JPS6020995A - 強固な冶金用コ−クスの製造方法 - Google Patents

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】 本発明は、冶金用コークスの製造方法に関する。さらに
詳しくは、溶融可能なれき青炎粒子、溶鉱炉の仕込物に
配合可能な非溶融物の粒子及び水から、煉炭あるいは他
の固めた生産物の製を製造するために、そのような固め
た形状物及び存在するならばその細片を、コークス炉へ
の少くとも仕込の一部分として使用することに関する。

低揮発性れき青炎及び高揮発性れき青炎から冶金用コー
クスを製造することは公知である。

後者のれき青炎は、多＃に供給され、また低揮発性れき
青炎より高価でないので、一般にこの目的のために好ま
れている。しかしながら、そのような高揮発性れき青炎
は、コークス炉での工程中に非常圧膨張するので、コー
クス製造中の過度の膨張によって炉壁が破損するのを防
ぎ、また、コークスを炉から取り出すときに推進器に作
用する抵抗を減少させるために、低揮発性型のれき青炎
がそれに混合される。通常、炉に供給する石炭混合物は
、約７０部の高揮発性れき青炎と約３０部の低揮発性れ
き青炎が含まれている。

強固なコークスは、溶鉱炉及びキュポラの作業を改善す
ることは公知であり、またスロット・コークス炉室に仕
込まれる物のかさ重量が高いほど（高いかさ密度に相当
する）強固なコークスが製造されること°は公知である
。仕込物のかさ重量あるいはかさ密度を増加させるため
に、仕込まれる石炭を破砕して粒子の約８０＋％が直径
約３１１ＩＩ＋＋より小さいようにすることが一般に行
なわれている。そのような粒子サイズを得るために、湿
潤石炭を、約０．１５ｍ＋より小さな粒子ができるだけ
無いように、押しつぶしあるいはすりつぶすことが一般
に行われている。これは、そのような細かい粒子が、通
常約６チ、石炭に含有される水分と結合して、粉砕装置
を動かなくし、供給物がコークス炉に流れこむのを妨害
して、仕込物のかさ重量を減少させ、そして製造される
コークスの強度を低下させるからである０また〜炉室中
のかさ重量が、供給される石炭の幾らかを煉炭化するこ
とによって増加することは知られており、そして通常約
３０％が煉炭化される。約３０％より多い割合で供給物
が煉炭化されないようにする。何故ならば、壁に加わる
圧力及び推進器への抵抗が増加し危険な程度にまで増加
するからである。実施されている燻炭化工程では、通常
の混合物の石炭粒子は、その約“８０％が３ｍｎより小
さい直径であるが、約８チ（全体の重量に対して）のア
スファルト、タールあるいはピッチあるいはそれらのい
ずれかの混合物と混合される。また、湿潤石炭粒子が、
その直径は２１１１＋１より小さい場合が多いが、粘結
剤を使用せずにくぼみのある二重ロールで固めて煉炭を
形成するか、あるいはそのような粒子を平滑な二重ロー
ルで固めて連続した細片にし、そして寸断することは当
技術面では公知である。そのような固化物の２つの型は
、比較的弱く、処理中に容易に破損する。１つの方法で
は、そのような固化生産物はコークス炉に供給される前
に故意に細断される。現在あるいは先行技術の実施にお
いては、総ての仕込物はコークス炉室中で多かれ少なか
れ膨張するのである。

製造されるコークスの強度が低下するが、コークス炉へ
の供給物の他の部分と共て、非コークス化石炭、コーク
ス化の弱い石炭及び粉コークスの少量が混合されること
は公知である。しかしながら、そのような物質の添加は
、経済上の理由から製造工程において今まで行なわれて
きており、その工程では、炭化水床粘結剤を使用してい
るにもかかわらず、幾らかの粉コークスを含有する未固
化の供線物の約３０チが煉炭化されている。

