JPH10212485A

JPH10212485A - 高強度コークス製造方法

Info

Publication number: JPH10212485A
Application number: JP1554397A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kato; 加藤健次; Takashi Arima; 孝有馬
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 1998-08-11
Anticipated expiration: 2017-01-29
Also published as: JP3854355B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高炉用コークス製造プロセスにおいて高強度
のコークスを製造する方法を提示する。【解決手段】高炉用コークス製造プロセスにおいて非
微粘結炭を２０〜６０ｗｔ％配合してＳＩを３．０〜
３．５の場合は該原料炭の全膨張率を２０％以上、該原
料炭のＳＩが３．５超の場合は全膨張率が５％以上とな
るように石炭を配合し、さらに粘結剤を配合してコーク
ス炉に装入する際の該原料炭の嵩密度を０．８０ｔ／ｍ
³ 以上とすることにより、高炉用コークスを製造するこ
とを特徴とする高強度コークスの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉用コークス製
造プロセスにおいて高強度のコークスを製造する方法を
提示する。

【０００２】

【従来の技術】室炉式コークス製造プロセスにおいて、
従来は、原料炭の構成は粘結性の高い粘結炭を約８０ｗ
ｔ％以上と残りの前記原料炭中の約２０ｗｔ％以下を粘
結性の低い非微粘結炭を配合し、原料炭をコークス炉に
装入して乾留することにより高炉用コークス原料炭を製
造している。非微粘結炭は粘結炭に比べて埋蔵量が多
く、安価であることから、前記非微粘結炭の配合割合を
増加させることにより原料炭の価格を低減させることが
可能となる。そこで、従来より原料炭中の非微粘結炭の
配合割合を増加させる方法の開発が実施されており、以
下のような方法が提案されている。

【０００３】例えば、石炭の粘結性に着目して各石炭の
粉砕粒度を調製して配合することにより、原料炭の乾留
時の粘結性を増加させ、非微粘結炭の使用割合を向上さ
せる方法として粒度調整法（以下、ＣＰＣＰ法と記す）
があり、その原料炭粉砕方法については、燃料協会誌、
第６０巻、第６５３号、ｐ．７７１〜７７９等に発表さ
れている。ＣＰＣＰ法では乾留時に原料炭の粘結性を有
効に利用するために、イナートが少なく良質なビトリニ
ットを多く含む石炭（以下、良質炭と記す）は例えば−
５ｍｍ程度に粗く粉砕し、これに対してイナートの多い
石炭は−２ｍｍ程度以下まで良質炭に比較して細かく粉
砕することにより乾留時の原料炭の粘結特性を改善し、
コークス品質の改善を目的としているが、この方法を用
いても非微粘結炭の使用割合は約１０ｗｔ％が上限であ
る。

【０００４】この他に、コークス炉に装入時の原料炭の
嵩密度を増加させてコークス強度を向上させる方法とし
ては石炭調湿法（以下、ＣＭＣ法と記す）があり、その
プロセスフロー、およびコークス強度向上効果について
は、コークスノート（社団法人、燃料協会編、１９８８
年版）ｐ．１３６や（社）日本鉄鋼協会、ＣＡＭＰ−Ｉ
ＳＩＪ，Ｖｏｌ．３（１９９０），ｐ．４７等に公表さ
れている。ＣＭＣ法ではコークス炉内に装入する原料炭
の水分を５％程度に乾燥することにより装入時の嵩密度
を増加させて、コークス炉内で乾留したコークス全体の
コークス強度を向上させることを目的としているが、こ
の方法を適用した場合でも非微粘結炭の使用割合は約２
０ｗｔ％程度が上限である。

【０００５】また、粘結性の劣る原料炭を用いて高強度
のコークスを製造するために、例えば、石炭化学と工業
（三共出版編、昭和５２年版、ｐ．２５３）に掲載され
ているように、石炭を高温高圧下で液化反応させて得ら
れる溶剤精製炭（またはＳＲＣという）をバインダーと
して原料炭に添加する方法が提案されている。しかし、
ＳＲＣ製造法は設備コストおよびランニングコストが高
いため、パイロットプラント規模の研究開発は終了して
いるが、実機化には到っていない。

