JPS5933383A - コ−クスの熱間性状予測方法 - Google Patents
コ−クスの熱間性状予測方法Info
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- JPS5933383A JPS5933383A JP14311682A JP14311682A JPS5933383A JP S5933383 A JPS5933383 A JP S5933383A JP 14311682 A JP14311682 A JP 14311682A JP 14311682 A JP14311682 A JP 14311682A JP S5933383 A JPS5933383 A JP S5933383A
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- Japan
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- coke
- reaction
- strength
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、高炉用コークスの熱間性状として重要な反
応性とくに炭酸ガスとの反応駄、および反応後の強度の
予測方法に関する。
応性とくに炭酸ガスとの反応駄、および反応後の強度の
予測方法に関する。
近年、基本的には、大型高炉の安定稼動とコークス炉の
効率的操業が製銑工程における重要な検討課題となって
いる。こうした中で、コークスの品質管理としては常温
強度とともに熱間性状が屯要視されている。
効率的操業が製銑工程における重要な検討課題となって
いる。こうした中で、コークスの品質管理としては常温
強度とともに熱間性状が屯要視されている。
このような熱間性状の試験方法として、小型反応性試験
法（「コークスサーキュラ−」、第２３巻、第２号、８
２〜８７貞）が広く使用されるようになった。
法（「コークスサーキュラ−」、第２３巻、第２号、８
２〜８７貞）が広く使用されるようになった。
この試験法を要約すると、１９〜２Ｂ肩径に粉砕整粒し
、乾燥したコークス２ｏｏｙ？反応管に入れ、蓋をしだ
後１１００°Ｃの温度に保持された電気炉に装入して毎
分５１の炭酸ガスと反応させる。炭酸ガスと２時間反応
させた後、不活性ガス中で冷却し、残存のコークスを秤
量しその重電χ、１から下記（１）式により反応敞ＷＬ
Ｒを求める。
、乾燥したコークス２ｏｏｙ？反応管に入れ、蓋をしだ
後１１００°Ｃの温度に保持された電気炉に装入して毎
分５１の炭酸ガスと反応させる。炭酸ガスと２時間反応
させた後、不活性ガス中で冷却し、残存のコークスを秤
量しその重電χ、１から下記（１）式により反応敞ＷＬ
Ｒを求める。
ＷＬＲ−（（２００−χｔ ）／２００ ） Ｘ １０
０ ・・・・・・・・・（１）さらに、反応後のコーク
スをＩ型ドラムに入れ、２０ｒｐｍで８０分間回転させ
た後１ＱＮｆＮ篩（一般にＪＩＳＺ８８０に記載されて
いる目開き９．５２１ｎＭの標準篩）を用いて篩分け、
篩上を秤量しその市川χ２ｙから下記（２）式によυ反
応後の強度ＳＩＲを測定するものである。
０ ・・・・・・・・・（１）さらに、反応後のコーク
スをＩ型ドラムに入れ、２０ｒｐｍで８０分間回転させ
た後１ＱＮｆＮ篩（一般にＪＩＳＺ８８０に記載されて
いる目開き９．５２１ｎＭの標準篩）を用いて篩分け、
篩上を秤量しその市川χ２ｙから下記（２）式によυ反
応後の強度ＳＩＲを測定するものである。
ＳＩＲ＝ （χ２／χ、）ｘｌｏｏ ・−・・・・・
・・・・・・・・・・・（２）これらの反応１ｉＷＬＲ
と反応後の強度ＳＩＲの指数は高炉操業とは密接に関係
していることが知られ、これらの指数を推定する試みが
