JPH09255966A - 配合炭のコークス特性推定方法 - Google Patents
配合炭のコークス特性推定方法Info
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Abstract
できる配合炭のコークス特性推定方法を提供する。 【解決手段】 複数種の石炭からなる配合炭のコークス
特性を推定するにあたり、前記配合炭を、各石炭の2種
類の組み合わせの集合として、その各2炭種の組み合わ
せのコークス特性を、2つの単味コークス特性の平均値
と、その平均値からのずれの尺度である配合効果係数と
で表し、前記各2炭種の組み合わせのコークス特性と、
各石炭の単味コークス特性とを用いて前記配合炭のコー
クス特性を推定する。
Description
合してコークスを製造するに際し、石炭の配合を管理す
るために、配合炭の所望のコークス特性を推定する方法
に関するものである。
は、高炉の安定操業の点から、強度、粒度、気孔率など
において安定した品質が要求され、なかでも強度は特に
重要な要素となっている。この高炉用コークスは、通
常、10〜20銘柄の配合炭で製造されるが、原料炭に
用いられる石炭は、産出国、炭鉱、炭層などにより性質
が異なるため、安定した品質のコークスを製造するため
には、種々の原料炭の配合におけるコークス特性、特に
強度を推定して、石炭の配合管理を行うことが不可欠と
なる。
20592号公報には、配合炭を構成する各原料炭につ
いて、流動開始温度から固化温度までの一定温度毎の流
動度の対数値を求め、それらの対数値を加重平均して配
合炭の流動度を算出し、その最大値を配合炭の最高流動
度として、コークス強度の推定に用いることが提案され
ている。また、特公平2−14398号公報には、配合
炭の配合比率を考慮して、各原料炭の固化温度の平均
値、固化温度のバラツキおよび最高流動度の平均値を算
出し、これらをパラメータとして用いてコークス強度を
推定することが提案されている。
には、コークス強度の指標となる熱間反応後強度(CS
R)を、多銘柄配合炭を2銘柄配合炭の組み合わせの集
合として推定した配合効果と、それぞれの石炭を単独で
乾留した際に得られるコークスのCSRに配合率を乗じ
て算出するCSR加成値との和により推定する、すなわ
ち単味コークスのCSRの加成値からのずれを、流動温
度の重なり率に起因するものとして推定することが提案
されている。
述したように、産出国、炭鉱、炭層などにより性質、す
なわち軟化溶融温度、温度幅、流動性などが異なる。高
炉用コークスは、このような性質の異なる石炭を配合し
て製造されるが、最近では、その配合による石炭粒子間
の相互作用、いわゆる相性があることが指摘されてい
る。
2号公報や特公平2−14398号公報において提案さ
れている方法では、石炭の炭化度に起因する指数と、流
動度に起因する指数とを用いてコークス強度を推定する
もので、ここには配合の相性については何ら考慮されて
いない。これに対し、上記の特開昭63−199286
号公報において提案されている方法では、単味コークス
のCSRの加成値からのずれを、流動温度の重なり率に
起因するものとして、CSRを推定することから、配合
の相性を考慮しているが、ここでの相性の導入は補正程
度のもので、不十分と言わざるを得ない。このため、従
来は、配合炭のコークス強度を精度良く推定することが
できないという問題があった。
目してなされたもので、配合炭の所望のコークス特性を
高精度で推定できる配合炭のコークス特性推定方法を提
供することを目的とするものである。
め、この発明は、複数種の石炭からなる配合炭のコーク
ス特性を推定するにあたり、前記配合炭を、各石炭の2
種類の組み合わせの集合として、その各2炭種の組み合
わせのコークス特性を、2つの単味コークス特性の平均
値と、その平均値からのずれの尺度である配合効果係数
とで表し、前記各2炭種の組み合わせのコークス特性
と、各石炭の単味コークス特性とを用いて前記配合炭の
コークス特性を推定することを特徴とするものである。
る配合炭のコークス特性を推定するにあたり、前記配合
炭を、各石炭の2種類の組み合わせの集合として、石炭
(i) および石炭(j) の各2炭種の組み合わせのコークス
特性S(i,j) を、各単味コークス特性S(i,i) およびS
(j,j) の平均値と、その平均値からのずれの尺度である
配合効果係数a(i,j) を用いて、 S(i,j) ={1+a(i,j) }{S(i,i) +S(j,j) }/
2 で表し、前記配合炭のコークス特性Sを、前記各2炭種
の組み合わせのコークス特性S(i,j) と、各石炭の単味
コークス特性S(i,i) とを用いて、単味コークス特性の
加成性項と、組み合わせによって生じる相互作用項とに
