JPH06299177A - 高炉用高反応性コークスの造粒方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粉コークス及び／又は無煙炭を利用して高反
応性の高炉用コークスを安価な設備費で、しかも、低ラ
ンニングコストで造粒する。 【構成】 １０５μｍ以下を５５％以上含む細粒コーク
ス及び／又は無煙炭と、５〜６５ｍｍ主体の塊コークス
を原料とし、これにセメント及び粒径５００μｍ以下の
微粉鉄鉱石及び／又は水ガラスを硬化剤として用いて１
０〜７０ｍｍに転動造粒する高炉用コークスの造粒方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、細粒のコークス、無煙
炭を使用して、高炉の装入する高反応性コークスを製造
する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、高炉用コークスの製造及び搬送
過程において、そのままでは高炉に装入することが不可
能な細粒、つまり、粉コークスが発生する。

【０００３】該粉コークスを再利用することが、従来よ
り種々提案されており、例えば、粒径が０．３ｍｍ以下
の粉コークスに水とセメントを配合し、さらに、粒径が
１ｍｍ以上の粗粒コークスを配合し、これをパンペレタ
イザーで転動造粒し、焼結原料として使用する方法（特
公昭６３−６２５５８号公報）がある。

【０００４】また、粒径１ｍｍ以下の石炭、チャー及び
粉コークスに芳香族瀝青物を添加して造粒し、加熱乾燥
して高炉用コークスを製造し使用する方法（特開昭５８
−５９２８９号公報）がある。

【０００５】更に、近年、高炉に於ける反応性を向上し
て、燃料比を低減する方法として、高炉の熱保存帯（１
０００℃程度の温度帯）でガス化反応を開始する高反応
性コークスを製造する事が盛んに行われるようになっ
た。

【０００６】この高反応性コークスを製造するには、反
応性の高い非微粘結炭を通常冶金用石炭に配合するか、
反応促進触媒として石炭石、アルカリ類を通常冶金用石
炭に配合して製造している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特公昭６
３−６２５５８号公報で提案の造粒方法は結合剤として
セメントのみを使用していることから、高炉用コークス
としては適さないものであった。

【０００８】即ち、前記セメントのみを使用すると造粒
物の冷間強度は非常に大きくなる反面、熱間強度が小さ
くなることから、高温で、且つ、大荷重のかかる高炉下
部にその造粒物が降下すると、該造粒物は破壊して装入
物の目詰まりの原因となって通気性が悪化し炉況を不安
定にするものである。

【０００９】又、前記特開昭５８−５９２８９号公報で
提案の造粒方法は結合剤として芳香族瀝青物を使用して
おり、冷間強度は大きいが、熱間強度が小さいことから
上記同様な問題を有するものであり、また、製造工程に
加熱乾燥装置や乾留装置が必要となり、設備費やランニ
ングコストが高価であり、操業が煩雑である。

【００１０】更に、使用する細粒コークスの粒度が粗い
ことから前記熱保存帯域における造粒物のガス化反応性
が低くなる等の問題を有するものであった。

【００１１】本発明は前記高反応性の高炉用コークスを
通常冶金用石炭を使用することなく細粒のコークス及び
／又は無煙炭を使用して安価な設備費で、しかも、低ラ
ンニングコストで造粒する方法を提供することを課題と
するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、その手段１は１０５μ
ｍ以下を５５％以上含む細粒のコークス又は無煙炭の何
づれか一方、又は両方と５〜６５ｍｍを主体とする塊コ
ークスを原料とし、これに硬化剤としてセメントの他に
５００μｍ以下の微粉鉄鉱石又はガラスの何づれか一方
又は両方を配合して転動造粒する方法である。

【００１３】更に、手段２は前記塊コークスを前記細粒
のコークス又は無煙炭の何づれか、又は両者に対して５
０〜２０％とし、硬化剤としての前記セメント及び水ガ
ラスを外掛で各々７〜２０％、前記微粉鉄鉱石を外掛で
４％以上とした手段１の方法である。

【００１４】

【作用】本発明者は前記細粒のコークス、無煙炭を使用
して高炉用の高反応性コークスを造粒するため、種々実
験・検討した結果、 １０５μｍ以下を５５％以上含有する細粒のコークス
及び／又は無煙炭と５〜６５ｍｍを主体とする塊コーク
スを使用すると共に硬化剤としてセメント及び粒径５０
０μｍ以下の微粉鉄鉱石及び／又は水ガラスを使用し、
これをパンペレタイザー等の造粒装置により転動造粒す
ることで実現出来ることを見い出した。

【００１５】つまり、例えば、前記細粒コークスと前記
塊コークスを使用すると共に硬化剤として前記結合剤を
使用してパンペレタイザーで転動造粒して、前記塊コー
クスを前記細粒のコークスで被覆して、高炉に装入可能
な粒径１０〜７０ｍｍの造粒物にする際に、前記細粒の
コークスの粒度を調整（１０５μｍ以下の割合を変え
る）して造粒した造粒物のＪＩＳ反応性との関係を図２
に示す。