前述の煉炭化は、より強いコークスの製造に役立ち、従
って、７０チの未固化混合物を伴なうことによる弱化へ
の影響を少くとも一部分補なっている。

本発明の第一の目的は、冶金用コークスの強度（通常、
安定度と云われている）を増加し、そのために、コーク
スが使用される溶鉱炉、キュポラあるいは他の装置に適
合できる非コークス化石炭、コークス化の弱い石炭、そ
の他の粉コークス、木炭、無煙炭、亜炭及び酸化鉄を含
む物質のような非溶融性材料の使用を増加し、それと同
時に炭化水素粘結剤を煉炭化に使用せず、また低揮発性
れき青炭を使用しないかあるいは使用量を実質的に減少
させるにある。その目的は、乾燥した粒状の溶融性れき
青炭とある型の乾燥した粒状の非溶融性物質を、有効な
割合がタイラーふるい規準１００メツシユ（直径約Ｑ、
１５ｍ）より小さな粒子のものを混合し、一定の割合の
水を混合して粒子を湿潤させ、そのような材料の混合物
を比較的高圧力で圧縮して煉炭のような固形状にし、続
いて固化した生産物及びその細片をスロット・コークス
炉で加熱して炭化することによって達成されることを発
見した。コークス化作業中に、炉中の仕込物は過渡的に
塑性となり、収縮して強固な冶金用コークスを形成する
、そして推進器で炉から容易に取り出される。

本発明によるスロット・コークス炉で強固な冶金用コー
クスの製造方法は次の工程からなっている。すなわち、
混合物が最後にスロット・コークス炉で加熱されるとき
に過渡的に塑性になるような割合で、重量で大部分が約
０．１５ｍｍより小さい大きさの溶融性れき青炭あるい
はそのような石炭の混合物の粒子と、少くとも実質的重
量部分が約０．１５ｍｍより小さい大きさのもので、溶
鉱炉仕込物に適合する非溶融性材料あるいはそのような
材料の混合物の粒子を一緒に混合する。さらＫ、この混
合物に水を添加する。そしてその割合は水を添加した混
合物を約５００　ｋｇ／ｃｍ２より高い圧力で固めるこ
とによって、添加した水の重量に対して少くともその０
．１重量％の水が搾り出されるような割合である。溶融
性れき青炎粒子と非溶融性材料粒子と水を混合し、この
混合物を５００　ｋｇ／ｃｍ２より高い圧力で圧縮して
固形製品にする。この製品及びその細片を、少くとも炉
の仕込物の一部分としてスロット・コークス炉中で加熱
する。そこで、炉中の仕込物は過渡的に塑性になり、そ
して収縮し、強固な冶金用コークスが製造される。また
、本発明の範囲内にそのような固めた製品の製造方法及
びその製品が含まれる。

本発明の方法の実施によって種々の重要な利点を生じる
ことが発見−された。溶融性れき青炎粒子、非溶融材料
粒子及び水分の一定の重量割合の混合物から製造された
煉炭あるいはその他の固形中間製品（及び存在するなら
ばその細片）は、スロット・コークス炉で炭化のために
加熱したときに膨張しないことが発見された。逆に、前
述のように存在する溶融性粒子の大部分の重量割合の部
分が１００メツシユのタイラーふるいを通り、非溶融粒
子の少くとも実質的の部分が１００メツシユのタイラー
ふるいを通るならば、本発明の製品は、収縮する。ここ
で、１大部分”は５０％あるいはそれ以上を意味し、“
実質的”は少くとも２５チで、３５チあるいはそれ以上
が好ましい。１００メツシユのタイラーふるいを通る溶
融性粒子の割合が５２．４％から１００％に増加し、１
００メツシユのタイラーふるいを通る非溶融性粒子の百
分率が４３．５　％から１００％に増加は、コークスの
誓定度に有意の影響を与えずに、生産したコークスの収
縮度及び見かけの密度を増加させることを発見した。材
料中に存在する過剰の水分と共に圧縮して製造した煉炭
は、水分含有量が１短かい”ものよりも強固であること
が分った。さらに、固めるときに本件固化物から水分を
搾り出すことは、固化物を型あるいはくぼ入から取り出
すときに助けとなり、また圧搾表面を清浄に保ち、また
その表面の摩耗を減少させることが観察された。さらに
、本発明について次のことが観察された。高い収縮度は
、最終製品の煉炭の高い見かけ密度に関連し、落下安定
度あるいは強度には関連しない。

