JPS6213922A - 冶金用コ−クスの予備処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、コークスを原料として使用する産業、特に高
炉やキュプラ、ガス発生炉等の冶金炉の分野に用いるた
めのコークスについての予備処理技術にかかり、コーク
ス強度の弱い部分のみを除去して冶金用コークスとして
有用なもののみを供給するのに好都合な技術について提
案する。

（従来の技術） 通常製鉄用コークスは、強度その地路性質の良好なもの
が使用されるが、かようなコークスは近来の良質原料炭
の価値アップにともなって次第にコスト高となってきた
。

コストの低減をはかるためには低廉な微粘結炭を多く使
用する必要がある。例えば、従来技術であるトップ装入
法において微粘結炭を多量使用すると、配合炭の粘結性
が低下して、コークス粒子がもつ亀裂の潰裂度を表わす
潰裂強度０１３０およびコークス粒子の摩耗を表わす摩
耗強度Ｔｌ４００、とりわけＴｌ４００が大巾に低下す
る欠点があった。

微粘結炭を多量使用できる従来技術に、スタンピング法
あるいは連続式成形法（特公昭５９−１２７１０号）で
製造したブロック状石炭を室炉で乾留してコークスの製
造（ブロック装入法）を行う方法がある。この技術の場
合嵩密度の高い石炭ブロックを乾留するので、熱伝導率
が改善されてコークス生産性が約１５％向上するメリッ
トがある。この方式をトップ装入法操業中の室炉式コー
クス炉に適用した場合、原料炭コストの低減とコークス
増産を図ることにより、コークスコスト低減さらには老
朽炉廃止時のコークス不足分の補充に効果を発揮する。

第２図に、室炉に石炭ブロックを装入した状態の概念図
を示す。石炭ブロックＢと加熱壁Ａ、Ａ’とのクリアラ
ンス（間隙）Ｃは石炭ブロックＢの専用コークス炉の場
合は適正に設計できる。しかし既にトップ装入法を採用
して操業している室炉ではテーパーが大きいので、マシ
ンサイド（以下ｒＭＳ　Ｊという）と比較してコークサ
イド（以下ｒＣ３Ｊという）のクリアランスは大きくな
る。とくに、トップ装入法の室炉のテーパーは一般に６
０ｍｍ前後あるため、ＭＳからＣ８にいくにしたがって
クリアランスが大きくなり、このクリアランスの影響を
うけて特にＣ８ではコークス頭部表面に泡状組織が観察
される。この泡状組織の存在によりＤＩ３０及びＴｌ４
０Ｇが低下する欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 乾留コークス塊について、第３図に示すように加熱壁側
に位置する部分を頭部１３．１６とし、室炉の中心に位
置する側を足部１５．１８とし、そして中央を胴部１４
．１７とすると、トップ装入法によって製造されたコー
クス（第３図（イ））のコークス強度は、頭部１３、胴
部１４、足部１５の順に低下しており、コークス塊（粒
子）の全体が同一の強度を有しているわけではない。

第３図（イ）に示すように、従来法に従って製造したコ
ークスは、足部１５にスポンジ状組織が観察され、特に
Ｔｌ４００が低くなっている。この足部１５は配合炭の
粘結性、操業因子として炭化時間、置時間の変動の影響
を最も受やすく平均コークス強度低下の原因となってい
る。

以上説明したように、トップ装入法用に構成された室炉
で石炭ブロックを乾留しようとする場合、第３図（ロ）
に示すように、ＭＳではクリアランスが適正なものとな
るので優れた強度のコークス製造が可能になるが、Ｃ８
ではテーパーの影響をうけて頭部１６表面に泡状組織が
生成する。この泡状組織は、コークス強度すなわち０１
３０および７１４００がともに低い。

コークス塊の表面を除き、その他の胴部よりの頭部、胴
部および足部の強度については、微粘結炭を多量使用し
ても優れていることから、コークス強度の低下は前記表
面層の泡状組織が原因していると考えられる。

上述したようにトップ装入法のコークス強度は頭部（加
熱壁側）が大きく、胴部、足部（炉芯側）になるにした
がって小さくなる。特に足部についてはスポンジ状組織
の生成が観察され、この組織は特に摩耗に弱く高炉に装
入する２前に予め除去することが望ましい。

