JPH11246865A

JPH11246865A - コークス用原料炭の事前処理法及びコークスの製造方法

Info

Publication number: JPH11246865A
Application number: JP10053767A
Authority: JP
Inventors: Yukihiko Maeno; 幸彦前野; Atsushi Kumagai; 淳熊谷; Yoji Sato; 洋史佐藤
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 1999-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】装炭時の発塵とキャリーオーバー防止を図
り、多量の非微粘結炭と廃プラスチックとを高炉用コー
クスを製造するための原料として使用することを実用上
可能にする原料炭の事前処理方法を提供すること。【解決手段】非微粘結炭を配合した原料炭を粉砕後、
水分含有率が６ｗｔ％以下になるまで乾燥して微粉炭と
残留粗粒炭に連続的に分級し、分級された微粉炭には歴
青物のバインダーを混練し、上記の残留粗粒炭と混合す
る原料炭の事前処理において、分級処理後からコークス
炉炭化室へ装入迄の任意の段階で５ｗｔ％以下の廃プラ
スチックを原料炭中へ配合する原料炭の事前処理法、及
び該事前処理された原料炭をコークス炉の炭化室に装入
し乾留するコークスの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コークス用原料炭
の事前処理法およびコークスの製造方法に関し、特に、
送炭時の発塵とキャリーオーバー防止を図り、かつコー
クス品質を向上させると共に、多量の非微粘結炭と廃プ
ラスチックとを高炉用コークスを製造するための原料と
して使用することを実用上可能にするコークス用原料炭
の事前処理法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉用コークスを製造するために不可欠
な良質粘結炭（強粘結炭および弱粘結炭）は世界的に不
足しており、コークス製造業界では、粘結性の低い石炭
（非微粘結炭）を使用して、コークス強度の高いコーク
ス製造法の技術開発が進められている。この技術開発の
一つの方向として、乾燥炭装入法が既に開発され一部で
実施されている。この方法は乾燥炭中の水分を通常６重
量％以下に設定しているだけであるため、装入炭の輸送
工程及びコークス炉への装入時において粉塵の発生が著
しく、作業環境を劣悪にし、またコークス炉中での乾留
時に発生するコークス炉ガス（ＣＯＧ）やタールに微粉
が同伴されてコークス炉ガス導管に流れ込む、いわゆる
キャリーオーバー現象を増大させる。このキャリーオー
バーされた石炭粉は、最終的にはタール中のスラッジ分
を増大させ、さらにはコークス炉におけるカーボントラ
ブルも発生させるという問題がある。

【０００３】このため、特開昭５７−５３５８７号公報
では、粉塵発生機構を解明し、１００メッシュ（約１５
０μｍ）以下の粒度の微粉炭をそれ以上の粒度の細粒炭
（粗粒炭）と分離して、このうち微粉炭を塊成化した
後、再度粗粒炭と混合することを開示している。しか
し、炭化室へ石炭を装入する際のキャリーオーバー粉に
は、１５０μｍ以上のものも含み、やはり炭化室内にお
けるカーボントラブルを発生し、またタール中にスラッ
ジが混入することを十分に防止できない。また、特開昭
６２−１９２４８６号公報にも、原料炭中の１００μｍ
以下の粒度の微粉炭を分離した後、これにバインダーを
加え転動又は圧縮により１００μｍ以上の擬似粒子化物
を形成することを開示しているが、前記特開昭５７−５
３５８７号公報と同様に、炭化室内カーボン対策、ター
ル中スラッジ対策としては十分でない。

【０００４】さらに特開昭６３−７５０８９号公報に
は、所望の嵩密度の装入炭が得られるようにすると共
に、この装入炭の発塵をより効果的に抑制するため、原
料からの微粉炭の分級割合が７％〜３０％となるように
し、かつ該微粉炭にバインダーを混練した擬似粒炭の粒
径を０．５ｍｍ〜４０ｍｍとする装入炭製造方法を開示
している。しかしこの方法では、微粉炭の分級割合を７
％〜３０％としているが、石炭の配合構成によって発
塵、キャリーオーバーの原因となる微粉炭の粒径及び量
が変化するため、分級割合だけで発塵などの問題となる
微粉の粒径と量を規定できるものではない。

【０００５】ところで、環境問題への認識の高まりか
ら、廃プラスチックを埋立て処理や焼却処理でなく、よ
り有効に活用しようとする動きが年々増加している。そ
の一つとして、コークス炉原料炭に廃プラスチックを配
合処理することは、従来から知られている。例えば特開
昭４８−３４９０１号や特開昭５９−１２０６８２号で
は、コークス原料炭に廃プラスチックを配合して乾留し
コークス化することが開示されている。また、特公昭５
１−５６２号や特公昭５１−５６２号では、廃プラスチ
ックを配合ピッチの一部代替として使用する溶解用コー
クスの製造法が開示されている。また、特公平２−３１
７５６号では、高分子廃棄物等のメチレン結合を主体と
する高分子化合物を０．８〜０．００１重量％添加する
石炭の乾留方法が開示されている。

【０００６】さらに、特開昭６３−２７３６９４号で
は、赤熱コークスの移動層内に高分子廃棄物を投入して
コークス乾式消化設備でのガスカロリを富化する方法が
開示されている。また、特開平７−２１６３６１号で
は、予め熱分解された廃プラスチックを原料炭と共にコ
ークス炉に装入することが開示されている。しかし、こ
れら先行文献には、原料炭を乾燥・分級する乾燥炭操業
における廃プラスチックの処理手法については何ら言及
されていない。

