JPH06346059A

JPH06346059A - 成形コークスの製造方法

Info

Publication number: JPH06346059A
Application number: JP14061193A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Igawa; 勝利井川; Koichi Nushishiro; 晃一主代; Koji Hanaoka; 浩二花岡; Seiji Sakamoto; 誠司坂本
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1993-06-11
Filing date: 1993-06-11
Publication date: 1994-12-20

Abstract

(57)【要約】【目的】成形炭の原形維持率の高い連続式成形コークス
の製造方法を提供する。【構成】成形コークスの原形率を、配合炭の揮発分、粘
結性指数及び乾留炉内で成形炭が４００〜５００℃の温
度にあるときの昇温速度の関数とする。これは乾留時に
おける成形炭内部のガス圧を抑制することである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は成形コークスを製造する
に際し、特に、乾留時での成形炭内部のガス圧力（Ｐ）
の抑制に着目して原形率の高い成形コークスを製造する
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、我国のみならず世界中の鉄鋼各社
における重要課題のひとつにコークス炉の老朽化問題が
あり、その対応策として次世代コークス炉の開発が検討
されている。この中で（財）日本鉄鋼連盟が提案してい
る「連続式成形コークス法（以下、ＦＣＰという）」が
極めて有望視されている。

【０００３】ここで、ＦＣＰとは、我国における石炭技
術振興補助事業の一環として（財）日本鉄鋼連盟が「連
続式成形コークス研究開発委員会」を設け、その研究会
に参加した企業が共同で研究開発したもので、「使用目
的に合うように配合した粉状石炭を冷間成形したブリケ
ット（成形炭という）をシャフト炉２段加熱方式で、広
義にはシャフト炉による後流ガス加熱方式で乾留する」
方法をいう。つまり、ＦＣＰは２段の加熱用ガス供給羽
口を有し、特公昭６０−３８４３７号公報に記載されて
いるように、そこから吹込むガスの温度と量を経時的に
制御して、乾留すべき成形炭を所定のヒートパターンに
沿うように操業を行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特公昭６０−
３８４３７号公報には、乾留前の成形炭性状に関しては
何ら記載がない。そこで、成形炭コークスの安定操業を
確立するために、本発明者らは乾留前の成形炭性状と乾
留後の成形炭コークス品質の関係を調査する必要があっ
た。成形炭に含有する揮発分を増加させていくと、乾留
中に成形炭の割れが増加し、特公昭６０−３８４３７号
公報に記載されるようなヒートパターンで乾留した場
合、成形コークスの原形率（以下、単に原形率という）
と配合炭の揮発分との関係は図２に示す結果となった。
ここで、配合炭とは成形炭を製造する原料炭のことで、
主に数種の非粘結質石炭を配合したものである。

【０００５】また、成形炭の原形率は、成形炭の乾留前
の個数と乾留後の割れていない個数の比であり、割れて
いな個数は、乾留後の成形コークスを２ｍの高さから鉄
板上へ３回落して得た値である。図２では、揮発分を２
０％含む配合炭からなる成形炭を乾留すると、原形率は
５８％であったが、揮発分２５％の配合炭からなる成形
炭を乾留すると、原形率は４６％、揮発分が２８％の配
合炭の成形炭では、原形率４０％へ低下している。成形
コークスの粒径は、それを使用する高炉にとって重要な
因子であり、高炉の通気・通液性の面から冶金用成形コ
ークスの粒径は大きいことが要求される。つまり、割れ
の少ない、原形率の高い成形コークスの製造法が要求さ
れるのである。一方、石炭技術振興補助事業としては、
成形コークスでの使用石炭の種類と量拡大のため、高揮
発分を有する石炭の多量使用も要求されている。

