JPH06136364A

JPH06136364A - 高反応性コークス製造法

Info

Publication number: JPH06136364A
Application number: JP29144992A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Yamaguchi; 山口一良; Takeo Uno; 鵜野建夫
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1994-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】コークス強度を確保して高炉の通気性を維持
し、かつ高炉寿命、安定操業上問題がなく、ＪＩＳ反応
性のバラツキが小さい高反応性コークスを製造する。【構成】石炭に鉄化合物を添加していないときのコー
クスのＪＩＳ反応性の値および鉄化合物の種類に応じ
て、鉄化合物中のＦｅ単位添加量当りのＪＩＳ反応性上
昇量を基準として、鉄化合物の種類とその添加量を求
め、前記石炭にこれを添加したのち、同一条件でコーク
スを製造する。【効果】鉄化合物添加によりコークスのガス化反応が
促進され、コークスの反応性を向上できる。また、高炉
の炉壁レンガ損傷や付着物生成を促進することがなく、
コークス強度低下を伴わない。この結果、高炉の通気
性、寿命、安定操業にとって問題のないコークスを製造
できるとともに、目標とするＪＩＳ反応性のバラツキも
非常に小さくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉の炉頂から装入す
る通常冶金用コークスの一部と置換して使用することに
より、燃料比を低下させ、生産性を向上させて高炉操業
を実施可能とするための、高反応性コークス製造法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】通常の高炉にあっては、炉頂から鉄鉱石
および通常冶金用コークスを層状に装入し、この鉄鉱石
を炉内で還元した後、溶融金属状態にある溶銑を製造し
ている。

【０００３】ところで、高炉の熱保存帯温度は１０００
℃程度であり、この温度は通常冶金用コークスのガス化
開始温度に相当する。つまり、高炉内でＣ＋ＣＯ₂＝２
ＣＯで示されるコークスのガス化反応が起こるために
は、約１０００℃以上の温度が必要となる。鉄鉱石の還
元はその約７０％が熱保存帯より高温領域で生じるが、
温度が高くなるに伴い還元平衡ガス組成が高ＣＯ側とな
ること、および鉄鉱石からの融液生成が約１１００℃以
上で見られ、その結果として、還元ガスの浸透が不十分
になることから、熱保存帯の温度が高いと鉄鉱石の間接
還元を有効に活用できず、還元効率もある値以上に向上
しない。

【０００４】一方高反応性コークスは反応性が高いこと
から、高炉内のＣＯ₂がコークス表面に接触した際、Ｃ
＋ＣＯ₂＝２ＣＯの反応がより低温から活発に行われ
る。またその結果として炉内に生じたＣＯガスが鉄鉱石
と有効に反応してこれを低級酸化物あるいは金属状態に
還元する反応が促進される。

【０００５】Ｃ＋ＣＯ₂＝２ＣＯの反応は吸熱反応であ
り、高炉における熱保存帯温度を低下させる効果があ
る。すなわち、通常冶金用コークス使用時は、１０００
℃程度の熱保存帯が生成しその値がほとんど変化しない
のに対して、高反応性コークスを使用することにより、
熱保存帯温度を９００〜９５０℃に低下させることが可
能となる。その結果、還元平衡到達点に余裕ができるた
め還元がより進行することになり、還元効率が向上す
る。このため、高反応性コークスを通常冶金用コークス
の一部と置換して使用することができれば、高炉の還元
効率が向上し、コークス比を低下できる。

【０００６】鉄鉱石の還元効率を高めるため、特公昭５
２−４３１６９号公報にあっては、鉄鉱石と通常冶金用
小塊コークスをあらかじめ混合しておき、この混合物と
通常冶金用コークスを層状に装入することが開示されて
いる。このようにあらかじめ通常冶金用小塊コークスと
混合した鉄鉱石を使用することにより、炉内における通
気性が改善され、その還元性が向上する。この通常冶金
用小塊コークスを高反応性小塊コークスに置換できれ
ば、高炉の還元効率はさらに向上する。

【０００７】しかしこれまでは、高炉での使用に適した
高反応性コークスの製造法が確立されていなかったた
め、高炉の還元効率向上には限界があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来行なわれてきた高
反応性コークス製造法は、冶金用コークスの製造に適さ
ない、反応性の高い微非粘結炭や一般炭を原料炭に一部
配合するか、あるいはコークスのガス化反応を促進する
触媒としての役割をもつアルカリ類を少量、原料炭に配
合する方法であった。