コークスの強度は、コークス炉の仕込物の温度が約３５
０Ｃから約４７５Ｃに上昇したときに生じる過渡的溶融
の特性に主に依存する。非溶融性粒子に対する溶融性粒
子の重量比率をある限度まで増加させるとコークスの安
定度が改善される。仕込物が過渡的溶融温度範囲に存在
している時間を長くすることも、またコークスの収縮度
と密度は減少するにもかかわらず、高いコ−ような長い
溶融時間は、非溶融粒子に対する溶融粒子の比率を減少
させることができる。易い安定度と比較的低密度を有す
る本発明のコークスは、従来のコークスの多数の細大よ
りも大きい限定された数の空どうを廟すると云う特徴が
ある。圧縮圧力を増加すると、処理するときに未乾燥の
固形状物の破壊が減少し、そして密度が増加するが、収
縮度は減少する。従って、製造されたコークスの高い安
定度は、より低圧で固められて非常に大きく収縮する原
料から得られるコークスの安定度とほとんど同じである
。

良好なコークス安定度は、炭化が約６００Ｃの最終温度
で終了したときに得られた。その製造されたコークスは
水紫に富んでいた。商業規模での本発明コークスの生産
は、多量のエネルギーケ節約し、スロット・コークス炉
の生産容量を増加させる。また、前記固形状のものある
いは煉炭を種々の大きさの小片及び細片に寸断し、これ
らの混合物が炭化装置に仕込まれたときに異なったかさ
重量が得られるためＫ、低（１かさ重量を有する仕込物
が非常に大きく収縮するので、同様の密度及び安定度を
有するコークスを得ることができた。すなわち、収縮は
高いかさ重量と同じ型の影響を有している。さらＫ、固
形状物あるいは煉炭と小片及び細片の混合物は、単独に
使用できるかあるいはスロット・コークス炉の仕込物と
して、従来の固められていない石炭混合物と混合するこ
とができることが見出された。本発明のもう１つの利点
は、未乾燥の固めた形のもの及びその細片をスロット・
コークス炉に仕込む前に乾燥して、使用される炉の生産
容量を増加させることにある。

次の実施例で本発明を説明する。実施例及び明細書にお
いて、別に指示がなければ、部は重量、温度はＣである
。実施例及び明細書において粒子の大きさは、タイラー
ふるい規準による。

０．１４４ｍの目（約０．１５ｗｍ）を存するｉｏｏメ
ツシュのタイラーふるいを通る本件原料の割合が、本発
明によって固められそしてコークス化される材料を選択
するときに重要であると云うことの決定は、実験的結果
に基いている。０．１５ｍより大きい及び小さい粒子の
大きさ分布の範囲は、粉砕装置の特性、その操作方法及
び種々の材料の被粉砕性に依存する。そのような因子は
広範囲に変化する。従って、明細書の実施例に示されて
いる各々の大きさの範囲の重量百分率は必要ではない、
実際に、百分率の変化は、本発明の範囲内においては影
響を与えないことが分った。約０．１５ｍより小さい粒
子は、その大きさに関して分類５しなかった。例数なら
ば、超微粒子の百分率の変化は、工程が本発明の範囲に
ある限り、有意の不利な影響が見られ１．ｃかったから
である。総ての実施例は実施された例証であり一１実験
室で発明者によって実際忙行なわれたものである。