【０００７】特開平９−２４１６５４号では、装入炭を
事前乾燥する場合における廃プラスチックの処理方法が
開示されている。すなわち、廃プラスチックをコークス
製造用配合炭に混合した装入炭を回転する傾斜円筒型の
乾燥機内で２〜６ｗｔ％の水分量に乾燥した後にコーク
ス炉に装入し乾留したり、或はコークス製造用配合炭を
２〜６ｗｔ％の水分量に乾燥した後に廃プラスチックを
混合してコークス炉に装入し乾留したりすること等が開
示されている。しかし、この場合においても、乾燥後の
原料炭中の微粉炭に起因する送炭時の発塵とキャリーオ
ーバー防止や、廃プラスチックを混合することによるコ
ークスの品質劣化対策等については言及されていない。

【０００８】従来の、コークス製造用原料炭に廃プラス
チックを配合するコークスの製造方法においては、旧来
の原料炭事前処理を前提としているため、現在、主流と
なりつつある石炭の乾燥炭操業プロセスを前提とする場
合、そのままでは適用できない。例えば、石炭乾燥プロ
セスとして、流動層乾燥機を用いる際には、乾燥熱源と
して 200-400℃の熱ガスを直接加熱源として使用するた
め、乾燥機への投入石炭中に廃プラスチックが混合され
ていると、熱ガス温度が汎用樹脂の融点以上であるた
め、プラスチックが溶融、融着する可能性が高く、系内
での付着、閉塞トラブル、さらには発火の恐れもある。

【０００９】また、流動層乾燥機にて同時に石炭の分級
を行う場合、あるいはスチームチューブドライヤー等の
間接型の乾燥機や流動層乾燥機に分級機を組み合わせる
場合などで、分級前の石炭中にプラスチックが混在して
いると、石炭に比べプラスチックの比重は非常に低いた
め、プラスチックは分級される微粉炭側に優先的に飛散
する。このため、分級した石炭の処理工程でのトラブル
の原因になり、コークス炉へ装入する際に、プラスチッ
クは分級された微粉炭中に偏在することになり、コーク
ス品質上も悪影響を及ぼす可能性がある。

【００１０】このように、従来から提案されている方法
では、特に粘結性の低い石炭（非微粘結炭）を良質粘結
炭（強粘結炭および弱粘結炭）の一部に置き換えて乾燥
炭装入法を採用する場合、乾燥炭の輸送工程での発塵防
止及びコークス炉での乾留時のキャリーオーバー現象を
確実に防止するには未だ改善の必要がある。さらに廃プ
ラスチックの有効な処理方法として原料炭へ配合する場
合の高強度生成コークスの開発も強く求められている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】かかる現状から、本発
明は、粘結性の低い石炭（非微粘結炭）を世界的に不足
している良質粘結炭（強粘結炭および弱粘結炭）ととも
に使用し、且つ、産業廃棄物としての廃プラスチックを
原料炭に配合し処理する場合における、石炭乾燥に伴う
石炭輸送過程での発塵防止や原料炭装入の際のキャリー
オーバー防止等を万全なものにするとともに、廃プラス
チック配合による系内でのトラブル防止とコークス強度
等の品質に実質的に悪影響を及ぼすことなく廃プラスチ
ックを高炉用コークスの原料として使用することを実用
上可能にするコークス製造用原料炭の事前処理法とコー
クス製造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】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意検討を重ね、乾燥炭操業において
見られる、発塵源やキャリーオーバー源となる微粉炭の
粒径を調べた。発塵源については、コークス炉への輸送
過程での発塵粉を採取し、キャリーオーバー源について
は、炭化室への石炭装入中に上昇管立管部で飛散粉を採
取しそれらの粒度分布を測定した結果を、夫々図１（発
塵源）、図２（キャリーオーバー源）に示す。これらの
図１、２から明らかなように、発塵性粒子の大部分は
０．１ｍｍ以下（１００μｍ以下）、特に７０μｍ以下
（９９．６％）であるが、キャリーオーバーダストは
０．３ｍｍ以下（９９％）であることが判明した。

【００１３】さらに、こうした知見に基づきさらに検討
した結果、本発明者等は、石炭の表面水分が実質上無く
なるまで乾燥することで微粉炭を粗粒炭部分から完全に
分離可能とすること、その上で、微粉の限界分級点を
０．２〜０．４ｍｍの範囲内で分級した微粉炭にタール
等のバインダーを添加して混練し、この混練物をブリケ
ット化して残留する粗粒炭部分に混合することにより、
石炭乾燥に伴う輸送過程での発塵防止と、炭化室への乾
燥炭装入の際或は乾留時のキャリーオーバー現象のほぼ
完全防止が同時に達成することを先に見出した（特願平
９−２４４２７７号）。

【００１４】本発明者等は、その後、非微粘結炭を含む
原料炭の乾燥炭操業において、さらに廃プラスチックを
添加するときの問題を解消するために種々検討した結
果、上述のような乾燥炭プロセスを前提とした場合、分
級機の後工程において廃プラスチックの混合を行うこと
により、系内での付着、閉塞トラブル、発火等を防止
し、さらに分級した石炭の処理工程でのトラブル発生も
防止でき、しかもコークス強度等のコークス品質に実質
的に悪影響を及ぼすことなく、産業廃棄物としての廃プ
ラスチックを処理できるとともに、コークス製造時の副
産物であるコークス炉ガス(ＣＯＧ）の増回収が可能で
あり廃プラスチックを有効活用できることを見出し、本
発明を完成した。