【０００６】そこで、コークス炉用原料炭における安価
な非微粘結炭の使用割合を増加させることを可能とする
方法の開発が必要とされていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、原料炭
中の非微粘結炭の使用割合の増加を可能とし、高強度の
高炉用コークスを製造する方法の開発が必要とされてい
た。

【０００８】本発明は、原料炭中の非微粘結炭の使用割
合を増加させた場合においても高強度の高炉用コークス
が製造できる方法を提示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、上記の課題を
解決するために（１）粘結炭に非微粘結炭を２０〜６０ｗｔ％配合し
て、ＳＩを３．０〜３．５、かつ全膨張率を２０〜１０
０％、またはＳＩを３．５超、かつ全膨張率を５〜１０
０％とした原料炭をコークス炉に装入して乾留すること
を特徴とする高強度コークス製造方法。

【００１０】（２）粘結炭に非微粘結炭を２０〜６０ｗ
ｔ％配合して、ＳＩを３．０〜３．５、かつ全膨張率を
３０〜１００％、またはＳＩを３．５超、かつ全膨張率
を１０〜１００％とした原料炭をコークス炉に装入して
乾留することを特徴とする高強度コークス製造方法。

【００１１】（３）上記（１）または上記（２）記載の
高強度コークス製造方法において、さらに配合後の原料
炭を乾燥および／または原料炭に粘結剤を添加して、コ
ークス炉装入後の嵩密度を０．８０ｔ／ｍ３以上に調節
することを特徴とする高強度コークス製造方法。

【００１２】である。

【００１３】本発明において、コークス強度とはＪＩＳ
Ｋ２１５１により測定したドラム強度試験法により
測定し、コークス試料を５０回転後に１５ｍｍ篩上の残
存した重量比で表したものでを示す。

【００１４】本発明において、非微粘結炭とは粘結力指
数（ＣＩ）が８０％以下の石炭を示す。粘結力指数（Ｃ
Ｉ）とは石炭利用技術用語辞典（社団法人燃料協会編、
昭和５８年版）ｐ．２５５に記載されているように０．
２５ｍｍ以下の石炭１ｇに０．２５〜０．３０ｍｍの粉
コークス９ｇを混ぜ、磁性るつぼで９００℃、７分間乾
留した後、０．４２ｍｍでふるい分けし、ふるい上に残
存した重量の百分率で表示する方法である。

【００１５】本明細書で石炭の膨張性とはＪＩＳＭ
８８０１に記載されているディラトメータにより測定し
た全膨張率の値である。

【００１６】また、本明細書でＳＩとは石炭利用技術用
語辞典（社団法人燃料協会編、昭和５８年版）ｐ．１１
７に記載されているように、石炭の組織分析値を用いて
活性成分（ビトリニット）とエクジニットのタイプをそ
の反射率の値によって評価し、石炭化度を評価した指標
である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、その具体的内容について説
明する。

【００１８】図１は本発明に関わる室炉式コークス製造
プロセスを示す図である。１は石炭配合槽、２は石炭切
出装置、３は粘結剤添加装置、４は石炭塔、５は装入
車、６はコークス炉を各々示す。石炭はタール等の粘結
剤と粘結剤添加装置３で混合された後、石炭塔４に送ら
れる。粘結剤と混合した石炭は石炭塔４から装入車５を
介してコークス炉６に装入される。

【００１９】本発明者らは図１に示すコークス製造プロ
セスにおいて、表１に性状を示す石炭を用いて高強度の
コークスを製造する方法について検討した。

【００２０】

【表１】

【００２１】コークス炉内で原料炭を加熱してコークス
を製造する過程において、非微粘結炭は粘結性が低いた
めに乾留時の膨張性が低く、コークスの基質の接着状況
が不良となる。これに比較して、粘結炭を使用した場合
は、コークスの基質の接着状況が良好となるためにコー
クス強度が高い。

