JPH0560707A - 石炭の膨張性試験方法 - Google Patents

石炭の膨張性試験方法

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JPH0560707A
JPH0560707A JP22171891A JP22171891A JPH0560707A JP H0560707 A JPH0560707 A JP H0560707A JP 22171891 A JP22171891 A JP 22171891A JP 22171891 A JP22171891 A JP 22171891A JP H0560707 A JPH0560707 A JP H0560707A
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JP
Japan
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coal
sample
specified
thin tube
specific volume
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JP22171891A
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Seiji Nomura
野村誠治
Takashi Arima
孝 有馬
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、石炭粘結性の絶対評価に適した、
ピストン荷重やペンシル長さ(石炭充填層厚)によらず
に、石炭膨張性指数を測定する方法を提供することを目
的とする。 【構成】 本試験方法では、微粉砕した石炭試料を、粉
体のまま規定の細管に所定の装入密度で装入後、その上
にピストンで荷重を加えて/あるいは荷重を全く加えな
いで、規定の昇温速度で加熱し、膨張後の石炭の見かけ
体積(V)と乾燥炭ベースでの装入時の炭重量(W)の
比V/W(比容積;単位[cm3/dry,g−coa
l])で試料の膨張性を表す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冶金用コークス製造用
原料炭の粘結性、コークス化性および配合効果の判定の
ために用いられる石炭膨張性の試験方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】石炭膨張性の試験方法として、わが国に
おいてはJIS M 8801−1979に記載されて
いるジラトメーター法が広く用いられている。これは、
微粉砕した石炭試料を加圧成型して、規定の棒状体を作
成し、規定の細管に装入した後、該細管内の石炭試料上
にピストンを挿入して規定の昇温速度で加熱し、その際
のピストンの上下変位を測定して、棒状に成型した試料
体(ペンシル)の最初の長さに対する百分率をもって石
炭試料の膨張性を表す方法である。
【0003】この方法により決定される膨張性指数は、
冶金用コークス製造用原料炭の粘結性、コークス化性お
よび配合効果の判定のために用いられる。
【0004】しかし、この方法で測定される収縮率ある
いは膨張率は、van Krevelen(D.W.v
an Krevelen et.al.,Fuel,
(1959),165)が指摘しているように、物理
的な意味が乏しく、石炭の粘結性の絶対的な評価を表す
のに適しているとはいえない。西岡ら(K.Nishi
oka et al.,Trans.ISIJ,23
(1983),381)が指摘しているように、この方
法には次に述べるような問題点がある。
【0005】ジラトメーター法で測定される収縮率に
は物理的な意味はなく、石炭の軟化によるピストンの沈
降率を表しているに過ぎない。 ジラトメーター法で測定される膨張率はペンシル長さ
を基準としているので、相対的な値でしかない。
【0006】そこで西岡らは、これまで用いられていた
収縮率や膨張率の代わりに真膨張率(True Dil
atation Index)を用いることを推奨して
いる。真膨張率DT は、膨張前の石炭体積(VC )に対
する膨張後の石炭見かけ体積(VD )の体積増加割合百
分率(DT =100・(VD −VC )/VC )で表され
る指数で、彼らは、真膨張率はピストン荷重やペンシル
長さの影響をほとんど受けないので、石炭粘結性の絶対
評価に適していると述べている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが発明者らは、
石炭によってはペンシル長さ(石炭充填層厚)がある値
以下になると真膨張率は大きく低下し、また石炭の種類
や荷重により低下度合が異なることを見いだした。
【0008】そこで本発明は、石炭粘結性の絶対評価に
適した、ピストン荷重やペンシル長さ(石炭充填層厚)
によらずに、石炭膨張性指数を測定する方法を提供する
ことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、(1)微粉砕した石炭試料を、粉体のまま規定の