【００１５】すなわち、本発明のコークス用原料炭の事
前処理方法は、非微粘結炭を少なくとも一部含むように
配合した原料炭を粉砕後、水分含有率が６ｗｔ％以下に
乾燥し、その乾燥中又は乾燥直後に微粉炭と残留粗粒炭
に連続的に分級し、分級された微粉炭には歴青物のバイ
ンダーを混練した後、上記の残留粗粒炭と混合する原料
炭の事前処理において、分級処理後からコークス炉炭化
室へ装入迄の任意の段階で５ｗｔ％以下の廃プラスチッ
クを原料炭中へ配合することを特徴とするものである。

【００１６】かかる本発明によれば、原料炭を粉砕後、
水分含有率が６ｗｔ％以下になるまで乾燥し微粉炭と残
留粗粒炭に連続的に分級することで、発塵及びキャリー
オーバー源である微粉炭が粗粒子部分から容易に分離さ
れる。その上で微粉炭には歴青物のバインダーを添加し
て混練することにより微粉炭がバインダーで凝集して粒
子化され、非微粘結炭使用増にも係わらずコークス品質
の向上も図られる。さらに、廃プラスチックは、分級処
理後の段階で添加されるため、その際の原料炭の温度は
せいぜい数十度で、廃プラスチックの軟化温度、溶融温
度を大幅に下回り、その後の原料炭のハンドリングに何
らの支障も生じさせることなく乾燥炭操業が可能とな
る。さらに本発明では、非微粘結炭を多量含む原料炭に
さらに廃プラスチックを添加することになっても、バイ
ンダーとしてのタール等による原料炭改質がより有効と
なってコークス品質の低下が防止されるだけでなくコー
クス製造時の副産物であるコークス炉ガス(ＣＯＧ）等
を増回収可能とし、廃プラスチックを有効活用できる乾
燥炭操業法が可能となる。

【００１７】上記本発明の特に好ましい実施態様として
は下記の要件が挙げられる。（１）原料炭の乾燥は、水分含有率が６ｗｔ％以下、特
に実質上表面水分がなくなるまで行うのがより好まし
い。これによって微粉部分が擬似粒子の集合体となって
いる場合にも、容易に崩壊して微粉炭が粗粒子部分から
完全に分離されるためである。（２）分級は、境界分級点を０．２〜０．４ｍｍの範囲
に調整して行うのが好ましい。これによって図１、２で
明らかにした発塵源やキャリーオーバー源となる微粉炭
を完全に分離し、歴青物のバインダー混練により前記し
た発塵及びキャリーオーバー防止に万全を期することが
できる。

【００１８】（３）微粉炭は、バインダーを混練した
後、さらに線圧０．５〜２．０ｔ／ｃｍでブリケット化
してから残留粗粒炭と混合するのが好ましい。これは発
塵源やキャリーオーバー源となる微粉炭を成型ロールに
てブリケット成型することにより、ベルトコンベア上で
の輸送工程や装入工程での破砕防止が図られ上記発塵及
びキャリーオーバー防止に万全を期することができる。
また粗粒子部分との混合による炭化室装入時点で、ブリ
ケット間の隙間には粗粒子部分が充填されて装入嵩密度
の最大化が図れることで、得られるコークス強度をより
向上させる等の作用効果を奏する。（４）廃プラスチックの添加は、バインダーを混練した
微粉炭（ブリケットを含む）を残留粗粒炭と混合する時
に同時に、又は混合した後で配合するのが、添加に要す
るコストがそれほどかからずに済むことから最も現実的
で好ましい。

【００１９】また本発明のコークスの製造方法は、上記
した事前処理方法で処理された原料炭をコークス炉の炭
化室に装入して乾留することを特徴とする。この場合、
事前処理された原料炭は、コークス炉装入炭槽に貯蔵し
た後、コークスの炭化室に装入し通常の温度条件にて乾
留処理される。

【００２０】以下、本発明の構成要件について詳細に説
明する。先ず原料炭としては、強粘結炭よりも入手が容
易でかつ安価な非微粘結炭を強粘結炭と併用して使用す
る。なお、非微粘結炭とは、良質粘結炭（強粘結炭及び
弱粘結炭）に該当しないものであり、それ単独では高炉
用コークスに不向きな低品位コークスしか得られないコ
ークス化性の低い（又は粘結性の低い）石炭である。か
かる非微粘結炭に関しては、鉄鋼業界を含めたコークス
業界で一般化した定義はなされていない。そこで本発明
者等が各種の非微粘結炭を分析した結果で示せば、石炭
化度Ｒ_oと最高流動度ＭＦ(JIS M8801)の関係では、Ｒ_o
≦１．０で、かつＭＦ（logDDPM)≦３．０の範囲（ただ
しDDPMはDial Deviation per Minuteの略）の範囲に該
当するものであり、或は石炭化度Ｒ_oと全膨張率ＴＤ(JI
S M8801)の関係では、Ｒ_o≦１．０で、かつＴＤ≦５０
の範囲に該当するものと概略的に定義することができる
が、この定義に限定されるものではなく、この範囲外で
あっても上記したコークス化性の低い（又は粘結性の低
い）石炭であれば、本発明の非微粘結炭に含めるものと
する。

