JPH1121561A

JPH1121561A - 高炉用コークスの製造方法

Info

Publication number: JPH1121561A
Application number: JP17698697A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Fukada; 喜代志深田; Shozo Itagaki; 省三板垣; Izumi Shimoyama; 泉下山; Hidenori Sumiya; 秀紀角谷
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1997-07-02
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 1999-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】強度の大きなコークスを製造すると、嵩密度
が小さくなり、このコークスを高炉へ装入すると、滞留
時間が長くなって、粉化が進行し、通気性が阻害され
る。【解決手段】粘結炭および非微粘結炭が配合された配
合炭を乾留してコークスを製造する際に、非微粘結炭の
粒度を３ｍｍ以下１００％にする。あるいは上記配合炭
に、石炭の軟化溶融時に固相として存在するオイルコー
クス、粉コークス、無煙炭などの炭素材の粉末を添加す
る。

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の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在の高炉操業においては、特に、微粉
炭の多量吹き込み操業の定常化に伴って、炉下部の通気
性の低下が問題点として挙げられている。この通気性の
低下は、微粉炭吹き込みによって、炉内の通気性を確保
するためのコークスの装入量が減少するために起こるも
のである。このため、高炉操業においては、通気性を確
保するための処置の一つとして、炉内におけるコークス
層の容量を増すために、大粒径コークスの装入が行われ
ている。

【０００３】このような目的で装入される大粒径コーク
スは、一般に、乾留温度を下げる方法、あるいは高強度
コークス製造用の配合炭を使用する方法によって製造さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
通気性維持を目的として装入される大粒径コークスを製
造する場合、高強度コークス製造用の配合炭を使用する
方法を採用すると、高価な石炭を配合しなければならな
いので、コークスのコストが高くなる。また、乾留温度
を下げる方法を採用すると、コークス炉の稼働率が低下
するので、上記同様に、コークスのコストが高くなる。
このため、上記の目的に適う通気性維持機能を発揮する
安価なコークスの出現が望まれている。

【０００５】ところで、コークスの粒径を大きくする手
段としては、上記の他に、コークス塊内に形成される気
孔を増やして嵩密度を小さくする方法もあるが、単に、
気孔率を大きくしただけではコークス強度が低下してし
まい、高炉内へ装入した際に炉下部で破壊して細粒化す
る。その結果、炉下部の通気性低下に係る問題は、依然
として解消されない。

【０００６】本発明は、上記した製造コストに係る問題
を解消し、粘結炭および非微粘結炭が配合された通常の
配合炭を使用して、強度を低下させずに嵩密度の小さい
コークスを製造することができる方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明は、粘結炭と非微粘結炭（粘結性が非
常に低く、ＭＦ（最高流動度）が１０DDPM以下の石炭）
が配合された配合炭を乾留するコークスの製造方法にお
いて、非微粘結炭の粒度を３ｍｍ以下１００％にするこ
とを特徴としている。

【０００８】また、第２の発明は、上記配合炭に、さら
に石炭の乾留温度よりも高い軟化溶融温度の炭素材粉末
を添加することを特徴としている。

【０００９】コークス塊の嵩密度を小さくするために
は、コークス塊内に形成される気孔の容積を増やせばよ
いが、コークスの強度は、一般に、基質の強度性能（材
質的強度）と気孔の容積（気孔率）によって決まるもの
であり、そのうち基質の強度性能は使用した配合炭の性
状やコークス炉の操業条件によって実質的に決定される
ので、ただ気孔率だけを大きくしただけでは、逆に、コ
ークス強度は低下する傾向になる。

【００１０】そこで、本発明者らは、強度を低下させず
に嵩密度の小さいコークスをつくると言う相反する問題
について種々検討を重ねた結果、気孔径の分布が適当な
範囲に収まるようにしながら、気孔率を大きくすれば、
上記の問題は一挙に解決されるとの結論を得た。

【００１１】石炭は３８０℃程度に加熱された段階で軟
化溶融し、５５０℃程度まで加熱された段階で再び固化
する過程を経てコークスとなる。コークスの気孔は、石
炭が軟化溶融状態にあるときに発生したガスが溶融物が
固化する際に閉じ込められることによって形成されたも
のである。この際、発生ガスが軟化溶融層内から抜け出
す速さを調節すれば、コークス塊に形成される気孔を望
ましい状態にすることが可能である。すなわち、発生ガ
スが軟化溶融層内から抜け出す速さを遅くすれば、内部
に閉じ込められるガス量が増加し、気孔率は大きくな
る。

【００１２】液体中のガスが抜け出す速度を変えるため
の手段の一つとして、液体の粘度を変化させることが挙
げられる。粘度が小さい液体からのガスの排出は速く、
粘度が大きな液体からのガスの排出は遅くなる。従っ
て、軟化溶融層の粘度が大きくなるようにすれば、発生
ガスの排出速度が遅くなって、閉じ込められるガス量が
増加し、気孔率が大きくなる。また、その際に生成する
気孔の径も大きくなる。

