JPS638480A

JPS638480A - 冶金用コ−クスの品質改善方法

Info

Publication number: JPS638480A
Application number: JP15223186A
Authority: JP
Inventors: Akio Tsuyukuchi; 露口　亨夫; Shinsuke Ogawa; 小川　眞資; Motokazu Miyawaki; 宮脇　元和; Masayuki Kawanishi; 川西　将之
Original assignee: Sumikin Chemical Co Ltd
Current assignee: Air Water Inc
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1988-01-14

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〉この発明は、冶金用コークスを乾式消火するに際し、冶
金用コークスの冷間強度を高めろと共に熱間ての００２
との反応性を低下せしめ、それによって非・微粘結炭の
多量使用を可能となし、コークス乾式消火設備内でのス
タビライズによる粉率減少を可能とした冶金用コークス
の品質改善方法に関する。

〈従来の技術〉一般に冶金用コークスは、強度が高く、１０００〜１２
００℃の高温域でのＣＯ２との反応性の低いものが要求
されろ。このため、多くの研究、技術改善が実施されて
いる。

例えば、石炭化度と粘結性を適当な範囲に調整する原料
配合方法、石炭系、石油系分留油等を添加配合する粘結
材添加法、石炭の粒度を調整する方法、装入石炭の付着
水分を低減する方法、オイル添加、界面活性剤添加によ
る装炭嵩密度を向上させる方法、成型炭配合法等が開発
され、実用化されている。これらの技術の実施により、
生成コークスの冷間強度の向上、熱間反応性の低下によ
り、非粘結炭の冶金用コークスへの使用がある程度可能
となっている。

また、近年コークス乾式消火法が多くのコークス製造メ
ーカーに導入され、コークス乾式冷却設備の冷却塔内で
の均熱、徐冷効果、およびＨ２０との水性ガス反応がな
いこと等により、コークス品質が改善されることが知ら
れており、この方法によっても非・微粘結炭の配合使用
が可能となっている。

一方、コークスの熱間強度を向上させる方法として、乾
留により生成した赤熱コークスに刻して、その冷却過程
において、重質油をスプレーする方法（特開昭１５４−
１５６００６号公報）が提案されている。そして、重質
油スプレーによって、■コークス表面が緻密化し、塊コ
ークスの反応性が低下する。■こ・れによってコークス
の増産（約２０〜３０％）が可能となる。■Ｎ重質油熱
分解により高カロリーの新しいコークス炉ガス（８００
０〜１００００　ｋｃａｌ　／　Ｎｍ’）を生成できる
と説明されており、実施例中でも添加アスファルトｆｆ
ｉは、コークスに対して約１１０％と非常に多量にスプ
レーしていることから、重質油により赤熱コークスを冷
却すると共に、重質油は、コークスの顕熱によりオイル
コークスとなり、コークスの周囲に付着してその反応性
を低下せしめるものである。

その他、赤熱コークスの顕熱を利用する方法として、コ
ークス乾式消火設備のプリチャンバ一部に重質炭化水素
と酸素を吹込み、生成するガスから水素を製造すると共
に、コークスの冷却をクーリングチャンバ一部へのスチ
ームの吹込みによる吸熱反応と、循環ガスの吹込みによ
り行なう方法（特開昭６０−１２２７０１号公報）、乾
式消火設備の第１の区域でコークス炉カスにより、第２
の区域で熱伝達ガスにより冷却し、コークス炉ガスの浄
化とカロリーアップを図る方法（特開昭５７−１０９８
９２号公報）、乾式消火設備の消火冷却用ガスとして、
活性なコークス炉カスを使用する方法（特開昭５６−１
１６７８１号公報）、乾留を終えた後に気密室内におい
て、重油等を冷却媒体に使用して赤熱コークスを冷却す
る方法（特開昭５３−７１１０２号公報）等の提案が行
われている。

一方、コークスを乾式消火した場合の冷間強度の向上、
熱間反応性の低下は僅かであり、大半は冷却塔内での荷
下がり時のスタビライズにより脆弱部分が粉化脱落し、
乾式消火によるコークスは見掛は工大幅に品質が向上し
たものとして評価される。

このため、非・微粘結炭を多量に配合したコークスを乾
式消火すると、多くの粉コークスが発生し、冷却塔内の
通気抵抗を悪化せしめるばかりでなく、熱回収のための
熱交換器系統の扮コークスによる閉塞、熱交換効率の低
下、ボイラーチューブの摩耗、破損等乾式消火設備の操
業トラブル発生原因になると共に、塊コークスは小塊化
し、高炉用コークスとして必要な粒度以上の塊コークス
歩留が減少する。