細管に所定の装入密度で装入した後、その細管内の石炭
試料上にピストンを挿入して規定の昇温速度で加熱し、
その際のピストンの上下変位を測定して細管内石炭試料
の高さを求め、加熱膨張後の細管内石炭試料の見掛け体
積と乾燥炭ベースでの装入時の石炭試料重量との比(比
容積[cm3 /dry,g−coal])で試料の膨張
性を表す石炭の膨張性試験方法、であり、あるいは、
(2)微粉砕した石炭試料を、粉体のまま規定の細管に
所定の装入密度で装入した後、ピストンを挿入せずに規
定の昇温速度で加熱し、所定の温度まで到達した後に冷
却して細管内石炭試料の高さを測定し、加熱膨張後の細
管内石炭試料の見掛け体積と乾燥炭ベースでの装入時の
石炭試料重量との比(比容積[cm3 /dry,g−c
oal])で試料の膨張性を表す石炭の膨張性試験方
法、である。
【0010】これら(1)と(2)は、細管内にピスト
ンを挿入するか((1))否か((2))の違いであ
る。すなわち、(1)の場合には、細管内に挿入された
石炭試料上面にピストンによる荷重が掛かっており、
(2)の場合には、同石炭試料上面に荷重が掛かってい
ない。
【0011】
【作用】以下、本発明を作用とともに詳細に説明する。
【0012】発明者らは、成型ペンシルの体積が同じで
も、重量は石炭の種類によって異なることを見いだし、
ジラトメーター法や真膨張率による膨張率評価法のよう
に、成型ペンシルの体積を基準とした膨張率評価方法で
は、基準値が一定でなく、粘結性の絶対評価をするに足
るだけの精度の高い膨張性指数が得られないことを見い
だした。この問題を解決するため、発明者らは、所定量
の石炭試料を粉体のまま細管内に所定の装入密度で装入
して加熱し、膨張後の石炭試料の見かけ体積(V)と装
入時の石炭試料重量(乾燥炭ベース)(W)の比で膨張
率を評価する方法を考案した。発明者らは、この比V/
Wを、比容積(単位は[cm3 /dry,g−coa
l])と命名し、この比容積により膨張率を評価するこ
ととした。
【0013】細管内に装入する石炭試料の粒度について
は、従来のように棒状体(ペンシル)に成型する場合
は、100メッシュ以下に粉砕していた。しかし、本発
明の比容積を測定する場合には、細管内に粉体のまま装
入し、それを成型する必要がないため、取扱が容易なよ
うに粒度を粗くして細管内に装入することとした。
【0014】発明者らはペンシル長さ(石炭充填層厚)
と比容積の関係について検討した。その結果を図1に示
す。石炭充填層厚が大きいところでは比容積は層厚によ
らず一定になるが、層厚がある程度以下になると比容積
が低下することを見いだした。これは、層厚が小さいと
軟化溶融石炭層内で発生したガスは容易に外部に流れ、
粒子間ガス圧が低くなって膨張が抑制されるためと考え
られる。また発明者らは、石炭の種類により、比容積が
一定となる充填層厚が異なることを見いだした。ペンシ
ル長さ(石炭充填層厚)によらず一定の比容積を得るた
めには、層厚をある値以上に高くする必要がある。
【0015】さらに発明者らは、ピストン荷重と比容積
の関係についても検討した。その結果、図1にもあるよ
うに、軟化溶融層内の粒子間ガス圧が低い石炭では荷重
が大きい方が比容積は小さくなるが、軟化溶融層内のガ
ス圧が高い石炭では、荷重が大きい方が比容積が大きく
なることを見いだした。特に、層厚が小さい場合は荷重
の影響が顕著に現れ、層厚が大きいと比容積は荷重によ
らずほぼ一定になることを発見した。ピストン荷重によ
らず一定の比容積を得るためには、やはり層厚をある値
以上に高くする必要がある。
【0016】この必要とされる石炭充填層厚は図1より
60mm以上であることがわかる。本発明はこれらの知
見に基づいて完成された。
【0017】以下に本発明による、2通りの石炭膨張性
指数測定方法を具体的に示す。すなわち、 (1)1mm以下に微粉砕した石炭試料を、粉体のまま
JIS M8801の6.3.2に規定された細管に、
所定の装入密度(0.8[dry,g/cm3 ])で6
0mm以上の高さに装入する。この時、高さ方向で装入
密度が均一になるように、試料は分割して20mmごと
に高さを調整しながら装入することとする。なお、乾燥
炭ベースでの初期の装入高さをLc[mm]とする。そ
のあと、細管内の石炭試料の上にピストンを挿入して
3.0±0.1℃/minの昇温速度で300℃から6
00℃まで加熱し、その際のピストンの上下変位を測定
する。この時、ピストンが石炭試料に及ぼす荷重は50
0g以下とする。終了後、試料高さL[mm]を測定
し、(1)式により比容積[cm3/dry,g−co
al](膨張後の石炭の見かけ体積と装入時の石炭重量
との比)を求める。 比容積=L/(Lc・0.8) …
(1)。
【0018】(2)1mm以下に微粉砕した石炭試料
を、粉体のままJIS M8801の6.3.2に規定
された細管に、所定の装入密度(0.8[dry,g/
cm3 ])で60mm以上の高さに装入する。この時、
高さ方向で装入密度が均一になるように、試料は分割し
て20mmごとに高さを調整しながら装入することとす
る。なお、乾燥炭ベースでの初期の装入高さをLc[m
m]とする。そのあと、ピストンで荷重を加えずに3.
