JPH11181437A - 冶金用コークスの製造方法 - Google Patents
冶金用コークスの製造方法Info
- Publication number
- JPH11181437A JPH11181437A JP36385597A JP36385597A JPH11181437A JP H11181437 A JPH11181437 A JP H11181437A JP 36385597 A JP36385597 A JP 36385597A JP 36385597 A JP36385597 A JP 36385597A JP H11181437 A JPH11181437 A JP H11181437A
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- Japan
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- coke
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 通常の配合炭を使用して、強度を低下させず
気孔容積量を多くすることができ、大粒径および低嵩密
度コークスを製造することができる冶金用コークスの製
造方法を提供すること。 【解決手段】 石炭を乾留して冶金用コークスを製造す
るにあたり、乾留炉内の軟化溶融温度域における低温側
の前半部の粘度が小さく、高温側の後半部の粘度が大き
くなるように２種以上の石炭を配合する。
気孔容積量を多くすることができ、大粒径および低嵩密
度コークスを製造することができる冶金用コークスの製
造方法を提供すること。 【解決手段】 石炭を乾留して冶金用コークスを製造す
るにあたり、乾留炉内の軟化溶融温度域における低温側
の前半部の粘度が小さく、高温側の後半部の粘度が大き
くなるように２種以上の石炭を配合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭を乾留して冶
金用コークスを製造する冶金用コークスの製造方法に関
する。
金用コークスを製造する冶金用コークスの製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】現在の高炉操業においては、特に、微粉
炭の多量吹き込み操業の定常化に伴って、炉下部の通気
性の低下が問題点として挙げられている。この通気性の
低下は、微粉炭多量吹き込みに伴う、微粉炭の未燃焼チ
ャーの増加および炉内の通気性を確保するためのコーク
スの装入量の減少によって生じるものである。このた
め、高炉操業においては、通気性を確保するための処置
の一つとして、炉内におけるコークス充填層内の空隙率
を増すために、高強度コークスあるいは大粒径コークス
の装入が行われている。
炭の多量吹き込み操業の定常化に伴って、炉下部の通気
性の低下が問題点として挙げられている。この通気性の
低下は、微粉炭多量吹き込みに伴う、微粉炭の未燃焼チ
ャーの増加および炉内の通気性を確保するためのコーク
スの装入量の減少によって生じるものである。このた
め、高炉操業においては、通気性を確保するための処置
の一つとして、炉内におけるコークス充填層内の空隙率
を増すために、高強度コークスあるいは大粒径コークス
の装入が行われている。
【０００３】このような目的で装入される冶金用コーク
スのうち、高強度コークスは、一般に、配合炭品位を向
上させる方法によって製造される。また、大粒径コーク
スは、一般に、乾留温度を下げる方法、あるいは高強度
コークス製造用の配合炭を使用する方法によって製造さ
れる。
スのうち、高強度コークスは、一般に、配合炭品位を向
上させる方法によって製造される。また、大粒径コーク
スは、一般に、乾留温度を下げる方法、あるいは高強度
コークス製造用の配合炭を使用する方法によって製造さ
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
通気性維持を目的として装入される高強度あるいは大粒
径コークスを製造する場合、配合炭品位を向上させる方
法を採用すると、高価な石炭を配合しなければならない
ので、コークスの製造コストが高くなる。また、乾留温
度を下げる方法を採用すると、コークス炉の稼働率が低
下し、生産性の低下が問題となる。このため、上記の目
的に適う通気性維持機能を発揮する安価な冶金用コーク
スの出現が望まれている。
通気性維持を目的として装入される高強度あるいは大粒
径コークスを製造する場合、配合炭品位を向上させる方
法を採用すると、高価な石炭を配合しなければならない
ので、コークスの製造コストが高くなる。また、乾留温
度を下げる方法を採用すると、コークス炉の稼働率が低
下し、生産性の低下が問題となる。このため、上記の目
的に適う通気性維持機能を発揮する安価な冶金用コーク
スの出現が望まれている。
【０００５】ところで、冶金用のコークス粒径を大きく
する手段としては、上記の他に、コークス塊に形成され
る気孔を増やして嵩密度を小さくする方法も考えられ
る。しかし、単に気孔を増やしただけではコークス強度
が低下してしまい、高炉内へ装入した際に炉内の劣化が
進み、炉下部で細粒化する。その結果、炉下部の通気性
低下に係わる問題は、依然として解消されない。
する手段としては、上記の他に、コークス塊に形成され
る気孔を増やして嵩密度を小さくする方法も考えられ
る。しかし、単に気孔を増やしただけではコークス強度
