JPS603359B2 - 冶金用成型コ−クスの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、最終乾留温度を低下させることが可能な冶
金用成型コ−クスの製造方法に関する。

現在、室炉法による塊コークスの製造が一般に行なわれ
ているが、得られるコークスの強度、粒度あるいは性状
の均一性、使用できる原料炭品位の拡大および連続操業
可能等の理由から、成型コークス法の開発が注目されて
きている。この成型コークス法は、将来における良質粘
結炭の原料確保問題を考えるとき、粘結炭はもちろん、
非粘給炭・微粘縞炭・無煙炭等をも使用可能とするので
、優れたコークス製造技術であると考えられているが、
その製造プロセスには、いまだに決定的なものがなく、
国内はもとよりｔ諸外国においても、各種の製造プロセ
スが提案されてきている。つまり、成型コークスの製造
プロセスは成型と乾留という２段プロセスを基本として
いるが、例えば成型工程をみる場合、一般にバインダー
を使用して冷間で加圧成型する冷間成型法、あるいは、
高額発分高流動性弱粘給炭を配合して加熱時の軟化溶融
性を利用して成型する熱間成型法があり、賦型方法にし
てもダブルロール法、打抜き法、押出法、ベレタィジン
グ法等がある。また、乾留工程をみる場合、成型炭を直
接加熱する内熱式と間接加熱する外熱式とがあり、使用
する炉の形式と熱媒体とで、シャフト炉法、移動床式炉
法、砂流動式炉法、堅型底部関底式室炉法、煩斜炉法等
がある。したがって、これら各種のプロセスのうち優れ
た技術が組み合せられることにより、近い将来には工業
的規模で成型コークスが製造され、高炉が必要とするコ
ークス製造法の一手段となりうるであろうと考えられて
いる。しかし、成型コークスを高炉用コークスとして使
用するに際しては、高いコークス強度、粒度および性状
の均一性が要求され、これらの特性を満足させるために
は、成型コークスの製造プロセスとともに、成型コーク
ス原料として使用する原料炭、粘縞炭、バインダー等の
種類、配合割合等が密接に関連しているとされている。
つまり、成型コークス原料を加圧成型して得られる成型
炭を乾留する場合、石炭、粕縞材、バインダーが軟イＱ
客離し、ガス、タール等を発生するが、この際、成型炭
の加熱による溶融・膨張、急激な分解ガスの発生、一次
あるいは二次収縮による歪、成型炭の移動による衝撃・
摩擦等に起因する成型炭の変形、破損、相互融着等のト
ラブルが発生する。したがって、高炉での使用に耐える
成型コークスの製造には、成型コークス原料を加圧成型
して得る成型炭自身の強度の高いことが必要であるとと
もに、乾留過程の加熱および移動方法、特に成型炭の軟
化溶融時の取り扱いが重要になるとされている。発明者
等は、冶金用成型コークスの製造に際し、一般的に実施
されている乾留方法〔室炉法での塊コークスの製造の際
は、乾留終了の目途として炭中温度が９５０〜１０００
℃であるとされており、成型コークス製造の場合も同機
であるとされている。

（以下高温乾留という。）〕に比べて、最終乾留温度を
低下させることは、連続操業を考える場合に設備の設計
に有利であるばかりでなく、乾留所要熱量の低減にも直
結するので、工業的に極めて有効であると考えた。そこ
で、発明者等は、冶金用成型コークスの製造条件につい
て鋭意研究を進めた結果、好ましい成型コークス原料を
加圧成型して得た成型炭を用いる場合、高温乾留に比べ
て低い最終乾留温度で乾留した成型コークスは、たとえ
得られたときの成型コークスの強度が高温乾留のそれに
比べて低くとも、工業的規模におけるハンドリングに耐
えれば、高炉内でコークス強度が向上するので、高炉内
装入物となし得ることを見出してこの発明を完成したの
である。この発明は、成型コークス用原料炭とバインダ
ーを濃練してなる成型コークス用原料を加圧成型し、得
られる成型炭を乾留したのち冷却して治金用成型コーク
スを製造するに際し、成型コークス用原料が、以下に記
載する測定方法によって得られる粘着性指数で９０以上
となるように調整するとともに、４００〜６００００の
乾留温度帯域の昇温速度を１．０〜２．０００／分とし
、最終乾留温度を７００〜８００午○の範囲としたのち
乾式消火により緩徐に冷却することを特徴とするもので
ある。

粘着性指数の測定方法 成型コークス用原料を加圧成型して得た成型炭を１００
メッシュ以下に粉砕し、その１０夕をＩＳＯ（ Ｉ
ｎｔｅｒＭｔｉｏ佃Ｉ Ｏｒｇａｎ三Ｚａｔｉｏｎ
ｆｏｒＳねｎ地ｒｄｉｚａｔｉｏｎ）Ｒ−３３５
に規定されるロガ指数測定方法で用いる測定用ルッボに
入れ、直径３１側、高さ２１側、重さ１１０〜１１５夕
の金属製車錘をのせて蓋をする。