これらの理由により乾式消火するとしても、非微粘結炭
等の劣質炭を多量に配合することは不可能である。

他方、将来予想される粘結炭資源の枯渇による価格上昇
や、コークスコストを更に低減させる必要性等から現状
より更に非・微粘結炭等の劣質炭を多量に配合使用し、
原料コストを低減させると共に、大型高炉の使用に耐え
る高強度、低反応性のコークスを製造する技術が要望さ
れている。

〈発明の目的〉この発明は、上記乾式消火時におけるコークスの冷間強
度を向上せしめると共に、熱間反応性を低下せしめるコ
ークスの品質改善方法を提供することを目的とする。

〈発明の詳細〉本発明者等は、上記問題点を解決すべく鋭意試験研究の
結果、コークスの乾式消火設備のプリチャンバーに炭化
水素化物を吹込むことにより、コークスの冷間強度、熱
間反応性共に大幅に改善できることを見い出し、この発
明を完成した。

すなわちこの発明は、赤熱コークスを乾式消火設備の冷
却塔に装入し、冷却塔下部から循環不活性ガスを導入し
てコークスを冷却するに際し、冷却塔のプリチャンバー
に炭化水素化物を吹込んで炭化水素化物を熱分解させる
ことを特徴とする冶金用コークスの品質改善方法である
。

コークス乾式消火設備のプリチャンバーに炭化水素化物
を吹込むと、プリチャンバー内は、８００〜１０００℃
程度の高温であるため、炭化水素化物は赤熱コークス上
で気相熱分解し、生成した熱分解カーボンが赤熱コーク
スの表面に付着し、コークス表面の気孔や亀裂に侵入し
て充填する。このため、摩耗強度、圧潰強度が向上し、
冷却塔内での荷下がり時の粉化が抑制される。また、コ
ークス表面をコーティングする熱分解カーボンは、易黒
鉛化性の光学的高次異方性カーボンであり、Ｃ０２やＨ
２０等との反応速度は極めて小さく、高炉内でのこれら
ＣＯ２、Ｈ２０との反応によるコークスの小塊化、粉化
を抑制することができる。

これはＣＶ　Ｄ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｕｒ　
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によるカーボンコーティング
法であり、一種のカーボン・カーボン複合体であること
から、極めて薄い付着厚みであっても、強度向上効果お
よび反応性低下効果が極めて大なるものである。

しかも、炭化水素化物の熱分解により生成するＨ２、Ｃ
Ｈ４等の分解ガスは、赤熱コークス層を通過してクーリ
ングチャンバーに入り、冷却用不活性ガスと共に小煙道
から煙道を介し、ボイラ一部に導かれる。この過程で煙
道に系外がら空気を吹込み、可燃性分解ガスを燃焼させ
ることによりボイラーでの蒸気発生量を増加させること
ができる。また、この可燃性ガスは、燃焼させることな
く、ボイラーで熱回収したのち、余剰ガスとして系外に
抜きだし、低カロリーの燃料ガスとして回収することも
できる。

プリチャンバーに吹込む炭化水素化物としては、メタン
、プロパン、天然ガス等の炭化水素ガスへブタン、ヘキ
サン、ベンゼン、トルエン等の飽和、不飽和炭化水素、
ナフサ、軽油、重油、タール等の石油系分留油およびそ
の残渣、粗軽油、カルボル油、ナフタリン油、吸収油、
アントラセン油、タール等の石炭系分留油およびその残
渣、石炭液化油等の常温で液状あるいは固体状炭化水素
化物が利用できる。

該炭化水素化物のプリチャンバーへの吹込み量は、熱分
解後の付着カーボン量が付着するコークス重量当たり１
０％以下で十分であり、望ましくは１〜５％程度がコー
クスの品質改善効果も十分で、熱分解時に発生するカー
ボンブラック状媒の量も少量で、熱回収後の除、１１１
１でも回収でき、特に設備を設置する必要はない。また
、コークスへの付着カーボン量は、１％以下０．５％程
度でもコークス品質改善効果は十分認められる。

炭化水素化物の吹込みは、連続的に吹込む方法が吹込み
速度を小さくてき、ノズルのコーキングによる閉塞に対
しても有効である。しかし、コークパケットからプリチ
ャンバー内にコークスを投入する際、プリチャンバー内
の可燃性ガスと空気が混合し、爆発や火炎が発生する恐
れがある。そこでコークスの役人時期を除き、炭化水素
化物を吹込む間欠法とするときは、吹込みノズルの形状
をコーキングによる閉塞に対して対応できる構造とする
必要ある。また、吹込み位置は、できるだけ赤熱コーク
スに対して均一に付着コーティングできるように複数箇
所からスプレーするのが望ましい。

〈実施例〉実施例１コークス処理能力１７０Ｔ／Ｈのコークス乾式消火設備
のプリチャンバ一部にその上部からコールタールを吹込
み、消火後のコークス品質およびボイラーでの蒸気発生
量等を測定した。その結果を第１表に示す。なお、その
ときのコークスの原料石炭の配合割合、性状等は第２表
に、コールタールの性状は第３表に示す。