【００２１】なお、従来における乾燥炭装入法では、原
料炭中の非微粘結炭の配合量は、２０〜３０重量％以下
の範囲内が殆どであり、多くても４０重量％程度までで
ある。本発明では、原料炭中の非微粘結炭の下限量は特
に限定するものではないが、通常は３０重量％以上、特
に好ましくは４０〜６０重量％の範囲内で使用すること
が可能である。ただし非微粘結炭の量を６０重量％以上
増やした場合、発塵等の観点では問題ないが、アッシュ
分や硫黄分が過多となり、高炉用コークスとしては強度
が不足する傾向となる。

【００２２】原料炭は、先ず、石炭のグループ毎に配合
した後、グループ毎に又は一括して粉砕される。また、
原料炭の良質粘結炭や非微粘結炭等の銘柄毎に所定粒度
に粉砕後、配合することもできる。或は、ヤードブレン
ディングを行った後、粉砕する方法を採ってもよい。コ
ークス製造において、原料炭の粉砕は不可欠であるが、
分級の後工程で粉砕することは再度微粉を発生すること
から、本発明の目的を達成できず、粉砕後の乾燥・分級
が必須である。

【００２３】この粉砕工程において、非微粘結炭と強粘
結炭で目標粒度を変えて粉砕し、非微粘結炭を細かく、
強粘結炭を粗くすることが最適である。非微粘結炭は強
粘結炭に比べて硬く粗炭粒度が粗い一方、非微粘結炭は
粘結性が低いため多量使用するためにはタールによる改
質がより有効であるためである。具体的には、良質粘結
炭については粒度３ｍｍ以下を５０〜７０重量％とする
一方、非微粘結炭については粒度３ｍｍ以下を８０〜９
５重量％とすることが好ましい。なお、石炭をグループ
毎に粉砕後、良質粘結炭と非微粘結炭とを配合する場合
には、非微粘結炭のみを粉砕強化できるように、非微粘
結炭を一つの粉砕機の系列に集めることが好ましい。非
微粘結炭をより細かく粉砕することにより、乾燥・分級
した微粉炭中の非微粘結炭の割合が多くなり、タールと
混合される非微粘結炭の割合が多くなる。したがって、
コークス炉炭化室での乾留中、非微粘結炭の方がタール
による改質効果が大きいことから、良質粘結炭と非微粘
結炭の粉砕粒度を同等とする場合に比べて、コークス強
度が向上することとなる。

【００２４】非微粘結炭を少なくとも一部含むように配
合した原料炭を粉砕後、乾燥機にて水分含有率が６ｗｔ
％以下、好ましく全水分として３重量％以下、更に好ま
しくは実質上表面水分がなくなるまで乾燥する。ここで
実質上表面水分がなくなるとは、表面水分が０．５重量
％以下の状態を言い、最適には表面水分がなくなる（表
面水分≒０％）まで乾燥する。ここでいう表面水分と
は、全水分(JIS M 8811)から包蔵水分(JIS M 8803)を差
し引いたものを指す。また、実操業においては通常使用
される赤外線水分計で直接表面水分を測定することも差
支えない。この場合、全水分としては３重量％以下、更
に好ましくは２重量％以下程度まで乾燥することが好ま
しい。表面水分が実質上なくなるまで乾燥することが最
適であるのは、表面水分が多く残存していると、微粉を
粗粒部分から十分に分離することができない傾向とな
り、微粉炭をタール添加及び成型してブリケット化する
ことによる発塵防止等の効果が不十分なものとなる。

【００２５】乾燥は任意の乾燥機を使用でき、例えば直
接加熱型の流動層乾燥機の他、回転する傾斜円筒型のス
チームチューブドライヤー等の間接加熱型の乾燥機を使
用することも可能である。特に流動層乾燥機を使用する
場合、熱風を床面から吹込み原料炭に直接接触させつつ
原料炭を流動させながら乾燥することができて最適であ
る。この乾燥機の場合、乾燥前の湿炭においては、微粉
炭は水分のため擬似粒子を形成しており分離が困難であ
るが、原料炭が流動層内で撹袢され、また粒子同士の揉
み洗い効果により、微粉がより容易に分離される。な
お、乾燥機とともに、その前段に予備乾燥工程を設け、
予備乾燥してもよい。乾燥機は、上部の排出口に微粉炭
の分級機能を一体的に備える方式、又は別途乾燥機の後
段での集塵機等に微粉炭の分級機を備える方式のいずれ
でもよい。

【００２６】こうした乾燥機及び分級機を用いることに
より、乾燥工程中において、又は乾燥直後において、原
料炭を微粉炭部分と粗粒炭部分とに分級する。特に、石
炭分級機能を一体的に備えた乾燥機の場合、乾燥用熱源
である気流によっても微粉の一部を分級できるため好ま
しい。この場合、乾燥機の上部空間から排出付近までの
気流の通過速度調整によって粗粒炭部分から連続的に分
級された微粉炭部分は、気流とともに排出され後続のバ
グフィルター等の集塵機にて適宜集塵し回収する。本発
明では、この段階迄において、廃プラスチックは配合さ
れておらず、原料炭だけの処理であるため、原料炭を確
実に乾燥しかつ粗粒炭と微粉炭とに分級でき、乾燥機や
集塵機へ溶融した廃プラスチックが付着する等の問題を
生じることはない。

