JPS6042275B2 - 製鉄用コ−クスの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は劣質炭に再生炭を配合することにより劣質炭
から製鉄用コークスを製造する方法に関するものてある
。

製鉄用コークスとしては炭酸ガスに対する反応性が低
いものが好ましく、この種のコークスを製造するには、
従来多種類の石炭を配合して全体として所定の反応性の
コークスが得られるように工夫がなされていた。

この場合には、各石炭の反応性の高低が問題であり、反
応性の高い石炭を配合する場合には、他の配合炭として
の反応性の相対的に低い石炭を用いるという配慮が必要
であつた。従来、製鉄用コークスの原料炭として用いら
れていた石炭は粘結炭てあつたため、高強度の製鉄用コ
ークス製造原料として適しているばかりでなく。生成コ
ークスの反応性の面においてもこの範鴫の瀝青炭は石炭
化度の低いかあるいは流動性の乏しいか全くない非粘結
炭あるいは微粘結炭という所謂劣質炭に比較して一般的
に低いものが多かつた。従つて、粘結炭が豊富に入手可
能であつた時期には、コークスの反応性を制御するとい
う必要性はそれほど高いものではなかつた。 しかしな
がら、近年、製鉄業の大規模化に伴つて、コークスを製
造するために消費される原料炭は膨大なものとなつてき
ており、さらに、オイルショックに端を発した資源ナシ
ヨナリズムの台頭と相俟つて、特定の高品質の粘結炭を
十分に入手するのは困難な状況となつてきた。

そこで、最近は、原料炭供給源の拡大をめざして、従来
は見向きもされなかつた非粘結炭あるいは微粘結炭とい
う所謂劣質炭をも製鉄用原料炭に混入して使用しようと
する試みが多くなされ始めた。 しかし、この劣質炭は
、一般に従来の製鉄用原料炭に比べて石炭化度が低く、
また同程度の石炭化度てあつてもその流動性が乏しいか
全くなく、そのためコークスにした場合にその反応性が
高くなることが多いという重大な欠点がある。

従来の製鉄用コークス製造方法におけるかかる欠点を解
決するには、コークスにした場合の反応性の高い劣質炭
の使用を止めるかあるいは使用するとしても少量用いる
ということで対処しなければならない。この結果、劣質
炭の使用範囲が限定されるという問題が生じ、原料炭供
給源の拡大という所期の目的を達成することができず、
十分な対応策とはなり得ない。劣質炭を用いる製鉄用コ
ークス製造方法としては成型炭一部装入法あるいは成型
コークス法が提案されているが、劣質炭自体では粘結性
が乏しいかあるいは全くないため、粘結剤を配合してい
るのが現状てある。

しかし、粘結剤はコークス強度を高く維持することを目
的として開発研究されてきたため、コークスの反応性に
関しては何ら考慮が払われていない。従つて、劣質炭に
粘結剤を配合して強度を維持させる従来の製鉄用コーク
スでは、その反応性は粘結剤無配合の劣質炭自体から得
られるコークスの反応性の高低に大きく影響され、反応
性の高いコークスを生成する劣質炭を用いることは極め
て困難であつて、粘結性の優れた粘結剤てあればどの劣
質炭にても使用できるというような安易なものではなか
つた。例えば、粉砕した石炭を溶媒と混合し、スラリー
としたものを３５０〜４５０℃、５０〜１５０気圧の高
温．高圧て水素の存在下または不存在下に５〜６０分間
反応させ、鉱物質を含む固型分を適当量除去するかまた
は除去せずに、溶媒を回収して得られる高温て液体状か
つ常温て固体の石炭液化物（以下１再生炭ョと称する）
を劣質炭に配合して製鉄用コークスを製造する方法が提
案されている。