【００２２】また、ＳＩは石炭中の活性成分から形成さ
れたコークスの強度を表す指数であり、石炭化度に強く
依存する。このため、粘結炭ではＳＩが高く非微粘結炭
ではＳＩが低くなっており、ＳＩが低い場合は装入炭の
膨張率が低いとコークスの基質の接着状況が不良とな
る。

【００２３】そこで、本発明者らはコークス炉内で石炭
を乾留する際の該原料炭の膨張性およびＳＩを粘結炭と
非微粘結炭の配合量により、所定の範囲に調節すること
により、コークスの接着状況を良好にし、コークス強度
を向上させる方法について、鋭意検討した。

【００２４】図４に１例を示すように、粘結炭に２０〜
６０ｗｔ％の非微粘結炭を配合した原料炭のＳＩが３．
５超の場合は、原料炭の全膨張率が５％以上であればＤ
¹⁵⁰ ₁₅ が８３％以上となり、さらに好ましくは１０％以
上の時にコークスの接着強度が高くなるために、Ｄ¹⁵⁰
₁₅ が８４％以上の高強度のコークスを製造できる。

【００２５】また、図６に示すように原料炭のＳＩが
３．０〜３．５の場合は原料炭の全膨張率が２０％以上
であればＤ¹⁵⁰ ₁₅ が８３％以上となり、さらに好ましく
は全膨張率が３０％以上となるように調製することによ
り、石炭粒子間の接着強度をさらに強固にすることがで
き、Ｄ¹⁵⁰ ₁₅ が８４％以上の高強度のコークスを製造す
ることができる。

【００２６】ＳＩが３．０未満の場合には本発明の方法
を適用しても高強度のコークスは得られない。そこで、
ＳＩの下限値は３．０に限定する。

【００２７】また、本発明者らは上記の原料炭について
装入嵩密度とコークス強度の関係について鋭意検討し
た。この結果、原料炭の装入密度が０．８０ｔ／ｍ³ 以
上の時に嵩密度向上効果により乾留後のコークスの接着
状況が非常に良好になり、コークス強度の向上効果が得
られることが判明した。

【００２８】以上の検討の結果、上記の条件を満足すれ
ば本発明の方法により非微粘結炭を６０ｗｔ％まで配合
しても高強度の高炉用コークスを製造することが可能と
なることを見い出した。

【００２９】原料炭をコークス炉に装入する際の嵩密度
を増加させる方法としては、石炭水分の一部を乾燥させ
る方法と粘結剤を添加する方法があるが、非微粘結炭を
６０ｗｔ％まで多量に使用するためには、これらの両者
を組み合わせたプロセスを適用することが最も好まし
い。

【００３０】そこで、装入炭の嵩密度を任意に調節可能
とする方法として、本発明者らはタール添加率と装入炭
の嵩密度の関係を調査した結果、図５に示すように、粘
結剤添加率と装入炭嵩密度の間には相関関係があること
を見い出した。本発明者らが鋭意検討した結果、石炭の
水分は図５に１例を示すように５％以下、さらに好まし
くは３％以下にすることが好ましい。また、粘結剤とし
てはタール、ＳＯＰ（ソフトピッチ）、石油系粘結剤な
どが適用可能であるが、添加量は原料炭に対して２〜８
％添加することが好ましい。原料炭の嵩密度は該装入炭
の粒度に関係するが、装入炭の粒度はコークス強度に影
響を与えるため、本発明における原料炭の粒度は３ｍｍ
以下７０〜９０ｗｔ％とした。

【００３１】原料炭中の非微粘結炭の含有量が６０ｗｔ
％超に増加するとコークス強度が急激に低下する。そこ
で、本発明では原料炭中の粘結炭の含有量の上限は６０
ｗｔ％に限定する。粘結炭０〜２０ｗｔ％の時は本発明
の方法を適用しなくても高強度のコークスは製造可能で
あるが、本発明の方法は粘結炭１００ｗｔ％、即ち、非
微粘結炭０ｗｔ％の場合にも適用可能である。

