JPH07268348A

JPH07268348A - 高炉用コークスの製造方法

Info

Publication number: JPH07268348A
Application number: JP6078394A
Authority: JP
Inventors: Takashi Arima; 孝有馬
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-03-30
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 1995-10-17

Abstract

(57)【要約】【目的】乾留時の膨脹圧の低いコークスの製造方法を
提供する。【構成】本発明は、乾留時に２０ｋＰａ以上のガス圧
を発生する高膨脹圧炭を配合してコークスを製造する場
合において、（１）コークス炉に装入する石炭のうち、
高膨脹圧炭の１ｍｍ以上の粒子の割合を４０％以下に減
少させることにより膨脹圧を低下させることを特徴と
し、また、（２）揮発分３０％以上で最高流動度の対数
値が３．０未満の石炭を５重量％以上４０重量％以下配
合し、かつ、最高流動度の対数値が３．０以上の石炭を
１０重量％以上３０重量％以下および／または瀝青物を
１重量％以上１０重量％以下配合することにより、膨脹
圧を抑制する高炉用コークスの製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高炉用コークスの製造方
法に関するものである。より詳しく述べると、本発明は
乾留時の膨脹圧を抑制するコークスの製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】コークス炉で石炭からコークスを製造す
る過程で、石炭の膨張によりコークス炉の炉壁に作用す
る圧力を膨脹圧とよんでいる。この膨脹圧が高いとコー
クス炉の炉壁が損傷して操業不能となることもあり、膨
脹圧を許容限界以下に管理することはコークス製造にお
いて重要な課題である。

【０００３】近年、調湿炭装入法等の石炭事前処理技術
の普及により膨脹圧が上昇する傾向にある。従って、膨
脹圧の管理の重要性が益々増大してきている。

【０００４】膨脹圧は石炭の炭種により大幅に異なり、
一部の低揮発分強粘結炭が非常に高い膨脹圧を示すこと
が従来より知られている。従って、膨脹圧を抑制するこ
とは、例えば、「製鉄研究」第２５２号、５９６１頁
（昭和３８年発行）に掲載の城博他著「高膨脹圧炭の実
窯試験」に示されているように、高膨脹圧炭の配合割合
を制限することにより行われてきた。

【０００５】膨脹圧はコークス炉で石炭からコークスを
製造する過程で、石炭の膨張によりコークス炉の炉壁に
作用する圧力があるので、粘結性（最大膨張率や最高流
動度）の低い石炭を配合することにより高膨脹圧炭の膨
脹圧を低下できることが知られている。しかし、この場
合、コークス強度が低下するので、高炉でコークスを使
用する際に問題を生じる。このため、粘結性の低い石炭
を多量に配合することはできない。従って、高膨脹圧炭
の配合割合も大幅に増加はできない。

【０００６】高膨脹圧炭はコークス強度が高く、高強度
のコークスを製造するためには有用な石炭であり、資源
の有効利用の観点からも、配合割合の制限をゆるめるこ
とができる方法が期待されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな従来技術における問題点を解決できる高炉用コーク
ス製造方法を提供することを目的とするものである。す
なわち、本発明は、高膨脹圧炭を配合した際の膨脹圧の
上昇を抑制し、高膨脹圧炭の多量使用を可能にする高炉
用コークスの製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）乾留時
に２０ｋＰａ以上の膨脹圧を発生する高膨脹圧炭を配合
してコークスを製造する方法において、コークス炉に装
入する石炭のうち、高膨脹圧炭の１ｍｍ以上の粒子の割
合を４０％以下に減少させることを特徴とする。

【０００９】また、上記諸目的は、最高流動度の対数値
が３．０以上の石炭および／または瀝青物を配合するこ
とにより達成される。

【００１０】また、乾留時に２０ｋＰａ以上のガス圧を
発生する高膨脹圧炭を原料炭全体の５０％以下配合して
コークスを製造する方法において、（２）最高流動度の
対数値が３．０以上の石炭を石炭全体の１０重量％以上
５０重量％以下および／または瀝青物を石炭全体の１重
量％以上１０重量％以下配合することを特徴とし、
（３）または、揮発分３０％以上で最高流動度の対数値
が３．０未満の石炭を石炭全体の５重量％以上４０重量
％以下配合し、かつ、最高流動度の対数値が３．０以上
の石炭を石炭全体の１０重量％以上５０重量％以下配合
することを特徴とし、（４）または、揮発分３０％以上
で最高流動度の対数値が３．０未満の石炭を石炭全体の
５重量％以上４０重量％以下配合し、かつ、最高流動度
の対数値が３．０以上の石炭を石炭全体の１０重量％以
上３０重量％以下および／または瀝青物を石炭全体の１
重量％以上１０重量％以下配合することを特徴とする。