かかる従来方法ては、同一の再生炭を使用した場合でも
、劣質炭の種類が異なれば、生成するコークスの反応性
が異なる。また逆に、劣質炭は同一であつても、再生炭
が異なれば、生成するコークスの反応性が異なる。この
関係第１図に示す。第１図は再生炭配合量と生成コーク
スの反応性とを示すもので、再生炭配合量は劣質炭と再
生炭との合計に対する再生炭の重量％で示し、反応性．
はＪＩＳＫ２ｌ５ｌに準じて試験した結果生成する反応
ガス成分中のＣＯ体積濃度（％）で示した。第１図にお
いて、再生炭イを使用した場合を破線で示し、再生炭口
を使用した場合を実線で示す。劣質炭Ｃを用いた場合に
は、再生炭イ（破線Ｃ″で示・す）と再生炭口（実線Ｃ
で示す）とでは、再生炭配合量が同一であつてもコーク
スの反応性は異なつたものとなり、再生炭イの場合には
再生炭配合量が多くなるにつれて反応性が高くなるのに
対し、再生炭口の場合には反応性が低くなる。さらに、
同一の再生炭口を用いた場合には、実線Ａ，ＢおよびＣ
で示すように、劣質炭Ａ、劣質炭Ｂおよび劣質炭Ｃと種
類が異なると、再生炭配合量が同一であつても、コーク
スの反応性に差異が生じる。他方、製鉄用コークスの原
料炭としては、できる限り幅広い種類の石炭を使用でき
るようにすることが、原料炭対策として極めて大きな意
義を持ノつことは前述の通りであり、生成するコークス
の反応性の面で劣質炭の種類が制限されるということは
、全く不都合なことである。

この問題を解決するには、原料の種類および製造条件の
異なる多種類の再生炭のなかから、使用する劣質炭の種
類−に応じて適当な再生炭を選択することが必要になる
が、劣質炭の種類に応じた多種類の再生炭を製造するこ
とは、技術的にも、また経済的にも極めて困難である。
従つて、再生炭の原料とは無関係に一定の製造”条件を
使用して得た再生炭に適当な処理を施すことによつて、
コークスの反応性を制御できるならば、使用劣質炭に合
わせて再生炭に処理を施すことによソー定の再生炭を自
由に使用できるとになる。この結果、製鉄用コークスの
原料炭として極めて広い範囲の劣質炭を使用できるのて
、原料炭対策上その効果は計り知れないものがある。本
発明者等は、かかる点に着目し、劣質炭に再生炭を配合
することにより、広範囲の劣質炭から反応性の低い製鉄
用コークスを製造する方法を開発すべく、鋭意研究した
結果、溶媒抽出法によつてＨ／Ｃ（水素／炭素）モル比
を調整した再生炭を配合することにより、生成するコー
クスの反応性を容易に制御することができることを見出
し、本発明に到達したものである。すなわち、本発明は
、劣質炭に再生炭を配合することにより劣質炭から製鉄
用コークスを製造するに当り、溶媒抽出法によつてＨ／
Ｃモル比を調整した再生炭を配合することにより、劣質
炭によるコークスの反応性上昇を防止することを特徴と
する製鉄用コークスの製造方法を提供する。

原料炭である劣質炭の揮発分が大きい程生成するコーク
スの反応性が大きいことはよく知られており、また再生
炭がＨ／Ｃモル比の異なる種々の成分から構成されてい
ることもよく知られているが、本発明においては、コー
クスの反応性は再生炭の各構成成分のＨ／Ｃモル比によ
つて著しく変化し、揮発分の大きい劣質炭を原料にする
場合でもＨ／Ｃモル比の大きい再生炭、再生炭成分また
はこれらの混合物を配合することにより、劣質炭による
コークスの反応性上昇を防止して反応性の小さいコーク
スを得ることができることを見出した。本発明方法では
、劣質炭の揮発分が大きくなるにつれてＨ／Ｃモル比が
大きくなるように調整した再生炭を劣質炭に配合するこ
とにより、劣質炭によるコークスの反応性上昇を容易に
防止できるのて、コークス原料として使用できる劣質炭
の種類は生成コークスの反応性の面からは制限されずコ
ークスの原料炭として幅広い種類の劣質炭を使用てきる
。

Ｈ／Ｃモル比を調整した再生炭は原料石炭の種類および
再生炭製造条件すなわち、温度、圧力、滞留時間等を選
択することによつて得ることができるが、これを実施す
るのは極めて困難である。原料石炭および製造条件に影
響されず−容易に実施てきる再生炭のＨ／Ｃモル比の調
整は、再生炭をＨ／Ｃモル比の異なる複数個の成分に分
別することによつて達成される。これらの再生炭成分は
１種以上をそのまま使用するかあるいは再生炭に配合し
て使用することができる。また、場合によつては、Ｈ／
Ｃモル比の異なる２種類以上の再生炭を混合することに
よつても再生炭のＨ／Ｃモル比を調整することができる
。再生炭をＨ／Ｃモル比の異なる成分に分別するには溶
媒抽出法が有効てある。