が低下してしまい、高炉内へ装入した際に炉内の劣化が
進み、炉下部で細粒化する。その結果、炉下部の通気性
低下に係わる問題は、依然として解消されない。
【０００６】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、上記した原料コスト、生産性に係る問題を
解消すること、すなわち通常の配合炭を使用して、強度
を低下させずに気孔容積量を多くすることができ、大粒
径および低嵩密度コークスを製造することができる冶金
用コークスの製造方法を提供することを目的とする。
のであって、上記した原料コスト、生産性に係る問題を
解消すること、すなわち通常の配合炭を使用して、強度
を低下させずに気孔容積量を多くすることができ、大粒
径および低嵩密度コークスを製造することができる冶金
用コークスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】石炭は３８０℃から４０
０℃程度に加熱された段階で軟化溶融し、５００℃から
５５０℃程度まで加熱された段階で再び固化する過程を
経てコークスとなる。コークスの気孔は、石炭が軟化溶
融状態にあるときに発生したガスが溶融物が固化する際
に閉じこめられることにより形成されるものと、固化後
のガス発生によって形成されるものとがありる。固化後
の気孔は、脱炭化水素、脱水素反応により形成されるた
め、気孔の大きさや形状を制御することは難しいので、
本発明においては固化時に形成される気孔の制御に着目
した。
０℃程度に加熱された段階で軟化溶融し、５００℃から
５５０℃程度まで加熱された段階で再び固化する過程を
経てコークスとなる。コークスの気孔は、石炭が軟化溶
融状態にあるときに発生したガスが溶融物が固化する際
に閉じこめられることにより形成されるものと、固化後
のガス発生によって形成されるものとがありる。固化後
の気孔は、脱炭化水素、脱水素反応により形成されるた
め、気孔の大きさや形状を制御することは難しいので、
本発明においては固化時に形成される気孔の制御に着目
した。
【０００８】固化時の気孔は、発生ガスの軟化溶融層内
での滞留時間を調整することにより制御され、ガスの滞
留時間が長くなるように石炭を配合すれば、気孔の容積
量を望ましい状態にすることが可能である。
での滞留時間を調整することにより制御され、ガスの滞
留時間が長くなるように石炭を配合すれば、気孔の容積
量を望ましい状態にすることが可能である。
【０００９】液体中のガスの滞留時間、すなわち液体中
をガスが抜け出す速度を変えるための手段の一つとし
て、液体層の厚みを変化させる方法が考えられ、その厚
みを大きくするためには乾留炉内の軟化溶融温度域を拡
大すればよい。この方法はプログラム加熱等の加熱条件
を制御することにより達成可能であるが、制御が複雑と
なる。
をガスが抜け出す速度を変えるための手段の一つとし
て、液体層の厚みを変化させる方法が考えられ、その厚
みを大きくするためには乾留炉内の軟化溶融温度域を拡
大すればよい。この方法はプログラム加熱等の加熱条件
を制御することにより達成可能であるが、制御が複雑と
なる。
【００１０】また、本発明者らの検討結果によれば、気
孔容積量を望ましい状態にするには、液体層の厚みを変
化させるよりも、液体層である軟化溶融層における粘度
を考慮する必要があることが見出された。
孔容積量を望ましい状態にするには、液体層の厚みを変
化させるよりも、液体層である軟化溶融層における粘度
を考慮する必要があることが見出された。
【００１１】すなわち、軟化溶融初期の粘度が大きいと
石炭粒子間の融着不足により空隙の大きな構造が形成さ
れる。したがって、気孔形成確率の高い軟化溶融後期に
はガス抵抗の低下のため、ガスの滞留時間は低下する。
また、軟化溶融後期の粘度が小さいと石炭粒子間の融着
が充分達成され、開気孔は減少する。したがって、軟化
溶融後期の軟化溶融層の粘度を大きくすることで、ガス
の滞留時間は増加する。
石炭粒子間の融着不足により空隙の大きな構造が形成さ
れる。したがって、気孔形成確率の高い軟化溶融後期に
はガス抵抗の低下のため、ガスの滞留時間は低下する。
また、軟化溶融後期の粘度が小さいと石炭粒子間の融着
が充分達成され、開気孔は減少する。したがって、軟化
溶融後期の軟化溶融層の粘度を大きくすることで、ガス
の滞留時間は増加する。
【００１２】このように、軟化溶融温度域における粘度
に分布を持たせること、具体的には軟化溶融温度域の前
半部と後半部とで粘度を異ならしめることにより、軟化
溶融温度域でのガスの滞留時間を長くすることが可能で
あり、気孔容積量を望ましい状態とすることができる。
すなわちコークスの強度を低下させない範囲で気孔容積
量を多くすることができる。
に分布を持たせること、具体的には軟化溶融温度域の前
半部と後半部とで粘度を異ならしめることにより、軟化
溶融温度域でのガスの滞留時間を長くすることが可能で
あり、気孔容積量を望ましい状態とすることができる。
すなわちコークスの強度を低下させない範囲で気孔容積
量を多くすることができる。
【００１３】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたものであり、石炭を乾留して冶金用コークスを製造
する冶金用コークスの製造方法であって、乾留炉内の軟
化溶融温度域における低温側の前半部と高温側の後半部
