JPS609547B2 - 劣質炭を多配合した高炉用コ−クスの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は劣質炭を多量に使用した高炉用コ−クスの製
造方法に関するものである。

高炉用コークス原料炭として良好な性質を有する粘給炭
の原料炭事情は、近年極めて窮迫しており、長期に亘つ
て安定確保することが困難となり、また、価格も高騰し
ている。

このため、石炭埋蔵量中の大半を占め、かつ安価である
劣費炭を高炉用コークス原料として使用することが急務
となり、そのための技術開発が試みられ、一部実用化さ
れている。

例えば、努質炭を配合した成型炭を配合炭に配合する成
型炭一部装入法、劣費炭を配合した配合蕨を予熱あるい
は乾燥する予熱速安装入法、劣費炭を配合した配合炭に
粘給材を添加する粘縞村添加法等が開発されている。

これらの技術の中で、成型炭一部装入法に関しては、劣
質炭の配合割合がその種類によって異なるが、大旨２の
重量％（以下単に％と表示する）程度である。

この理由の１つには、成型炭の添加割合が６０％で装入
高密度が最高となり、最もコークス強度の向上が大きい
が、工業的規模での実施に際しては、成型炭の炉内偏析
によるコークス排出時の押詰り問題があり、成型炭の添
加割合が３０％程度にしかならないためである。

また、粘給材添加法に関しては、粘給材の価格が石炭よ
り高く、供給量も十分でないため、添加量に制限があり
、通常１０％が限度であって、それに見合う劣費炭添加
割合は、２０％程度である。

一方、子熱炭装入法は、配合炭を乾燥あるいは子熱する
ことによって、コークス炉へ装入時の高密度が増加して
粒子間距離が接近すること、および水分蒸発時の１００
午○の領域がないか、または短かく、軟化溶融領域にお
ける加熱速度がゆるやかとなって軟化溶融領域の中が広
くなり、高流動性炭が均一に分散すること等の効果から
コークス強度が向上するものと考えられ、劣質炭の配合
割合は、その種類によって異なるが、２０％が限度と考
えられ、成型炭一部装入法とほぼ同程度の効果を持つて
いる。この発明は、前記成型炭一部袋入法、粘結材添加
法、および予熱炭姿入法を結合することにより、これら
の相乗効果によって劣質炭の配合割合を大中に増大せし
める高炉用コークスの製造方法を提供するものである。

ここで、以下の定義に従いこの発明を説明する。

粘結炭とは、弱粘緒炭ないし強粕結炭をいう。

劣質炭とは、従来高炉用コークスの製造に際して、その
使用が適当でないとされている非粘結炭ないし微粘綾炭
であり、ＦＳＩＯ〜２、流動度指数０〜１皿ＤＰＭ「全
膨張指数（オーディベルァルニュ‐指数）０の特性を示
す石炭をいう。配合炭とは粘練炭又は砧結炭と劣質炭を
任意の割合で配合したもので、ＦＳ１３〜９、揮発分２
５〜３３％の範囲となるように配合調整された石炭をい
つ。

袋入炭とは、配合炭のみ又は配合炭に成型炭あるし、は
粘結材等を混合したコ−クス炉へ装入する状態の石炭を
いう。

成型炭とは粘結炭と劣質炭を任意の割合で配合したもの
に粘縞材および／またはバインダーを添加し、混練した
のち加圧成型したものをいう。

粘結材は芳香族性燈青物をいう。例えば、石炭ピッチ、
アスファルト、石炭タールの２３０ｑ０蟹分を除去した
窯磯油（以下ロードタールという）、又石油系重質油等
を熱処理あるいは溶媒抽出処理して得られるピッチ分な
どが利用でき、これにコールタール、ロードタール、プ
ロパン抽出アスファルト（ＰＤＡ）など添加配合した混
合材も利用できる。いずれもコークス化性を向上させ得
るものである。バインダーは成型炭の成型性を維持する
に足りるものであり、石炭ピッチ、アスファルト、ロー
ドタール、コールタール等が使用できる。

この発明は、粘結炭８０％以上、劣質炭２０％以下から
なり水分４％以下に調整した配合炭を６０％以上、粘結
炭１０％以上、劣質炭９０％以下、バインダーおよび／
又は粘結材からなる成型炭を４０％以下の割合で配合し
たのち乾留することを要旨とする。

すなわちこの発明は、粒度３肋以下８０〜８５％の粘結
炭８０％以上と同粒度の劣質炭２０％以下を混合した配
合炭を子熱あるいは乾燥して水分を４％以下に調整し、
粘結炭１０％以上と劣質炭９０％以下にバインダーおよ
び／又は粘結材を加えて成型炭となし、該成型炭４０％
以下と水分４％以下に調整した配合炭６０％以上を混合
した後、乾留することを特徴とする劣質炭を多配合した
高炉用コークスの製造方法である。

