JPH1192767A

JPH1192767A - 配合炭の収縮性推定方法

Info

Publication number: JPH1192767A
Application number: JP25693597A
Authority: JP
Inventors: Seiji Sakamoto; 誠司坂本; Katsutoshi Igawa; 勝利井川
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 1999-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】配合炭の収縮性を高精度で推定できる配合炭
の収縮性の推定方法を提供する。【解決手段】複数種の石炭からなる配合炭の収縮性を
推定するにあたり、その配合炭を、２種類の各石炭の組
み合わせの集合として、その２炭種組み合わせの収縮率
を、各単味炭の収縮率の平均値と、その平均値からのず
れの尺度である配合効果係数とで表し、前記２炭種組み
合わせの収縮率と、各石炭の単味の収縮率とを用いて前
記配合炭の収縮率を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数の石炭を配
合してコークスを製造するに際し、石炭の配合を管理す
るために、配合炭の収縮性を推定する方法とくに異炭種
間の相互作用を考慮して高精度に推定する方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、高炉用コークスとしては、高炉
の安定操業の観点から、強度、粒度、気孔率などの特性
が安定したものが求められ、なかでも強度は特に重要な
特性とされている。ところで、そうしたコークスを製造
するためには、石炭の選択が重要である。その石炭は、
乾留温度の上昇に伴って軟化溶融して、流動、収縮し、
再固化によって収縮し、セミコークスへと変化する。こ
こで、石炭の膨張, 収縮現象は、コークス強度発現に重
要な因子と考えられていることから、配合炭の配合設計
を行う上で、各銘柄炭 (単味炭) の収縮性の高精度の推
定が重要となる。また、乾留後、コークスを炉外へ押出
す際にコークスの収縮が不足すると、コークスを炉外へ
の押出しが困難になり、場合によっては炉壁レンガの損
傷を招くおそれがある。従って、コークス炉の安定操業
の観点からも、配合する石炭の収縮性の管理は、配合設
計を行う上で極めて重要である。

【０００３】一方、単味炭の収縮性については、通常、
熱機械分析装置 (ＴＭＡ）などにより評価される。すな
わち、これらの収縮性は図１に示すような温度変位曲線
を測定して収縮性を評価している。なお、ここでいう収
縮率とは、各炭種によって異なる一次収縮における収縮
率で示される。

【０００４】要するに、従来、配合炭の収縮性について
は、単に各単味炭における収縮性の評価法をそのまま応
用しており、配合される各石炭の収縮率の加重平均値を
求めて、その加重平均値を配合炭の収縮率として推定し
ているのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】さて、高炉用コークス
というのは、通常、１０〜２０銘柄の原料石炭 (単味
炭) を配合して製造されるが、その原料石炭として用い
られる単味炭は、産出国、炭鉱、炭層などにより性質、
すなわち軟化溶融温度、温度幅、流動性、炭化度、膨張
性、収縮性、揮発分などが異なる。このため、炭種の組
み合わせによっては、例えば、収縮性は、加重平均値に
なる場合もあれば、ならない場合もある。従って、従来
より指摘されている炭種間の相性を考慮することが、コ
ークス強度やコークス炉の安定操業の観点からも重要で
ある。

【０００６】しかしながら、上述した従来の配合炭の収
縮性推定方法にあっては、配合する炭種間の相性、すな
わち異炭種間の相互作用については何ら考慮していな
い。そのために、高精度の推定ができないという問題が
あった。

【０００７】この発明の目的は、従来技術が抱えている
上述した問題の克服, すなわち、配合炭の収縮性を高精
度で推定できる方法を提案することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明は、複数種の石炭からなる配合炭の収縮性
を推定するにあたり、その配合炭を、２種類の各石炭の
組み合わせの集合として、その各２炭種組み合わせの収
縮率を、各単味炭の収縮率の平均値と、その平均値から
のずれの尺度である配合効果係数とで表し、そして、前
記各２炭種組み合わせの収縮率と、各単味炭の収縮率と
を用いて前記配合炭の収縮率を推定することを特徴とす
る方法を提案する。