とで粘度が異なるように２種以上の石炭を配合すること
を特徴とする冶金用コークスの製造方法を提供するもの
である。
れたものであり、石炭を乾留して冶金用コークスを製造
する冶金用コークスの製造方法であって、乾留炉内の軟
化溶融温度域における低温側の前半部と高温側の後半部
とで粘度が異なるように２種以上の石炭を配合すること
を特徴とする冶金用コークスの製造方法を提供するもの
である。
【００１４】より具体的には、上記方法において、乾留
炉内の軟化溶融温度域における低温側の前半部の粘度が
小さく、高温側の後半部の粘度が大きくなるように２種
以上の石炭を配合することを特徴とする冶金用コークス
の製造方法を提供するものである。
炉内の軟化溶融温度域における低温側の前半部の粘度が
小さく、高温側の後半部の粘度が大きくなるように２種
以上の石炭を配合することを特徴とする冶金用コークス
の製造方法を提供するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
について具体的に説明する。図１は乾留炉（コークス
炉）において石炭を乾留して冶金用コークスを製造する
際の状態を示す模式図である。この乾留炉は、その外側
が珪石煉瓦壁で構成されており、内部に石炭が装入され
た状態で珪石煉瓦壁の外側から加熱される。加熱にとも
ない、温度の高い炉の外側部分にコークス層が形成さ
れ、温度の低い内側部分は石炭層となっている。そして
コークス層と石炭層との間には軟化溶融層が形成されて
いる。乾留の進行にともない軟化溶融層は壁側から炭中
側へ移り、最終的にコークス塊が得られる。
について具体的に説明する。図１は乾留炉（コークス
炉）において石炭を乾留して冶金用コークスを製造する
際の状態を示す模式図である。この乾留炉は、その外側
が珪石煉瓦壁で構成されており、内部に石炭が装入され
た状態で珪石煉瓦壁の外側から加熱される。加熱にとも
ない、温度の高い炉の外側部分にコークス層が形成さ
れ、温度の低い内側部分は石炭層となっている。そして
コークス層と石炭層との間には軟化溶融層が形成されて
いる。乾留の進行にともない軟化溶融層は壁側から炭中
側へ移り、最終的にコークス塊が得られる。
【００１６】軟化溶融層では気泡（ガス）が発生し、大
半が炉壁側へ流れていく。その一部は固化する際に閉じ
こめられてコークス層内に気孔が形成される。この場合
に、軟化溶融層で発生したガスはその中で滞留するがそ
の滞留時間を増加させるために、軟化溶融層すなわち軟
化溶融温度域における低温側の前半部と高温側の後半部
とで粘度が異なるように、粘度特性の異なる２種類以上
の石炭を配合する。
半が炉壁側へ流れていく。その一部は固化する際に閉じ
こめられてコークス層内に気孔が形成される。この場合
に、軟化溶融層で発生したガスはその中で滞留するがそ
の滞留時間を増加させるために、軟化溶融層すなわち軟
化溶融温度域における低温側の前半部と高温側の後半部
とで粘度が異なるように、粘度特性の異なる２種類以上
の石炭を配合する。
【００１７】具体的には、軟化溶融温度域の前半部では
融着不足を解消するために粘度が小さくなるようにし、
後半部では融着が促進して開気孔が減少しないように粘
度が大きくなるようにしてガスの滞留時間を増加させ
る。これにより、コークスの強度を低下させない範囲で
気孔容積量を多くすることができる。したがって、石炭
を大粒径および低嵩密度にすることができる。
融着不足を解消するために粘度が小さくなるようにし、
後半部では融着が促進して開気孔が減少しないように粘
度が大きくなるようにしてガスの滞留時間を増加させ
る。これにより、コークスの強度を低下させない範囲で
気孔容積量を多くすることができる。したがって、石炭
を大粒径および低嵩密度にすることができる。
【００１８】
【実施例】ここでは、実際のコークス炉をシミュレート
可能な試験小型乾留炉を用いて乾留試験を行った。石炭
試料としては、通常の配合炭品位（最大平均反射率Ｒo
＝１．１０、最高流動度ＭＦ＝２３０）程度になるよう
に配合した石炭を使用した。配合に用いた４種の石炭
（Ａ炭、Ｂ炭、Ｃ炭、Ｄ炭）の石炭性状（Ｒo、ＭＦ）
を表１に、粘度特性を表２にそれぞれ示す。なお、表２
の温度Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3および粘度ηは、図２に示す粘度
プロファイルに示す値を意味する。なお、図２の縦軸は
粘度の逆数をとっている。
可能な試験小型乾留炉を用いて乾留試験を行った。石炭
試料としては、通常の配合炭品位（最大平均反射率Ｒo
＝１．１０、最高流動度ＭＦ＝２３０）程度になるよう
に配合した石炭を使用した。配合に用いた４種の石炭
（Ａ炭、Ｂ炭、Ｃ炭、Ｄ炭）の石炭性状（Ｒo、ＭＦ）
を表１に、粘度特性を表２にそれぞれ示す。なお、表２
の温度Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3および粘度ηは、図２に示す粘度
プロファイルに示す値を意味する。なお、図２の縦軸は
粘度の逆数をとっている。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】これら４種の石炭を表３に示すように配合
した。表３のうち配合１は図３に示す粘度特性を有する
もの、すなわち軟化溶融温度域の低温側の粘度が大き
く、高温側の粘度が小さいものであり、配合２は図４に
示す粘度特性を有するもの、すなわち軟化溶融温度域の