実施例１ 乾燥した高揮発性れき青炎の溶融性粒子の０．８重量部
と非溶融性亜れき青炎の乾燥粒子の１重量部を良く混合
し、次いで、粉砕機中で混合物に０．２２部の水分を添
加し、それらが混合され、水分が混合物に均一に分布さ
れるように攪拌器で粒子に圧力を作用させた。使用した
溶融性粒子の分析結果は、揮発分３９．２係、固定炭素
５１．２％、灰分６１チ及び硫黄０，９チで、非溶融粒
子の分析結果は、揮発分３５チ、固定炭素５５襲、灰分
５チ及び硫黄１．３チであった。溶融性粒子の大きさは
、１門２の目のふるいを通るが３５メツシユのふるいを
通らないものが１３．０重量％、３５メツシユのふるい
を通るが６５メツシユのふるいを通らないものが２７．
１％、６５メツシユのふるいを通るが１００メツシユの
ふるいを通らないものが７．５％、セして１００メツシ
ユのふるいを通ったものが５２．４％であった。非溶融
性粒子の大きさは、３５メツシユのふるいを通り６５メ
ツシユのふるいを通らないものが４２４重量％、６５メ
ツシユのふるいを通り１００メツシユのふるいを通らな
いものが１４．１％、１００メツシユのふるいを通るも
のが４３５チであった。粉砕作業における加圧かくはん
は、前記粒子を迅速にかつ均一に湿潤し、また密度の高
い１１州片に粘着し、そしてこの密度の高さは次の固め
る作業を容易にすることが分った。

湿潤した混合物は、圧縮機中で１　、１００　ｋ１７’
ｃｍ２の圧力で円筒状練炭に固められ、そして練炭化の
終りに練炭から０．０１部の水を搾り出して型壁を湿ら
せる。その結果、円筒状練炭を型から容易に取り出すこ
とができた。また、型の摩耗が減少した。

コークス炉仕込物である未乾燥円筒形燻炭は、間隔をお
いて水平面に鰺かれ、還元性雰囲気中で、３５０１１：
”〜４７５Ｃの溶融あるいは可塑範囲を５３分で経過し
て約９５０Ｃに加熱された。炭化した円筒状のものは、
保護雰囲気で冷却されて試験に供せられた。収縮度は、
すなわち未乾燥円筒とコークス化後の円筒の容積の差を
未乾燥円筒の容積に対する百分率で表したものであるが
、それを測定しそして計算した。コークス化した円筒の
見かけ密度（ｄａ）を測定し、そして円筒の所謂落下安
定度を実験室的方法で測定した。この方法は、少量の材
料に使用するのに適しており、円筒を鋼鉄製パイプの中
で８０ｃｍの高さから１分間に４０回、で３０分間落下
させる。このような試験で、円筒は、その端部をすりへ
らすだけで元の形を保持する。試験後の円筒の重量を元
の重量の百分率で表したものを落下安定度と云う。実際
には、通常のコークスの安定度はＡＳＴＭのドラム試験
で決められ、その試験には多量のコークスが必要である
。試験結果は残留したコークス片の重Ｍｌ　％で表わさ
れる。ＡＳＴＭ値５８の通常のコークスの　゛代表的試
料を実験室における落下安定度を試験して６４の値が得
られた。これは、ここで報告する落下安定度の値は、相
当するＡＳＴＭ安定度より約６高いことを意味している
。

実施例１において決定したデータは次のようであった。

収縮度５チ、コークスのｄａ　＝　０．８２７及びコー
クスの落下安定度＝９３．３、これらのデータは第１表
に示しである。

実施例２ この実施例においては、実施例１と同じ方法に従って行
ない、溶融性粒子の大きさ以外は変数を一定にした。粒
子の大きさは、３５メツシユのふるいを通り６５メツシ
ユのふるいを通らないものが３１．１重量％、６５メツ
シユのふるいを通り１００メツシユのふるいを通らない
ものが８．６チそして１００メツシユのふるいを通るも
のが６０．３％であった。得られたデータは第１表に示
した。

実施例３ この実施例においては、溶融性粒子の大きさを除いて方
法及び変数は実施例１及び２と同じであった。その粒子
の大きさは、６５メツシユのふるいを通り１００メツシ
ユのふるいを通らないものが１２．５％、１００メツシ
ユのふるいを通るものが８７．５　％であった。得られ
たデータは第１表に示した。