【００２７】乾燥工程において、又は乾燥後に、原料炭
を微粉炭部分と粗粒炭部分とに分級する場合、その境界
分級点は０．２〜０．４ｍｍ、好ましくは０．２〜０．
３ｍｍに調整することが好ましい。石炭の表面水分が実
質上なくなるまで（表面水分≒０％）乾燥し、かつこの
ような分級点でもって微粉を分級することにより、石炭
輸送中の発塵、炭化室装入中のキャリーオーバーの発生
源をほぼ完全に除去することが可能である。境界分級点
が０．２ｍｍ未満の場合、発塵やキャリーオーバーの原
因となる微粉が粗粒炭とともに輸送されてしまう傾向と
なる。また、分級点が０．４ｍｍを越えても、発塵、キ
ャリーオーバー増減効果は小さく、ブリケット化のため
のランニングコストが高くなる傾向となる。

【００２８】分級された微粉炭には、歴青物のバインダ
ーが溶融状態で添加される。歴青物のバインダーとして
は、タール、重質油、ピッチ類などが利用できるが、特
にコークス炉から回収される粗タールをそのまま使用で
きる。こうした粗タールとしては、デカンターに沈殿さ
れるタール宰（スラッジ）を併用してもよい。また、コ
ークス炉上昇管からサクションメーンまでに凝縮するタ
ール、すなわち重質タール分が比較的多いタールを分別
回収し、この分別回収されたタールをバインダーとして
微粉炭に混練し凝集粒子化させ、更にブリケット化等に
利用すると、コークス強度向上により寄与できる。な
お、タールとともに、重質油やピッチ類をバインダーと
して添加してもよい。

【００２９】分級された微粉炭への歴青物のバインダー
添加は、任意の混合撹袢機を使用してよく限定されな
い。特に、ピン式又はパドル式混練機等が均一混練には
好適に使用される。微粉炭に対するバインダー添加量と
しては、６〜１５重量％、好ましくは８〜１２重量％で
ある。本発明では、特に実質上表面水分が無くなるまで
乾燥する場合、微粉炭とバインダーの混練物を、さらに
ロール成型機にてブリケットに加圧成型することが好ま
しい。このようにしてブリケット化するのは、乾燥炭中
の微粉炭は発塵やキャリーオーバーの原因になる可能性
があり、単にバインダー添加混練するだけでなく、加圧
成型することにより、ブリケット化した微粉炭がコーク
ス炉までの輸送過程で再度崩壊することを防止し、もっ
て発塵やキャリーオーバーの原因となる微粉炭の再発生
防止に万全を期することができる。

【００３０】この場合のブリケットの形状は、球状、方
形状、楕円状等の形状に成型されたものであればよく特
に限定されない。例えば、長辺５０〜７０ｍｍ、短辺３
０〜５０ｍｍ、厚み３０ｍｍ前後の方形状ブリケットが
挙げられる。また、ブリケット成型圧は、線圧＝０．５
〜２．０ｔ／ｃｍの範囲にすることが好ましい。線圧が
０．５ｔ／ｃｍ未満の場合、輸送過程でのブリケット崩
壊による微粉炭の再発生防止に不十分である一方、線圧
が２．０ｔ／ｃｍを越えて成型しても微粉炭の再発生防
止について効果の向上が殆ど認められずエネルギー的に
無駄である。

【００３１】歴青物のバインダーを混練した微粉炭は、
所望によりブリケット成型して、乾燥・分級工程から出
てきた乾燥粗粒炭と均一混合し、コークス製造用原料炭
とすることができる。本発明では、かかる原料炭の乾燥
・分級による事前処理において、特に乾燥・分級処理後
からコークス炉炭化室へ装入迄の任意の段階で５ｗｔ％
以下、特に２重量％以下の廃プラスチックを原料炭中へ
配合することに最大の特徴を有するコークス用原料炭の
事前処理法である。

【００３２】この場合、廃プラスチックは乾燥・分級処
理された後であれば、その後の微粉炭の処理段階でも、
或いは粗粒炭の移送工程中でも配合することができる。
例えば粗粒炭に廃プラスチックを添加しておき、別途歴
青物のバインダーを混練した微粉炭（又はそのブリケッ
ト成型物）と混合して装入炭とするか、或いは微粉炭に
歴青物のバインダーを添加し混練するときに、廃プラス
チックを同時に添加して、コークス製造用原料炭として
もよい。しかしながら、最も現実的には、歴青物のバイ
ンダーを均一混練した微粉炭（或いはブリケット）を粗
粒炭と混合する時、又は混合した後のコークス炉装入炭
槽へのベルトコンベア移送中等に廃プラスチックを添加
すること等が最も簡便である。このようにして事前処理
されたコークス製造用原料炭は、装炭車により装入炭槽
からコークス炉の炭化室に装入され乾留処理されてコー
クス化される。この場合、乾留条件については特に限定
されない

【００３３】本発明で混合される廃プラスチックとして
は、フイルム・シート類、機械器具部品、パイプ・継
手、発泡製品、日用品・雑貨品、建材、容器、合成皮
革、板、強化製品（ＦＲＰ）等の各用途に使用された後
で、廃棄されたものであって、特に、マテリアルリサイ
クルしずらく、埋め立てや焼却処理されていた廃プラス
チックが適用可能である。現状では産業廃棄物と、一般
消費者から廃棄される一般廃棄物の両者を含む。ただ
し、廃プラスチックの性状として、塩素(Cl)、硫黄(S)
及び微量金属その他の含有率が、コークス用石炭中にお
ける含有率と同等以下であることが、コークス品質、副
産物性状、コークス炉炉体煉瓦への悪影響を回避する観
点からは好ましく、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン等のポリオレフィン主体の成型物が挙げられる。