トップ装入法用室炉で石炭ブロックを乾留する場合、加
熱壁の間にクリアランスを設けているので、Ｃ８ではコ
ークス頭部表面に泡状組織が観察され、そのクリアラン
スが大きくなるにしたがって泡状組織の厚みが増加して
くる。従って、この場合、泡状組織を予め除去すればコ
ークス強度は大幅に向上する筈であり、本発明は、コー
クス強度低下の主因となるかかるスポンジ状組・織ある
いは泡状組織を冶金炉へ装入法する前に予め除去するこ
とを目指すものである。

（問題点を解決するための手段） 上述した解決課題に対し本発明は、冶金炉へ供給するコ
ークスを、その搬送の途中で、半径方向の内向きに突設
したそれぞれ突出幅の異なる複数の棚板を周方向に所定
の間隔で取付けたドラム内に導き入れ、該ドラムの回転
により低強度の部分のみを破砕、篩分けして除去するこ
とを特徴とする冶金用コークスの予備処理方法を採用し
てかかる要請に応え得るようにした。

ドラム内面に突出させた棚板：即ち突出幅（Ｌ。

ｌ）のことなる複数の棚板を同一円周上に設ければ、第
４図（イ）、（ロ）、（ハ）に示すように、突出幅の大
きい棚板２Ｈはコークス塊をドラムｌ内のより高い位置
（）Ｉ）　まで持ち上げるし、一方突出幅の小さい棚板
２ｈは低い位置（ｈ）までしか保持しない。この異なる
棚板２Ｈ，２ｈが以下に説明するような働きをして本発
明の目指す効果を実現するものである。

（作　用） 上述□°した棚板の機能について、′まず突出幅の小さ
い棚板２ｈ　（第４図−ハ）は、ドラムｌの回転を利用
してコークスを掻きあげて上方へ移動させ、ある程度の
高さに達するとコークスが該棚板２ｈからころげ落ちて
下方へ移動する。コークスの上下方向への移動、転勤の
際、コークス粒子が互に接触するのでスポンジ状や泡状
のいわゆるコーク友強度の小さい組織の部分を摩耗させ
る作用を生ずる。

一方突出幅の大きい棚板２Ｈ（第４図−口）は、ドラム
１の回転を利用してコークスを棚板（２Ｈ）にのせて上
方へもちあげる際により高い位置：即ちドラム１内天井
に近い位置までコークスを持ち上げて落下させるので、
その衝撃でスポンジ状組織や泡状組織は潰裂して分離す
るように作用する。

このようにして分離されたスポンジ状組織や泡状組織は
、その時点および次の時点以降、突出幅の大きい棚板２
Ｈでより上方へ持ち上げられた別のコークスの落下衝撃
により破砕される。またこの棚板２Ｈは、コークスにみ
られた熱応力により生じた亀裂を潰裂させ亀裂部に発生
する粉コークスを除去でき、０１３０を向上する作用も
ある。

スポンジ状組織や泡状組織、このうち特に泡状組織は偏
平状であるので、次工程での篩分は効率を上げるために
は細分化する必要がある。突出幅の大きい棚板の作用に
より、落下衝撃を与えあるいは落下衝撃を受けるコーク
スの泡状組織は、破砕をうけ、さらに突出幅の小さい棚
板の作用により生ずるコークスの転勤により上記の棚板
２Ｈの作用で分離された泡状組織がさらに破砕されて細
分化し、次工程の篩分設備で容易に除去される形になる
。

さらに落下衝撃で分離されずにコークス粒子に残る泡状
組織は、転勤により効率的に摩耗され粉コークスとして
分離される。このように持ち上げる高さの異なる２種以
上の棚板を組合わせることにより、上述したごとく効率
的な相乗効果がもたらされ、設備費、動力費が安くなり
、非常に有利となる。

次に、本発明予備処理法につき、コークス炉から高炉へ
搬送するときの例で具体的に説明する。

本発明法は、コークス炉ワークから高炉へ搬送する途中
に、第１図に示すような上述した棚板を設けた回転ドラ
ム１を設置して連続的にコークスを処理した後、篩分機
を経てスポンジ状組織や泡状組織を粉コークスとして分
離除去する方法である。

本発明に用いるドラムの型式は、直筒状および円錐筒状
のものが用いられる。直筒状のドラムを第１図に示す。

コークスはシュート３からドラム１内に装入される。Ａ
−Ａ断面では１枚の突出幅の大きい棚板２Ｈと３枚の突
出幅の小さい棚板２ｈがドラム１内に取付けてあり、ド
ラム１０回転とともに同心円上を回転する。棚板２１１
．２ｈの組合わせ、取付は位置はドラム１の長さ方向に
任意に選定し得る。ドラム１は電動機４、減速機５の駆
動装置から歯車６を介してドラム固定歯車７により設計
速度で回転する。回転ドラム１で処理されたコークスは
排出シュート８から排出する。ドラム１を安定化するた
めにメタル肌１０で支え、スラストはローラー１１でう
けており、これらは架台１２に設置されている。

