８
０〜２５０℃として成型炭の乾留を進行せしめることを
特徴とする冶金用成型コークスの製造方法にある。
、竪型シャフト炉内で成型炭を熱媒ガスによって直接的
に加熱し冶金用成型コークスを製造する方法において、
熱媒ガスの竪型シャフト炉内への吹き込み温度を７５０
〜８５０℃としかつ、炉頂部からの放出ガス温度を１８
０〜２５０℃として成型炭の乾留を進行せしめることを
特徴とする冶金用成型コークスの製造方法にある。
【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。本発明を
実施するに際して用いられる竪型シャフト炉の一例を、
図２に示す。図２において、１は成型炭（ブリケット）
装入装置、２は竪型シャフト炉上部乾留室、３は竪型シ
ャフト炉下部冷却室、４は成型コークス排出口、５は熱
媒ガス吹き込み羽口、６は炉頂部ガス抜き出しダクト、
７はガス冷却器、８は熱媒ガス加熱器、９は冷却ガス吹
き込み羽口、１０は冷却ガス抜き出しダクトである。
実施するに際して用いられる竪型シャフト炉の一例を、
図２に示す。図２において、１は成型炭（ブリケット）
装入装置、２は竪型シャフト炉上部乾留室、３は竪型シ
ャフト炉下部冷却室、４は成型コークス排出口、５は熱
媒ガス吹き込み羽口、６は炉頂部ガス抜き出しダクト、
７はガス冷却器、８は熱媒ガス加熱器、９は冷却ガス吹
き込み羽口、１０は冷却ガス抜き出しダクトである。
【００１２】発明者等は、竪型シャフト炉による成型コ
ークス製造プロセスにおける熱経済性を改善するために
、小型の実験用竪型シャフト炉による実験とその結果を
用いて竪型シャフト炉内における伝熱モデルを作成した
。小型の実験用竪型シャフト炉における実験によって、
乾留反応熱を含む成型炭の温度毎の見掛け比熱を求め、
その結果を用いて成型炭と熱媒ガスの反応を含めた竪型
シャフト炉内における伝熱モデルを作成し、熱媒ガスの
竪型シャフト炉への吹き込み流量と温度ならびに炉頂か
らのガス抜き出し温度を種々変化させ、竪型シャフト炉
内で成型炭の乾留が可能な条件を検討した。
ークス製造プロセスにおける熱経済性を改善するために
、小型の実験用竪型シャフト炉による実験とその結果を
用いて竪型シャフト炉内における伝熱モデルを作成した
。小型の実験用竪型シャフト炉における実験によって、
乾留反応熱を含む成型炭の温度毎の見掛け比熱を求め、
その結果を用いて成型炭と熱媒ガスの反応を含めた竪型
シャフト炉内における伝熱モデルを作成し、熱媒ガスの
竪型シャフト炉への吹き込み流量と温度ならびに炉頂か
らのガス抜き出し温度を種々変化させ、竪型シャフト炉
内で成型炭の乾留が可能な条件を検討した。
【００１３】表１に、竪型シャフト炉内で成型炭の乾留
が可能な熱媒ガスの竪型シャフト炉への吹き込み流量と
温度ならびに炉頂からのガス抜き出し温度条件と、その
場合の熱消費量の計算結果を示す。これより、重回帰解
析によって竪型シャフト炉による成型コークス製造プロ
セスにおける熱消費量を定式化し、次の式を得た。
が可能な熱媒ガスの竪型シャフト炉への吹き込み流量と
温度ならびに炉頂からのガス抜き出し温度条件と、その
場合の熱消費量の計算結果を示す。これより、重回帰解
析によって竪型シャフト炉による成型コークス製造プロ
セスにおける熱消費量を定式化し、次の式を得た。
【００１４】
【数１】
【００１５】
ここで、Ｑ：熱消費量［Ｍｃａｌ／ｔ・成型炭］Ｔｇａ
ｓ ：熱媒ガス吹き込み温度［℃］Ｔｔｏｐ ：熱媒ガ
ス抜き出し温度［℃］
ｓ ：熱媒ガス吹き込み温度［℃］Ｔｔｏｐ ：熱媒ガ
ス抜き出し温度［℃］
【００１６】
【表１】
【００１７】発明者等によって最終的に求められた竪型
シャフト炉による成型炭の乾留時の熱消費量を、図４に
示す。図４において丸印で示す従来の加熱条件では、熱
消費量が多いことが判明した。成型炭乾留過程における
熱消費量を低減させるには、竪型シャフト炉への吹き込
み熱媒ガスの温度を７５０℃以上、好ましくは８００℃
以上とする必要があり、さらに、炉頂から抜き出す熱媒
ガスの温度を低下させることによって、成型炭乾留過程
における熱消費量を大幅に低減させ得ることを発明者等
は見出した。
シャフト炉による成型炭の乾留時の熱消費量を、図４に
示す。図４において丸印で示す従来の加熱条件では、熱
消費量が多いことが判明した。成型炭乾留過程における
熱消費量を低減させるには、竪型シャフト炉への吹き込
み熱媒ガスの温度を７５０℃以上、好ましくは８００℃
以上とする必要があり、さらに、炉頂から抜き出す熱媒
ガスの温度を低下させることによって、成型炭乾留過程
における熱消費量を大幅に低減させ得ることを発明者等
は見出した。
【００１８】次に、発明者等は、竪型シャフト炉への吹
き込み熱媒ガスの高温化と、炉頂から抜き出す熱媒ガス
の温度を低下させる限界を後述する方法によって決定し
た。熱媒ガスの吹き込み温度の上限は、極端に速い昇温
速度で成型炭を乾留した場合、加熱過程での成型炭の膨