【００３４】かかる廃プラスチックは、適宜所定の寸
法、粒径に粉砕処理や、加熱・成型処理を施すことによ
り、原料炭の粒径にある程度合わせておくことが好まし
い。例えばコークス製造用配合炭の最大粒径(トップサ
イズ)と同等以下、すなわち１０〜１５ｍｍ程度にする
ことが好ましい。これは、廃プラスチックの粒径が石炭
の粒径と著しく異なると、コークス炉への装入の際に全
体の粒度分布が変化し、装入嵩密度が変化する可能性が
高いこと、および石炭乾留の際のコークス塊の亀裂進展
に影響を及ぼし、コークス強度にも影響することが考え
られるためである。

【００３５】このような廃プラスチックの具体的な材質
としては熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等だけでなく、こ
れらのガラス繊維強化樹脂（ＦＲＰ）等の樹脂複合材料
であってもよい。すなわちフェノール樹脂、アミノ樹
脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ポリエス
テル樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイ
ミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、酢酸ビニル樹
脂、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−ス
チレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレ
ン樹脂（ＡＳ樹脂）、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビ
ニルブチラール、ポリビニルホルマール、メタクリル樹
脂、ふっ素樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、
ナイロン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、
ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンサ
ルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルホン、ポリエーテルス
ルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレー
ト、ポリエステル及び酢酸セルロース等並びにこれらの
混合物など特に限定するものではない。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、全体のプロセスフローで説明する。本発明は、図３
に示すように概略下記（１）〜（９）の工程に分けられ
る。（１）原料炭の調整工程良質粘結炭よりも入手が容易でかつ安価な非微粘結炭を
良質粘結炭と併用して使用する。本発明では原料炭中の
非微粘結炭の量は、好ましくは３０重量％以上、特に好
ましくは４０〜６０重量％の範囲内で使用可能である。（２）原料炭の配合工程原料炭は、先ず、石炭の種類（グループ）毎及びヤード
毎に調整し、グループ毎に又は一括して所定割合で配合
される。又は、原料炭の銘柄毎に粉砕後に、配合するこ
ともできる。

【００３７】（３）粉砕工程原料炭の粉砕は任意の方法でよいが、好ましくは非微粘
結炭と良質粘結炭とで目標粒度を変えて粉砕する。この
場合、非微粘結炭をより細かく、良質粘結炭を粗くする
ことが最適である。具体的には、良質粘結炭については
粒度３ｍｍ以下を５０〜７０重量％とする一方、非微粘
結炭については粒度３ｍｍ以下を８０〜９５重量％とす
ることが好ましい。

【００３８】（４）乾燥・分級工程原料炭は粉砕後でも通常１０重量％前後の水分を含有し
ており、これを燃焼ガスの熱風により流動層乾燥機にて
６重量％以下に、好ましくは表面水分が実質上無くなる
まで（表面水分≒０％）乾燥する。この場合、全水分含
有率は３重量％未満、好ましくは２重量％程度まで乾燥
する。なお、流動層乾燥機は、上部の排出口に微粉炭の
分級機能を一体的に備える方式が好ましい。微粉炭部分
と粗粒炭部分とに分級する場合の境界分級点は０．２〜
０．４ｍｍ、好ましくは０．２〜０．３ｍｍの範囲に調
整することが重要である。

【００３９】（５）バインダー（タール）添加工程分級された微粉炭には、バインダーとしてタール等の歴
青物が溶融状態で添加される。（６）混練工程分級された微粉炭への歴青物のバインダー添加は、任意
の混合撹袢機を使用してよく限定されない。特に、ピン
式又はパドル式混練機等が均一混練には好適に使用され
る。微粉炭に対するバインダー添加量としては、８〜１
２重量％が好ましい。（７）成型工程微粉炭とバインダーの混練物は、所望によりさらにロー
ル成型機にてブリケットに加圧成型する。この場合のブ
リケット成型圧は、線圧＝０．５〜２．０ｔ／ｃｍの範
囲にすることが好ましい。

【００４０】（８）コークス炉装入炭の調整工程バインダーを混練した微粉炭（又はそのブリケット化さ
れた成型物）は、乾燥・分級工程から出てきた乾燥粗粒
炭と、場合によっては下記（９）の廃プラスチックとと
もにベルトコンベアー上等で混合して、装入炭の調整を
行う。この後適宜コークス炉装入炭槽に貯蔵した後、コ
ークス炉の炭化室に装入される。この場合、前述したよ
うに乾燥・分級工程後の段階において、廃プラスチック
が混合されたものとなっている。コークス炉の炭化室装
入条件については、例えば装入炭の充填密度を、比較的
高い０．８〜０．８５ｔ／ｍ³程度に高密度充填すれ
ば、炭化室での乾留中にタールによって非微粘結炭が改
質されることと相まって、生成コークス強度が向上す
る。

【００４１】（９）廃プラスチックの混合工程廃プラスチックの混合は乾燥・分級処理された後であれ
ば、微粉炭処理工程中でも、或いは粗粒炭の移送工程中
でも配合することができる。但し微粉炭処理工程でブリ
ケットに加圧成型された微粉炭を、上記（８）の工程で
粗粒炭と混合する時、又は混合した後で廃プラスチック
を混合することが簡便で最も好ましい。廃プラスチック
の配合率は、５重量％以下、特に好ましくは２重量％以
下にすることが、コークス強度の著しい低下がなく最も
好ましい。また、廃プラスチック及びその加工物の大き
さは、コークス製造用配合炭の最大粒径(トップサイズ)
と同等以下、すなわち10〜15mm程度にすることが好まし
い。