以下余白第　　２　　表第　　３　　表なお、第１表におけろ回転強度は、Ｊ　Ｉ　Ｓ　−１＜
・２１５１・６．２のドラム試験方法に基づいて測定し
た。また、小型熱間反応性試験の反応量は粒度２Ｏｎ＋
ｍ±１ｍｍのコークス試料２００ｇを１５０℃±１０℃
で、４時間以上乾燥して大気中にて放冷し、ステンレス
製の７６．３ｍｍ＋Ｆ’　ｘ　４＋ｎｍ　Ｌ　Ｘ６５０
　ｍｍＨの反応管に充填し、１，１００°Ｃに保持した
電気炉に装入し、反応管内を窒素で置換してのち、試料
温度が１　、１００℃で安定推移することを確認後、二
酸化炭素を５２１ｆｆｌ団で反応管内に流して２時間反
応させた後、窒素を５４！／ｍｉｎで流して３分間置換
し、炉内から取り出して窒素で強制冷却し、重量を測定
し、反応部重量（こ対する反応量ｍを百分率で示す。反
応後強度は、反応後の試料を１３０　ｍｍｌ’Ｘ７００
ｍｍＬのＩ型ドラムに装入し、２Ｏｒｐｍて３０分間回
転させ、１０ｍｍの篩でふるい分けて１０ｍｍ以上の重
ｆｆｉを測定し、反発後重量に対する１０ｍ１ｎ以上の
重量の百分率で示す。

乾式消火粉発生量は、乾式消火設備のボイラー通過後の
サイクロンおよび煙道の一次除塵器で回収した粉コーク
スの合計量で示す。

第１表に示すとおり、コールタールをプリチャンバーに
吹込んだ本発明法の場合は、いずれもコークスの回転強
度および炉開反応性が従来法ζこ比較して大幅に改善さ
れている。また、乾式消火時の扮コークス発生量も、コ
ールタール吹込みｍを増加させるに従い低下しており、
ボイラーでの高圧蒸気発生量も、コールタールの吹込み
量の増加に伴って増加し、コールタール吹込みｌｉ９．
ｏｔ／Ｈの場合、従来法に比べ２３ｔ／Ｈ増加しており
、コールタール吹込みによる効果は、明らかである。

実施例２コークス用配合炭の配合割合を変更し、前記第２表に示
す配合炭より非粘結炭を１５％増配合した第４表に示す
配合炭を、通常のコークス炉に装入してコークス化し、
実施例１と同しコークス乾式消火設備に投入し、コール
タールを蒸留して得た軟化点３０℃の軟ピツチを３．（
３ｔ／Ｈてプリチャンバー上部から吹込み、軟ピツチを
吹込まない場合と比較した。その結果を第５表に示す。

なお、軟ピツチの性状は、第６表に示す。

以下余白第　　４　　表第　　５　　表第　　６　　表第５表に示すとおり、非粘結炭を１５％増配合したこと
により、軟ピツチを吹込まない従来法では、コークスの
冷間強度、熱間反応性が悪化しており、それに伴ってコ
ークス乾式消火時の粉発生量も多くなっている。これに
対して軟ピツチを３．６ｔ／）（で吹込んだ本発明の場
合は、冷間強度、熱間反応性ともに大幅に改善され、非
粘結炭増配合前のコークス品質レベル以上に向上する。

これに伴い、コークス乾式消火時の粉発生量も大幅に減
少し、発生ガスを燃焼させることにより高圧蒸気発生量
も約１０　ｔ／Ｈ程度増加させろことができた。

なお、本発明法による乾式消火したコークス塊を研磨し
、反射偏光顕微鏡によりコークス組織の観察を行った結
果、いずれのコークス塊も表面から内部にかけて約１０
＋ｍの深さで熱分解カーボン特有の日豊状異方性組織が
気孔壁に沿って層状に０．５〜０．０１ｍｍ程度の厚み
で付着コーティングしているのが観察された。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）赤熱コークスを乾式消火設備の冷却塔に装入し、
冷却塔下部から循環不活性ガスを導入してコークスを冷
却するに際し、冷却塔のブリチャンバーに炭化水素化物
を吹込んで炭化水素化物を熱分解させることを特徴とす
る冶金用コークスの品質改善方法。
（２）炭化水素化物がメタン、プロパン、天然ガス等の
炭化水素ガス、ヘプタン、ヘキサン、ベンゼン、トルエ
ン等の飽和、不飽和炭化水素、ナフサ軽油、重油、ター
ル等の石油系分留油およびその残渣、粗軽油、カルボル
油、ナフタリン油、吸収油、アントラセン油、タール等
の石炭系分留油およびその残渣ならびに石炭液化油等の
１種または混合物である特許請求の範囲第１項記載の冶
金用コークスの品質改善方法。