【０００６】以上のように、従来のＦＣＰ技術では、石
炭を高揮発分化すると冶金用成形コークスの原形率が低
下して高炉操業が不安定となり、さらに冶金用成形コー
クスの使用量増加も望めないばかりか、限られた種類の
石炭しか利用できないという問題が残されていた。そこ
で、本発明では、これらの問題を解決して、揮発分含有
量の多い石炭を配合炭に選んでも、原形率の高い成形コ
ークスを容易に製造できる技術の提供を目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明者らは、目的達成の
ため鋭意研究した結果、成形炭の割れは乾留時のガス圧
力が原因であることに着目し、乾留時に成形炭内部のガ
ス圧力を容易に抑制する方法があればよいと考えた。す
なわち、本発明は、粉状の石炭にバインダを配合して加
圧成形して得られた成形炭を竪型乾留炉で乾留する連続
式成形コークスの製造方法において、配合炭の揮発分、
粘結性指数及び乾留炉での４００〜５００℃の昇温速度
のいずれか一つ以上を用いて、成形コークスの原形率を
所定目標値内に制御することを特徴とする成形コークス
の製造方法である。

【０００８】但し、成形炭の原形率は、成形炭の乾留前
の個数と乾留後の割れていない個数の比であり、割れて
いない個数は、乾留後の成形コークスを２ｍの高さから
鉄板上へ３回落して得た値である。

【０００９】

【作用】本発明では、成形炭を乾留する際、成形炭の内
部ガス圧力を抑制する手段として、配合炭の揮発分、粘
結性指数を低下させたり、乾留中の成形炭内部温度が４
００〜５００℃時点での昇温速度を減少させるようにす
るので、成形炭の原形をくずさずに、配合する原料炭の
揮発分が３０％に上昇しても、２０％の時と同じ程度の
原形率を維持した成形コークスが得られるようになる。
さらに、本発明では、成形炭内部のガス圧を実際に測定
しない簡便な方法であるから、操業がさほど複雑になら
ない利点もある。以下に、本発明の手段たる構成並びに
その作用についてさらに詳細に説明する。

【００１０】一般に、成形コークス法では配合炭の揮発
分を増加させていくと、コークスの強度が低下するた
め、これを改善する手段として配合炭の粘結性を増加さ
せていく方法がとられている。しかし、発明者の研究結
果では、図３に示すように、配合炭の揮発分と粘結性の
増加は成形炭内部のガス圧を増加させる。配合炭の粘結
性指数を増加させると、乾留時に成形炭内部の軟化溶融
層の通気抵抗がアップする、つまり、ガスが抜け出して
行かないからである。図４に示すように、成形炭内部
が、乾留炉で４００〜５００℃を示す時の昇温速度を上
昇させた場合も、軟化溶融性が向上して成形炭のガス圧
は増加する。そこで、これら実験結果を整理して、配合
炭の揮発分（ＶＭ）、粘結性指数（ＣＩ）及び、成形炭
内部温度が４００〜５００℃時点の昇温速度（ＨＲ）と
内部ガス圧（Ｐ）との関係を次式の形に定量化できた。

【００１１】Ｐ＝ｂ₁ ＋ｂ₂ ＶＭ＋ｂ₃ ＣＩ² ＋ｂ₄
ＣＩ＋ｂ₅ ＨＲ但し、ｂ₁ ，ｂ₂ ，ｂ₃ ，ｂ₄ ，ｂ₅ は定数である。こ
の式を簡便な成形炭内部のガス圧力コントロールに利用
するのである。すなわち、乾留前ならば成形炭の揮発分
（ＶＭ）及び／又は粘結性指数（ＣＩ）を変更し、乾留
中ならば成形炭内部温度が４００〜５００℃時点の昇温
速度（ＨＲ）を変更するのである。

【００１２】さらに、発明者等はガス圧と成形炭の割れ
の関係を明らかにするため、配合炭の揮発分（ＶＭ）、
粘結性指数（ＣＩ）、及び乾留ヒートパターンを変化さ
せた実験を行ない、図１に示すように、成形炭内部のガ
ス圧（Ｐ）と成形炭の原形率（Ｙ）の関係を明らかに
し、これらの関係を次式で示すような関係式で定量化し
た。