分離された下記の推定式を用いて推定することを特徴と
するものである。
クス特性S(i,i) および配合効果係数a(i,j) を、各石
炭について予め実測した最高流動度(MF)、平均反射
率(Ro)、全活性成分量(TR)などの特性値や、2
炭種の特性値の差で重回帰などにより求めた推定式で推
定する。
度などの特性を精度良く推定するために、強度などの特
性の推定式に、配合による石炭粒子間の相互作用である
相性を指標化して導入するものである。したがって、基
本的には、Merrick の考え方(D.Merrick,Fvel,Vol62,5
67,1983 )に基づいているが、この発明では、混合によ
る異炭種との組み合わせ強度を、各単味コークス強度の
平均値と、その平均値からのズレの尺度としての配合効
果係数とで表すことにより、相互作用を考慮している。
ここで、配合効果係数は、平均値からのズレの尺度であ
り、組み合わせによって定まるいわゆる相性を指標化し
たものである。
柄配合炭のコークス強度Sは、図1に示すように、2炭
種の組み合わせの集合と考えて、第3成分の影響を受け
ないと仮定して、下記の(1)式で示すように、石炭
(i) と石炭(j) との2炭種間のコークス強度S(i,j)
と、各々の配合率f(i),f(j) で定まる接触確率f(i)
f(j) との積の総和で表される。
炭のコークス強度Sを求めるにあたって、異炭種間のコ
ークス強度S(i,j) を考慮するということは、異炭種間
の相互作用を考慮したことになる。この発明は、上記の
考え方を更に拡張し、異炭種間の相互作用を指標化し
て、配合炭のコークス強度などの特性の推定精度を向上
させるものである。
について、簡単のために、2種配合炭のコークス強度を
推定する場合を例にとって説明する。2種配合炭の組み
合わせは、図2に示すようになるので、上記(1)式
は、
コークス強度の平均値となる場合には、S(1,2) ={S
(1,1) +S(2,2) }/2となるので、(2)式は、
相互作用によって、平均値とならない場合には、平均値
からのズレを、その変化率として、S(1,1) とS(2,2)
との石炭の組み合わせに起因する配合効果係数a(1,2)
を導入して、
び(4)式から、
び第2項は、単味炭の性状起因項(加成性項)を表し、
右辺第3項は、相互作用項(配合効果項)を表してい
る。
は、単味炭の性状によって定まる単味コークス強度S
(1,1) ,S(2,2) と、石炭(1) と石炭(2) との組み合わ
せによって定まる配合効果係数a(1,2) とで表され、単
味コークス強度の加成性項と、組み合わせによって変化
する相互作用項とに分離される。ここで、単味コークス
強度は、実測可能であり、また、配合効果係数a(i,j)
は、2種配合炭のコークス強度を実測することによって
評価することができる。
炭(2) との2種配合炭のコークス強度の実測例を、図3
(b) は、石炭(3) と石炭(1) との2種配合炭のコークス
強度の実測例をそれぞれ示すものである。2種配合炭の
配合効果は、図3(a),(b) からも明らかなように、石炭
の組み合わせにより異なるが、その組み合わせによる配
合効果係数は、以下に示すように、2種配合炭のコーク
スの実測強度Sと、単味コークス強度の加成値との差Δ
Sから評価することができる。
炭について、それぞれの強度指数を90および70とし
て、配合効果係数を−0.3 から 0.3へ変化させた場合の
コークス強度の変化の一例を示すものである。
銘柄配合炭のコークス強度Sは、2種配合炭の場合と同
様にして、
(i,i) +S(j,j) }/2として、(7)式に代入する
と、
の性状起因項(加成性項)を表し、右辺第2項は、相互
作用項(配合効果項)を表している。
度Sは、単味コークス強度S(i,i)と、配合効果係数a
(i,j) とで表される。ここで、単味コークス強度は、単
味炭の石炭化度を表す平均反射率(Ro)、最高流動度
(MF)、全活性成分量(TR)などの特性値で推定可
能である。また、配合効果係数a(i,j) は、上述したよ
うにして実際に求めるか、Ro、MF、TRなどの特性
値の平均と特性値の差などから推定する。これらの単味
コークス強度S(i,i) 、配合効果係数a(i,j)を用いて
多銘柄配合炭のコークス強度Sを推定することにより、
高精度の推定が可能となる。
定するにあたっては、単味コークス強度および配合効果
係数を必要とすることから、各々の推定式を得るための
実験を実施した。実験に用いた石炭は、10種(A〜
J)で、乾留は第1表に示す条件で、石炭を内径100
mmφのルツボに充填して行った。得られたコークス
は、15〜20mmに整粒し、200gをCRS(熱間
反応後強度)測定用のI型ドラム強度試験機で600回
転した後、+2.83mmの重量パーセントを強度指数
