JPS6029757B2 - 冶金用コ−クス製造用原料炭の事前処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、捨金用コークス製造用原料炭をコークス炉へ
装入するに際して治金用コークスの生産性、品質、エネ
ルギー原単位の向上をはかるために、捨金用コークス製
造用原料炭を事前処理する方法に関し、特に低位の処理
費でコークスの生産性、品質、エネルギー原単位を飛躍
的に向上できる治金用コークス製造用原料炭の事前処理
方法を提供するものである。

従釆、一般に原料炭はャードに山積みされており、この
原料炭をコークス炉へ装入するに際しては、ャードから
の原料炭は、まず粉砕機で−３側、７０〜９０％に粉砕
され、この粉炭が、一般的に室炉コークス路へ装入され
、乾留され、捨金用コークスが製造される。

以下この事前処理法を粉炭法と呼ぶｏこの場合に室炉コ
ークス炉へ袋入される菱入炭の嵩密度を高めることによ
って上記コークスの生函性、品質、エネルギー原単位を
高めることは衆知である。

そして装入炭の嵩密度を高める方法の内、粉炭を室炉コ
ークス炉へ装入する前の事前処理方法の一つとして装入
炭水分と装入嵩密度との衆知の関係を利用して、前記粉
炭を乾燥して（以下粉炭乾燥法と呼ぶ）、この低水分の
粉炭を装入する方法がある。

また原料炭乾留を室炉コークス炉を使用する場合におけ
る他の事前処理方法として成形炭法（後で詳述する）が
ある。一方、コークスの品質、エネルギー原単位を向上
せしめる目的ではあるが、原料炭の乾留に際して、上記
室炉コークス炉を用いず、例えばシャフト炉等の特殊炉
を使用する成形コークス法がある。

この成形コークス法とは、コークス品質とエネルギー原
単位の向上を目的として前記−３肌、７０〜９０％の粉
炭にピッチあるいは水溶性有機バインダーと水とを添加
、混練し、これをべレタィザ−や成形機等を使用して、
４０〜５仇ゆでに造粒し、必要に応じて乾燥して、造粒
炭となし、この造粒炭を例えばシャフト炉へ充てんして
直接乾留して治金用コークスを製造する方法である。

この方法では、バインダーとしてピッチを使用する場合
は、造粒炭製造コストが高く、一方バインダーとして水
溶性有機バインダーと水を使用する場合は、４０〜５仇
帆◇に造粒するためには、その造粒性から水の添加量が
、原料炭に対して１５〜２０％必要であるため、乾燥の
ため、あるいは乾留のための熱エネルギーが多量に必要
となり、トータルのエネルギー原単位が増大し、工業的
、実用的に不利である。

またシャフト炉等の特殊炉を使用するものであるから、
一般的ではない。また、前記成形炭法とは、コークスの
生産性、品質、エネルギー原単位の向上を目的として、
前記−３柳、７０〜９０％の粉炭の一部にピッチを添加
して、蒸気を吹込みつつ混線し、これを成形機を使用し
て３０〜４助成こ造粒し、成形炭となし、この成形炭と
前記粉炭の一部とを室炉コークス炉へ菱入し、捨金用コ
ークスを製造する方法である。

なお成形炭の原料となる粉炭を特定銘柄の原料炭を粉砕
することで得て、これを原料として成形炭となし、この
成形炭とともに室炉コークス炉へ装入される粉炭につい
ては、別の特定銘柄の原料炭を粉砕して得るようになし
ている場合もある。この成形炭法では、バインダーとし
てピッチを使用すると共に混練に際しては蒸気が必要で
あり、成形炭製造コストが高い。さらに前記粉炭乾燥法
とは、コークスの生産性、品質及びエネルギー原単位の
向上を目的として、衆知の装入炭水分と装入炭高密度と
の関係を利用し、前記粉炭の全量あるいは一部分を乾燥
機で目標水分まで乾燥して、この目標の低水分の粉炭を
全量、コークス炉へ装入したり、低水分の粉炭と乾燥処
理しない他の粉炭とを混合して、目標低水分となしこれ
を菱入する方法（特公昭４７一３９９２１号公報）であ
る。

この粉炭乾燥方法では原料炭が一３柵が７０〜９０％の
範囲の粒度構成のため、これを乾燥機で乾燥処理するに
際して乾燥機出側の排ガス中に多量の徴粉が飛散し排ガ
スをそのまま放散すると環境を悪化する。