コークスの連続処理方法は、第４図（イ）に示しである
ように、ドラム１に傾斜角（α０）を設けることにより
、ドラム内部に取付けた棚板２Ｈ，２ｈが回転してコー
クスを上方へもちあげ、落下あるいは転勤しながら逐次
前進する。この前進距離ｘ　ｆｆ１ｌはＨｔａｎ　α（
ｈｔａｎ　（２）（＋１１）にほぼ相当する。また、コ
ークス粒子（重量Ｗ）は前進する方向へ作用する力Ｗｔ
ａｎαをうけており、コークス粒子は転勤の際容易に前
進する。連続処理能力はドラム回転数と傾斜角により主
に決定する。

潰裂と摩耗の程度は棚板の種類、および位置を変えるこ
とにより任意に調整できる。例えば第５図は、突出幅の
大きい（Ｌ）棚板２Ｈ２個、突出幅の小さい！棚板２ｈ
　４個を同心円上に配列し、ドラム長手方向の次の列で
は取付は位置を３０度ずらして、棚板２Ｈの位置を変更
した状態を示している。次に第６図は大棚板２Ｈを１個
、小棚板２ｈを５個からなり、そしてドラム長手方向の
次の列では大棚板２Ｈの位置を１８０度ずらした形態を
示す。このように画板の種類、枚数、位置を目的に合わ
せて設計できる。

次に第８ｒｇＪは、截頭円錐形ドラムを使う本発明の別
の実施形態であり、ドラムの安定化および駆動方法は置
部式ドラムと同じである。なお、篩分は設備は型式には
制限はなく、振動篩、バースクリーン等いずれでも使用
できる。

（実施例） 以下に比較例との対比のものとに本発明実施例について
説明する。

〔比較例１〕 基準配合炭を表１のごとく調製して、その基準配合炭の
うちの３０％を「微粘結炭２５％と微粉コークス５％と
を組合わせたもの」に代替した後、圧縮成形した嵩密度
１．１５　）ン／ｌ′ｌＩ３の石炭ブロックを炉温１．
２００℃の１７４トン乾留炉で乾留した。

表２　微粘結炭および微粉コークス １７４トン乾留炉の炉巾４００ｍｍにおいてクリアラン
スを変えて嵩密度１．１５　）ン／ｍ３の石炭ブロレク
を調製して乾留し、湿式消火した時の　旧　を”　　　
　　　　表４に示す。

表４　　Ｄビ クリアランス（片側）が３５ｍＩ！ｌではトップ装入法
のＤＩ　　　と同等であるが、４７胴になるとトップ１
５３゜ 装入法のＤＩ　　と比較して低下した。コークス頭部表
面に泡状組織が一察されたので、この部分をのみで押し
て削り取ったコークスのＤＩ　　を表５Ｓ に示す。

表、１１　　　ＤＩ；； ケースＣ−２にみられるように、泡状組織を除去すると
Ｄ１３０　　は９２．５となり、トップ装入法よＳ りも向上した。また泡状組織を削りとらなかったケース
Ｃ−１と比較するとＤＩ　　　は１．２向上しＳ た。

テーパー６４ｍｍ、　ＭＳのクリアランス１５　ｍｍ　
（片側）の室炉式コークス炉ではＣ３のクリアランスは
４７ｍｍとなり、これはケースＣに該当する。

表４にみられるようにクリアランスが４７ｍｍ（片側）
になると、トップ装入法と比較してＤ１が低下したので
本発明の予備処理が必要となる。

〔実施例　ｌ〕

ドラム（直径１．５ｍ、長さ１．５ｍ）の内側に、３０
０ｍｍ突出幅の棚板を２枚、５０ｍｍ突出幅の棚板を２
枚、合計４枚の棚板を第７図の要領で取付けた。上記比
較例におけるケースＣ−１のコークス５０ｋｇを、上記
ドラム内に装入して回転数２５ｒ、９６ｍ、で１０回転
させて予備処理したコークス強度を表６に示す。