【００１６】この図２から分かるように、細粒コークス
における１０５μｍ以下の割合が５５％になると造粒物
のＪＩＳ反応性が急激に上昇し始め、５５％以上になる
とその上昇は緩慢となり、順次サチュレートする。

【００１７】また、図３に造粒物の被覆層（細粒コー
クス層）の表面に発生する１〜２μｍの微細気孔とＪＩ
Ｓ反応性との関係を示す。

【００１８】これから判るように、造粒物表面の１〜２
μｍの微細気孔が多くなるに従って、造粒物のＪＩＳ反
応性が向上する。

【００１９】上記とのことから、１０５μｍ以下の
割合が５５％以上の細粒コークスを使用することによ
り、造粒物表面に１〜２μｍの微細気孔が多量に発生
し、ＪＩＳ反応性が向上するものと推察できる。

【００２０】また、５〜６５ｍｍを主体とする塊コーク
スを造粒核として用いることにより高炉に装入可能な粒
径に短時間で造粒を可能とする。

【００２１】更に、前記塊コークスは細粒のコークス及
び／又は無煙炭の５０％〜２０％が好ましく、塊コーク
スが５０％を越えると該塊コークスを被覆する被覆層が
薄くなり反応性が悪化する。又、２０％以下になると前
記造粒時間が長くなる。

【００２２】また、核を包む細粒コークスの被覆層が壊
れるまでの圧潰強度を図４に示す。尚、この際の硬化剤
はセメントの微粉鉄鉱石を混合したものであり、その量
は各々１０％（外掛け）である。

【００２３】この図から、粒径１０５μｍ以下の細粒コ
ークスの割合が５５％になると細粒コークスの被覆層の
強度は急激に上昇し始め、５５％以上になるとその上昇
は緩慢となり、順次サチュレートすることが判る。

【００２４】更に、セメントに微粉鉄鉱石（粒径５００
μｍ以下）及び／又は水ガラスを混合することにより、
造粒物が高炉用コークスとして必要な熱間強度と冷間強
度を確保するものである。

【００２５】つまり、上記セメントにより造粒物の被覆
層である細粒コークスが搬送工程及び高炉々内への装入
時の衝撃に耐えるだけの冷間強度を確保するものであ
る。そして、このセメントの配合量は、前記搬送工程及
び高炉々内への装入時における衝撃の大きさにより決定
すれば良いが、７〜２０％が好ましい。

【００２６】また、硬化剤として造粒５００μｍ以下の
微粉鉄鉱石、水ガラスを用いることにより、造粒物が高
炉に装入された際、前記造粒物の被覆層である細粒コー
クスがガス化反応して消滅する迄の間に於ける高炉炉内
温度と装入物の荷重に耐え得るだけの熱間強度を確保す
るもので、その配合量は、高炉々内でガス化反応させる
位置においてかかる温度と荷重より決定すれば良いが、
水ガラスは７〜２０％（外掛け）で、微粉鉄鉱石は同様
に４％以上（効果としては２０％で飽和するが、２０％
以上であっても問題とならない）が好ましい。

【００２７】

【実施例】本発明の実施例を図１を参照にして詳細に説
明する。

【００２８】図中、１は搬送路ａで搬送した細粒コーク
スと搬送路ｂで搬送した無煙炭と搬送路ｃで搬送したセ
メント（ポルトランドセメント）及び微粉鉄鉱石を導入
して混合し、搬送路ｄに排出するドラムミキサー、２は
搬送路ｄを介して導入したドラムミキサー１で混合した
原料と、搬送路ｅで搬送した塊コークスと、配管ｆで送
られて来た水及び／又は水ガラス水溶液を導入して、粒
径１０ｍｍ〜７０ｍｍに造粒して、搬送路ｇに排出する
転動造粒装置としてのパンペレタイザーである。

【００２９】造粒手順は、先ず、細粒のコークス及び／
又は無煙炭とセメントのみ、又はセメントと微粉鉄鉱石
の混合物をドラムミキサー１に導入し、ここで所定時間
混練した後、この混練物を搬送路ｄを介して回転中のパ
ンペレタイザー２に供給すると共に搬送路ｅで散水して
充分に加水した塊コークスを供給し、更には、水または
水ガラスを散水ノズルで前記細粒のコークス及び／又は
無煙炭の水分が２３％程度になる様に調湿しながら造粒
物を製造した。この造粒物を乾燥し、品質評価を行っ
た。表１に原材料混合割合と造粒物品質特性を示す。

【００３０】表中、発明例Ｉ〜IVは細粒コークスを使用
すると共に硬化剤としてセメント及び微粉鉄鉱石を用い
て、細粒コークスと塊コークスの混合割合や粒度を変え
て造粒したものである。