これを防止するため上記乾燥機に付帯して複数基の集塵
機が排ガスの通路に直列に配置されているため、乾燥設
備の設備費が高くなり、かつ設備の集塵機での圧力損失
が増加するため、運転電力が大となり、乾燥処理コスト
が高くなる。一方集塵された粉塵は、他の乾燥炭に比較
して低水分でありかつ粒径が小さいため、他の乾燥炭及
び湿炭と混合してコークス炉に装入する場合には、輸送
過程で飛散し、環境悪化防止上からまた集塵機が必要と
なる。さらに袋入時にも、袋入車集塵機の発塵量が大中
に増加し、吸引風量を適正にしなければ、炭塵爆発の危
険性がある。また、コークス炉発生ガス（ＣＯＧ）中へ
の飛散も増加し、安水盾環系でのスラッジ量の増加及び
上記ＣＯＧから分離回収されるタール中へ、徴粉スラッ
ヂが含まれてしまうため、タール品質の低下をひきおこ
すことになる。前記発塵問題を解消すると共に、集塵粉
炭をコークス原料炭として有効利用するために従来、椿
公昭４９一２８２４１号公報に、集塵粉炭に高価な童質
油を添加して、１〜３肋に造粒処理する方法が提案され
ているが、造粒炭の強度を強くするためには童質油の添
加量が、多く必要なため、造粒処理コストが高くつく欠
点がある。

本発明は、前記従釆法の諸欠点を解消する、つまり従来
法に比較して低位の処理費（処理コスト）でもつて、コ
ークス生産性、品質、エネルギー原単位を飛躍的に向上
できる治金用コークス製造用原料炭の事前処理方法を提
供することを目的とするものである。

本発明の要旨は、ヤードに貯炭されている原料炭を分級
点が３〜６肌以下の一定値の分級機で分級し、この分級
点以下の高水分の原料炭に水添加することなく、あるい
は原料炭に対して必要最小限の水を添加し、安価な水溶
性有機バインダーを添加して濠練し、これを造粒機で造
粒し、３〜１３側の造粒炭となし、この造粒炭を乾燥機
で乾燥し、乾燥状態の造粒炭を得ることを特徴とする治
金用コークス製造用原料炭の事前処理方法にある。

以下本発明について詳細に説明する。

ャード‘こ貯炭されている原料炭は、一般に第１図の粒
度分布を有している。

この粒度構成の内で細粒部の石炭は、装入炭高密度を低
下させることが判った。これは、本発明者らの調査結果
、例えば第２図に示す、装入炭における例えば３肌以下
の細粒部の石炭の配合割合と装入炭嵩密度の関係より明
らかである。すなわち第２図は、装入炭における３肋以
下の紬粒炭の割合を減少させることにより、装入炭高密
度を高める（いいかえるとコークスの品質時に冷間強度
、熱間反応後強度を高める）ことができることを示して
いる。そこで本発明者らは第２図の関係に着目して、コ
ークス炉の装入炭高密度を高めるために、ヤード‘こ貯
炭されている原料炭の紬粒部を分級機で分離し、これを
造粒し、３〜１３肋の造粒炭となし、この造粒炭と前述
の如く一般的にコークス炉に菱入されている３肋以下８
０〜９０％の粉炭と混合し、コークス炉へ菱入した結果
、第３図の如き造粒炭配合割合（造粒炭／装入炭）×１
００％）と装入炭高密度の関係が得られた。第３図は３
〜１３脚の造粒炭配合法によれば造粒炭配合割合が６０
％程度で、菱入高密度が最大値を示す。また第１図の粒
度分布を有する原料炭について、粒度別に水分値を調査
した結果、粒度が細かくなるにつれて水分値が高くなる
ことが判った。

第４，５図は調査結果の一例を示したもので、詳しくは
原料炭を分級点を１〜６肋とした。分級機で分級し、各
分級点における分級点以下の粒度の原料炭並びに分級点
以上の粒度の原料炭の水分を第４図，第５図に示したも
のである。なお分級する前の原料炭の平均水分は９％で
ある。これら第４，５図に示すように、例えば３肌分級
すれば、分級点以下の石炭については、平均水分値９％
よりも３％高い１２％の高水分炭が得られ、一方分級点
以上の石炭については、平均水分値９％よりも２％低い
７％の低水分炭が得られる。上記高水分炭と低水分炭の
水分差は５％となっている。

