JPH073267A - ニードルコークスの製造方法 - Google Patents

ニードルコークスの製造方法

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JPH073267A
JPH073267A JP16742693A JP16742693A JPH073267A JP H073267 A JPH073267 A JP H073267A JP 16742693 A JP16742693 A JP 16742693A JP 16742693 A JP16742693 A JP 16742693A JP H073267 A JPH073267 A JP H073267A
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oil
petroleum
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JP16742693A
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Tetsuo Fukuda
哲生 福田
Kazuya Shibata
和哉 柴田
Motomu Kawano
求 川野
Shigeru Miwa
成 三輪
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Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Chemical Co Ltd
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  • Coke Industry (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は熱膨張係数が小さく黒鉛化時のパッフ
ィングの小さい電気製鋼用の黒鉛電極用の原料として適
したニードルコークスの製造方法に関する。 【構成】灰分等のパーティクル含有量が0.05重量%
乃至1重量%の範囲になるように調整した石油系重質油
を用いることを特徴とするニードルコークスの製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱膨張係数が小さく黒鉛
化時のパッフィングの小さい電気製鋼用の黒鉛電極用の
原料として適したニードルコークスの製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】昨今の電気製鋼業界では電気炉の大型
化、UHP操業化に伴い操業条件がますます過酷になっ
てきており、より熱膨張係数が小さくよりパッフィング
の小さいニードルコークスが要望されている。現在、か
かるニードルコークスとしてはコールタール系重質油を
原料としたものと、石油系重質油を原料としたものが製
造されている。コールタール系重質油を原料としたニー
ドルコークスについては熱膨張係数が小さいという特徴
があるが原料中の窒素化合物含有量が多いことに起因し
パッフィングが大きいという欠点がある。これとは逆に
石油系重質油を原料としたニードルコークスについては
パッフィングが小さいものの熱膨張係数が大きいという
欠点がある。
【0003】コールタール系重質油より製造されるニー
ドルコークスのパッフィング低減策としてコールタール
系重質油の水素化や生コークスの高温長時間か焼などが
提案されているが、大規模な装置および費用を必要とし
経済的な意味で完全に解決されたとはいえない現状にあ
る。
【0004】又、特開昭58ー98385号公報では熱
膨張係数をそれほど大きく悪化させることなくパッフィ
ングを小さくする方法としてコールタール系重質油のキ
ノリン不溶分を0.01重量%乃至0.3重量%の範囲
に調整する方法が提案されているが、かかる方法により
製造されたニードルコークスの窒素化合物含有量につい
ては減少されていないためにパッフィングの低減効果は
必ずしも大きいとはいえない。
【0005】一方、石油系重質油より製造されるニード
ルコークスの熱膨張係数を主とした品質改善策として重
質油組成を特定する等の原料油性状に着目したもの或い
はか焼条件を工夫したもの等が、それぞれ特公昭53ー
35802、特公昭53ー35801等により提案され
ており、原料油のもつ卓越した低パッフィング特性を保
持しつつコールタール系重質油を原料としたコークスに
伍する低熱膨張特性を発揮するに至っている。
【0006】更に又、特開平4ー253791号公報で
は予めキノリン不溶分を除去したコールタール系重質油
と特定の性状に調整した石油の接触分解油の重質成分で
あるデカント油とを混合してコークス化することにより
熱膨張係数とパッフィングが共に小さいニードルコーク
スを得る方法が本発明者等により提案されており、原料
油のもつ卓越した低熱膨張特性を保持しつつ従来にない
優れた低パフィング特性を発揮するに至っている。
【0007】これら石油系重質油を原料とした改良され
たニードルコークス製造方法においては、低パフィング
特性と低熱膨張特性を兼ね備えているが、一方電極メー
カーとしてはこれら両特性を良好に維持しつつも特に低
パフィング特性を持つもの或いは又特に低熱膨張特性を
もつものを求める等ニードルコークスへの要求品質は幅