実施例４ この実施例においては、溶融性粒子の総てが１００メツ
シユのふるいを通ること以外は、方法及び変数が実施例
１〜３と同じであった。

得られたデータを第１表に示した。

第　１　表 １　５２．４　５　０．８２７　９３．３２　６０．３
　１２．５０．８８３　９２．７３　８７．５　２０．
７０．９２４　９１．３４　１００　２６．０１．０９
　８８．５第１表から、１００メツシユのふるいを通る
溶融性粒子のチが多くなると炭化の際の収縮度及び製造
されコークスの見かけ密度が増加することが明かである
。明かな理由で実施例の実施例では高い値を示している
。

実施例５〜７ これらの実施例において、総て実施例において同じ大き
さ分布偏融性れき青嵐粒子を使用したこと以外は上記実
施例１〜４と実質的に同じ実験を行った。粒子の大きさ
は、３５メツシユのふるいを通り６５メツシユのふるい
に残留したものが４係、６５メツシユのふるいを通り１
００メツシユのふるいに残留したものが１３．６％、そ
して１００メツシユのふるいを通ったものが８２．４％
である。そして非溶融性粒子を、１００メツシユのふる
いを通るものが４３．５％から７５．５％、１００％ま
でそれぞれ変化させた。３５０Ｃから４７５Ｃに温度を
上昇させる加熱時間は７４分であった。実施例５では、
非溶融性粒子が３５メツシユのふるいを通り６５メツシ
ユのふるいに残留したものが４２．４チ、６５メツシユ
のふるいを通り１００メツシユのふるいに残留したもの
が１４．１％であった。

実施例６では、６５メツシユのふるいを通り１００メツ
シユのふるいに残留したものが２４．５俤であった。次
表に非溶融性粒子の粒度を変えたときの収嘴度、見かけ
密度及び落下安定度を示した。

第　２　表 ５　４３．５　１２．７０．９０７　９４．６６　７５
．５　２１．４１０３　９５．２７　１００．０　２２
．０１．０．４　９４．７第２表は、Ｎ［Ｌｌｏｏのふ
るいを通る非溶融性粒子の割合が約４０％から約７５チ
に増加すると収縮度及び密度は有意に影響されるが、さ
らに１００チに増加すると変化がないことを示している
。実施例５の煉炭の収縮度は、実施例６及び７の煉炭の
収縮度よりはるかに小さく、そして見かけ密度もそれに
相当して低いが、落下安定度は実施例６及び７の煉炭に
比べてそう小さくない。これは、実施例５の粗い粒子に
ついてはすぎ間の空どうが大きく、そのために密度を低
下させるが、その空どうは比較的厚い壁に囲まれており
、それによって煉炭を強固ＩｆＵＬ、て落下安定度を改
善するという事実に起因する。逆に、通常のコークスに
おいては、薄い壁で分離された多数の細孔があり、その
多くは開いている。従って、安定度が低く、溶鉱炉中で
二酸化炭素が容易に通常のコークスの中に拡散し、炭素
を溶解することができる。すなわち、通常のコークスは
比較的高い反応性を有し、本発明の方法で製造されたコ
ークスの前述の構造は、コークスの中に二酸化炭素が拡
散するのを妨げ、コークスを低反応性とする。

実施例８〜１１ 一定の変更を伴って実施例１〜４の実験を繰り返した。

使用した溶融性及び非溶融性粒子材料は同じ組成のもの
であるが、粒径分布が異なっていた。溶融性粒子は次の
大きさであった。３５メツシユのふるいを通り６５メツ
シユのふるいに残留したものが２．２％、６５メツシユ
のふるいを通り１００メツシユのふるいに残留したもの
が７．１　％そして１００メツシユのふるいを通ったも
のが９０．７％。非溶融性粒子の粒径分布は次のようで
あった。

３５メツシユのふるいを通り６５メツシユのふるいに残
留したものが１．９％、６５メツシユのふるいを通り１
００メツシユのふるいＶＣ残留したものが４．６％そし
て１００メツシユのふるいを通ったものが９３．５％で
あった。炭化段階における溶融時間は４５分であった。

実施例８〜１１における変数は、非溶融性粒子に対する
溶融性粒子の比であり、その比は実施例８〜１１のそれ
ぞれにおいて０．５　、０．６　、０．７及び０、８で
あった。