更に例えば６肋分級すれば、分級点以下の石炭について
は平均水分値よりも２％高い高水分炭が得られ、一方分
級点以上の石炭については平均水分値より３％低い低水
分炭が得られ、高水分炭と低水分炭の水分差は５％とな
っている。前記成形コークス法のように、バインダーと
して安価な水溶性有機バインダーを使用する石炭の造粒
法については、一般に造粒用原料の水分が２０％程度必
要であるといわれているが、本発明者らが、水溶性有機
バインダーを使用する前提で、造粒用原料炭粒度構成（
３側分級と６肌分級の分級点以下の石炭の粒度構成）と
造粒炭粒度と造粒時に必要な造粒用原料炭水分値との関
係を調査検討した結果、第６図に示す分級点をパラメー
タとする造粒炭粒度と造粒時の必要水分との関係を得た
。この第６図に示す調査結果から、例えば平均粒度８柳
程度の小粒造粒を指向すれば、３側或は６肌分級した分
級点以下の粒度構成の造粒用原料炭は水分値１２％或は
１１％で造粒可能であることが判った。本発明は以上３
つの新しい知見、即ち、‘１’装入炭粒度分布と装入嵩
密度の関係において、■装入炭中の例えば３側以下の細
粒炭の割合を減少させると菱入炭嵩密度が高まり、原料
炭中の紬粒部を３〜１３肋の造粒炭となし、この造粒炭
と３脚以下８０〜９０％の粉炭との混合炭を菱入炭とす
るとき、造粒炭配合割合が４０〜８０％で菱入炭嵩密度
が充分高くなり、６０％程度で最大値を示すこと、‘２
’原料炭の粒度別水分は粒度が細くなる程高くなり、分
級点３肋或は６肋の分級点以下の分級炭の水分は、原料
炭の平均水分値９％よりも３％或は２％高い１２％或は
１１％であること。

【３’水溶性有機バインダーを使用する条件下での造粒
炭粒度と造粒時に必要な最低の造粒用原料炭水分の関係
において、平均粒度８脚程度の小粒を指向すれば造粒用
原料炭が３肋或は６側分級した分級点以下の粒度構成で
あるとき、その造粒用原料炭の水分値は１２％或は１１
％で造粒可能であること、に基づきなされたもので、原
料炭そのまま装入炭における高密度低下要因である原料
炭中の例えば３肋以下の紬粒炭を除去し、かっこの原料
炭の例えば３側分級点以下の分級炭を、コークス品質向
上要因である装入嵩密度向上のために有効な３〜１３柳
の造粒炭の造粒用原料とすることで、安価な水溶性有機
バインダーを使用して、上記分級炭の保有する水分値で
もつて、ほぼ定常的に水添加することなく、平均粒度８
柳の造粒炭を通常の造粒機でもつて、造粒可能となし、
この結果、安価なバインダーを使用する低位の処理費で
、装入嵩密度を高める造粒炭を得ることができ、このよ
うな造粒炭を装入炭の一部として使用することで、コー
クス品質、生産性を向上せしめることができる。また造
粒に際しては、余分な水添加をほとんどしないので、余
分な乾燥や乾留のための熱エネルギーを使用することが
なく、トータルとしてのエネルギー原単位も向上する。
なお第４図に示す分級点以下の石炭の平均水分は、ャー
ドの原料炭の平均水分値によって変動し、このャード原
料炭の平均水分値は、季節、天候、銘柄等により変動し
、例えば第８図は平均水分８．０，９．０，１０．０％
のャード原料炭における分級点１〜６側の分級点以下の
分級炭（造粒用石炭）の水分値を示している。

この第８図から明らかなように、例えばャード炭水分９
％，１０％の３肌分級点以下の分級炭は造粒に際して水
添加不要であるが、ャード炭水分８％の場合、分級炭水
分１１％となり、これを造粒するためには（１２％とす
るため）１％だけ水添加しなければならない。従って理
論的に例えば３柵を分級点とし分級点以下の分級炭を造
粒原料とする本発明法の実施例によれば、ャード炭水分
が９％以上なら水添加なしで、９％以下ならば１２％と
なす量の水添加が必要であるが、一般的にャード炭の平
均水分値は、年間をつうじて９％以上のものが多く、上
記本発明法の実施例によれば造粒に際して年間をとおし
てほとんど水添加しなくでよい。本発明を第７図に示す
フローチャートで説明する。

第７図は本発明法を実施する処理説備例のブロックダイ
ヤグラムである。

図中１は原料炭で例えば第１図に示すような粒度分布を
一般にもっており原料炭１の平均水分値は９％である。

２は原料炭１の分級装置（分級機）で分級点は３〜６肋
の範囲のものが使用できる。本例では分級点３〜６肋の
分級機２を採用している。３は分級機２の分級点以上の
石炭であり、平均水分値は７％と低下している。