【００１１】ここで、高膨脹圧炭とは、乾留時に２０ｋ
Ｐａ以上の膨脹圧を発生する石炭と定義する。

【００１２】

【作用】本発明者らは、鋭意検討した結果、通常の石炭
では膨脹圧に対する石炭粒度の影響は、従来から報告さ
れているように非常に小さいが、２０ｋＰａ以上の膨脹
圧を発生する高膨脹圧炭を使用する場合の膨脹圧は、石
炭の粒度が影響し、かつ、図１に例を示すように、１ｍ
ｍ以上の粒径の粒子の量により大きく変化することを見
いだした。本発明はこの知見に基づいて完成された。

【００１３】本発明においては、乾留時に２０ｋＰａ以
上の膨脹圧を発生する高膨脹圧炭を配合してコークスを
製造する場合において、高膨脹圧炭の１ｍｍ以上の粒子
の割合を減少させる。乾留時に２０ｋＰａ以上の膨脹圧
を発生する高膨脹圧炭を配合してコークスを製造する場
合には、膨脹圧に対して石炭粒度が１ｍｍ以上の粒子の
影響が大きく、この粒度の粒子が多いと膨脹圧は低下し
ないので、膨脹圧を低下させるためには高膨脹圧炭の１
ｍｍ以上の粒子の割合を減少させる必要がある。高膨脹
圧炭の１ｍｍ以上の粒子の割合が少い方が膨脹圧はより
低下するが、通常は少くとも４０％以下に、より好まし
くは３０％以下に減少させないと膨脹圧低下効果が小さ
い。

【００１４】また、例えば、３ｍｍ以上の粒子を減少さ
せても、１ｍｍ以上の粒子が減少していないと、膨脹圧
は低下しない。従って、例えば、石炭を分級点１ｍｍで
分級してその篩上を繰返し粉砕するなどして、１ｍｍ以
上の粒子を少なくとも４０％以下に減少させることが膨
脹圧低下に有効である。高炉用コークス製造において
は、通常、石炭の３ｍｍ以上の粒子の割合が３０％から
５０％で、かつ全量２５ｍｍ以下に粉砕して使用してい
る。高膨脹圧炭以外の石炭は、石炭粒径への影響が小さ
いので特に微粉砕する必要はなく、通常の粒径でよい。
また、高膨脹圧炭の粒径も２５ｍｍ以下に制限すること
が好ましい。

【００１５】さらに、本発明者らは、２０ｋＰａ以上の
膨脹圧を発生する高膨脹圧炭の膨脹圧が高い原因のひと
つは、石炭が３５０から５００℃程度の温度範囲で軟化
する際の粘度が非常に高いため、発生したガスが外部に
排出しにくいことにあることを見いだした。このことに
基づいて、軟化する際の粘度が低い石炭および／または
瀝青物を配合して乾留することにより、石炭が軟化する
際の粘度を低下させ膨脹圧を低下させる方法を発明する
に至った。

【００１６】本発明においては、乾留時に２０ｋＰａ以
上の膨脹圧を発生する高膨脹圧炭を配合してコークスを
製造する場合において、最高流動度の対数値が３．０以
上の石炭を石炭全体の１０重量％以上５０重量％以下お
よび／または瀝青物を石炭全体の１重量％以上１０重量
％以下配合する。

【００１７】高膨脹圧炭の軟化する際の粘度を低下させ
るには、粘度の低い物質を配合することが必要である。
この観点から、最高流動度（ＪＩＳＭ８８０１によ
る）の対数値が３．０以上の石炭が有効である。最高流
動度は石炭の見かけの粘度に反比例する性質であり、最
高流動度の対数値が３．０未満の石炭では軟化時の粘度
が十分低くないので高膨脹圧炭に配合しても粘度を低下
させる効果がなく膨脹圧を低下させることができない。
配合量は最低１０重量％以上配合しないと粘度に有意な
変化を与えられない。また、５０重量％を越えて配合す
ると石炭の膨脹圧調整が著しく増大して、そのために膨
脹圧が増大する場合があるので、最大５０重量％までと
する必要がある。

【００１８】また、コールタール、アスファルトおよび
タールやアスファルトを蒸留または重質化したピッチな
どの瀝青物も軟化時の粘度が低く、高膨脹圧炭の軟化す
る際の粘度を低下させるために有効である。この場合は
石炭よりも効果が大きく、配合量は少なくてよいが、最
低１重量％以上配合しないと粘度に有意な変化を与えら
れない。また、１０重量％を越えて配合すると石炭の膨
張性が著しく増大して、そのために膨脹圧が増大する場
合があるので、最大１０重量％までとする必要がある。