【００３２】粘結炭の全膨張率は石炭の銘柄によって異
なるが、３０〜１８０％程度である。非微粘結炭を２０
〜６０ｗｔ％と粘結炭を８０〜４０ｗｔ％配合した場合
の装入炭の全膨張率は最大で１００％程度である。そこ
で、本発明においては原料炭の全膨張率の最大値を１０
０％とした。

【００３３】以上の検討の結果、本発明の方法により高
強度の高炉用コークスを製造することが可能となった。

【００３４】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の方法に従って、表１に示すように
粘結炭４０ｗｔ％と非微粘結炭６０ｗｔ％とを配合し
て、ＳＩを３．４５、全膨張率を３５％とした原料炭で
ある配合１を水分３％に乾燥した後、嵩密度０．８０ｔ
／ｍ³ でコークス炉に装入して炉温１，１８０℃で１６
時間で乾留してコークスを製造した。この結果、得られ
たコークスのドラム強度は８４．８％と高く、高強度の
コークスが製造できた。また、本発明の方法に従って、
表１に示すように粘結炭４０ｗｔ％と非微粘結炭６０ｗ
ｔ％とを配合して、ＳＩを３．４５、全膨張率を４４％
とした配合２を水分３％に乾燥した後、タールを石炭に
対して３ｗｔ％添加して嵩密度を０．８３ｔ／ｍ³ とし
た原料炭に調製した後、コークス炉に装入して炉温１，
１８０℃で１６時間で乾留した。この結果、得られたコ
ークスのドラム強度は８５．４％と高く、高強度のコー
クスが製造できた。

【００３５】〔実施例２〕本発明の方法に従って、表１
に示すように粘結炭６０ｗｔ％と非微粘結炭４０ｗｔ％
とを配合して、ＳＩを４．６０、全膨張率を１８％とし
た原料炭である配合３を水分３％に乾燥した後、嵩密度
０．８０ｔ／ｍ³ でコークス炉に装入して炉温１，１８
０℃で１６時間で乾留してコークスを製造した。この結
果、得られたコークスのドラム強度は８４．５％と高
く、高強度のコークスが製造できた。また、本発明の方
法に従って、表１に示すように粘結炭を４０ｗｔ％と非
微粘結炭を６０ｗｔ％とを配合してＳＩを３．９６、全
膨張率を１６％とした原料炭である配合４を水分３％に
乾燥した後、タールを石炭に対して３ｗｔ％添加して、
嵩密度０．８３ｔ／ｍ³ でコークス炉に装入して炉温
１，１８０℃で１６時間で乾留した。この結果、得られ
たコークスのドラム強度は８５．３％と高く、高強度の
コークスが製造できた。

【００３６】〔実施例３〕本発明の方法に従って、表１
に示すように粘結炭８０ｗｔ％と非微粘結炭２０ｗｔ％
とを配合して、ＳＩを４．０１、全膨張率を３７％とし
た原料炭である配合１を水分３％に乾燥した後、タール
を石炭に対して３ｗｔ％添加して嵩密度を０．８３ｔ／
ｍ³ とした原料炭に調製した後、コークス炉に装入して
炉温１，１８０℃で１６時間で乾留した。この結果、得
られたコークスのドラム強度は８５．４％と高く、高強
度のコークスが製造できた。

【００３７】〔比較例１〕表１に示すように粘結炭を４
０ｗｔ％と非微粘結炭６０ｗｔ％とを配合して、ＳＩを
３．４５、全膨張率を３５％とした原料炭である前記配
合１を水分６％、嵩密度０．７２ｔ／ｍ³ でコークス炉
に装入して炉温１，１８０℃で１７時間で乾留してコー
クスを製造した。この結果、装入後の嵩密度０．８ｔ／
ｍ³ 未満であったため得られたコークスのドラム強度は
７８．６％と低いものであった。

