JPH0948977A - 高炉用コークス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高炉用コークス製造プロセスにおいて安価な
非微粘結炭の使用割合を増加させ、低コストで、かつ高
効率にコークスを製造する方法を提示する。 【解決手段】 非微粘結炭を０〜６０ｗｔ％含む原料炭
を昇温速度１００〜１，０００℃／秒で３５０〜４５０
℃に予熱した後に、０．５ｍｍ以下の微粉炭と０．５ｍ
ｍ超の粗粉炭とに分級し、微粉炭を熱間成型し、３００
〜４００℃に保持した粗粉炭と前記塊成炭とを混合した
後、コークス炉に装入して乾留することを特徴とする高
炉用コークス製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉炭を予熱して室
炉式コークス炉で乾留して冶金用コークスを製造する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の高炉用コークス製造法では、水分
８〜１２％を含む原料炭をコークス炉に装入して乾留す
る方法が一般に用いられている。しかし、この方法では
生産性が非常に低いという問題点があった。また、原料
炭として粘結性が強い高価な石炭（以下、粘結炭と記
す）を多量に必要とすることが欠点とされている。これ
らの問題点を解決する方法として、乾留時間の短縮およ
び粘結炭の使用比率を減少させ、安価な非微粘結炭の使
用割合を増加させる方法が提案されている。

【０００３】例えば、装入炭の水分の一部を乾燥させた
後、コークス炉に装入して乾留する方法として石炭調湿
プロセスがあり、その加熱方法とコークス炉での乾留方
法については例えば、１９８６年にアメリカ合衆国鉱工
業連盟（ＡＩＭＥ）Ｉｒｏｎ−ｍａｋｉｎｇ Ｃｏｎｆ
ｅｒｅｎｃｅにおける講演「Ｎｅｗ ＣｏｎｔｒｏｌＳ
ｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｍｏｉｓｔｕｒｅ ａｔ
Ｃｏｋｅ Ｏｖｅｎ」等で発表されている。石炭調湿
プロセスでは石炭の水分の一部を乾燥させ、コークス炉
に装入する原料炭の水分を８〜１２％から５〜６％まで
低減させることにより、生産性を向上させることが可能
であるが、原料炭中に水分を残した状態であるため、コ
ークスの生産性は約４％程度しか向上しない。また、原
料炭水分を減少させることによりコークス炉内の原料炭
の装入密度が増加しコークス強度が向上するため、一定
のコークス品質を保持した状態で原料炭中に含まれる非
微粘結炭の使用割合を増加させることが可能となるが、
非微粘結炭の使用割合の増加幅は約５〜８％程度と小さ
い。

【０００４】この他に、さらに石炭の水分を０％まで乾
燥させ、生産性を向上させる方法としては、例えば、装
入炭を約２００℃に加熱した後、室炉式コークス炉（以
下、コークス炉と記す）に装入する乾留する方法として
プレカーボン法があり、その加熱方法とコークス炉での
乾留方法についてはコークスノート（社団法人燃料協会
１９８８年版）ｐ．１３４等に発表されている。プレカ
ーボン法では石炭を予熱することにより、コークス炉内
における乾留速度の向上、即ち生産性の向上を目的とし
ているが、石炭の予熱最終温度は１５０〜２３０℃程度
迄であるため、コークスの生産性は予熱工程を有しない
プロセスに比べて約３５％程度しか向上しない。また、
コークス品質の改善効果は前記の石炭調湿プロセスに比
べて大きいが、本方法でも非微粘結炭の使用割合は約２
５％が上限である。

【０００５】コークスの生産性を大幅に向上させるとと
もに原料炭の多様化を図る方法として、原料炭を粘結炭
と非微粘結炭を別々に２５０〜３５０℃まで予熱した
後、サイクロン粗粉炭と微粉炭を分級した後、非微粘結
炭の微粉炭を該非微粘結炭の軟化開始温度以上から最高
流動温度以下まで急速加熱した後、前記非微粘結炭の微
粉を熱間成形した後、粘結炭および前記非微粘結炭の粗
粉炭と混合してコークス炉へ装入して乾留する方法を、
特願平０７−０１５９５９号で提案した。しかし、この
方法ではコークス炉内へ装入する前に粘結炭と非微粘結
炭を別々に気流槽加熱機により加熱処理する必要がある
ため、設備費が高く、また操作条件も複雑である。

【０００６】このため、コークス炉の生産性を大幅に向
上させるとともに、コークス品質を改善し、安価な非微
粘結炭の使用割合の増加を可能とする高炉用コークス製
造プロセスの開発が必要とされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上の様に、コークス
炉の生産性を大幅に向上させるとともに高強度のコーク
スの製造を可能とする高炉用コークス製造方法の開発が
必要とされていた。