９ｆｊどＨ云ａｎｌ′Ｊ６’）、ＩＩ　　？Ｕ、Ｉｌｌ
　、１４　　　Ｄｔ　ｉ、ｂ向上した結果、トップ装入
法と比較して同等以上のコークス強度となった。また、
泡状組織は破砕されて１５ｍｍ以下となった。

したがって本発明の方法を用いれば、コークス強度の弱
い部分が潰裂され、摩耗を受けてそして破砕される結果
、篩目２０ｆｆｌＩ１１で篩分けたときに粉の分離が容
易にできるので、十分高炉での使用が可能である。その
結果、表３に示すように微粘結炭の多量使用が可能とな
り、コークスコストの低減をはかることができる。

〔実施例　２〕 石炭ブロック（表３）と基準配合炭（表１）についてそ
れぞれ常温から８００℃までの熱伝導率を比較した結果
、石炭ブロックの熱伝導率は１５％向上した。このこと
は石炭ブロックを乾留す゛ると生産性が約１５％向上す
ることを示唆している。なお、熱伝導率には比熱Ｃ１熱
拡散係数αそして密度Ｔを測定して次式で算出した。

Ｋ＝Ｃ・α・γ 〔実施例　３〕 基準炭（表１）と微粘結炭（表２）を下記の割合で配合
して室炉式コークス炉へトップ装入して乾留した後、湿
式消火した。

表７　　配合割合 表８　　コークス粒子強度 ケースＤ−０のコークス強度は標準であるが、微粘結炭
５％を場景するとケース０−１にみられるようにコーク
ス強度が低下した。

ケースＤ−１のコークスを実施例１のドラムに５０ｋｇ
装入して回転数２５ｒ、　ｐ、　ｍで７回転させて予備
処理した。

予備処理したコークス強度はケースＤ−３にみられるよ
うに標準のコークス強度と比較して同等以上に向上した
。

一般に微粘結炭の配合割合が多くなると粘結性が低下し
てコークスが摩耗および潰裂時に粉化しやすくなりコー
クス強度が低下する。この場合、本発明にもとづいて摩
耗および粉化しやすい部分を予備処理し篩目２０關で篩
分けて分離することにより、高炉で使用できるようにな
るので、微粘結炭の使用量を増加出来る。

また、操業条件の変動例えば火落ち遅れの状態で押出し
たコークスはスポンジ状組織の影響をうけてコークス強
度が低下するので、本発明は効果的に作用する。

（発明の効果） 本発明によれば以下に列挙するような効果がある。

（１）　　コークス製造コストの低減をはかるためには
原価比率の高い原料費を低減する必要がある。

この点本発明は、低廉な微粘結炭を多量使用でき、且つ
高炉の炉況安定化に貢献する。

（２）室炉式コークス炉は現在炉命３０年といわれてお
り、今後は老朽炉の廃止に対処して新設するよりも既設
炉で増産してコークス量を補充する傾向になる。嵩密度
の高い石炭ブロックをトップ装入法を採用している既設
炉で乾留すると生産性は約１５％向上するが、コークス
頭部の表面に泡状組織が生じこのままでは使用出来ない
問題があった。この点本発明は、かかる問題点を解決し
て、トップ装入法を採用している既設炉で石炭ブロック
を乾留できるようになるのでコークスを約１５％増産で
きるという大きなメリットを生ずる。

（３〕　　嵩密度の高い石炭ブロックをトップ装入法を
採用している既設炉で弊習する場合、粉コークスを配合
炭に混合する必要が生ずる。この点本発明によれば、強
度の弱い部分を分離して粉コークスとするので、粉コー
クスの自給率が高くなり粉コークスの安定確保が容易と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法の実施に用いるドラムの正面図、 第２図は、室炉へ石炭ブロックを装入した状態の概念図
、 第３図はコークス塊に関し、（イ）は従来法であるトッ
プ装入法で製造したものを示し、（ロ）は室炉へ石炭ブ
ロックを装入することによって製造したものを示す正面
図、 第４図（イ）、（ロ）、（ハ）は、ドラム内棚板のもよ
うを示す路線図、 第５図、第６図および第７図は、本発明実施例のもとに
おけるドラム内棚板配置の例を示す路線図、 第８図は、本発明法で使用するドラムの別の例を示す正
面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冶金炉へ供給するコークスを、その搬送の途中で、
   半径方向の内向きに突設したそれぞれ突出幅の異なる複
   数の棚板を周方向に所定の間隔で取付けたドラム内に導
   き入れ、該ドラムの回転により低強度の部分のみを破砕
   、篩分けして除去することを特徴とする冶金用コークス
   の予備処理方法。