広い。これらの要求に対し、ニードルコークスメーカー
としては、原料油性状或いはコーキング条件の調製等製
造条件を種々変更することにより必要な品質のニードル
コークスを製造して対応している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
各発明における石油系重質油性状について更に詳細に検
討を加えた結果、比較的簡単な原料調整法によりコーク
ス品質を任意に調整しうる改善されたニードルコークス
の製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者等は前記の課題
を解決するために鋭意検討を行った結果、石油系重質油
中の灰分等のパーティクル含有量が一定範囲になるよう
に調整するという、比較的簡単な原料調整法によりコー
クス品質を任意に調整しうることを明らかにし、本発明
を完成するに至った。すなわち本発明は、(1)石油系
重質油単独又は該石油系重質油に予めキノリン不溶分を
除去したコールタール系重質油を混合したものを原料油
としてディレードコーキングし、ニードルコークスを製
造するに際し、石油系重質油として灰分等のパーティク
ル含有量が0.05重量%乃至1重量%の範囲になるよ
うに予め調整したものを用いることを特徴とするニード
ルコークスの製造方法、(2)石油系重質油が硫黄分含
有量が1.2重量%以下、窒素分含有量が0.5重量%
以下で水素と炭素の原子比(H/C)が1.06以下、
コンラドソン残炭が10重量%以上に調整した石油の接
触分解油の重質成分デカント油である(1)記載の製造
方法、(3)石油の接触分解油の重質成分であるデカン
ト油が石油の接触分解油の重質成分を予め減圧蒸留して
軽質分をカットして100°Cでの比重が1.02以上
に調整したものである(2)記載の製造方法、(4)石
油系重質油が予め加熱処理したものである(1)から
(3)記載の製造方法、(5)灰分等のパーティクル粒
径が0.1μ乃至40μである(1)から(4)記載の
製造方法、(6)灰分等のパーティクルがシリカアルミ
ナ触媒又は重金属等の無機物微粉である(5)記載の製
造方法、である。
【0010】以下本発明について詳細に述べる。本発明
において用いられる石油系重質油としては、エチレンタ
ール、石油の接触分解油の重質成分であるデカント油等
が好適であるが必ずしもこれらに限定されない。更に必
要によりこれらの重質油に更に熱処理等を加えたものを
用いる。又一方、コールタール系重質油としては石炭を
乾留する際生成するコールタール並びにコールタールか
ら分離される高沸点タール油及びタールピッチ等、好ま
しくはタールピッチを用いる。予めキノリン不溶分を除
去したコールタール系重質油を得る方法としては、コー
ルタール系重質油に脂肪族系溶剤と芳香族系溶剤との混
合溶剤を添加混合してキノリン不溶分を沈降分離する等
の公知の方法を用いることができる。
【0011】本発明の石油系重質油は単独で又は石油系
重質油10重量部乃至90重量部に対しコールタール系
重質油90重量部乃至10重量部混合しコークス化する
が、その方法としてはディレードコーカーで加圧下(1
kg/cm2 乃至20kg/cm2 ),450℃乃至5
50℃で生コークスを製造し、ついで生コークスをロー
タリーキルン等で1200℃乃至1500℃でか焼して
ニードルコークスとする等の公知の方法が採用できる。
【0012】本発明の重要な点は、これらの重質油をデ
ィレードコーキングしニードルコークスを製造するに際
し、石油系重質油中の灰分等のパーティクルが特定の性
状・含有量にになるように調整してコーキングすること
にある。かかるパーティクル含有量は、遠心分離装置を
用いて石油系重質油を100℃、5000Gの条件で1
0分間回転させ沈降成分の分離を行い、更にこの沈降成
分をトルエン及びアセトンで洗浄し、得られた残分を秤
量し以下の式1に基づき算出する。 パーティクル含有量(重量%)=秤量したパーティクル
重量÷分離前石油系重質油重量×100・・・式1 石油系の重質油は一般に灰分を含んでいない。例えば石
油の接触分解の重質成分であるデカント油の場合デカン
ターにて灰分を除去しており、得られる重質油には灰分
は存在していても0.05重量%程度以下の範囲であ
る。この灰分等のパーティクルは重質油の発生する石油
精製工程等で混入するものであり、例えば石油の接触分
解の重質成分であるデカント油の場合でいえば基本的に
はデカンターにおいて大半が除去されるべき触媒等の無
機成分の残さが主体である。又この重質油はトルエン可
溶分であり、実質的にはキノリン不溶分を含まない。か
かる油の灰分等のパーティクル含有量を一定量に調整す
るには、発生デカント油にパーティクルを添加すること
により可能であり、或いは又特異な方法としては接触分
解装置のデカンターにて灰分除去条件を変更することに
よっても可能である。
【0013】石油系重質油として好ましくは硫黄分が
1.2重量%以下、窒素分が0.5重量%以下で水素と
炭素の原子比(H/C)が1.06以下、コンラドソン
残炭が10重量%以上に調整し更に減圧蒸留等により軽
質分をカットして100℃での比重が1.02以上に調
整した石油の接触分解油の重質成分であるデカント油等
を用い、油中の灰分等のパーティクル含有量を0.05
重量%乃至1重量%、好ましくは0.1重量%乃至0.