溶媒抽出法における末溶解残渣の分離方法としては、遠
心分離離、沖過、重力沈降等の種々の方法があり、これ
らの方法のいずれを用いてもよい。以下に溶媒抽出法に
よる再生炭の分別物を用いる例について説明する。再生
炭は種々の溶媒て種々の成分に分別することができる。

例えば、溶媒としてシクロヘキサン、クロロホルム、ク
レゾールを使用する場合には、先ずクレゾール不溶分と
クレゾール可溶分とに分別され、次にクレゾール可溶分
はクロロホルム不溶分（クレゾール成分と称する）とク
ロロホルム可溶分とに分別され、更にクロロホルム可溶
分はシクロヘキサン不溶分（クロロホルム成分と称する
）とシクロヘキサン可溶分とに分別される。これらの成
分のうち、クレゾール不溶分には、再生炭製造時の高温
．高圧反応によつても転化されなかつたかあるいは反応
の際再重合して巨大分子化した溶媒不溶性の有機化合物
を主体とする残渣成分および原炭に含有されている鉱物
質の全量あるいは一部が含まれている。これらの成分は
、シクロヘキサン可溶分、クロロホルム成分、クレゾー
ル成分およびクレゾール不溶分となるにつれて、第２図
に示すようにＨ／Ｃモル比が減少する。このような溶媒
抽出法によつて再生炭を各種成分に分別し、クロロホル
ム可溶分、クレゾール成分およびクレゾール不溶分を用
いて再生炭のＨ／Ｃモル比とコークスの反応性との関係
を、再生炭イ（曲線１）および再生炭口（曲線２）の２
種について求めた。

この結果を第３図に示す。第３図から次の２つのことが
分る。第１には、抽出成分（換言すれば、再生炭のＨ／
Ｃモル比）によつてコークスの反応性が大きく異なるこ
と、第２には、再生炭の種類が異なつてもその同一抽出
成分を配合すればコークスの反応性はほぼ同等であるこ
と。従つて、第１図に示されているように配合する再生
炭の種類によつて生成するコークスの反応性が異なる理
由は、その再生炭の各抽出成分の含有割合が異なること
が主因であることが分る。実際に、以下に示す参考例１
（第２表）から明らかなように、再生炭イは再生炭口よ
りクレゾール不溶分含有割合が大きく、そのため生成す
るコークスの反応性は再生炭イの場合の方が再生炭口の
・場合より大きかつた。上述のように再生炭のＨ／Ｃモ
ル比を適当な方法、例えは、溶媒抽出法を利用して調整
することにより、揮発分の異なる広範囲の劣質炭を用い
て製鉄用コークスとして所望の反応性を有するもの・を
得ることができる。

揮発分の大きい劣質炭（例えば、揮発分３５％以上）を
原炭とする場合には、再生炭のＨ／Ｃモル比が約０．６
似下の成分、例えば、クレゾール不溶分を除去するか、
あるいは再生炭のＨ／Ｃモル比が約０．７８以上の成分
、例えフば、クロロホルム可溶分のみとすることにより
、劣質炭に配合する再生炭のＨ／Ｃモル比を劣質炭の揮
発分に対応させて調整することができる。また、揮発分
の小さい劣質炭を使用する場合には、Ｈ／Ｃモル比の比
較的大きい再生炭及び再生炭成分は勿論、Ｈ／Ｃモル比
の比較的小さい再生炭および再生炭成分をも使用するこ
とができ、あるいはＨ／Ｃモル比の比較的大きい再生炭
が容易に入手できかつＨ／Ｃモル比の比較的小さい再生
炭成分が過剰にある場合あるいはこの逆の場合にはこれ
らを混合して混合再生炭のＨ／Ｃモル比を使用劣質炭の
揮発分に対応させて所望のレベルに調整することもてき
る。本発明を次の参考例および実施例について説明する
。参考例１ 原料炭として第１表に示す３種の劣質炭を使用し、これ
に第２表に示す２種の再生炭を配合してコークスを製造
し、生成したコークスの炭酸ガスに対する反応性を試験
た。