【００３８】また、表１に示すように粘結炭４０ｗｔ％
と非微粘結炭６０ｗｔ％とを配合して、ＳＩを３．２
０、全膨張率を６％とした原料炭である配合６を水分３
％に乾燥した後、嵩密度０．８０ｔ／ｍ³ でコークス炉
に装入して炉温１，１８０℃で１６時間で乾留した。こ
の結果、配合６は全膨張率が２０％未満と小さいため得
られたコークスのドラム強度は８１．６％と低く、高炉
用コークスとしては強度不足のものであった。図２は、
実施例１と比較例１とをドラム強度で対比させた図であ
る。

【００３９】〔比較例２〕表１に示すように粘結炭６０
ｗｔ％と非微粘結炭４０ｗｔ％とを配合してＳＩを４．
６０、全膨張率を２％とした原料炭である配合７を嵩密
度０．７２ｔ／ｍ³ でコークス炉に装入して炉温１，１
８０℃で１７時間で乾留してコークスを製造した。この
結果、配合７は全膨張率が５％未満と小さく、装入後の
嵩密度も０．８ｔ／ｍ³ 未満であったため得られたコー
クスのドラム強度は７８．２％と低く、高炉用コークス
として不適であった。

【００４０】また、表１に示すように粘結炭４０wt% と
非微粘結炭６０wt% とを配合してＳＩを３．９６、全膨
張率を２％とした原料炭である配合８を水分３％に乾燥
した後、コークス炉に嵩密度０．８０ｔ／ｍ³ で装入し
て炉温１，１８０℃で１６時間で乾留してコークスを製
造した。この結果、配合８の全膨張率が５％未満であっ
たため得られたコークスのドラム強度は８１．６％と低
いものであった。図３は、実施例２と比較例２とをドラ
ム強度で対比させた図である。

【００４１】〔比較例３〕表１に示すように粘結炭８０
ｗｔ％と非微粘結炭２０ｗｔ％とを配合してＳＩを４．
０１、全膨張率を３０％とした原料炭である配合９を嵩
密度０．７２ｔ／ｍ³ でコークス炉に装入して炉温１，
１８０℃で１７時間で乾留してコークスを製造した。こ
の結果、装入後の嵩密度が０．８ｔ／ｍ³ 未満であった
ため得られたコークスのドラム強度は８１．９％と低
く、高炉用コークスとしては強度不足であった。図４
は、実施例３と比較例３とをドラム強度で対比させた図
である。

【００４２】

【発明の効果】以上の様に、本発明により、高炉用コー
クス製造プロセスにおいて、安価でかつ資源賦存量の多
い非微粘結炭を多量に使用することが可能となった。本
発明の技術的、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
を示す図。

【図２】本発明を実施例１に適用した場合の効果を示す
図。

【図３】本発明を実施例２に適用した場合の効果を示す
図。

【図４】本発明を実施例３に適用した場合の効果を示す
図。

【図５】石炭嵩密度と装入炭水分の関係、および粘結剤
添加の石炭嵩密度への影響を示す図。

【図６】（ａ）、（ｂ）は原料炭の全膨張率とコークス
強度の関係を示す図。

【符号の説明】

１：石炭配合槽２：石炭切り出し装置３：粘結剤添加装置４：石炭塔５：装入車６：コークス炉

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粘結炭に非微粘結炭を２０〜６０ｗｔ％
配合して、ＳＩを３．０〜３．５、かつ全膨張率を２０
〜１００％、またはＳＩを３．５超、かつ全膨張率を５
〜１００％とした原料炭をコークス炉に装入して乾留す
ることを特徴とする高強度コークス製造方法。
【請求項２】粘結炭に非微粘結炭を２０〜６０ｗｔ％
配合して、ＳＩを３．０〜３．５、かつ全膨張率を３０
〜１００％、またはＳＩを３．５超、かつ全膨張率を１
０〜１００％とした原料炭をコークス炉に装入して乾留
することを特徴とする高強度コークス製造方法。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の高強度コ
ークス製造方法において、さらに配合後の原料炭を乾燥
および／または原料炭に粘結剤を添加して、コークス炉
装入後の嵩密度を０．８０ｔ／ｍ³ 以上に調節すること
を特徴とする高強度コークス製造方法。