低温側の粘度が小さく、高温側の粘度が大きいものであ
る。
した。表３のうち配合１は図３に示す粘度特性を有する
もの、すなわち軟化溶融温度域の低温側の粘度が大き
く、高温側の粘度が小さいものであり、配合２は図４に
示す粘度特性を有するもの、すなわち軟化溶融温度域の
低温側の粘度が小さく、高温側の粘度が大きいものであ
る。
【００２２】このように配合した石炭の強度を、ＪＩＳ
Ｋ２１５１に規定される回転強度試験方法のうちドラ
ム法により測定した。評価はドラムの中に石炭を装入し
３０回転させた後の１５ｍｍ目ふるいに残存した量の百
分率をドラム強度指数で示した。その結果を表４に示
す。表４に示すように、強度も気孔率も配合２のほうが
高いことが確認された。
Ｋ２１５１に規定される回転強度試験方法のうちドラ
ム法により測定した。評価はドラムの中に石炭を装入し
３０回転させた後の１５ｍｍ目ふるいに残存した量の百
分率をドラム強度指数で示した。その結果を表４に示
す。表４に示すように、強度も気孔率も配合２のほうが
高いことが確認された。
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、通常の配合炭を使用し
て、強度を低下させず気孔容積量を多くすることがで
き、大粒径および低嵩密度の冶金用コークスを製造する
ことができる。したがって、本発明によって製造された
コークスを用いることにより、高炉内において充分な通
気性が確保され、安定操業を継続することができる。
て、強度を低下させず気孔容積量を多くすることがで
き、大粒径および低嵩密度の冶金用コークスを製造する
ことができる。したがって、本発明によって製造された
コークスを用いることにより、高炉内において充分な通
気性が確保され、安定操業を継続することができる。
【図１】石炭を乾留して冶金用コークスを製造する際の
炉内の状態を示す模式図。
炉内の状態を示す模式図。
【図２】石炭の粘度プロファイルを示す模式図。
【図３】配合１の石炭の軟化溶融温度域における粘度分
布を示す図。
布を示す図。
【図４】配合２の石炭の軟化溶融温度域における粘度分
布を示す図。
布を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角谷 秀紀 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 谷 義雄 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 石炭を乾留して冶金用コークスを製造す
る冶金用コークスの製造方法であって、乾留炉内の軟化
溶融温度域における低温側の前半部と高温側の後半部と
で粘度が異なるように２種以上の石炭を配合することを
特徴とする冶金用コークスの製造方法。 - 【請求項２】 乾留炉内の軟化溶融温度域における低温
側の前半部の粘度が小さく、高温側の後半部の粘度が大
きくなるように２種以上の石炭を配合することを特徴と
する請求項１に記載の冶金用コークスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36385597A JPH11181437A (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 冶金用コークスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36385597A JPH11181437A (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 冶金用コークスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11181437A true JPH11181437A (ja) | 1999-07-06 |
Family
ID=18480366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36385597A Pending JPH11181437A (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 冶金用コークスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11181437A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI490325B (zh) * | 2012-03-27 | 2015-07-01 | Jfe Steel Corp | Method for blending coal and mixing of carbon and coke |
-
1997
- 1997-12-18 JP JP36385597A patent/JPH11181437A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI490325B (zh) * | 2012-03-27 | 2015-07-01 | Jfe Steel Corp | Method for blending coal and mixing of carbon and coke |
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