れや高温収縮域（７００〜７５０℃）での割れが懸念さ
れる。発明者等は、熱媒ガスの吹き込み温度の上限を明
確にするために、成型炭の中心部における昇温速度を種
々変化させて、製品である成型コークスの割れ状況を観
察した。その結果を表２に示す。表２における製品であ
る成型コークスの割れ指数とは、１箇の成型炭が何箇の
製品成型コークスになったかを表す指数である。発明者
等の知見によれば、熱媒ガスの吹き込み温度を９００℃
まで高くすると、成型炭の割れが大幅に増加する。
き込み熱媒ガスの高温化と、炉頂から抜き出す熱媒ガス
の温度を低下させる限界を後述する方法によって決定し
た。熱媒ガスの吹き込み温度の上限は、極端に速い昇温
速度で成型炭を乾留した場合、加熱過程での成型炭の膨
れや高温収縮域（７００〜７５０℃）での割れが懸念さ
れる。発明者等は、熱媒ガスの吹き込み温度の上限を明
確にするために、成型炭の中心部における昇温速度を種
々変化させて、製品である成型コークスの割れ状況を観
察した。その結果を表２に示す。表２における製品であ
る成型コークスの割れ指数とは、１箇の成型炭が何箇の
製品成型コークスになったかを表す指数である。発明者
等の知見によれば、熱媒ガスの吹き込み温度を９００℃
まで高くすると、成型炭の割れが大幅に増加する。
【００１９】
【表２】
【００２０】また、予想に反して、熱媒ガスの吹き込み
温度を低くし過ぎた場合（〜６００℃）にも成型炭の割
れが観察された。これは、低温の熱媒ガスで成型炭を乾
留したため、石炭のコークス化が十分に進まず、コーク
ス基質強度が低いことに起因する割れであると考えられ
る。これらのことから、成型炭の乾留における加熱条件
は限られた範囲であることが明らかとなった。
温度を低くし過ぎた場合（〜６００℃）にも成型炭の割
れが観察された。これは、低温の熱媒ガスで成型炭を乾
留したため、石炭のコークス化が十分に進まず、コーク
ス基質強度が低いことに起因する割れであると考えられ
る。これらのことから、成型炭の乾留における加熱条件
は限られた範囲であることが明らかとなった。
【００２１】このようにして発明者等は、成型炭の乾留
プロセスにおいて熱消費量が少ない適正な乾留条件とし
て、熱媒ガスの吹き込み温度を７５０〜８５０℃とした
。
プロセスにおいて熱消費量が少ない適正な乾留条件とし
て、熱媒ガスの吹き込み温度を７５０〜８５０℃とした
。
【００２２】次に、竪型シャフト炉の炉頂部から抜き出
す熱媒ガスの温度については、乾留に要する熱消費量的
には、図４に示すように、低いほどよい。しかし、炉頂
部の雰囲気温度を低くすると、石炭から発生する副生ガ
ス中のタールの凝縮による配管系統の閉塞を惹起する。 発明者等の知見によれば、副生ガス中のタールの凝縮に
よる配管系統の閉塞を生ぜしめないためには、炉頂部の
雰囲気温度は１８０℃が下限となる。一方、炉頂部の雰
囲気温度の上限は、成型炭の乾留プロセスの操業という
点からは特に規定されないけれども、成型炭の乾留プロ
セスの熱経済性という観点から、３００℃に限定される
。
す熱媒ガスの温度については、乾留に要する熱消費量的
には、図４に示すように、低いほどよい。しかし、炉頂
部の雰囲気温度を低くすると、石炭から発生する副生ガ
ス中のタールの凝縮による配管系統の閉塞を惹起する。 発明者等の知見によれば、副生ガス中のタールの凝縮に
よる配管系統の閉塞を生ぜしめないためには、炉頂部の
雰囲気温度は１８０℃が下限となる。一方、炉頂部の雰
囲気温度の上限は、成型炭の乾留プロセスの操業という
点からは特に規定されないけれども、成型炭の乾留プロ
セスの熱経済性という観点から、３００℃に限定される
。
【００２３】
【実施例】図２に示す竪型シャフト炉による成型炭の乾
留装置を用いて、熱媒ガスの吹き込み温度：８００℃、
炉頂部から抜き出す熱媒ガスの温度：２００℃として、
操業した。
留装置を用いて、熱媒ガスの吹き込み温度：８００℃、
炉頂部から抜き出す熱媒ガスの温度：２００℃として、
操業した。
【００２４】前記条件を満足するためには、熱媒ガスの
吹き込み量は１２００Ｎｍ３ ／ｔ・成型炭が必要であ
り、このときの成型炭乾留に要した熱量は１８０Ｍｃａ
ｌ／ｔ・成型炭であった。従来の竪型シャフト炉による
成型炭の乾留方法における熱消費量（５００Ｍｃａｌ／
ｔ・成型炭）と、本発明における熱消費量の比較を、図
５に示す。
吹き込み量は１２００Ｎｍ３ ／ｔ・成型炭が必要であ
り、このときの成型炭乾留に要した熱量は１８０Ｍｃａ
ｌ／ｔ・成型炭であった。従来の竪型シャフト炉による
成型炭の乾留方法における熱消費量（５００Ｍｃａｌ／
ｔ・成型炭）と、本発明における熱消費量の比較を、図
５に示す。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、竪型シャフト炉による
成型炭の乾留プロセスにおける熱消費量が、従来の方法
による値の４０％以下に低減でき、工業的に大きな効果
を奏する。
成型炭の乾留プロセスにおける熱消費量が、従来の方法