ついで、８５０℃で１５分間乾留したのち室温に取り出
し、４０分間放置する。その後、ルッボの内容物をロガ
指数測定方法で用いる回転ドラムに移し入れ、５瓜．ｐ
．ｍで７５０回転したのち直径２５仇駁、フルィ目１側
角のフルィを用いて２０秒間手ぶるし、し、フルィ上重
量を百分率で表示して粘着性指数とする。この発明をさ
らに詳細に説明すると、まず、成型コークス用原料炭と
バインダーを混練してなる成型コークス用原料の粘着性
指数を、高温乾留して成型コークスを得る場合の７０〜
８５に比べて９０以上と高くし、成型コークス原料炭粒
子の結合を容易となして成型コークスの強度を向上させ
る。

そして、成型炭の乾留過程における溶融・膨張・変形・
亀裂等を防止するため、成型炭の軟化溶融帯域およびそ
れに続く４００〜６００ｑ０の乾留温度帯城の昇温速度
を高温乾留して成型コークスを得る場合の２．５〜４．
０ｏｏ／分に比べて１．０〜２．０ｏｏ／分と緩徐にす
る。そして、最終乾留温度については、成型コークス用
原料の粘着性指数を９０以上とすれば、７００〜８００
午０の温度範囲から選択することで、得られる成型コー
クスのドラム強度がＤ聡で９１以上となり、工業的規模
におけるハンドリングに耐え得るようになるとともに、
高炉内に装入したとき、コークス強度がＤＩ護で１．５
〜２．の茎度向上して高炉用コークスとしての使用に耐
え得るようになるのである。さらに、最終乾留温度を７
００〜８００００と高温乾留する場合に比べて低下させ
ると、コークス化が不十分であるとともに、この温度で
は脱水素反応が起り、一次結晶子が小さくコークス粒子
間の結合力が弱いので、急激な冷却を施すと熱歪によっ
て成型コークスが破損するため、その防止に乾式消火法
を組み合せて、乾留後の成型コークスの温度が２０００
のこなるまで少なくとも３び分間以上の時間を要するよ
うに緩徐に冷却するのである。上記したようにこの発明
は、高温乾留で成型コークスを製造する場合に比べて、
成型コークス原料の粘着性を高め、乾留過程における軟
化溶融温度ないし一次収縮終了温度帯域の昇温速度を緩
徐にするとともに、最終乾留温度を低下させ、最終乾留
温度を低下させることで生じる不十分なコークス化に伴
う冷却時の破損を乾式消火によって防止するものである
。そして、このようにして得られた成型コークスは、高
炉に装入後その上層部の高温帯で加熱されるにつれて強
度が上昇し、１０００℃前後で乾留された成型コークス
と同等の挙動を示すことになるのである。したがって、
この発明は、最終乾留温度を低下させることで、連続操
業する場合の設備が高温乾留する場合に比べて容易に建
設しうるものであり、また、乾留所要熱量の低減がはか
れる工業的に極めて有用なものであるここで、この発明
において、成型コ−クス用原料炭としては、低揮発分非
粘綾炭、高揮発分非粘結炭等ＣＳＮＯ〜１程度の非・微
粘緒性劣質炭、無煙炭あるいはチャー等を単味あるいは
配合して用いることができる。また、前記非・微粘結性
劣質炭に、現在のコークス炉を用いてコークスを製造す
る際に用いることができるとされている粘結炭を配合し
たもの等を用いることもできる。そして、バインダーと
しては、石炭ピッチ、石油ピッチ等の燈青質物質を用い
ることができる。いずれにしても、成型コークス原料は
、非・微粘給性劣質炭にバインダーを配合したもの、チ
ヤ−と粘結炭にバインダーを配合したもの等等、成型コ
ークス原料炭とバインダーの性状を勘案して、成型コー
クス原料の粘着性指数が９０以上となるように所望によ
り配合調整することができる。以下「実施例によってこ
の発明を説明する。

実施例 １成型コークス用原料炭を表１に示す割合で混
合し、軟化点８０℃の中ピッチ７％とコールタール３％
を配合して混練後、ダブルロールプレスを用いて６５側
×６５側×４５肋のマセック型成型炭を調製した。（粘
着性指数９５．３）得られた成型炭は、炉内温度４００
℃の電気炉に菱入して２時間保持後、１．５℃／分の昇
温速度で表２に示す最終乾留温度まで昇温し、各温度で
３０分間保持して乾留した。乾留が終った赤熱コークス
は、鉄製容器に移し入れ、カバー上部からＮ２ガスを流
入しながら乾式消火を行ない、得られた成型コークスに
ついて、ＪＩＳＫ ２１５１によってドラム強度を測定
した。（表２中Ｄ聡Ａ）また、得られた成型コークスの
一部については、炉内温度４００ｑｏの電気炉に装入し
、８００つ０まで４℃／分、８００〜１０００℃間を２
．が○／分の昇温速度で昇溢して１０００℃で３０分間
保持後、前記と同様乾式消火して得られた再乾留成型コ
ークスのドラム強度を測定した。