幾つか提案されている。たとえば石炭組織学−Ｌのパラ
メーターや、石炭中の灰分組成を統計的に処理して推定
する方法、さらに単味炭コークスの値から推定する方法
などがある。
・・・・・・・・・・・（２）これらの反応１ｉＷＬＲ
と反応後の強度ＳＩＲの指数は高炉操業とは密接に関係
していることが知られ、これらの指数を推定する試みが
幾つか提案されている。たとえば石炭組織学−Ｌのパラ
メーターや、石炭中の灰分組成を統計的に処理して推定
する方法、さらに単味炭コークスの値から推定する方法
などがある。
しかし、いずれの方法もコークスの炭酸ガスとの反応性
をコークスの物理、化学性状と結びつけて推定するもの
ではなく、用いられる各要因と反応性指数と結びつける
論理性に欠ける。従って推定精度も悪いという欠点があ
る。
をコークスの物理、化学性状と結びつけて推定するもの
ではなく、用いられる各要因と反応性指数と結びつける
論理性に欠ける。従って推定精度も悪いという欠点があ
る。
本発明者らは、コークスの熱間性状である炭酸ガスとの
反応性、または反応後の強度を精度よく推定するために
は、コークスの反応性がコークスのいかなる要因と結び
ついているかを明らかにすることが重要と考え、種々研
究を重ねた結果、炭酸ガスとのコークスの反応性に２い
て、その反応酸は、コークスの気孔率と黒鉛化性から推
定でき、また黒鉛化性は原料の炭化度、不活性成公社、
およびコークスの乾留温度から推定できること、さらに
反応後の強度は前記反応量とコークスのドラム強度から
推定できることを見出したものである。
反応性、または反応後の強度を精度よく推定するために
は、コークスの反応性がコークスのいかなる要因と結び
ついているかを明らかにすることが重要と考え、種々研
究を重ねた結果、炭酸ガスとのコークスの反応性に２い
て、その反応酸は、コークスの気孔率と黒鉛化性から推
定でき、また黒鉛化性は原料の炭化度、不活性成公社、
およびコークスの乾留温度から推定できること、さらに
反応後の強度は前記反応量とコークスのドラム強度から
推定できることを見出したものである。
この発明は、このような知見にもとづいてなされたもの
で、その要旨は、原料炭の炭化度と不活性成分屋、およ
びコークスの乾留温度からコークスの黒鉛化性を求め、
ついで該黒鉛化性と気孔率からコークスの炭酸ガスとの
反応量を算出推ものである。
で、その要旨は、原料炭の炭化度と不活性成分屋、およ
びコークスの乾留温度からコークスの黒鉛化性を求め、
ついで該黒鉛化性と気孔率からコークスの炭酸ガスとの
反応量を算出推ものである。
以下、この発明の詳細について説明する。反応量に関し
ては、従来より１１００″Ｃにおけるコークスと炭酸ガ
スの反応が、化学反応律速とコークスの細孔的拡散抵抗
、すなわち換言すれば、化学的反応と物理的反応とに支
配されると考えて数多くの研究者等によってその要因の
検討がなされている。これらの結果では化学的要因とし
て黒鉛化性、コークス組織、また、物理的要因として炭
酸ガス比表面積などがあげられたが、いずれも個々の要
因についての解析にとどまり、原料石炭の種類や操業条
件の異なるコークスではまだ精度よく推定できる方法は
ない。
ては、従来より１１００″Ｃにおけるコークスと炭酸ガ
スの反応が、化学反応律速とコークスの細孔的拡散抵抗
、すなわち換言すれば、化学的反応と物理的反応とに支
配されると考えて数多くの研究者等によってその要因の
検討がなされている。これらの結果では化学的要因とし
て黒鉛化性、コークス組織、また、物理的要因として炭
酸ガス比表面積などがあげられたが、いずれも個々の要
因についての解析にとどまり、原料石炭の種類や操業条
件の異なるコークスではまだ精度よく推定できる方法は
ない。
本発明者らは、このような現状に鑑み、数多くのコーク
スサンプルを用いて、コークスの各ａｔｔ状とコークス