【００１９】これらの方法では石炭の粘結性は低下しな
いので、製造されるコークスの強度は十分高く高炉での
使用に問題ない。

【００２０】本発明では、さらに、揮発分３０％以上で
最高流動度の対数値が３．０未満の石炭を石炭全体の５
重量％以上４０重量％以下配合することもできる。これ
は、従来より知られている、高膨脹圧炭の膨脹圧を低下
させるために粘結性（最大膨張率や最高流動度）の低い
石炭を配合する方法を組合せるものである。この方法単
独ではコークス強度が低下するが、本発明ではさらに最
高流動度の対数値が３．０以上の石炭を石炭全体の１０
重量％以上５０重量％以下、あるいは、最高流動度の対
数値が３．０以上の石炭を石炭全体の１０重量％以上４
０重量％以下および／または瀝青物を石炭全体の１重量
％以上１０重量％以下を配合するので、配合物全体とし
ては粘結性が低下せずコークス強度が低下しない。この
場合、配合する石炭としては、揮発分が３０％以上で最
高流動度の対数値が３．０未満のものでないと膨脹圧低
下効果が小さい。特に、揮発分が３０％以上であれば、
高膨脹圧炭との軟化温度の差が大きく、高膨脹圧炭が軟
化し膨脹圧を発生しているときに既に軟化を終えて再固
化しているので、膨脹圧低下効果が大きい。

【００２１】なお、本発明において上述以外の石炭は、
通常の粘結炭である。本発明により、使用する高膨脹圧
炭の膨脹圧により異なるが、最大５０％まで高膨脹圧炭
が使用可能になる。

【００２２】

【実施例】

実施例１揮発分２７．４％、水分５．７重量％の配合原料炭に、
揮発分１８．４％、膨脹圧５５ｋＰａの高膨脹圧炭を１
０重量％配合して配合炭Ａとした。

【００２３】この配合炭Ａのうちの高膨脹圧炭を、１ｍ
ｍ以上の割合が４５．３％（３ｍｍ以上の割合は２０．
２％）に粉砕し、配合原料炭は３ｍｍ以上の割合が２
０．５％に粉砕した。これらを混合し、炭化室内容積が
４１ｍ³のコークス炉で乾留した。乾留中に、炭化室内
にパイプを挿入し圧力計につなぎ、軟化層のガス圧（膨
脹圧の原因であり、膨脹圧に等しい）を測定したとこ
ろ、１５．３ｋＰａであった（比較例１）。

【００２４】次に、配合炭Ａのうちの前記高膨脹圧炭
を、１ｍｍ以上の割合が２５．４％になるまで粉砕し、
また配合原料炭は３ｍｍ以上の割合が２０．５％に粉砕
して、混合し、炭化室内容積４１ｍ³のコークス炉で乾
留し軟化層のガス圧を測定したところ、５．３ｋＰａに
低下した（本発明例１）。

【００２５】一方、配合炭Ａのうちの前記高膨脹圧炭
を、１ｍｍ以上の割合が４５．３％、３ｍｍ以上の割合
が１５．８％になるまで粉砕し、また配合原料炭は３ｍ
ｍ以上の割合が２０．５％に粉砕して、混合し、炭化室
内容積４１ｍ³のコークス炉で乾留し軟化層のガス圧を
測定したところ、１２．３ｋＰａまでしか低下しなかっ
た（比較例２）。

【００２６】実施例２３ｍｍ以下８５％に粉砕した揮発分２６．０％、水分
５．８重量％の、粘結炭のみからなる配合炭Ａを用い
た。配合炭Ａに、揮発分１８．６％、膨脹圧５０ｋＰａ
（嵩密度０．８５ｔ／ｍ³で乾留した場合）の高膨脹圧
炭Ｂを１０重量％と揮発分３５．８％、最高流動度の対
数値が３．８５の石炭を２０重量％とを配合して、炭化
室内容積４１ｍ³のコークス炉で乾留した。乾留中に、
炭化室内にパイプを挿入し圧力計につなぎ、軟化層のガ
ス圧（膨脹圧の原因であり、膨脹圧に等しい）を測定し
たところ、３．５ｋＰａであった。また、生成したコー
クスのＪＩＳＫ２１５１のドラム強度指数（１５０回
転後１５ｍｍ指数）は８６．０であり、配合炭Ａを乾留
したコークスのドラム強度指数８４．８より高く、高炉
用コークスとして十分な強度を有していた。

【００２７】比較例として、配合炭Ａに、揮発分１８．
６％、膨脹圧５０ｋＰａの高膨脹圧炭Ｂを５重量％配合
して同じコークス炉で乾留し軟化層のガス圧を測定した
ところ、６．１ｋＰａであった。