この発明方法は、配合炭の水分を４％以下に調整するこ
とにより、通常の配合炭（水分８％）と比較して成型炭
の偏析が小さくなり、工業的規模で実施する場合におい
ても成型炭の添加割合が４０％まで可能となり、劣質炭
の配合割合を実質的に高めることができる。さらに成型
炭の水分を４％以下に低減させることにより、予熱炭装
入法と同様に、軟化溶融領域における可塑層の厚みが増
加し、添加した粘結材の効果が助長され、劣質炭の配合
割合をより高めることができ、、コークス用配合炭中の
半量近くが劣質炭で代替可能となるのである。なお、水
分４％以下に調整する配合炭の劣質炭の配合割合を２０
％以下としたのは、劣質炭配合が２０％をこえる場合に
は、配合炭のコークス強度が不十分となるためである。

また、成型原料炭中の劣質炭の配合割合を９０％以下と
したのは、劣質炭が９０％をこえる場合は、コークス強
度が不十分となるからである。

配合炭を予熱、あるいは乾燥して水分を４％以下とした
のは、配合炭の水分が４％をこえると予熱効果が十分で
なく、配合炭のコークス強度が不十分となるばかりでな
く、混合する成型炭の偏析が問題となり、成型炭の添加
割合が低下するためである。

上記のように配合炭を水分調整することにより、成型炭
の添加量を増量できるが、さらに成型炭も水分調整を行
ない水分４％以下とすることにより劣質炭量をより多く
配合できることは前述したとおりである。

また、低水分成型炭の製造は、あらかじめ乾燥あるいは
子熱した成型原料炭を漉練し、加圧成型してもよく、成
型炭にしてから乾燥してもよく、いずれの方法において
もその効果に差異はない。

実施例 １第１表に示す性状の配合炭Ａと劣質炭Ａを第
２表に示す割合で混合し、３０仇肌◇の内熱式流動装置
によって乾燥あるいは予熱し、ぶりき板製１８〆石油缶
に入れ、８００℃に保持した気炉に袋入して４時間保持
後、３．ｙｏ／ｍｉｎで１０００℃まで昇温し、３時間
保持した後取り出して散水消火し、＊＊ＪＩＳＫ２１５
１一６に基づいてコークス強度を測定した。

その結果を第２表に示す。

第１表 ・（註）工業分析：ＪＩＳＭ８８１２，ＯＳＮ：ＪＩＳ
Ｍ８８０１−５’ＦＩ：ＪＩＳＭ８８０１−７に準じて
測定した。

第２表（註）装入炭全水分：ＪＩＳ８８１１−６の全水
分簡易測定法に準じて測定した。

詰高密度：１０＆の試料を２３５物Ｗ×２３５物Ｌ×３
５５物日の鉄製容器に入れ、１１伽の高さから鉄板上に
３回落下させ、その時の試料高さから算出した。第２表
に示すとおり、配合炭Ａの予熱効果は水分４％以下で特
に顕著に認められ、また、配合炭Ａにおける劣質炭Ａの
配合能力は、ほぼ２０％が限度と考えられる。実施例
２ 前記第１表に示す性状の配合炭Ａを前記内熱式流動装置
によって全水分を８％から２％に調整して第１図に示す
テスト装置のホッパー１に装入し、第３表に示す配合割
合の３５×３５×２５柵のマセツク型成型炭（水分８％
、２％）をブリケットホツパー２に装入し、スクリュー
フィーダー３、振動フイーダー４によってホッパ−１と
ブリケットホツパー２から配合炭Ａと成型炭を所定割合
で切出し、スクレパー式コンペアー５を介して炉高７．
１ｍ、長さ１６．８ｈ、中０．４８ｈの大型コークス炉
の炭化室の長さ方向のみを１／２にした実規模大の鋼板
製モデルコークス炉６に菱入し、各試料採取口７から試
料を採取して成型炭の偏折を測定した。

その結果を第４表に示す。なお、データ一は５ケの平均
値を示す。第３表 第４表 （註）成型炭ｍａｘ変動率：ｍａｘ成型炭含有率ノ添加
率第４表に示すとおり、水分８％の配合炭Ａに成型炭を
添加すると、成型炭の水分に関係なく成型炭含有率は成
型炭添加率の５割程度のバラツキを持つこととなり、成
型炭添加率４０％では、ｍａｘ成型炭含有量がコークス
炉内で６０％近くになる場所があり、窯出しの際、押詰
まり等のトラブルが危倶される。

一方、水分４％、２％の配合炭Ａに成型炭を添加した場
合には、成型炭の水分に関係なく成型炭含有率の変動が
成型炭添加率４０％までは１〜２割と小さく、実操業に
おいても成型炭添加率４０％が可能である。