の反応量との関係についＣ調べた結果、反応量と黒鉛化
性とは大略の関係にあるが十分ではなく、黒鉛化性だけ
で反応後を推定するには精度が悪いことが判明した。こ
れは１ｉＪ記した物理的要因を無視しているためで、物
理的要因として気孔率を用いれば反応１征が高精度に求
めることができることを０８ 認したものである。物理
的要因として理論的には炭酸ガスとの反応表面積を考慮
する必要があるが、実際上、反ｊ心表面積を測定するこ
とはで易ではない。しかし、本発明者らはこの反応表面
積に代わるものとじ−ＣＦ記（３）式にもとづいた気孔
率の影響を考慮すれば、前記黒鉛化性のみによる反応量
推定よりはるかに精度が改善されることを確認した。
スサンプルを用いて、コークスの各ａｔｔ状とコークス
の反応量との関係についＣ調べた結果、反応量と黒鉛化
性とは大略の関係にあるが十分ではなく、黒鉛化性だけ
で反応後を推定するには精度が悪いことが判明した。こ
れは１ｉＪ記した物理的要因を無視しているためで、物
理的要因として気孔率を用いれば反応１征が高精度に求
めることができることを０８ 認したものである。物理
的要因として理論的には炭酸ガスとの反応表面積を考慮
する必要があるが、実際上、反ｊ心表面積を測定するこ
とはで易ではない。しかし、本発明者らはこの反応表面
積に代わるものとじ−ＣＦ記（３）式にもとづいた気孔
率の影響を考慮すれば、前記黒鉛化性のみによる反応量
推定よりはるかに精度が改善されることを確認した。
ＷＬＲ＝ ｋ （Ｐ−ａ）” −ｅ８ｐ（−ｂＬｃ）−
・−・−１３）ここで、Ｐ ：コークスの気孔率 Ｌｃ：コークスの黒鉛化性を示す Ｃ軸方向の結晶子の大きさ くＡ）、 ａ、 ｂ、 ｋ、 ｎ ： 何れも定数、また、コー
クスの黒鉛化性と原料面炭種や操業条件との関係につい
ても膨大なサンプルを用いて調べた結果、−Ｆ紀（４）
（５）式にもとづけばコークスの黒鉛化性ＬＣは原料
石炭の炭化度、不活性成仕置およびコークスの乾留温度
から推定されることが明らかとなった。
・−・−１３）ここで、Ｐ ：コークスの気孔率 Ｌｃ：コークスの黒鉛化性を示す Ｃ軸方向の結晶子の大きさ くＡ）、 ａ、 ｂ、 ｋ、 ｎ ： 何れも定数、また、コー
クスの黒鉛化性と原料面炭種や操業条件との関係につい
ても膨大なサンプルを用いて調べた結果、−Ｆ紀（４）
（５）式にもとづけばコークスの黒鉛化性ＬＣは原料
石炭の炭化度、不活性成仕置およびコークスの乾留温度
から推定されることが明らかとなった。
Ｌｃ ＝ Ｌｃ′・ｅｘｐ（Ｃ（Ｔ １０００） ）
・−−−・（４）Ｌｃ’ ＝ ｅＶＭ 十ｆＴＩ
＋ ｇ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（５）ここで、Ｌｃ′：乾留温度１０００°Ｃの場
合のコークスの黒鉛化性を示すＣ 軸方向の結晶子の大へさ くＡ）、 ′ｒ −乾留温度（°Ｃ）、 ■Ｍ：石炭の揮発分（ｄ、ａ、ｆ）、 ＴＩ ：不活性成分融（％）、 Ｃ１ｄ＄ ｅｌ ｆｌ ｇ ：何れも定数、上記（４
）、 （５）式を前記（３）式に代入することにより、
コークスの気孔率Ｐと黒鉛化性Ｌｃを介した原料性状と
コークス乾留温度Ｔから容易に推定が可能である。
・−−−・（４）Ｌｃ’ ＝ ｅＶＭ 十ｆＴＩ
＋ ｇ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（５）ここで、Ｌｃ′：乾留温度１０００°Ｃの場
合のコークスの黒鉛化性を示すＣ 軸方向の結晶子の大へさ くＡ）、 ′ｒ −乾留温度（°Ｃ）、 ■Ｍ：石炭の揮発分（ｄ、ａ、ｆ）、 ＴＩ ：不活性成分融（％）、 Ｃ１ｄ＄ ｅｌ ｆｌ ｇ ：何れも定数、上記（４
）、 （５）式を前記（３）式に代入することにより、
コークスの気孔率Ｐと黒鉛化性Ｌｃを介した原料性状と