I3 として強度評価を実施した。その測定結果を第2表
に示す。また、TR,TR×Ro,TR×Ro2 ,TR
×MF,TR×MF2 をパラメータとするI3 の回帰結
果を図5に示す。
が得られる。
%)のコークス強度の測定から得られた配合効果係数の
推定結果を第3表に示し、回帰結果を図6に示す。
TRなどの性状の差によって生じるものと考えられるの
で、配合効果係数を推定するパラメータとしては、平均
性状と性状の差、具体的には、TR,TR×Ro,TR
×Ro2 ,TR×MF,TR×MF2 ,dTR,dTR
×Ro,dTR×Ro2 ,dTR×MF,dTR×MF
2 を用いた。このように、配合効果係数の推定は可能で
ある。なお、配合効果係数を推定するパラメータにおい
て、Ro,MF,TRは2炭種の平均値を、dTR×R
o2 =|TR(i) ×Ro(i)2−TR(j) ×Ro(j)2|,
dRo=|Ro(i) −Ro(j) |等は、2炭種のパラメ
ータの差を用いた。
数の推定式を用い、第1表に示した10種の石炭の配合
率を変えた5種類の多銘柄配合コークスについて、強度
推定を試みた。その推定強度と実測強度との関係を図7
に示す。なお、図7には、参考のために、従来法による
推定値も示してある。図7から明らかなように、この発
明によるコークス強度の推定値は、実測値とよく一致
し、従来法では推定できない強度の変動を検出できるこ
とがわかる。
の推定に限定されるものではなく、他のコークス特性、
例えば、膨張性や収縮性などの特性の推定にも有効に適
用することができる。
性の推定に、異炭種間の相互作用を指標化して導入した
ので、所望のコークス特性を精度良く推定することがで
きる。したがって、安定した品質のコークスを製造する
ことができるので、高炉に用いる場合には、操業の安定
に寄与するばかりでなく、装入炭の配合の自由度が広が
り、劣質炭の増配合も可能となるので、原料炭のコスト
低減にも寄与することができる。
ある。
す図である。
コークス強度の変化の一例を示す図である。
果を示す図である。
示す図である。
回帰結果を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 複数種の石炭からなる配合炭のコークス
特性を推定するにあたり、 前記配合炭を、各石炭の2種類の組み合わせの集合とし
て、 その各2炭種の組み合わせのコークス特性を、2つの単
味コークス特性の平均値と、その平均値からのずれの尺
度である配合効果係数とで表し、 前記各2炭種の組み合わせのコークス特性と、各石炭の
単味コークス特性とを用いて前記配合炭のコークス特性
を推定することを特徴とする配合炭のコークス特性推定
方法。 - 【請求項2】 複数種の石炭からなる配合炭のコークス
特性を推定するにあたり、 前記配合炭を、各石炭の2種類の組み合わせの集合とし
て、 石炭(i) および石炭(j) の各2炭種の組み合わせのコー
クス特性S(i,j) を、各単味コークス特性S(i,i) およ
びS(j,j) の平均値と、その平均値からのずれの尺度で
ある配合効果係数a(i,j) を用いて、 S(i,j) ={1+a(i,j) }{S(i,i) +S(j,j) }/
2 で表し、 前記配合炭のコークス特性Sを、前記各2炭種の組み合
わせのコークス特性S(i,j) と、各石炭の単味コークス
特性S(i,i) とを用いて、単味コークス特性の加成性項
と、組み合わせによって生じる相互作用項とに分離され
た下記の推定式を用いて推定することを特徴とする配合
炭のコークス特性推定方法。 【数1】 - 【請求項3】 請求項2記載の配合炭のコークス特性推
定方法において、 前記単味コークス特性S(i,i) および配合効果係数a
(i,j) を、各石炭について予め実測した最高流動度(M
F)、平均反射率(Ro)、全活性成分量(TR)など
の特性値や、2炭種の特性値の差で重回帰などにより求
めた推定式で推定することを特徴とする配合炭のコーク
ス特性推定方法。
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| JP06429296A JP3550862B2 (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | 配合炭のコークス特性推定方法 |
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- 1996-03-21 JP JP06429296A patent/JP3550862B2/ja not_active Expired - Fee Related
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