【０００９】しかし微非粘結炭や一般炭の配合による方
法は、配合量が少ないと反応性が向上せず、配合量を多
くするとコークス強度を保持することが困難で、高炉の
炉頂から装入するときに粉化してしまい、高炉の通気性
を悪化させることとなる。またアルカリ類配合による方
法は、高炉の炉壁レンガ損傷や付着物生成を促進し、高
炉寿命、高炉安定操業の面から好ましくない。

【００１０】さらに、微非粘結炭や一般炭の配合基準、
アルカリ類の添加基準が確立していないため、製造され
た高反応性コークスのＪＩＳ反応性はバラツキが大きか
った。

【００１１】そこで、本発明にあっては、コークス強度
を確保して高炉の通気性を維持することができ、かつ高
炉寿命、高炉安定操業の面で問題がなく、ＪＩＳ反応性
（ＪＩＳＫ−２１５により測定される冶金用コークス
のＣＯ₂によるガス化反応性の指標）のバラツキが小さ
い高反応性コークスを製造する方法を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用】本発明の高反
応性コークス製造法は、その目的を達成するために、石
炭に鉄化合物を添加せずに製造したコークスのＪＩＳ反
応性の値および添加しようとする鉄化合物の種類に応じ
て、目標とするＪＩＳ反応性を得るのに必要なその鉄化
合物の添加量を決定し、前記石炭に添加したのち、同一
条件でコークスを製造することを特徴とする。

【００１３】本発明で製造する高反応性コークスのＪＩ
Ｓ反応性は、ＪＩＳＫ２１５１−１９７７の反応性試
験方法で測定したときの値が、３０％以上であることが
必要である。この数値限定は、特開平１−３６７１０号
公報に示すように、高炉における使用試験結果より、Ｊ
ＩＳ反応性が３０％未満ではほとんど高炉の還元効率向
上効果が見られないことによる。

【００１４】本発明における製造法では、添加物として
鉄化合物を使用するが、この鉄化合物は、アルカリ類と
同様に、コークスのガス化反応を促進する触媒としての
役割をもち、コークスの反応性を向上させる。しかし、
アルカリ類と異なり、高炉の炉壁レンガ損傷や付着物生
成を促進することはない。また微非粘結炭や一般炭の多
量配合を行わないため、コークス強度低下を伴わない。
したがって、高炉の通気性、寿命、安定操業にとって問
題のないコークスを製造できる。

【００１５】高反応性コークスのＪＩＳ反応性の値は、
鉄化合物を添加していないコークスのＪＩＳ反応性の値
および鉄化合物の種類に応じて変化する。鉄化合物を添
加していないコークスのＪＩＳ反応性の値の高いほう
が、鉄化合物中のＦｅ単位添加量当りのＪＩＳ反応性上
昇量が大きい。また鉄鉱石のような鉄酸化物よりも、蓚
酸第一鉄｛Ｆｅ（ＣＯＯ）₂｝や鉄ペンタカルボニル
｛Ｆｅ（ＣＯ）₅｝のような化合物のほうが、鉄化合物
中のＦｅ単位添加量当りのＪＩＳ反応性上昇量が大き
い。

【００１６】本発明においては、乾留試験炉を用いて種
々の乾留試験を行った。３ｍｍ以下の粒度のものの重量
割合が８０％以上になるように粉砕した石英に、各種鉄
化合物を鉄換算で０〜４．６％添加して混合し、装入密
度０．７２、水分８％に調整して、炉壁温度１１５０
℃、乾留時間１８時間、置き時間０．５時間の条件で乾
留した。表１に、鉄化合物を添加していないコークスの
ＪＩＳ反応性の値と鉄化合物の種類に応じた、鉄化合物
中のＦｅ単位添加量当りのＪＩＳ反応性上昇量を示す。

【００１７】この表１により、目標のＪＩＳ反応性を得
るための、鉄化合物の種類とその添加量を求めることが
でき、かつ製造したコークスが目標とするＪＩＳ反応性
のバラツキを非常に小さくできる。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【実施例】以下、実施例により本発明の特徴を具体的に
説明する。表２に本発明による高反応性コークス製造結
果を従来法と比較して示す。