次表にコークスの収縮度、見かけ密度及び落下安定度、
及び塑性係数を示す。収縮だけでは非常（高い落下安定
度とはならず、高い落下安定度を得るためには、収縮に
過渡的塑性が伴わなければならない。この塑性は、仕込
物が約３５０〜４７０Ｃの溶融範囲を経て温度が上昇す
るときに生じる。そのような塑性は未乾燥円筒の円形断
面が水平位置で炭化後に、長円形にゆがむことで証明さ
れる。長い水平方向の直径と短い垂直方向の直径の差が
塑性度を示すものと考えられる。水平方向の直径に対す
る百分率で表したこの差を塑性係数と称する。

第　３　表 ８　０．５　３３１．１８８８０．９ ９　０．６　３５１．２４９３０．５ １０　０．７　３４１．２０９２６．８１１　０．８　
３０１．１　９６１０．２上表は溶融性：非溶融性粒子
の重量比が約０．６のとき最高のコークス密度と最大の
収縮度が得られることを示している。この比が０．８の
とき、少い収縮度と低い密度を得られるが、安定度と塑
性は高い。第２表に示した結果に関しての検討で前述し
たように、この外見上の相違は練炭の構造によって説明
され、この場合は比較的厚い壁忙囲まれ少数の大きな空
どうを含んでおり、この空どうが密度を低下させ、そし
て厚い壁が高い安定度に寄与する。

実施例１２〜１４ この一連の実施例は、溶融時間が９４分で、非溶融性粒
子に対する溶融性粒子の比が０．４　“〜０．６のもの
を使用した以外は実施例８〜１１と同じ方法で行った。

この実験の結果は次表に示した。

第４表 実施例隊　溶融：非溶　収縮度　コークスｄａ　コーク
ス　塑性融粒子比　１％）　Ｃ９／ｃｃ）　安定度　係
数１２　０．４　１３　０．８６　９５　４．４１３　
０．５　１３　０．８５　９６　４．４１４　０．６　
３　０．７４　９５　４．６上表は、長い溶融時間は収
縮度を少くし、コークスの見かけ密度を低くするが、落
下安定度及び塑性係数には影響しないことを示している
。また、溶融性粒子：非溶融性粒子比が増加するに従っ
て収縮度及び見かけ密度が減少した。

実施例１５〜２０ これらの実施例の実験は、溶融性れき青炎として実施例
１〜４で使用した高揮発性れき青炎とほぼ同じ組成の２
種類の高揮発性れき青炎で、その総ての粒子が１００メ
ツシユのふるいを通るものを使用して行なった。非溶融
性粒子も実施例１〜４と同じ組成のもので、その総ての
粒子が１００メツシユを通るものを使用した。２種類の
粒子は、０．３，０．４５及び０．６の溶融性粒子：非
溶融性粒子の重景比でそれぞれ混合された。混合物は、
実施例１〜４１１を記載したように過剰の水で湿潤され
、また前記の実施例と同じように各湿潤混合物は燻炭状
に固められたが、圧力はそれぞれ１．１００及び１　、
８５０に５＋／ｃｖＬであった。高い固化圧力の使用は
未乾燥円筒から、より多くの水分を搾り出し、より少い
圧力を使用したとぎよりも大きな密度のものが得られた
。製造された未乾燥の円筒も強固であり、３０ｃｍの高
さから５回の落下で損傷を受けなかったが、低い圧力で
固めた円筒は３回の落下で損傷を受けた。

未乾燥のものの強度は、煉炭を処理するときの破壊の程
度に影響を与えるので、そのような破壊の程度を固化圧
力を調節することで加減できることが本発明の方法の利
点である。

しかしながら、高い圧力、例えば２　、０００〜５　、
　ＯＯＯｋ１１／ｃｍ２の使用はさらに未乾燥の固形状
物の強度を改善するが、同化圧力の変化がこの実施例の
範囲内で行なわれたときには、製造されるコークスの安
定度の変化し、を少ないことが分った。溶融性粒子二押
溶融性粒子の割合及び固化圧力の変化に加えて実施例１
５〜２０で行なわれたもう１つの変化は、溶融範囲を経
て加熱される時間、すなわち１３０分間であった。もつ
と長い時間も使用できるが、実用上の限度は約５時間で
あると思われる。そのような加熱の間に、未乾燥円筒上
に僅かな軸方向の圧力が加わり、円筒が変形し、塑性を
示す。次表に実験の結果を示す。