による値の４０％以下に低減でき、工業的に大きな効果
を奏する。
【図１】従来の室炉式コークス製造プロセスにおける熱
バランスの一例を示す図
バランスの一例を示す図
【図２】本発明を実施するときの、竪型シャフト炉によ
る成型コークス製造装置の一例を示す図
る成型コークス製造装置の一例を示す図
【図３】従来の
方法による、竪型シャフト炉による成型コークス製造プ
ロセスにおける熱バランスの一例を示す図
方法による、竪型シャフト炉による成型コークス製造プ
ロセスにおける熱バランスの一例を示す図
【図４】竪型シャフト炉による成型コークス製造プロセ
スにおける操業条件と熱消費量の関係を示す図
スにおける操業条件と熱消費量の関係を示す図
【図５】
従来の方法による、竪型シャフト炉による成型コークス
製造プロセスにおける熱消費量と、本発明の竪型シャフ
ト炉による成型コークス製造方法における熱消費量を比
較して示す図である。
従来の方法による、竪型シャフト炉による成型コークス
製造プロセスにおける熱消費量と、本発明の竪型シャフ
ト炉による成型コークス製造方法における熱消費量を比
較して示す図である。
１…成型炭挿入装置
２…竪型シャフト炉上部乾留室 ３…竪型シャフト炉下部冷却室 ４…成型コ
ークス排出口 ５…熱媒ガス吹き込み羽口 ６…炉
頂部ガス抜き出しダクト ７…ガス冷却器
８…熱媒ガス加熱器 ９…冷却ガス吹き込み羽口 １０…
冷却ガス抜き出しダクト
２…竪型シャフト炉上部乾留室 ３…竪型シャフト炉下部冷却室 ４…成型コ
ークス排出口 ５…熱媒ガス吹き込み羽口 ６…炉
頂部ガス抜き出しダクト ７…ガス冷却器
８…熱媒ガス加熱器 ９…冷却ガス吹き込み羽口 １０…
冷却ガス抜き出しダクト
Claims (1)
- 【請求項１】 竪型シャフト炉内で成型炭を熱媒ガス
によって直接的に加熱し冶金用成型コークスを製造する
方法において、熱媒ガスの竪型シャフト炉内への吹き込
み温度を７５０〜８５０℃としかつ、炉頂部からの放出
ガス温度を１８０〜２５０℃として成型炭の乾留を進行
せしめることを特徴とする冶金用成型コークスの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3132925A JP2552772B2 (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 冶金用成型コークスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3132925A JP2552772B2 (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 冶金用成型コークスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04359088A true JPH04359088A (ja) | 1992-12-11 |
| JP2552772B2 JP2552772B2 (ja) | 1996-11-13 |
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ID=15092714
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP3132925A Expired - Fee Related JP2552772B2 (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 冶金用成型コークスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2552772B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015203546A (ja) * | 2014-04-16 | 2015-11-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 竪型炉の羽口部構造及び竪型炉並びに乾留生成物の製造方法 |
-
1991
- 1991-06-04 JP JP3132925A patent/JP2552772B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015203546A (ja) * | 2014-04-16 | 2015-11-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 竪型炉の羽口部構造及び竪型炉並びに乾留生成物の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2552772B2 (ja) | 1996-11-13 |
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