コークス乾留温度Ｔから容易に推定が可能である。
以上のように、本発明方法は、コークスの炭酸ガスとの
反応における反応縁推定において、コークスの気孔率と
黒鉛化性を介した原料石炭性状およびコークス炉の操業
条件を要因として推定することを特徴とするもので、従
来のように原料性状から直接反応鑞を推定するよりも、
はるかに精度よく推定ができる。
反応における反応縁推定において、コークスの気孔率と
黒鉛化性を介した原料石炭性状およびコークス炉の操業
条件を要因として推定することを特徴とするもので、従
来のように原料性状から直接反応鑞を推定するよりも、
はるかに精度よく推定ができる。
一方、反応後の強度についても従来から石炭組織学上の
パラメーター等から推定する試みがなされているが、反
応後の強度という指数は実測では炭酸ガスとの反応後、
■型ドラムを回転させｌＱ＋ｍの篩上重臆から求められ
ることから考えて、反応量から推定するのが論理的とぎ
える。反応後の強度と反応量とは相関関係にあることが
認められるが、バラツキが大きく反応量単独では推定精
度が悪い。これは反応量いかんに係わらず回転強度に対
してはコークスの反応前の強度状態が影響していると考
えられる。
パラメーター等から推定する試みがなされているが、反
応後の強度という指数は実測では炭酸ガスとの反応後、
■型ドラムを回転させｌＱ＋ｍの篩上重臆から求められ
ることから考えて、反応量から推定するのが論理的とぎ
える。反応後の強度と反応量とは相関関係にあることが
認められるが、バラツキが大きく反応量単独では推定精
度が悪い。これは反応量いかんに係わらず回転強度に対
してはコークスの反応前の強度状態が影響していると考
えられる。
従って、コークスの反応前の強度を取り込めばさらに正
確な反応後の強度の推定ができると考えられる。
確な反応後の強度の推定ができると考えられる。
本発明者らはコークスの強度について種々研究した結果
、ＪＩＳ Ｋ２１５１に規定されたドラム試験によシ測
定される８０回転後の１５闘指数（ＤＩ、、。
、ＪＩＳ Ｋ２１５１に規定されたドラム試験によシ測
定される８０回転後の１５闘指数（ＤＩ、、。
以後ドラム強度と称す）で十分代表できることを確認し
、反応後の強度ＳＩＲをＦ紀（６）式により計算するも
のである。
、反応後の強度ＳＩＲをＦ紀（６）式により計算するも
のである。
ここで、Ｊ ’ｌ ’ｅ ｅ ’いずれも定数、前記（
３）式で求められる反応量を上記（６）式に代入すれば
原料性状、および操業条件を考慮した反応後強度を算出
推定することがＨＪ能となるものである。
３）式で求められる反応量を上記（６）式に代入すれば
原料性状、および操業条件を考慮した反応後強度を算出
推定することがＨＪ能となるものである。
以上説明したごとく、この発明はコークスの炭酸ガスと
の反応にしいて、反応はをコークスの気孔率と黒鉛化性
を介して原料石炭はもとより、装入条ビト、乾留条作な
どの操業条件の要因から推定し、さらに反応後の強度を
前記反応量とコ、−クスのドラム強度から推定すること
を特徴とするものである。この発明方法によれば、原料
性状から直接コークスの炭酸ガスとの反応はを推定する
従来方法よりも精度よくコークスの反応性を推定するこ
とができ、今後のコークスの品質管理上極めて有力な手
段である。
の反応にしいて、反応はをコークスの気孔率と黒鉛化性
を介して原料石炭はもとより、装入条ビト、乾留条作な
どの操業条件の要因から推定し、さらに反応後の強度を
前記反応量とコ、−クスのドラム強度から推定すること
を特徴とするものである。この発明方法によれば、原料
性状から直接コークスの炭酸ガスとの反応はを推定する
従来方法よりも精度よくコークスの反応性を推定するこ
とができ、今後のコークスの品質管理上極めて有力な手
段である。