４は分級機２の分級点以下の石炭であり平均水分値は１
２％となり、上記原料炭１の４０％の収率で得られる。

５は濠練機で、例えば泥練効果のよいフレットミルであ
る。６は混練機５へ加えられる水溶性有機バインダーで
あり、具体的には例えばリグニンスルフオン酸塩を主成
分とするパルプ廃液を例えば原料炭４に対して１％添加
する。

上記パルプ廃液以外にも、例えばセルローズザンセイト
、タールスルフオン酸塩等も使用できる。７は造粒のた
めに必要な原料炭４の水分を１２％に調整するために必
要に応じて混練機５へ添加する水である。

８は水溶性有機バインダー６、原料炭４に必要に応じて
添加される水７が均一に混練されたバインダー１％、水
分１２％を含む混練物である。９は造粒機であり、例え
ば皿型べレタイザーであり例えば８肌を目標粒度とする
運転条件で運転し濃練物８を平均粒度８側±５肋の粒度
３〜１３側の造粒炭となす。

１０は脱水機であり、造粒機９で得られた造粒炭表面の
水分値が高いことを利用して、低温の熱風で簡易的に表
面の水分を吹き飛ばす設備である。

そしてこの脱水機１０‘ま脱水後の造粒炭１１の水分値
９％を目標値とする条件で運転する。この結果脱水後の
造粒炭１１の水分値は９％となる。１２は乾燥機であり
、高効率でかつ大量処理可能な流動乾燥機である。

この乾燥機１２は乾燥後の造粒炭１３の水分値３％、温
度６０ｏｏを目標値とする条件で運転する。この結果、
乾燥後の造粒炭１３は水分値が３％に乾燥されており、
温度は６０℃となる。なお１４は分級機２の分級点以上
の原料炭３の粉砕機であり、３肋以下が８０〜９０％の
範囲に粉砕する条件で運転し３肋以下８０〜９０％の粉
炭１５を得る。

なお造粒炭１３の水分値は搬送、菱入強度を確保する上
で２〜４％が好ましくこのため上記例では乾燥機１２を
目標水分値３％で運転している。

以上のように構成された処理設備によれば、ヤードの原
料炭１を分級機２へ供給し、分級機２により３肋以下の
粒度分布のャード炭１よりも水分値の高い石炭４を得る
。この石炭４を濠練機５へ供総合するに際しては、上記
石炭４の水分値を測定し、必要水分値１２％と比較し、
水添加の要否を決定する。

この石炭４に、１％（石炭４に対して）の水溶性有機バ
インダー６を加え、更に石炭４の水分値が１２％以上な
らば、水添加することなく、一方１２％以下ならば１２
％にするに必要な量だけ水添加し、これらを濠孫機５で
充分混練する。なおャード炭１の水分を測定し、第８図
から石炭４の水分値を推定し、これから水添加の要否を
決定することもできる。上記混練機５で充分鷹練された
混練物８は皿型べレタィザ−９で３〜１３肌の範囲の造
粒炭となす。この造粒炭の表面付着水分は脱水機１０で
吹き飛ばし、造粒炭１１の水分を９％に低下し、更に乾
燥機１２にて水分３％まで乾燥し、温度６０℃の造粒炭
１３とする。以上詳述した本発明法による作用効果を列
挙すると下記の通りである。

■ 本発明は、上記に示したようなャードの原料炭を、
分級機に通し、分級点以下の紬粒を造粒用原料とするた
め、分級点以下の原料炭は高い水分であって造粒に必要
な水分値をほぼ満足しているのでほとんどの場合水添加
なしで造粒でき、次工程の乾燥及び、コークス炉での乾
留エネルギーの増加はない。

ただしャードの原料炭の水分値が極端に低い場合には分
級点以下の水分値が造粒に必要な水分値は下まわること
もあるがこの場合には、若干量の水添加が必要となる。
■ 本発明法は、造粒に際してバインダーとして安価な
水綾性有機バインダーを使用することにしたから、ピッ
チ蒸気を使う成形炭法の造粒法に比較して造粒処理コス
トが約１／９と安い。

また乾燥炭の集塵徴粉の造粒法に比較してもタール等の
重質油を使用しないため、造粒処理コストが約１／２と
安い。■ 本発明法は皿型べレタィザー等の造粒機を使
用するものであるから、成形機を使用する方法ではでき
なかったが、コークス品質上好ましい３仇吻以下の３〜
１３肌の粒径に造粒ができ、かつ大量処理もできる。