この試験結果を第３表に示す。この試験では、劣質炭Ｃ
には再生炭イおよび再生炭口を、また劣質炭Ａおよび劣
質炭Ｂには再生炭口を、れぞれ生成するコークスの強度
を考慮して劣質炭８唾量部に対して再生炭２唾量部の割
合で配合した。比較のために、再生炭を配合−せずに、
劣質炭のみから製造したコークスの反応性も第３表に併
記した。なお、コークスの製造はＪＩＳＭ８８Ｏｌに準
じた小形レトルト法によつて行つた。コークスの反応性
試験はＪＩＳＫ２ｌ５ｌに準じて行い、反応性は反応ガ
ス成分中のＣＯ体積濃度５（％）で表示した。第３表か
ら、コークスの反応性は原料である劣質炭の種類によつ
て異なるが、これに再生炭を配合した場合には、それに
大きく影響されることが分る。

すなわち、再生炭イを揮発分の高い劣質炭ＩＣに配合し
た場合には、高揮発分の劣質炭は反応性がもともと高い
にもかかわらずさらに再生炭を配合したことにより生成
コークスの反応性が上昇し、好ましくない。これに対し
、再生炭口を揮発分の高い劣質炭Ｃに配合した場合には
、再生炭をｊ配合したことにより生成コークスの反応性
が低下した。かかる反応性の差異は、配合した再生炭の
各種分別成分のＨ／Ｃモル比の差異によるもので、主と
してクレゾール不溶分（重量％）の差異による。
２また、再生炭口を
用いた場合には揮発分の低い劣質炭を用いた時ほど反応
性が低くなつてる。揮発分の低い劣質炭は、揮発分の高
い劣質炭の時と比較して反応性の絶対値の低いものが得
られるわけで、Ｈ／Ｃモル比の比較的大きい再生炭の使
用は反応性を低くすることが示されると同時に、Ｈ／Ｃ
モル比の比較的小さい再生炭も使用できることが示唆さ
れる。実施例１ 第２表に示す再生炭イおよび再生炭口について、クロロ
ホルムおよびクレゾールを用いて溶媒分別してそれぞれ
３種の再生炭成分を得た。

第１・表に示す劣質炭Ｃ８唾量部に対して再生炭の各溶
媒分別成分２呼量部を配合し、これから参考例１と同様
な製造条件下にコークスを製造し、生成したコークスの
炭酸ガスに対する反応性を参考例１と同様な方法により
試験した。この試験結果を第４表および第３図に示す。
第３図から、再生炭イ（曲線１）および再生炭口（曲線
２）において、対応する各溶媒分別成分を配合した場合
の生成コークスの反応性はほぼ同じであるが、分別成分
間では大きく異なることが分る。また、反応性の高いコ
ークスを生成するクレゾール不溶分（Ｈ／Ｃモル比約０
．６４Ｊ）．下）を除去した再生炭を配合すれば、生成
するコークスの反応性を低下することができることが分
る。さらに、劣質炭Ｃ（揮発分３５％以上）のような原
料炭自体の反応性の高いものでは、クロロホルム可溶分
（Ｈ／Ｃモル比は約０．Ｂ以上）を用いるのが望ましく
、この場合には生成コークスの反応性を著しく低下させ
ることができることが分る。図面の簡単な説明第１図は
劣質炭に再生炭を配合して製造したコークスの反応性と
再生炭配合量との関係を示すグラフ、第２図は広範囲の
再生炭を溶媒分別して得た分別成分とそのＨ／Ｃモル比
との関係を示すグラフ、第３図は劣質炭に再生炭の溶媒
分別成分を配合して製造したコークスの反応性と分別成
分のＨ／Ｃモル比との関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 劣質炭に再生炭を配合することにより劣質炭から製
   鉄用コークスを製造するに当り、溶媒抽出法によつてＨ
   ／Ｃモル比を調整した再生炭を配合することにより、劣
   質炭によるコークスの反応性の上昇を防止することを特
   徴とする製鉄用コークスの製造方法。