【０００９】さらに、この発明は、複数種の石炭からな
る配合炭の収縮性を推定するにあたり、その配合炭を、
２種類の各石炭の組み合わせの集合として、石炭(i) お
よび石炭(j) の各２炭種ごとの組み合わせの収縮率Ｃ
(i,j) を、各単味炭の収縮率Ｃ(i,i) , Ｃ(j,j) の平均
値と、その平均値からのずれの尺度である配合効果係数
γ(i,j) を用いて、Ｃ(i,j) ＝｛１＋γ(i,j) ｝｛Ｃ
(i,i) ＋Ｃ(j,j) ｝／２で表し、前記配合炭の収縮率
Ｃを、前記各２炭種組み合わせの収縮率Ｃ(i,j) と、各
単味炭の収縮率Ｃ(i,i) , Ｃ(j,j) とを用いて、単味炭
の全収縮率の加成性項と、組み合わせによって生じる相
互作用項とに分離された下記の推定式を用いて推定する
ことを特徴とする配合炭の収縮性推定方法を提案する。

【数２】

【００１０】この発明の一実施形態では、前記単味炭の
収縮率Ｃ(i,i) および配合効果係数γ(i,j) を、各石炭
について予め実測した平均反射率(Ro)、全活性成分量(T
R)などの特性値や、２炭種の特性値の差で重回帰などに
より求めた推定式で推定する。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の特徴は、配合炭の収縮
性を精度良く推定するために、収縮率の推定式に、配合
する各単味炭の収縮性に関する相互作用である相性を指
標化して導入するようにした点にある。なお、この収縮
性に関する相互作用を指標化する方法は、基本的には、
本出願人が先に提案した配合炭のコークス特性推定方法
（特願平８−６４２９２号）を収縮性の推定に拡張した
ものである。

【００１２】ところで、先に提案した配合炭のコークス
特性推定方法は、コークス強度に着目したものであっ
て、いわゆる多銘柄配合コークスを２炭種の組み合わせ
の集合と考え、異炭種間の組み合わせ強度を、各単味コ
ークス強度の平均値からのズレの尺度として強度に関す
る配合効果係数を定義し、各組み合わせの相互作用を考
慮するようにしたものである。

【００１３】これに対し本発明は、かかる配合炭のコー
クス特性推定方法をベースにして、石炭の収縮性に応用
したものである。即ち、多銘柄からなる配合炭を２炭種
の組み合わせの集合と考え、異炭種間の組み合わせの収
縮率を、各単味炭の収縮率の平均値からのズレの尺度と
して収縮性に関する配合効果係数を定義して、各組み合
わせの相互作用を考慮するようにした点に特徴がある。

【００１４】ところで、上記（１）式に基づいて、炭種
間の相互作用を考慮して配合炭の収縮性を推定するにあ
たっては、単味炭の収縮率Ｃ(i,i) と配合効果係数γ
(i,j)の推定式とが不可欠となる。ここで、配合効果係
数γ(i,j) については、２種配合試験で上記（１）式を
変形すると、下記の（２）式のような評価式で示すこと
ができる。

【数３】

【００１５】したがって、いくつかの炭種の組み合わせ
による２種配合試験で配合効果係数γ(i,j) を求め、そ
の係数に基づいて予め配合効果係数の推定式を得れば、
上記（１）式から配合炭の収縮性を高精度に推定するこ
とが可能となる。

【００１６】

【実施例】この発明に従って配合炭の収縮性を推定する
にあたっては、単味炭の収縮率と配合効果係数とを必要
とすることから、それぞれを実験で求めた。実験に用い
た石炭は、表１に示す１０種（Ａ〜Ｊ）で、収縮率は、
熱機械分析装置で測定した。

【表１】

【００１７】図２は、測定例として、石炭Ａ、石炭Ｂ、
およびそれらの２種組合せ配合炭（配合率１：１）の温
度変位曲線を示すものである。このように、２種の組み
合わせによっては、収縮率の加成性が全く成り立たない
場合もある。なお、性状の類似した石炭Ｄと石炭Ｅとで
は、ほぼ収縮率の加成性が成り立つ。