【００４２】

【実施例】以下に本発明の実施例と比較例を説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものでないこ
とは勿論である。

【００４３】実施例１コークス製造用原料石炭の事前処理は、以下のようにし
て行った。非微粘結炭（石炭化度Ｒ_o：０．６９、最高
流動度ＭＦ（logDDPM)：２．０６、全膨張率ＴＤ：２
９）を４５重量％、良質粘結炭を５５重量％配合したコ
ークス製造用原料炭（水分９．０％）を、粉砕粒度３ｍ
ｍ以下が８５％になるように粉砕して、試験乾燥機を用
いて、石炭全水分含有率２重量％（表面水分＝０％）に
なるまで気流乾燥させた後、境界分級点が０．３ｍｍ篩
でそれぞれ微粉炭と粗粒炭部分に分級した。分級した微
粉炭に対して、粗タールの添加量を３種類（６、８、１
０重量％）に変えて添加混練し凝集粒子化した場合と、
さらに成型機にて線圧１．０ｔ／ｃｍで、長辺６５ｍ
ｍ、短辺４２ｍｍ、厚み２８ｍｍ、容積５６ｃｃのブリ
ケットに成型した場合について、２ｍの高さから落下さ
せるシャッタ試験を１０回行った後でそれぞれについ
て、０．３ｍｍ以下と０．１ｍｍ以下の篩下割合を測定
した。その結果を、前者（タール混練のみ）が比較例１
とし、後者（ブリケット化）を実施例１として表１にま
とめて示す。なお参考までに、ブリケット成型を付加し
た場合については、シャッタ試験前の同じ篩下割合も併
せて示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１から明らかなように、表面水分＝０％
まで乾燥した場合にあっては、タール混練のみの疑似粒
子化では、タール添加率1０％で０．１ｍｍ以下の微粉
炭が３．３重量％、０．３ｍｍ以下の微粉炭が５３．７
重量%もある。これに対して、ブリケット成型を付加し
た場合、表1から明らかなように、同じくタール添加率
１０％で０．１ｍｍ以下の微粉炭が１．０６重量％、
０．３ｍｍ以下の微粉炭が３．８１重量％と極めて少な
い。従って、ブリケット成型を付加した場合の方がター
ル混練のみの場合に比べて、ベルトコンベヤーでの移送
過程を想定したシャッタ試験での微粉発生量が極めて少
なく、しかも乾燥前の混炭（水分９ｗｔ％）状態と同等
かそれ以下であることからも、実装置での発塵防止効果
と、キャリーオーバー抑制効果に優れた効果を発揮する
ことが予見できる。

【００４６】実施例２実施例１で使用したと同じ非微粘結炭を５７重量％、残
りが良質粘結炭の４３重量％配合したコークス製造用原
料炭（水分９．０％）を、粉砕粒度３ｍｍ以下が８５％
になるように粉砕した。この原料炭を試験乾燥機を用い
て、石炭全水分含有率２重量％（表面水分=０％）にな
るまで気流乾燥させた後、境界分級点が０．３ｍｍとな
る篩で微粉炭と粗粒炭部分に分級した。こうして分級し
たときの微粉炭分級比率は約３０％であった。分級され
た微粉炭に対して粗タールを１０ｗｔ％添加・混線した
後、成型機にて線圧１ｔ／ｃｍで長辺６５ｍｍ、短辺４
２ｍｍ,厚み２８ｍｍ,容積５６ｃｃのブリケットに成型
した。この微粉炭のブリケット成型物を粗粒炭と混合し
て装入炭とした。

【００４７】この粗粒炭とブリケットの混合物には、廃
プラスチックとしてポリエチレン、ポリプロピレンフィ
ルム主体の成型物を１、２、３、４及び５重量％の割合
で添加した。この廃プラスチックの性状は、炭素
（Ｃ）、水素（Ｈ）を主体とし、塩素（Ｃｌ）は０．１
％以下であり、その成型物形状は円柱状（径８ｍｍφ×
長さ１０〜２０ｍｍ）である。このときのブリケット輸
送工程及び粗粒炭との混合工程並びに電気炉への装入時
においても、粉塵の発生は全く認められなかった。乾留
は、この装入炭を電気炉（幅450mm,高さ500mm,長さ640m
m）内に装入して行いコークス温度1050℃まで昇温し、
乾留を終了した。得られたコークスのドラム強度ＤＩ
（150/15）と反応後強度ＣＳＲを測定した結果を第2表
に示す。また、分級された微粉炭に対してバインダーを
添加しなかった場合について、上記実施例と同一条件
で、粗粒炭と混合し、廃プラスチックを１重量％と２重
量％の割合で添加して電気炉で乾留しコークスを得た。
得られたコークスのドラム強度ＤＩ（150/15）と反応後
強度ＣＳＲを測定した結果を第２表に併せて示す。