【０００８】本発明は、安価な非微粘結炭の使用割合を
増加しても高強度のコークスを高生産性下で製造するこ
とが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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は非微粘結炭を０
〜６０ｗｔ％含み、残部が粘結炭よりなる原料炭を昇温
速度１００〜１，０００℃／秒で３５０〜４５０℃に予
熱した後に微粉炭と粗粉炭とに分級し、微粉炭を熱間で
塊成化し、予熱した粗粉炭と前記塊成炭とを混合した
後、コークス炉に装入し、乾留することを特徴とする高
炉用コークス製造法である。また、予熱した原料炭を
０．５ｍｍ以下の微粉炭と０．５ｍｍ超の粗粉炭とに分
級し、前記微粉炭を熱間で塊成化することを特徴とし、
さらに予熱した粗粉炭を３００〜４００℃に保持し、塊
成炭と混合することを特徴とする。

【００１０】

【作用】以下、その具体的内容について説明する。

【００１１】図１は本発明に関わるコークス製造プロセ
スを示す図である。１は石炭乾燥予熱機、２は石炭ホッ
パー、３は石炭加熱機、４はサイクロン、５は熱間成形
機、６は混炭機、７はコークス炉、８は熱交換機を各々
示す。

【００１２】本発明者らは図１に示すようなコークス製
造プロセスを前提として、また表１のような原料炭の配
合に対して石炭を高温に予熱した場合のコークス品質を
調査・検討した。

【００１３】実験には、表１に性状を示す室炉コークス
製造プロセスで使用される代表的な強粘結炭であるＡ炭
（ＶＭ２４．８％、最高流動度ｌｏｇｄｄｐｍ２．７
４）と室炉コークスで使用される非微粘結炭Ｂ炭（ＶＭ
３４．０％、最高流動度ｌｏｇｄｄｐｍ１．００）を５
０対５０の重量比で配合した原料炭を用いてコークス製
造実験を行った。本明細書における最高流動度とはＪＩ
ＳＭ８８０１に示されているギーセラープラストメータ
による測定結果に基づくものである。この結果、昇温速
度１００〜１，０００℃／秒で３５０〜４５０℃に急速
加熱することにより石炭の改質が可能となるため、前記
条件で予熱した石炭をコークス炉に装入して乾留するこ
とによりコークス品質が向上することを見い出した。

【００１４】すなわち、本発明は非微粘結炭を含む配合
炭を昇温速度１００〜１，０００℃／秒で３５０〜４５
０℃に予熱した石炭をコークス炉に装入することを特徴
とする高炉用コークス製造方法である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明において非微粘結炭の配合
割合が６０％超では高炉用コークスとして充分なコーク
ス強度が得られないため好ましくない。したがって、非
微粘結炭の上限は６０ｗｔ％とする。非微粘結炭が含ま
れていない場合でも本発明の方法により高炉用コークス
を製造すると生産性が大幅に向上する効果を享受でき
る。従って、非微粘結炭の下限は０ｗｔ％とする。但
し、従来法でも非微粘結炭を２５ｗｔ％使用できるた
め、非微粘結炭を２５〜６０ｗｔ％含むことが特に好ま
しい。原料炭の予熱方法としては、気流乾燥機または循
環流動層などが適用可能であるが、多量の石炭を３５０
〜４５０℃まで急速に加熱する装置としては気流乾燥機
が適当であり、設備制約により昇温速度の下限は１００
℃／秒で上限は１，０００℃／秒とする。

【００１６】原料炭を予熱した後、コークス炉に装入す
るまでの保持時間は最大２時間程度である。原料炭の予
熱時の保持温度が３００℃未満ではコークスの強度向上
効果が小さいため、予熱時の保持温度の下限値は３００
℃とする。また、原料炭の予熱時の保持温度が４００℃
超では原料炭の粘結成分が系外に散逸してしまうため、
予熱時の保持温度の上限値は４００℃とする。

【００１７】図３に１例を示すように、昇温速度５００
℃／秒で４００℃に予熱した石炭の内、３０ｗｔ％にあ
たる０．５ｍ以下の微粉炭を塊成化した後、昇温速度５
００℃／秒で４００℃に予熱した石炭と混合してコーク
ス炉に装入して乾留して得られるコークスの強度は従来
法の７５．８と比べて８０．３と大幅に向上する事がわ
かった。０．５ｍｍ以下の微粉炭をコークス炉に装入す
ると嵩密度が小さいためコークス強度が低くなり、装
入、搬送時に発塵の問題もある。そこで、微粉炭は塊成
化する必要がある。この結果、コークス製造用原料炭中
の非微粘結炭の使用割合を従来の２５％から６０％まで
大幅に増加させることが可能となった。