【００１８】上記１０種類の石炭の主な組み合わせによ
る２種組合せ配合炭（配合率Ａ：Ｂ＝１：１）の収縮率
の測定で得られた配合効果係数の実測値と、各単味炭の
平均反射率Roをパラメータとして重回帰により求めた配
合効果係数の推定値との対応を、図３に示す。なお、図
３において、配合効果係数を推定するパラメータは、２
炭種の組み合わせの平均性状および２炭種の組み合わせ
の性状の差の一方または双方を用いた。具体的には、Δ
Ro(i,j) とRo(i,j) を用いて推定式を得た。ここで、Δ
Ro(i,j) ＝｜Ro(i) −Ro(j) ｜,Ro(i,j)＝（Ro(i) ＋Ro
(j) ）／２である。なお、パラメータとしては、上記の
他、全活性成分量TRや、石炭の性状を表すその他の物性
値を用いることもできる。

【００１９】表１に示した各石炭を用いて、４銘柄組合
せの配合炭（配合率は、各々２５％）の収縮率を５ケー
スについて測定した。この場合の実測値と、本発明法に
従って求められる推定値との対応を図４に示した。な
お、この図４には、参考のために、従来法による各配合
についての単味炭の収縮率の加重平均値も示した。即
ち、図４から明らかなように、この発明による配合炭の
収縮率の推定値は、実測値とよく一致していることがわ
かる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、配
合炭の収縮性の推定に、異炭種間の相互作用を指標化し
て導入したので、収縮性を高精度で推定することができ
る。これにより、コークス炉の安定操業、コークスの品
質安定化に寄与するだけでなく、装入炭の配合の自由度
が広がり、劣質炭の増配合も可能となるので、原料炭の
コスト低減にも寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱機械分析装置による単味炭の温度−変位曲線
の一例を示す図である。

【図２】２種組合せ配合炭およびその各単味炭の温度変
位曲線の一例を示す図である。

【図３】２種組合せ配合炭の収縮率の測定で得られた配
合効果係数の実測値と、本発明に従って求めた配合効果
係数の推定値との対応を示す図である。

【図４】４銘柄の組合せ配合炭の収縮率の実測値と、本
発明による推定値との対応を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数種の石炭からなる配合炭の収縮性を
推定するにあたり、その配合炭を、２種類の各石炭の組み合わせの集合とし
て、その各２炭種組み合わせの収縮率を、各単味炭の収縮率
の平均値と、その平均値からのずれの尺度である配合効
果係数とで表し、そして、前記各２炭種組み合わせの収縮率と、各単味炭の収縮率
とを用いて前記配合炭の収縮率を推定することを特徴と
する配合炭の収縮性推定方法。
【請求項２】複数種の石炭からなる配合炭の収縮性を
推定するにあたり、その配合炭を、２種類の各石炭の組み合わせの集合とし
て、石炭(i) および石炭(j) の各２炭種ごとの組み合わせの
収縮率Ｃ(i,j) を、各単味炭の収縮率Ｃ(i,i) , Ｃ(j,
j) の平均値と、その平均値からのずれの尺度である配
合効果係数γ(i,j) を用いて、Ｃ(i,j) ＝｛１＋γ(i,j) ｝｛Ｃ(i,i) ＋Ｃ(j,j) ｝／
２で表し、前記配合炭の収縮率Ｃを、前記各２炭種組み合わせの収
縮率Ｃ(i,j) と、各単味炭の収縮率Ｃ(i,i) , Ｃ(j,j)
とを用いて、単味炭の全収縮率の加成性項と、組み合わ
せによって生じる相互作用項とに分離された下記の推定
式を用いて推定することを特徴とする配合炭の収縮性推
定方法。【数１】
【請求項３】請求項２記載の配合炭の収縮性の推定方
法において、前記単味炭の収縮率Ｃ(i,i) および配合効果係数γ(i,
j) を、各石炭について予め実測した平均反射率(Ro)、
全活性成分量(TR)などの特性値や、２炭種の特性値の差
で重回帰などにより求めた推定式で推定することを特徴
とする配合炭の収縮性推定方法。