【００２８】本発明の実施例では高膨脹圧炭を１０重量
％も使用しているにも拘らず、ガス圧は比較例よりも低
くなっている。

【００２９】実施例３上記配合炭Ａに、揮発分１８．６％、膨脹圧５０ｋＰａ
（嵩密度０．８５ｔ／ｍ³で乾留した場合）の高膨脹圧
炭Ｂを２０重量％を配合し、さらに揮発分３６．４％、
最高流動度の対数値が１．４５の石炭を１５重量％と揮
発分３５．８％、最高流動度の対数値が３．８５の石炭
を２０重量％とを配合して、炭化室内容積４１ｍ³のコ
ークス炉で乾留し軟化層のガス圧（膨脹圧の原因であ
り、膨脹圧に等しい）を測定したところ、４．６ｋＰａ
であった。また、生成したコークスのＪＩＳＫ２１５
１のドラム強度指数（１５０回転後１５ｍｍ指数）は８
５．０であり、配合炭Ａを乾留したコークスのドラム強
度指数８４．８に遜色なく、高炉用コークスとして十分
な強度を有していた。

【００３０】この実施例では高膨脹圧炭を２０重量％も
使用しているにも拘らず、ガス圧は実施例１の項で説明
した比較例と同等の値となっている。

【００３１】実施例４上記配合炭Ａに、揮発分１７．９％、膨脹圧１９０ｋＰ
ａ（嵩密度０．８５ｔ／ｍ³で乾留した場合）の高膨脹
圧炭Ｃを２０重量％を配合し、さらに揮発分３６．４
％、最高流動度の対数値が１．４５の石炭を２０重量％
と揮発分６５．１％のコールタールピッチを５重量％と
を配合して、炭化室内容積４１ｍ³のコークス炉で乾留
し軟化層のガス圧（膨脹圧の原因であり、膨脹圧に等し
い）を測定したところ、６．６ｋＰａであった。また、
生成したコークスのＪＩＳＫ２１５１のドラム強度指
数（１５０回転後１５ｍｍ指数）は８５．２であり、配
合炭Ａを乾留したコークスのドラム強度指数８４．８に
遜色なく、高炉用コークスとして十分な強度を有してい
た。

【００３２】この実施例では極端な高膨脹圧炭を２０重
量％も使用しているにも拘らず、ガス圧は実施例１の項
で説明した比較例と同等の値となっている。

【００３３】

【発明の効果】本発明により、従来少量しか使用できな
かった高膨脹圧炭の使用可能量が飛躍的に増加する。こ
れにより原料選択範囲が拡大し、資源の有効利用が図れ
る。

【００３４】また、コークス強度を維持あるいは向上さ
せつつ膨脹圧を低下できるので、高炉の操業成績向上あ
るいは安定操業の確保に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】石炭中の１ｍｍ以上の割合が乾留中の膨脹圧に
及す影響の例を示す図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】乾留時に２０ｋＰａ以上の膨脹圧を発生
する高膨脹圧炭を配合してコークスを製造する方法にお
いて、コークス炉に装入する石炭のうち、高膨脹圧炭の
１ｍｍ以上の粒子の割合を４０％以下にすることを特徴
とする高炉用コークスの製造方法。
【請求項２】乾留時に２０ｋＰａ以上の膨脹圧を発生
する高膨脹圧炭を原料炭全体の５０％以下配合してコー
クスを製造する方法において、最高流動度の対数値が
３．０以上の石炭を石炭全体の１０重量％以上５０重量
％以下および／または瀝青物を石炭全体の１重量％以上
１０重量％以下配合することを特徴とする高炉用コーク
スの製造方法。
【請求項３】乾留時に２０ｋＰａ以上の膨脹圧を発生
する高膨脹圧炭を原料炭全体の５０％以下配合してコー
クスを製造する方法において、揮発分３０％以上で最高
流動度の対数値が３．０未満の石炭を石炭全体の５重量
％以上４０重量％以下配合し、かつ、最高流動度の対数
値が３．０以上の石炭を石炭全体の１０重量％以上５０
重量％以下配合することを特徴とする高炉用コークスの
製造方法。
【請求項４】乾留時に２０ｋＰａ以上の膨脹圧を発生
する高膨脹圧炭を原料炭の５０％以下配合してコークス
を製造する方法において、揮発分３０％以上で最高流動
度の対数値が３．０未満の石炭を石炭全体の５重量％以
上４０重量％以下配合し、かつ、最高流動度の対数値が
３．０以上の石炭を石炭全体の１０重量％以上３０重量
％以下および／または瀝青物を石炭全体の１重量％以上
１０重量％以下配合することを特徴とする高炉用コーク
スの製造方法。