■ 製品粒度を３柳以上とすることで、粉炭法に比較し
て高密度上昇効率があり、１３側以下とすることでほぼ
定常的に水分添加なして、造粒が可能となる。

この結果、余分な乾燥、乾留のためのエネルギーコスト
アップがない。■ 網粒炭を３〜１３肌に造粒してのち
これを乾燥するものであるから、いいかえると造粒炭の
乾燥方法だから徴粉がなく、乾燥時排ガス中への飛散ダ
ストが大中に減少し、集塵機台数が減少し乾燥装置の設
備費の減少とともに乾燥装置の集塵機での圧力損失が減
少することになり、乾燥装置の運転コストが安くなる。

■ ３〜１３帆の造粒−乾燥炭のために室炉コークス炉
への輸送時には発じんなく、ダスト飛散がなく、環境集
塵が不要となり、またコークス炉への装入時にも、装入
車集塵側への徴粉飛散、並びにＣＯＧガス中への徴粉飛
散が減少し、前者は装入車集塵風量の減少、後者は、安
水系路でのスラッジ処理量の減少及び、ガスから分離さ
れたタール中への微粉の混入がないことから、タール品
質の向上が図れる。

等の効果がある。■ 本発明法により、低位の処理費で
得た３〜１３肋の造粒炭を装入炭として使用することで
、装入炭嵩密度が上昇し、コークス品質例えば袷間強度
、熱間反応後強度が向上する。

実施例 １ 事前処理設備条件 第７図に示す処理設備の構成装置２，５，９，１０，１
２，１４として表１に示す機種を採用した設備で処理す
る。

表１ ２原料１の条件 平均水分値 ９％ 粒度分布 第１図に示す。

３設備の各機械の運転条件 表２に示す条件により運転する。

表２ ４室炉コークス炉への装入条件 表３ 表３の配合により混合炭の粒度分布は第９図に示す分布
となる。

５コークス炉での乾留条件 コークス炉の有効容積； ２０〆／ｏｖｅｎ乾留温度
； １１８０℃乾留時間 ； １
８ｍ 以上の１〜５の条件で実施したところ、装入炭高密度が
第１０図に示すように、粉炭法の０．孔／がから０．８
１５ｔ／でまで上昇し、表４の結果になった。

（注）ＤＩ蝉は冷間強度を、ＣＳＲは熱間反応後強度を
示す。

比較例 １ 成形炭（粒度３０〜５仇岬）を条件４，５でコークス化
した。

その結果を表５に示す。比較例 ２ 粉炭法を基準（１００％）にして、粉炭乾燥法と、本発
明法とを相対比較すると表６の結果になる。

表６ 実施例と比較例１，２を見れば明らかなように本発明は
安価な処理コストで、コークスの生産性、品質、省エネ
ルギー効果ともに大中に向上している。

【図面の簡単な説明】

第１図はャード‘こ貯炭されている原料炭の粒度分布説
明図、第２図は第１図の粒度構成の装入炭における３柳
以下の紬粒部の石炭の配合割合と菱入炭高密度の関係説
明図、第３図は３〜１３柳の造粒炭配合割合と菱入高密
度の関係説明図、第４，５図は原料炭を分級点１〜６柵
とした分級機で分級し、各分級点における分級点以下の
粒度の原料炭、並びに分級点以上の粒度の原料炭の水分
を示す図表、第６図は水落性有機バインダーを使用し、
通常の造粒機、例えば皿型べレタィザ−を使用する前提
での造粒炭粒度と造粒時に必要な造粒用原料炭水分値と
の関係説明図、第７図は本発明法を実施する処理設備例
のブ。 ックダィャグラム、第８図はャードの原料炭の平均水分
値をパラメータとする分級点以下の分級炭の平均水分値
を示す図表、第９図は造粒炭４０％配合時の粒度分布を
示す図表、第１０図は本発明法による装入炭高密度向上
効果の説明図である。１・・・・・・原料炭、２・・・
・・・分級装置（分級機）、３・・・・・・石炭（分級
点以上）、４……石炭（分級点以下）、５・・・・・・
混練機、６・・・・・・水溶性有機バインダー、７・・
・・・・水、８・・・・・・原料炭（混練物）、９．．
．．．．造粒機、１０・・・・・・脱水機、１１・・・
・・・造粒炭（脱水後）、１１……乾燥機、１３・・…
・造粒炭（乾燥後）、１４・・・・・・粉砕機。 第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 第５図 第８図 第７図 第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ヤードに貯炭されている原料炭を分級点が３〜６ｍ
   ｍの一定値の分級機で分級し、この分級点以下の原料炭
   に水溶性有機バインダーを添加して混練し、造粒機で造
   粒し、３〜１３ｍｍの造粒炭となし、この造粒炭を乾燥
   機で乾燥し、乾燥状態の造粒炭を得ることを特徴とする
   治金用コークス製造用原料炭の事前処理方法。