【００４８】

【表２】

【００４９】この表２の結果から、非微粘結炭を５７重
量％とし、しかも廃プラスチックを５重量％以下配合て
いるにもかかわらず、コークス強度は、冷間強度（ＤＩ
₅₀ ¹⁵⁰）及び反応後強度（ＣＳＲ）のいずれも実質的に
悪影響の無い高い値を示し、優れた性状を有するコーク
スが得られることが分かる。なおバインダーを混練しブ
リケット化した場合には、バインダーを添加しない場合
に比較してコークス強度が著しく向上していることが明
らかである。

【００５０】また、上記実施例２で使用したコークス製
造用原料炭（水分９．０％）を、石炭の全水分含有率５
重量％になるまで間接乾燥させた後、同様にして微粉炭
と粗粒炭に分級し、分級された微粉炭へ粗タールを添加
しブリケット成型せずに粗粒炭と混合し、さらに廃プラ
スチックと混合して装入炭とし同じ電気炉で確認実験を
行った。この場合にも、優れた性状を有するコークスが
得られ、また発塵やキャリーオーバーも防止され、廃プ
ラスチック添加にもかかわらず系内での付着等の問題は
生じないことが確認されている。また、これら実施例の
結果、廃プラスチックの添加量の増加に応じて、コーク
ス炉ガス（ＣＯＧ）発生歩留等も増加傾向となり、さら
に発生ガス発熱量についても増加し高カロリー化してい
ることも確認されている。よって、コークス炉内での乾
留時においても亀裂が殆ど発生せず高炉用コークスとし
て、実用上好適な原料の事前処理方法である。

【００５１】

【発明の効果】石炭の乾燥プロセスには、乾燥炭の輸送
や炭化室への装入の際に発塵及びキャリーオーバーの問
題を少なからず付随していたが、本発明によれば、乾燥
分級した発塵等の原因となる微粉炭にバインダーを混練
することにより、湿炭と同等の操業レベルを達成でき
る。また、所望により微粉炭を成型物としてブリケット
化することにより、コークス炉までの輸送過程で再崩壊
する可能性を極力抑制して、発塵やキャリーオーバー発
生をより確実に防止できるとともに、炭化室での装入炭
密度を上昇できることとも相まって、高炉用コークスの
品質特にコークス強度をより向上させ得る。よって、本
発明は粘結性の低い石炭（非微粘結炭）を世界的に不足
している良質粘結炭と共に多量配合した場合であって
も、乾燥に伴う輸送過程での発塵防止、炭化室への乾燥
炭装入の際、或いは乾留時のキャリーオーバー防止対策
を万全なものにするとともに、乾燥炭装入嵩密度の最大
化を図りコークス強度をより向上させることができる。

【００５２】また、本発明によれば、乾燥炭操業におい
て廃プラスチックを添加するときの問題、すなわち系内
での付着、閉塞トラブル、発火等を防止し、しかも石炭
に混合されたプラスチックは、コークス炉の中で石炭の
乾留進行と同時に熱分解され、コークス炉ガスの増発
生、軽油、タールの増回収に寄与する。さらに、石炭の軟
化溶融温度域でプラスチックも溶融、熱分解することか
ら、配合炭としての流動性、膨張性（粘結性）が向上
し、コークス強度の改善につながる。一般に、石炭乾燥
プロセスにおいては、粘結性の低い劣質炭の増使用を指
向するが、プラスチックの配合を乾燥炭プロセスに適用
することにより、劣質炭の増使用あるいはより劣質な石
炭の使用が可能となる。

【００５３】したがって、本発明は、高炉用コークスと
しての品質を満足しつつ、劣質炭である非微粘結炭の多
量使用を実用上可能にして石炭資源を有効活用できると
ともに、現状では産業廃棄物として埋立て処理や焼却処
理等されている廃プラスチックをコークス製造原料とし
て有効に利用することに繋がる工葉上極めて有益な発明
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】発塵源となった微粉炭の粒度分布を示す。

【図２】キャリーオーバー源となった微粉炭の粒度分布
を示す。

【図３】本発明のコークス製造用原料炭の事前処理方法
の全体フローシートである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非微粘結炭を少なくとも一部含むように
配合した原料炭を粉砕後、水分含有率が６ｗｔ％以下に
なるまで乾燥し、その乾燥中又は乾燥直後に微粉炭と残
留粗粒炭に連続的に分級し、分級された微粉炭には歴青
物のバインダーを混練した後、上記の残留粗粒炭と混合
する原料炭の事前処理において、分級処理後からコーク
ス炉炭化室へ装入迄の任意の段階で５ｗｔ％以下の廃プ
ラスチックを原料炭中へ配合することを特徴とするコー
クス用原料炭の事前処理法。
【請求項２】原料炭の乾燥は、実質上表面水分がなく
なるまで行う請求項１記載のコークス用原料炭の事前処
理法。
【請求項３】分級は、境界分級点を０．２〜０．４ｍ
ｍの範囲に調整して行う請求項１記載のコークス用原料
炭の事前処理法。
【請求項４】微粉炭は、バインダーを混練した後、さ
らに線圧０．５〜２．０ｔ／ｃｍでブリケット化してか
ら残留粗粒炭と混合する請求項１記載のコークス用原料
炭の事前処理法。
【請求項５】廃プラスチックは、バインダーを混練し
た微粉炭（ブリケットを含む）を残留粗粒炭と混合する
時、又は混合した後で配合する請求項１又は請求項４記
載のコークス用原料炭の事前処理法。
【請求項６】請求項１から請求項５のいずれか１項に
記載の事前処理方法で処理された原料炭をコークス炉の
炭化室に装入して乾留することを特徴とするコークスの
製造方法。