このことから、成型炭添加による炉内での偏析は、成型
炭の水分に無関係で配合炭の水分によって決定されるこ
とがわかる。なお、成型炭水分は、ＪＩＳＫ２４２５−
９水分定量方法（トルェン法）に準じて決定した。実施
例 ３ 第５表に示す性状の配合炭Ｂを実施例１で使用した内熱
式流動装置を用いて水分２％に調整し、前記第３表に示
す配合割合の成型原料を乾燥機を用いて所定水分に調整
し、ロードタールを７％添加して５０〜６０午０で１び
分間混練した後、ロールプレスを用いて加圧成型した３
５肋×３５肋×２５側のマセック型成型炭を上記配合炭
Ｂに３０％添加混合し、実施例１と同一方法でコークス
化し、ＪＩＳＫ２１５１一６に準じてコークス強度を測
定し、成型炭水分とコークス強度との関係を第２図に示
す。

なお、成型炭水分は、ＪＩＳＫ２４２５−９水分定量方
法（トルェン法）に準じて測定した。第５表 また、上記成型原料を乾燥することなく、ロードタール
を７％添加して５０〜６ぴ○でＩＱ分間混線した後、ロ
ールプレスを用いて加圧成型した３５側×３５側×２５
側のマセック型成型炭を、乾燥機を用いて水分２％に調
整し、上記水分２％に調整した配合炭Ｂに３０％添加混
合し、実施例１と同条件でコークス化してコークス強度
を測定したところ、ＤＩ籍９３．５で、成型原料を乾燥
した後、加圧成型した成型炭（水分２％）を混合した場
合のコークス強度Ｄ職９３．６とほとんど差異は認めら
れなかった。

このことは、成型原料をあらかじめ乾燥した後／加圧成
型した成型炭でも、加圧成型した後乾燥した成型炭でも
、その効果に差異はなく、乾燥成型叉炭の製造方法の差
異には関係がないことを示すものである。

実施例 ４ 第６表に示す性状の配合炭Ｃと劣質炭Ｂを実施例１と同
方法によって水分を８％と２％に調整して第７表に示す
割合で配合した配合炭に、配合炭Ｃ、劣質炭Ｂおよびロ
ードタールを第７表に示す割合で配合して５０〜６０Ｃ
Ｏで１０分間混練した後、ロードプレスで加圧成型して
得た３５肋×３５肋×２５肋のマセック型成型炭を４０
％配合し、実施例１と同一方法によってコークス化した
後散水消火し、ＪＩＳＫ２１５１一６に基づいてコーク
ス強度を測定した。

その結果を第７表に示す。第６表 第７表 第７表に示すとおり、配合炭Ｃの子熱炭袋入法と成型炭
一部装入法を併用した配合Ｍ．２３においては、劣質炭
３６％の配合が可能であり、遠常実施されている８％水
分の成型炭一部装入法を示すＭ．１７に比較して１２％
程度も劣質炭をより多く使用できた。

さらに水分を２％に調整した乾燥成型炭を併用した配合
Ｍ．２７においては、劣質炭４２％の配合が可能である
。これは、予熱炭装入法と成型炭一部装入法の相乗効果
によるものであり、また、乾燥成型炭併用による相乗効
果によるものである。

実施例 ５ 実施例４で使用した水分２％の配合炭Ｃ８０％と水分２
％の劣質炭２０％とを配合した配合炭に、第９表に示す
配合割合の実施例４と同一方法によって製造した成型炭
を４０％添加混合し、実施例１と同一方法によりコーク
ス化し、得られたコ−クスの強度を第９表に示す。

なお、成型炭に配合した粘結材の性状は第８表に示す。

第８表第９表 第９表に示すとおり、粘縞材を成型炭中に５．５％配合
することによって、水分８％の成型炭の場合、成型炭中
へ劣費炭Ｂが６％増量可能であり、さらに成型炭の水分
を２％に低減することにより、粘結材を成型炭中に５．
５％配合で、成型炭中へ劣質炭Ｂが１０％増量可能とな
る。

このことは、成型炭中に添加する粘結村の効果は、成型
炭の水分を低減せしめることにより顕著に発揮されるこ
とを示すものであり、予想もし得ない効果が発揮された
というべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例２で使用したテスト装置の概略
説明図、第２図は同じく実施例３の成型炭水分とコーク
ス強度の関係を示す図表である。 １……ホツパー、２……ブリケツトホツパー、３・・・
・・・スクリューフィーダー、４・・・・・・振動フィ
−ダー、５……スクレパー式コンペアー、６……モデル
コークス炉、７・・・・・・試料採取口。 第１図第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粘結炭８０重量％以上、劣質炭２０重量％以下から
   なり水分を４％以下に調整した配合炭を６０重量％以上
   、粘結炭１０重量％以上、劣質炭９０重量％以下、バイ
   ンダーおよび／又は粘結材からなる成型炭を４０重量％
   以下の割合で配合したのち乾留する劣質炭を多配合した
   高炉用コークスの製造方法。 ２ 水分を４％以下に調整した成型炭を配合する特許請
   求の範囲第１項記載の劣質炭を多配合した高炉用コーク
   スの製造方法。