得られた結果を表２に示す。（表２中ＤＢ８Ｂ）表１ 表 ２ 表２の結果から明らかなように、最終乾留温度７００〜
８００ｑｏで乾留して得られる成型コークスは、再乾留
することによってＤＩ繋が１．８〜２．の 塁度向上し
てＤ聡が９３以上となり、高炉用コークスとしての使用
に耐え得るものとなる。

そしてまた、乾留後のＤＢ８は９１以上であり、これは
高炉に装入するまでのハンドリングに耐えうる程度であ
るといえる。最終乾留温度が６００℃以下の場合は、乾
留後・再乾留後のいずれかの場合も強度が低い。最終乾
留温度が９００℃以上になると、乾留後・再乾留後のＤ
笹８の差は僅少であり、すでに乾留で十分なコークス強
度が得られている。換言すれば高温乾留を施したことに
なる。実施例 ２ 表３に示す性状の成型コークス用原料炭（ａ〜ｇ）を表
４の割合で配合してＡ〜【の９配合炭を調製し、配合炭
Ａ〜１のおのおのに軟化点８１℃の中ピッチ７％とコー
ルタール３％を配合後（配合炭日については石油系軍質
油を熱分解して得た軟化点２１５℃の特殊ピッチ２％も
配合している。

）混練し、実施例１と同様にして成型炭を調製した。得
られた成型炭の一部は、最終乾留温度を７５０℃として
実施例１と同様の方法で乾留して成型コークスを得た。
また、成型炭の一部は、通常の高温乾留を施して成型コ
ークスを得た。また、成型炭については、粘着性指数、
工業分析、ＣＳＮについても測定を行なっている。得ら
れた結果を表５に示す。表 ３ ※ 膨張性試験：ォーディベルァルニュ一法※ 流動性
試験：ギーセラープラストメータ一法表 ４表４の結果
から明らかなように、高温乾留する 場合はＡ〜１の
いずれの配合においても強度の高し、成型コークスが得
られているが、最終乾留温度が７５０℃の場合は、粘着
性指数が９０以上であるＢ「Ｄ、Ｅ、Ｆ、日の配合のみ
がＤ聡９１以上となっている。

つまり、最終乾留温度を低下しうる配合は、成型コーク
ス原料の粘着性指数が９０以上となるように調整する必
要がある。実施例 ３ 表５に示す割合の成型コークス用原料を実施例１と同様
に処理して成型炭を調製し、最終乾留温度を７５ぴ０、
昇温速度を表６に示すように調整した以外は実施例１と
同様に処理し、成型コークスを得てそのドラム強度を測
定した。

得られた結果を表６に示す。表５ 表６ 表６の結果から、最終乾留温度を７５０ｑｏとした場合
、配合Ｊ、Ｋの両方とも、昇溢速度１．１〜２．０℃／
分の場合はＤ樟ｇが９１以上となり、工業的規模でのハ
ンドリングに耐え得る成型コークスが得られている。

一方昇温速度が２．５ｑｏ／分以上になると、配合にも
よるが、得られる成型コークスの強度は低下する傾向が
みられる。つまり、最終乾留温度を高温乾留のそれに比
べて低くする場合、昇温速度は高温乾留の場合に比べて
緩徐とし、１．０〜２．０℃／分程度にすることが必要
となる。実施例 ４表７に示す割合の成型コークス原料
を実施例１と同様に処理して乾留し、乾留の終った赤熱
コークスの一部は実施例１と同様乾式消火を・施したが
、赤熱コークスの一部は高温乾留の場合に施されている
湿式消火を施した。

得られた成型コークスのドラム強度を表８に示す。表７ 表８ 表８の結果から明らかなように、乾式消火と湿式消火を
比べると、ＤＢｇはいずれも乾式消火の方が大きな値を
示している。

このことは、配合Ｌ、Ｍについてみる場合、乾式消火で
は約１／３が破損しているのに対して、湿式消火では３
／４が破損していることがわかる。同様に配合Ｎ、０で
は乾式消火の破損が１′４であるのに対して湿式消火で
は１／２であり、乾式消火することによって、得られる
成型コークスが、ハンドリング中に破損して細粒化する
ことを抑制しうるのである。上記したよう、この発明は
、成型コークスを製造するに際して、最終乾留温度を高
温乾留のそれに比べて低下させることが可能であるので
、成型コークス製造法がもつ利点、つまり、省エネルギ
ー的連続操業をより一段と可能ならしめる工業的に極め
て有用なものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 成型コークス用原料炭とバインダーを混練してなる
   成型コークス用原料を加圧成型し、得られる成型炭を乾
   留したのち冷却して冶金用成型コークスを製造する方法
   において、成型コークス用原料が本文記載の測定方法に
   よる粘着性指数で９０以上となるように調整するととも
   に、４００〜６００℃の乾留温度帯域の昇温速度を１．
   ０〜２．０℃／分とし、最終乾留温度を７００〜８００
   ℃の範囲としたのち乾式消火により緩徐に冷却すること
   を特徴とする冶金用成型コークスの製造方法。