以上。実施例にもとづいてこの発明を説明する。
〔実施例１〕
ｔｒｉ Ｉｌｌ ４５０ ｍｍを有する２５０１ｗＫ気
炉に配合炭Ａを装入嵩密度を駁更させて発熱体温度を１
１８０°Ｃとし、２４時間乾留してコークスを製造した
。配合炭Ａの性状その他を第１表に示す。
炉に配合炭Ａを装入嵩密度を駁更させて発熱体温度を１
１８０°Ｃとし、２４時間乾留してコークスを製造した
。配合炭Ａの性状その他を第１表に示す。
第 １ 表
乾留に際しては、炉ｌ】方向に壁側から炭中°まで等間
隙に１０本の熱電対を取付け、各位置での温度を測定し
た。
隙に１０本の熱電対を取付け、各位置での温度を測定し
た。
乾留後、測温位置の明確な個所からコークスをサンプリ
ングし、ＪＩＳ Ｋ２１５１に定められたドラム試験を
測定したのち、フ゛レーキショークラッシャーで１９〜
２１朋に粉砕整粒したコークスについて反応試嘘を行な
い、反応量と反応後の強度を実測した。
ングし、ＪＩＳ Ｋ２１５１に定められたドラム試験を
測定したのち、フ゛レーキショークラッシャーで１９〜
２１朋に粉砕整粒したコークスについて反応試嘘を行な
い、反応量と反応後の強度を実測した。
一方、該コークスの気孔率と黒鉛化性を測定し、これら
の値からこの発明方法である耐Ｊ述の各氏により、コー
クスの反応１ルと反応後の強度を算出した。
の値からこの発明方法である耐Ｊ述の各氏により、コー
クスの反応１ルと反応後の強度を算出した。
なお、反応屓算出式における各定数は本発明者らの多く
の実験にもとづいて次のように定めた。
の実験にもとづいて次のように定めた。
ａ ＝０．０５４５． ｂ−０，０４，ｃ＝６．７４
ｘｌＯ−４７？＝−０，１８９，ｆ−−０，０６２５ｇ
＝２８．１１． ｈ＝０．０３５２． ｉ−１，７
４ｊ＝−０，２９８，ｋ＝１０６． ｌ！＝２０．
：３ｎ＝０．６６７゜ 各装入炭嵩密度における実測値と、この発明推定値を第
２表に示す。
ｘｌＯ−４７？＝−０，１８９，ｆ−−０，０６２５ｇ
＝２８．１１． ｈ＝０．０３５２． ｉ−１，７
４ｊ＝−０，２９８，ｋ＝１０６． ｌ！＝２０．
：３ｎ＝０．６６７゜ 各装入炭嵩密度における実測値と、この発明推定値を第
２表に示す。
第 ２ 表
第２表から明らかのように、第１表に示す配合炭Ａの原
料性状、コークスの乾留温度がら算出される黒鉛化性推
定値と実測値はよく一致し、この黒鉛化性と気孔率から
推定した反応数ＷＬＲは実測値とほとんど一致した。さ
らに、この推定した反応潰とコークスのドラム強度（Ｄ
Ｉ ）から推定６ した反応後強度ＳＩＲも実測値とよく一致し、この発明
の推定精度が高いことを示している。
料性状、コークスの乾留温度がら算出される黒鉛化性推
定値と実測値はよく一致し、この黒鉛化性と気孔率から
推定した反応数ＷＬＲは実測値とほとんど一致した。さ
らに、この推定した反応潰とコークスのドラム強度（Ｄ
Ｉ ）から推定６ した反応後強度ＳＩＲも実測値とよく一致し、この発明
の推定精度が高いことを示している。
〔実施例２〕
実施例１と同じ電気炉により、配合炭Ｂを、発熱体温度
１１４０°Ｃ，１１８０”Ｃ，１２２０″Ｃに変更し、
２４時間乾留してコークスを製造した。配合炭Ｂの性状
を第８表に示す。
１１４０°Ｃ，１１８０”Ｃ，１２２０″Ｃに変更し、
２４時間乾留してコークスを製造した。配合炭Ｂの性状
を第８表に示す。
第 ８ 表
乾留後、実施例１同様の丈ンブリングを行ない、各サン
プルについてその黒鉛化性と反応鼠と反応後の強度を実
測するとともに、この発明である前記各式により各推定
値を求めた。各定数（ａ〜ｎ）の値は実施例１と同じ値
を用いた。各実測値とこの発明推定値を第４表に示す。
プルについてその黒鉛化性と反応鼠と反応後の強度を実
測するとともに、この発明である前記各式により各推定
値を求めた。各定数（ａ〜ｎ）の値は実施例１と同じ値