【００１３】Ｙ＝ａ₁ ＋ａ₂ Ｐ² ＋ａ₃ Ｐ但し、ａ₁ ，ａ₂ ，ａ₃ は定数である。したがって、上
記２式を組み合わせれば、本発明になることは明らかで
ある。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明の１実施例を具体的に説明す
る。表１に示す（１）〜（４）の製造条件で、２段羽口
を有する３００φ×２０００Ｈｍｍサイズの竪型乾留炉
を用いて、一個の容量が１１０ｃｃの枕型ブリケット成
形炭を連続乾留して成形コークスを得た。なお、成形炭
（ブリケット）は粉状石炭に、バインダとして石炭ピッ
チを８重量％混合し、ダブルロール成形機で成形したも
のを使用した。また、成形炭のガス圧は、表１と同じヒ
ートパターンで、小型の電気炉内に静置した成形炭に、
５φｍｍのパイプを中心部に挿入して測定した。原形率
は挿入した成形炭の個数に対する、乾留炉後の成形コー
クスの鉄板上に２ｍ高さ３回落下させた後の割れのない
コークスの割合である。本発明の条件（１）〜（３）で
は、成形炭の揮発分が増加してもガス圧をほぼ一定とす
るように、成形炭内部温度４００〜５００℃での昇温速
度を制御したので、成形炭の割れの増加を防止でき、原
形率５５以上を維持できた。それに対して、従来技術で
ある（４）〜（６）の条件では、成形炭の揮発分を増加
させると、原形率は成形炭のガス圧力が上昇し、４０ま
で低下している。また、ドラム強度ＤＩ ₁₅も、本発明
の条件（１）〜（３）では、揮発分が増加しても、ガス
圧力をほぼ一定とすることで、割れの増加を防止でき、
８５以上を維持している。ここで、ＤＩ₁₅とは、コーク
ス強度を表す指数で、ドラムにコークスを入れ、１５０
回転させた後の１５ｍｍのフルイ上に残った歩止りを表
わす。しかし、従来技術の（４）〜（６）では、揮発分
を増加するとドラム強度ＤＩ₁₅ は、成形炭の割れの
影響を受て、低下傾向にある。以上の結果から、成形コ
ークス原形率を管理するに際し、本発明である成形炭内
部のガス圧制御が有効であることが明らかである。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明は成
形コークスの原形率（Ｙ）を所定の目標値内に入るよう
に成形炭の乾留時での内部ガス圧力（Ｐ）を抑制するた
め、成形炭を製造する際の配合炭の揮発分（ＶＭ）と粘
結性指数（ＣＩ）、及び乾留炉での成形炭内部温度が４
００〜５００℃時点での昇温速度（ＨＲ）を制御したの
で、高揮発分の石炭を多量に使用し、かつ成形コークス
原形率の低下を防止することができた。その結果、冶金
用成形コークスの粒径の一定化による高炉操業の安定化
及び成形コークスの石炭選択範囲の拡大による資源の有
効利用に大きく貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】成形炭内部のガス圧と成形炭コークスの原形率
との関係を示す図である。

【図２】コークス原形率と配合炭揮発分との関係を示す
図である。

【図３】配合炭揮発分と成形炭内部のガス圧との関係を
示す図であり、３本の曲線は配合炭揮発分が、１）２
８％、２）２５％、３）２０％、と異なる。

【図４】成形炭温度４００〜５００℃時点の昇温速度と
成形炭内部のガス圧との関係を、配合炭の揮発分２５
％、粘結性指数７０の時のものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者花岡浩二千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者坂本誠司千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉状石炭にバインダを配合し加圧成形し
て得られた成形炭を竪型乾留炉で乾留する連続式成形コ
ークスの製造方法において、配合炭の揮発分、粘結性指数及び乾留炉内で成形炭温度
が４００〜５００℃時点の昇温速度のいずれか一つ以上
を用いて、成形コークスの原形率を所定目標値内に制御
することを特徴とする成形コークスの製造方法。