0±0.1℃/minの昇温速度で300℃から600
℃まで加熱する。終了後、試料高さL[mm]を測定
し、前述の(1)式により比容積[cm3 /dry,g
−coal]を求める。
【0019】
【実施例】石炭銘柄、層厚、ピストン荷重を変えて比容
積を測定した。使用した石炭の性状を表1に、結果を図
1に示す。試料充填層厚が60mm以上では、比容積は
層厚によらず一定になるが、層厚30mm以下では層厚
が薄くなるにつれて比容積が低下することがわかる。ま
た、層厚が比容積に及ぼす影響はA炭の方が大きいこと
がわかる。
【0020】一方、層厚60mm以上ではA炭、B炭両
方とも、比容積はピストン荷重によらず一定であるが、
層厚30mm以下では比容積はピストン荷重により異な
る。特にA炭では、ピストン荷重が比容積に及ぼす影響
は大きい。
【0021】この結果より、粒度−1mm100%の石
炭試料を用い、粉体のまま層厚60mm以上に充填すれ
ば、測定される比容積はピストン荷重や層厚によらず一
定になることがわかる。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】本発明の方法により、ピストン荷重や石
炭充填層厚によらずに、石炭膨張性指数を測定すること
が可能になった。また、本方法では、すでに広く用いら
れているジラトメーター法に基づく器具を用いるので、
新たな投資を必要としない。しかも石炭試料を成型する
必要もないので、作業工程を簡略化することができ、試
料成型時によくみられるペンシル状に成型した試料の折
損を気にする必要もない。
【0024】この方法により求めた石炭膨張性指数は石
炭粘結性の絶対評価に適しており、従って、この指数を
用いるとコークス化性および配合効果の判定の精度がよ
り向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】石炭銘柄、ピストン荷重、石炭充填層厚と比容
積の関係を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年11月5日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】石炭膨張性の試験方法として、わが国に
おいてはJIS M 8801−1979に記載されて
いるジラトメーター法が広く用いられている。これは、
微粉砕した石炭試料を加圧成型して、規定の棒状体試料
を作成し、規定の細管に装入した後、該細管内の石炭試
料上にピストンを挿入して規定の昇温速度で加熱し、そ
の際のピストンの上下変位を測定して、棒状に成型した
試料体(ペンシル)の最初の長さに対する百分率をもっ
て石炭試料の膨張性を表す方法である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】しかし、この方法で測定される収縮率ある
いは膨張率は、van Krevelen(D.W.v
an Krevelen et.al.,Fuel,
(1959),165)が指摘しているように、物理
的な意味が乏しく、石炭の粘結性の絶対的な評価を表す
のに適しているとはいえない。また、西岡ら(K.Ni
shioka et al.,Trans.ISIJ,
23(1983),381)が指摘しているように、こ
の方法には次に述べるような問題点がある。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】発明者らはペンシル長さ(石炭充填層厚)
と比容積の関係について検討した。その結果を図1に示
す。石炭充填層厚が大きいところでは比容積は層厚によ
らず一定になるが、層厚がある程度以下になると比容積
が低下することを見いだした。これは、層厚が小さいと
軟化溶融石炭層内で発生したガスは容易に外部に流れ、
粒子間ガス圧が低くなって膨張が抑制されるためと考え
られる。また発明者らは、石炭の種類により、比容積が
一定となる充填層厚が異なることを見いだした。ペンシ
ル長さ(石炭充填層厚)によらず一定の比容積を得るた
めには、層厚をある値以上に大きくする必要がある。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】さらに発明者らは、ピストン荷重と比容積
の関係についても検討した。その結果、図1にもあるよ
うに、軟化溶融層内の粒子間ガス圧が低い石炭では荷重
が大きい方が比容積は小さくなるが、軟化溶融層内のガ
ス圧が高い石炭では、荷重が大きい方が比容積が大きく
なることを見いだした。特に、層厚が小さい場合は荷重
の影響が顕著に現れ、層厚が大きいと比容積は荷重によ
らずほぼ一定になることを発見した。ピストン荷重によ
らず一定の比容積を得るためには、やはり層厚をある値
以上に大きくする必要がある。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】
【表1】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 微粉砕した石炭試料を、粉体のまま規定
    の細管に所定の装入密度で装入した後、該細管内の石炭
    試料上にピストンを挿入して規定の昇温速度で加熱し、
    その際のピストンの上下変位を規定して細管内石炭試料
    の高さを求め、加熱膨張後の細管内石炭試料の見かけ体
    積と乾燥炭ベースでの装入時の石炭試料重量との比(比
    容積[cm3 /dry,g−coal])で試料の膨張
    性を表す石炭の膨張性試験方法。
  2. 【請求項2】 微粉砕した石炭試料を、粉体のまま規定
    の細管に所定の装入密度で装入した後、規定の昇温速度
    で加熱し、所定の温度まで到達した後に冷却して細管内
    石炭試料の高さを測定し、加熱膨張後の細管内石炭試料
    の見かけ体積と乾燥炭ベースでの装入時の石炭試料重量
    との比(比容積[cm3 /dry,g−coal])で
    試料の膨張性を表す石炭の膨張性試験方法。
JP22171891A 1991-09-02 1991-09-02 石炭の膨張性試験方法 Withdrawn JPH0560707A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07154471A (ja) * 1994-09-19 1995-06-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 留守番電話装置
KR20160140660A (ko) 2014-03-31 2016-12-07 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 반도체 발광 장치 및 광 반도체 실장용 기판
CN109060594A (zh) * 2018-06-22 2018-12-21 北京市医疗器械检验所 一种液体密度测量方法

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