【００１３】そして、気孔率が同じコークス同士を比べ
た場合、気孔径が大きいものの方が気孔数が少なく、気
孔壁が厚くなっているので、そのコークスの強度は大き
くなる。但し、気孔径が大きくなり過ぎると、かえっ
て、コークスの強度が低下するので、気孔が適当な大き
さになるようにする。好ましい気孔の大きさは１０μｍ
〜１００μｍ程度の範囲である。

【００１４】ところで、石炭の軟化溶融層は、軟化溶融
物（液相）、軟化溶融現象を示さない組成成分である不
活性成分（固相）、発生ガス（気相）の３相からなって
いる。このため、レオロジーの考え方を当てはめれば、
固相である不活性成分の粒子をより細かくすれば、石炭
の軟化溶融層の粘度は大きくなる。

【００１５】そこで、本発明においては、軟化溶融層中
に存在する固相分を細かな粒子にするために、固相分と
なる不活性成分の含有量が多い非微粘結炭の粒度を細か
くする。この際、大きさが１０μｍ〜１００μｍ程度の
好ましい気孔を形成させるためには、非微粘結炭の粒度
を３ｍｍ以下１００％程度になるようにする必要があ
る。

【００１６】また、新たに、微細な固相分を添加し、軟
化溶融層中に微細な固相分を存在させるようにしてもよ
い。新たな添加物としては、加熱時に軟化溶融しないで
固相のままで存在するものであればよいが、生成したコ
ークスの炭素含有率を低下させるものは好ましくないの
で、オイルコークス、粉コークス、無煙炭などのような
高軟化溶融温度の炭素材粉末を添加するのがよい。

【００１７】別の面からガス発生とコークス強度の関係
を検討してみると、ガスの発生状況によってコークスの
強度が変化すると言う問題がある。すなわち、石炭の軟
化溶融時には、不活性成分からガスが発生するが、その
ガス発生が部分的に偏って起こると、その箇所の気孔壁
が薄くなり、コークス強度の低下がもたらされる。この
ため、本発明においては、不活性成分が多量に含まれて
いる非微粘結炭の粒度を細かくすることによって、不活
性成分からのガス発生を分散させ、気孔壁の薄層化を防
ぐことも図っている。

【００１８】従って、非微粘結炭の粒度を細かくするこ
とによって、軟化溶融層の粘度が上がって気孔容積が増
加し、生成するコークスの嵩密度が小さくなると言う効
果がもたらせられると共に、コークスの強度低下が防止
される。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の方法によってコークスを
製造した試験の結果について説明する。試験は実炉をシ
ミュレートすることが可能な熱処理炉を用いて実施し
た。また、試験は、表１に示すように、配合条件Ａ〜Ｄ
の４条件について実施した。Ａ〜Ｄの各試験において
は、各配合炭ともＲｏ（平均最大反射率）が１．１０
％、ＭＦ（最高流動度）が２００DDPM、ＴＩ（不活性成
分）が２８％になるように配合し、各配合炭の性状が同
じになるようにした。そして、配合条件Ａの場合には、
非微粘結炭の粒度を細かく（−３mm１００％）して乾留
した。また、配合条件Ｂ、Ｃ、Ｄの場合には、それぞ
れ、オイルコークス、粉コークス、無煙炭を添加して乾
留した。熱処理条件については、各試験ともに一定と
し、温度１１００℃、乾留時間２０時間にした。

【００２０】なお、比較のために、従来の方法について
も試験を行った。この比較試験においては、表１（配合
条件Ｅ）に示すように、非微粘結炭の粒度を細かくせ
ず、また添加物も加えないで乾留した。

【００２１】そして、上記試験によって得られたコーク
スの品質を表２に示す。なお、表２に示す強度および気
孔率はＪＩＳ−Ｋ２１５１の測定法によって求めた。

【００２２】表２の結果によれば、コークス強度（Ｄ
Ｉ）については、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの各測定値の間に
若干の差はあるが、実用上同程度の値であるものと見な
すことができる。しかし、気孔率についてみると、本発
明の方法による結果Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値は従来法による
結果Ｅの値より大きく、その間には明らかな差が認めら
れる。従って、非微粘結炭を細かく粉砕したり、オイル
コークスの粉末、粉コークスの粉末、あるいは無煙炭の
粉末を添加することにより、強度を低下させることな
く、嵩密度の小さいコークスを製造できることが確認さ
れた。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】

【発明の効果】本発明によれは、強度を低下させずに嵩
密度の小さいコークスを製造することができ、高炉内に
おいて充分な通気性が確保され、安定操業を継続するこ
とができるコークスを供給することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者角谷秀紀東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粘結炭と非微粘結炭が配合された配合炭
を乾留するコークスの製造方法において、非微粘結炭の
粒度を３ｍｍ以下１００％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】粘結炭と非微粘結炭が配合された配合炭
を乾留するコークスの製造方法において、該配合炭に、
乾留温度よりも高い軟化溶融温度を持つ炭素材粉末を添
加することを特徴とする高炉用コークスの製造方法。