を用いた。各実測値とこの発明推定値を第４表に示す。
第 ４ 表
第４表で明らかのように、発熱体温度を変更したコーク
スであっても、実測値と推定値は極めてよく一致してい
る。このように推定精度が高い理由は、第４表に示すコ
ークスの黒鉛化性が発熱体温度の変更に対して敏感に反
映しているためであり、この発明が高精度であることを
示すものである。
スであっても、実測値と推定値は極めてよく一致してい
る。このように推定精度が高い理由は、第４表に示すコ
ークスの黒鉛化性が発熱体温度の変更に対して敏感に反
映しているためであり、この発明が高精度であることを
示すものである。
以−Ｌ、のように、この発明は、高−・順に使用するコ
ークスの熱間性状を極めて高い精度に推定ｆｉＪ能にし
たもので、コークスの品質管理面あるいは高・助操業に
寄ダーする効果大なるものがある。
ークスの熱間性状を極めて高い精度に推定ｆｉＪ能にし
たもので、コークスの品質管理面あるいは高・助操業に
寄ダーする効果大なるものがある。
出願人 住友金属工猶株式会社
［ｊ、Ｔｉ１
Claims (1)
- 原料の炭化度と不活性成分、およびコークスの乾留温度
からコークスの黒鉛化性を求め、ついで該黒鉛化性と気
孔率からコークスの炭酸ガスとの反応蝋を算出推定し、
さらに、該反応咀とコークスのドラム強度から反応後の
強度を算出推定することを特徴とするコークスの熱間性
状予測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14311682A JPS5933383A (ja) | 1982-08-17 | 1982-08-17 | コ−クスの熱間性状予測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14311682A JPS5933383A (ja) | 1982-08-17 | 1982-08-17 | コ−クスの熱間性状予測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5933383A true JPS5933383A (ja) | 1984-02-23 |
Family
ID=15331284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14311682A Pending JPS5933383A (ja) | 1982-08-17 | 1982-08-17 | コ−クスの熱間性状予測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5933383A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03103591U (ja) * | 1990-02-08 | 1991-10-28 | ||
| KR100481295B1 (ko) * | 2000-12-22 | 2005-04-08 | 주식회사 포스코 | 석탄 장입조건과 건류조건을 이용한 코크스 품질 추정방법 |
-
1982
- 1982-08-17 JP JP14311682A patent/JPS5933383A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03103591U (ja) * | 1990-02-08 | 1991-10-28 | ||
| KR100481295B1 (ko) * | 2000-12-22 | 2005-04-08 | 주식회사 포스코 | 석탄 장입조건과 건류조건을 이용한 코크스 품질 추정방법 |
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