【００２０】実施例１鉄化合物を添加していないコークスのＪＩＳ反応性が１
３％に対して、ＪＩＳ反応性の目標３２％の高反応性コ
ークスを得るために、蓚酸第一鉄を鉄換算にて４．６％
添加、混合し、装入密度０．７１、水分８．５％に調整
し、炉壁温度１２００℃、乾留時間１７．５時間、置き
時間０．５時間の条件で乾留した場合の製造例である。
バラツキは±１．５％であった。

【００２１】実施例２鉄化合物を添加していないコークスのＪＩＳ反応性が１
９％に対して、ＪＩＳ反応性の目標３５％の高反応性コ
ークスを得るために、鉄ペンタカルボニルを鉄換算にて
１．８％添加、混合し、装入密度０．７２、水分８．２
％に調整し、炉壁温度１２２０℃、乾留時間１７時間、
置き時間０．５時間の条件で乾留した場合の製造例であ
る。バラツキは±１．２％であった。

【００２２】実施例３鉄化合物を添加していないコークスのＪＩＳ反応性が２
５％に対して、ＪＩＳ反応性の目標４０％の高反応性コ
ークスを得るために、鉄酸化物を鉄換算にて２．３％添
加、混合し、装入密度０．７０、水分８．６％に調整
し、炉壁温度１１８０℃、乾留時間１８時間、置き時間
１．０時間の条件で乾留した場合の製造例である。バラ
ツキは±１．７％であった。

【００２３】実施例４鉄化合物を添加していないコークスのＪＩＳ反応性が２
６％に対して、ＪＩＳ反応性の目標５０％の高反応性コ
ークスを得るために、蓚酸第一鉄を鉄換算にて１．８％
添加、混合し、装入密度０．６９、水分８．０％に調整
し、炉壁温度１１６０℃、乾留時間１９時間、置き時間
１．５時間の条件で乾留した場合の製造例である。バラ
ツキは±１．９％であった。

【００２４】実施例５鉄化合物を添加していないコークスのＪＩＳ反応性が２
７％に対して、ＪＩＳ反応性の目標４２％の高反応性コ
ークスを得るために、鉄酸化物を鉄換算にて２．３％添
加、混合し、装入密度０．７１、水分８．４％に調整
し、炉壁温度１１９０℃、乾留時間１８．５時間、置き
時間１．０時間の条件で乾留した場合の製造例である。
バラツキは±１．６％であった。

【００２５】比較例１ＪＩＳ反応性の目標を３２％におき、微非粘結炭や一般
炭の配合による方法により、装入密度０．７１、水分
８．５％に調整し、炉壁温度１２００℃、乾留時間１
７．５時間、置き時間０．５時間の条件で乾留し、高反
応性コークスを製造した従来法による製造例である。バ
ラツキは±５．３％であった。実施例１に対してバラツ
キが非常に大きい。

【００２６】比較例２ＪＩＳ反応性の目標を３５％におき、アルカリ類２．０
％添加、混合による方法により、装入密度０．７２、水
分８．２％に調整し、炉壁温度１２２０℃、乾留時間１
７時間、置き時間０．５時間の条件で乾留し、高反応性
コークスを製造した従来法による製造例である。バラツ
キは±４．１％であった。実施例２に対してバラツキが
非常に大きい。

【００２７】

【表２】

【００２８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、目標のＪＩＳ反応性を得るために、鉄化合物を添加
せずに製造したコークスのＪＩＳ反応性の値および添加
しようとする鉄化合物の種類に応じて、鉄化合物中のＦ
ｅ単位添加量当りのＪＩＳ反応性上昇量を基準として、
鉄化合物の種類とその添加量を求めて高反応性コークス
を製造することができ、かつ製造したコークスが目標と
するＪＩＳ反応性のバラツキを非常に小さくできる。ま
た鉄化合物を添加するため、コークス強度低下を伴わ
ず、高炉の通気性、寿命、安定操業にとって問題のない
高反応性コークスを製造できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石炭に鉄化合物を添加せずに製造したコ
ークスのＪＩＳ反応性の値および添加しようとする鉄化
合物の種類に応じて目標とするＪＩＳ反応性を得るのに
必要なその鉄化合物の添加量を決定し、前記石炭に添加
したのち、同一条件でコークスを製造することを特徴と
する高反応性コークス製造法。