5重量%の範囲に調整することにより、コークス化条件
を変更することなく用途に応じてコークス品質を任意に
調整しうることがわかった。この際、製品ニードルコー
クス中の灰分が大幅に上昇することは電極原料品質とし
て好ましくないが、この観点から前記効果を挙げるため
には、元来広範な粒度分布をもつパーティクルの粒径を
0.1μ乃至40μ、好ましくは0.1μ乃至10μに
調整することが望ましいことがわかった。添加する灰分
等のパーティクルとしては、シリカアルミナ触媒或いは
各種重金属等の無機物微粉が好ましいが、ここに規定し
たパーティクル性状を持つものであればこれらに限定す
ることなく使用できる。
【0014】石油系重質油として石油の接触分解油の重
質成分であるデカント油を用いる場合において油性状に
ついて硫黄分、窒素分についてそれらの上限を定めるの
は、ニードルコークスの黒鉛化時のパッフィングを効果
的に低減するためであり、更に又、水素と炭素の原子
比、コンラドソン残炭及び比重についてそれぞれ上下限
を定めるのは、それらの範囲を外れる軽質な油を用いた
場合その炭化速度が非常に早いために、コールタール系
重質油と混合してコークス化する際に熱膨張係数の小さ
いニードルコークスが得にくくなることによるものであ
る。
【0015】炭素材料の組織面から石油系重質油中の灰
分等のパーティクルの作用を考察すると、これがコーク
ス組織内に存在することによりコークスの流れ組織を微
妙に乱しその結果熱膨張係数が大きくなるとともにパッ
フィングが小さくなるものと考えられる。従って灰分等
のパーティクル含有量が高すぎると熱膨張係数が大きく
なりすぎてしまい品質上好ましくない。又その粒径が大
きいものについては粒径の小さなものと同重量含有量で
あってもパーティクルの個数が相対的に少ないためにコ
ークス組織制御の効果が小さく、この為同程度の効果を
得るためには粒径の小さなものに比し重量含有量を高く
する必要があり、この場合コークス中の灰分を増加させ
ることになり品質上好ましくない。この為、実用上はコ
ークス銘柄毎に要求される熱膨張係数、パッフィング、
灰分等の品質を勘案したパーティクル条件の調整を行う
ことが望ましい。
【0016】以下に本発明の具体的な実施例を説明する
が、本発明はこの実施例によってなんら限定されるもの
ではない。
【0017】
【実施例】
実施例1 硫黄分含有量が1.2重量%以下、窒素分含有量が0.