【００３１】発明例Ｖは細粒コークスを使用し、硬化剤
としてセメント及び水ガラスを併用したものである。

【００３２】発明例VIは細粒コークスを使用し、硬化剤
としてセメント、微粉鉄鉱石、水ガラスを併用したもの
である。

【００３３】発明例VII は細粒コークス、細粒無煙炭を
併用し、硬化剤としてセメントと微粉鉄鉱石を併用した
ものである。

【００３４】発明例VIIIは細粒無煙炭を使用し、硬化剤
としてセメントと微粉鉄鉱石を使用したものである。

【００３５】これらは、何づれも、１０〜７０ｍｍの造
粒物の歩留り、常温での圧潰強度、６００℃に加熱後の
圧潰強度（以下熱間圧潰強度と称す）、ＪＩＳ反応性等
良好な結果が得られた。

【００３６】

【表１】

【００３７】それに対し表２に示す、比較例Ｉは細粒無
煙炭を用い、硬化剤としてセメントと微粉鉄鉱石を使用
したものであるが、この前記無煙炭中の粒径１０５μｍ
以下の割合が少ないために常温及び熱間の圧潰強度が弱
くなり、しかも、被覆層の微細気孔が少なくＪＩＳ反応
性が低いものである。

【００３８】比較例IIは細粒コークスと細粒無煙炭を併
用し、硬化剤としてセメントと微粉鉄鉱石を使用したも
ので、該細粒コークスと細粒無煙炭中の粒径１０５μｍ
以下の割合が少ないために前記比較例Ｉと同様に常温及
び熱間の圧潰強度が弱く、被覆層の微細気孔が少なくＪ
ＩＳ反応性が低いものである。

【００３９】比較例III は粒径６５ｍｍより大きな塊コ
ークスの割合が多いために造粒歩留りが悪く、造粒物の
被覆層厚が薄いため反応性や圧潰強度が若干悪いもので
ある。

【００４０】また、比較例IVは粒径５ｍｍ以下の塊コー
クスの割合が多いために、造粒歩留りが悪くなったもの
である。

【００４１】比較例Ｖは硬化剤としてセメントのみを使
用したものであり、このため、熱間の圧潰強度が大幅に
弱いものである。

【００４２】比較例VIは硬化剤として水ガラスのみを使
用したものであり、このため、常温の圧潰強度が大幅に
弱いものである。

【００４３】比較例VII は硬化剤としてセメントと微粉
鉄鉱石を使用したもので、この微粉鉄鉱石が２ｍｍ以上
と大きいものであり、このため、熱間圧潰強度が低いも
のである。

【００４４】

【表２】

【００４５】以上のことをまとめると、高強度・高反応
性を備えた造粒物を得るには、造粒物全体の強度を高く
し、バインダー量を低減させる塊コークスの粒径は高炉
装入物粒径から５〜６５ｍｍを主体とし、反応性を向上
させる細粒コークス及び／又は無煙炭は圧潰強度と反応
性の点から１０５μｍ以下を５５％以上含むことが必要
である。また、冷間・熱間で圧潰強度が高く、高反応性
を確保できる硬化剤としてはセメント及び粒径５００μ
ｍ以下の微粉鉄鉱石及び／又は水ガラスを用いる。

【００４６】

【効果】この発明によって、これまで主に鉄鉱石焼結用
燃料として使用されていた細粒コークス及び／又は無煙
炭を、ガス化する反応性の低い乾留コークスに付着させ
ることによって、もっとも付加価値の高い高強度・高反
応性を備えた高炉用コークスを焼成することなく、安価
な設備費・低ランニングコストで簡単に製造できる等の
多大な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施態様例を示す簡略図。

【図２】微粉コークスの割合とＪＩＳ反応性の関係を示
す図。

【図３】造粒物表面の微細気孔の割合とＪＩＳ反応性の
関係を示す図。

【図４】造粒物表面の微細気孔の割合と常温圧潰強度の
関係を示す図。

【符号の説明】

１…ドラムミキサー ２…パンペレタ
イザー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八並英樹 大分市大字西ノ洲１番地 新日本製鐵株式 会社大分製鐵所内 (72)発明者 内藤誠章 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １０５μｍ以下を５５％以上含む細粒の
   コークス又は無煙炭の何づれか一方、又は両方と５〜６
   ５ｍｍを主体とする塊コークスを原料とし、これに硬化
   剤としてセメントの他に５００μｍ以下の微粉鉄鉱石又
   は水ガラスの何づれか一方又は両方を配合して転動造粒
   することを特徴とする高炉用コークスの造粒方法。
2. 【請求項２】 塊コークスを細粒のコークス又は無煙炭
   の何づれか、又は両者に対して５０〜２０％とし、硬化
   剤としての前記セメント及び水ガラスを外掛で各々７〜
   ２０％、前記微粉鉄鉱石を外掛で４％以上としたことを
   特徴とする請求項１記載の高炉用コークスの造粒方法。