【００１８】本発明者らが熱間成形時の原料炭の分級点
と成形性の関係について鋭意検討を重ねた結果、図４に
１例を示すように分級点を０．５ｍｍ以下とした場合に
成形炭の強度が高く、成形炭の歩留が向上する。そこ
で、本発明では０．５ｍｍ以下の粉炭を微粉炭とし、
０．５ｍｍ超の粉炭を粗粉炭とする。分級方法はサイク
ロンによる風力分級が好ましい。成形方法はダブルロー
ルプレスによるロール成形が好ましい。また予熱した微
粉炭は予熱温度である３５０〜４５０℃で熱間成形する
ことがコークス強度の向上の点で好ましい。

【００１９】本明細書における粉炭とは３ｍｍ以下の粒
度が８０ｗｔ％以上程度に粉砕された石炭を示す。

【００２０】また、本明細書でコークス強度とはＪＩＳ
Ｋ ２１５１に示されているドラム強度（Ｄ
Ｉ¹⁵⁰ ₁₅ ）を示す。

【００２１】本明細書において、非微粘結炭とは粘結力
指数（ＣＩ）が８０未満の石炭と定義する。粘結力指数
（ＣＩ）の測定方法は石炭利用技術用語辞典（社団法人
燃料協会）ｐ．２５２に示されているように、石炭１ｇ
（粒度０．２５ｍｍ以下）に粉コークス９ｇ（粒度０．
２５〜０．３ｍｍ）を配合したものを磁性るつぼで９０
０℃で７分間乾留してコークス化し、かくして得られた
コークスを０．４２ｍｍの篩にかけて、その篩上に留ま
った量をＡｇとし、

【００２２】

【数１】

【００２３】で表示する方法である。

【００２４】

【実施例】

実施例１ 従来法に基づいて、表１に性状を示す粘結炭Ａ炭５０ｗ
ｔ％および非微粘結炭Ｂ炭５０ｗｔ％を配合し原料炭を
石炭乾燥予熱機１で１５０℃に加熱して乾燥した後、コ
ークス炉７に装入してコークス温度９００℃まで乾留し
た。この結果、コークス強度（ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅ ）は７５．８
％であった。

【００２５】

【表１】

【００２６】これに対して、本発明に基づいて、表１に
性状を示す粘結炭Ａ炭５０ｗｔ％および非微粘結炭Ｂ炭
５０ｗｔ％を配合し原料炭を石炭乾燥予熱機１で１５０
℃に加熱して乾燥した後、石炭ホッパー２に移送した。
乾燥炭を石炭ホッパー２から気流槽式の石炭加熱機３に
投入し、石炭加熱機３で４００℃まで５００℃／秒で急
速加熱して予熱した後、原料炭をサイクロン４にて分級
し、０．５ｍｍ以下の微粉炭は熱間成形機５により線圧
２．５ｔ／ｃｍで４００℃熱間成形した後、前記原料炭
の０．５ｍｍ超の粗粉炭を３５０℃で１時間保持した
後、混炭機６にて塊成炭と混合した後、コークス炉７に
装入してコークス温度９００℃まで乾留した。この結
果、コークス強度は従来法の７５．８％に対して８０．
３％と大幅に向上した。ここで、原料炭をあらかじめ１
５０℃で乾燥した後、急速加熱したのは、原料炭は８〜
１２％の水分を含んでいるため、まず乾燥することによ
り、加熱効率が向上する。ただし、乾燥工程を省略して
も急速加熱は可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明により冶金用コー
クス製造プロセスにおいて原料炭中の非微粘結炭の使用
割合を大幅に増加させることが可能となり、本発明の技
術的、および経済的な効果は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する高炉用コークス製造プロセス
の全体フロー図。

【図２】従来のコークス製造プロセスのフロー図。

【図３】本発明の実施例１におけるコークス強度向上効
果を示す図。

【図４】石炭粒度と成形炭歩留の関係を示す図。

【符号の説明】

１…石炭乾燥予熱機 ２…石炭ホッパ
ー ３…石炭加熱機 ４…サイクロン ５…熱間成形機 ６…混炭機 ７…コークス炉 ８…熱交換機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非微粘結炭を０〜６０ｗｔ％含み、残部
   が粘結炭よりなる原料炭を昇温速度１００〜１，０００
   ℃／秒で３５０〜４５０℃に予熱した後に、微粉炭と粗
   粉炭とに分級し、微粉炭を熱間で塊成化し、予熱した粗
   粉炭と前記塊成炭とを混合した後、コークス炉に装入し
   て乾留することを特徴とする高炉用コークス製造法。
2. 【請求項２】 予熱した原料炭を０．５ｍｍ以下の微粉
   炭と０．５ｍｍ超の粗粉炭とに分級し、前記微粉炭を熱
   間で塊成化することを特徴とする請求項１記載の高炉用
   コークス製造方法。
3. 【請求項３】 予熱した粗粉炭を３００〜４００℃に保
   持し、塊成炭と混合することを特徴とする請求項１また
   は請求項２記載の高炉用コークス製造方法。