5重量%以下で水素と炭素の原子比(H/C)が1.0
6以下、コンラドソン残炭が10重量%以上に、更に1
00℃での比重を1.02以上に調整した石油の接触分
解油の重質成分であるデカント油(パーティクル含有量
はtrace)に、別途接触分解油からのデカント油生
成工程から得た粒度未調整のパーティクルを添加し、そ
の含有量が0.1重量%乃至0.5重量%の範囲になる
ように調整した。このパーティクル含有量が調整された
デカント油を小型反応器で480℃でコークス化を行
い、得られた生コークスを1450℃1時間アルゴン雰
囲気下でか焼を行った。得られたか焼コークスの品質
を、調整したパーティクル含有量毎に実施例AからDと
して表1に示す。比較例として、パーティクル含有量が
微量(trace)のままとしその他は実施例と同様の
条件でコークス化、か焼したケースを示す。
【0018】実施例2 別途接触分解油からのデカント油生成工程から得た粒度
未調整のパーティクルをろ過してその粒径を3から10
μの範囲に調整後、これを実施例1のパーティクル含有
量traceのデカント油に添加してパーティクル含有
量を0.1重量%乃至0.5重量%の範囲になるように
調整した。このパーティクル含有量及びパーティクル粒
径を調整したデカント油を原料油として用いその他は実
施例1と同様の条件でコークス化、か焼した。得られた
か焼コークスの品質を、同様に実施例EからGとして表
2に示す。
【0019】実施例3 別途接触分解油からのデカント油生成工程から得た粒度
未調整のパーティクルをろ過してその粒径を3から10
μの範囲に調整後、これを実施例1のパーティクル含有
量traceのデカント油に添加してパーティクル含有
量を0.1重量%乃至0.5重量%の範囲になるように
調整した。このデカント油50重量部を予めキノリン不
溶分を除去したコールタール系重質油50重量部に10
0℃加熱下で混合し、得られたピッチをその他は実施例
1と同様の条件でコークス下、か焼した。得られたか焼
コークスの品質を、同様に実施例HからJとして表3に
示す。
【0020】実施例1において、パーティクル含有量を
増量するにつれ熱膨張係数がやや大きくなっていくもの
のパッフィングが大幅に小さくなっていること及びパー
ティクル含有量が過大であると熱膨張係数が大幅に大き
くなりすぎることがわかる。又、実施例2と実施例1と
の比較において、粒度調整によりパーティクルの粒径を
小粒径側に調製したものは、未調整で大粒径のパーティ
クルをも含有するケースに比べ、同一添加量でのパッフ
ィング低減効果の大きいことがわかる。更に実施例3で
石油系重質油にコールタール系重質油を混合したものを
原料油として用いた場合においても実施例2と同様の作
用・効果が得られていることがわかる。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【発明の効果】本発明の方法によれば、特定の性状に調
整した灰分等のパーティクルを特定の量石油系重質油に
添加したものを原料としこれをコークス化することによ
り、用途に応じた任意の品質のニードルコークスを製造
できる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】石油系重質油単独又は該石油系重質油に予
    めキノリン不溶分を除去したコールタール系重質油を混
    合したものを原料油としてディレードコーキングし、ニ
    ードルコークスを製造するに際し、石油系重質油として
    灰分等のパーティクル含有量が0.05重量%乃至1重
    量%の範囲になるように予め調整したものを用いること
    を特徴とするニードルコークスの製造方法。
  2. 【請求項2】石油系重質油が硫黄分含有量が1.2重量
    %以下、窒素分含有量が0.5重量%以下で水素と炭素
    の原子比(H/C)が1.06以下、コンラドソン残炭
    が10重量%以上に調整した石油の接触分解油の重質成
    分デカント油である請求項1記載の製造方法。
  3. 【請求項3】石油の接触分解油の重質成分であるデカン
    ト油が石油の接触分解油の重質成分を予め減圧蒸留して
    軽質分をカットして100°Cでの比重が1.02以上
    に調整したものである請求項2記載の製造方法。
  4. 【請求項4】石油系重質油が予め加熱処理したものであ
    る請求項1から請求項3記載の製造方法。
  5. 【請求項5】灰分等のパーティクル粒径が0.1μ乃至
    40μである請求項1から請求項4記載の製造方法。
  6. 【請求項6】灰分等のパーティクルがシリカアルミナ触
    媒又は重金属等の無機物微粉である請求項5記載の製造
    方法。
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