第　５　表 実施例随　溶融：非溶　固化圧力　未乾燥燻炭状縮度　
コークスｄａ＝＋−久融粒子比　（ｋｉｃｍ”　）　密
度（＋’４）　（％　）　（９％ｃ）安定９１５　０．
３　１１００　１．２３７　２２．７　１．０　９６．
５１６　０．３　１８５０　１．２８９　２０．７　１
．３　９６．８１７　０．４５　１１００　１．２２１
　２２．４　０．９８９７．１１８　０．４５　１８５
０　１．２８２　２１．０　１．０　９７．１１９　０
．６　１１００　１．２１５　１８．０　０．９２９６
．１２０　０．６　１８５０　１．２７４　１７．０　
０．９７９５．２上表は、窩い圧力で固めて得られた密
度の高い未乾燥円筒は、炭化中の収縮は少ないが、製造
すれたコークスの見かけ密度及び安定度は、低、圧力で
固めた円筒状燻炭とほぼ同じであることを示している。

また、第５表は、加熱速度が遅いために溶融時間が長い
ならば、ときに高いコークス安定度及び密度が得られる
と云う本発゛明の方法の非常に１贋な特徴をぺ １　示している。他方、低い密度で高い安定度を−有す
るコークスの製造を希望するならば、第５表、第３表及
び第４表に示されるように、溶融性粒子の高い割合が使
用される。

コークスは固めた形状物、細片及び小片の混合物から、
またそれらと通常の固めていないコークス炉への仕込物
との混合物からも製造することができる。本発明の特徴
は、本発明の方法で製造した未乾燥生産物あるいは煉炭
の混合物は、その細片及び小片も存在しているが、コー
クス炉のスロットに仕込まれたとき比較的低いかさ重量
を有しており、炭化工程で収縮するため、また生産され
たコークスの構造の故忙、高い安定度のコークスが得ら
れることを発見したことである。次の実施例はそのよう
な方法及び結果を示している。

上表は、０．５６９／ｃｃ　のかさ重量を有する実施例
２１の仕込物は、０．７４９７ｃｃ　のより高いかさ重
量を有する実施例ｎの仕込物よりも大きく収縮して、両
実施例は同様な安定度のコークスを製造する結果となる
ことを示している。

炉室内の仕込物が高いかさ重量を有することがスロット
・コークス炉の高生産容量を得るために有利である。こ
れらの実験から、好ましい大きさの炉供給物を使用する
ことによって、そのような高いかさ重量で満足すべき高
い落下安定度が得られることが分る。

また、上記の実施例は、約９００Ｃの最高温度は特別に
強固なコークスの生産に満足すべき条件であることを示
している。他の実験においズ、約６０００の低い最終温
度においても水素に富んだ強固なコークスが製造された
。

この水素はコークスが溶鉱炉中で降下するときに放出さ
れる。低い最終炭化温度を使用すると、スロット・コー
クス炉の生産容量を増加し、コークス化に必要なエネル
ギーを減少することは注目すべきことである。

スロット・コークス炉の生産容量を増加する他の方法は
、未乾燥練炭あるいは固めた形状物及びその細片をコー
クス炉に仕込む前に乾燥することも含む。また、そのよ
うに炉への供給物を予備乾燥することは、前述の実施例
のように暫く供給物を放置している間に行なうときけは
一つを形成しないことが見出された。

前記実施例において、例示した物と別な溶融性れき育成
、例えば中間及び低揮発性のものを使用することができ
る。同様に、溶鉱炉及びキュポラに適合する他の非溶融
性材料、例えば粉コークス、無煙炭、木炭、亜炭、石灰
石及び酸化鉄含有物、例えば鉄鉱石及び鉄と鋼鉄の綜合
工場からの廃物、も本発明の方法による未乾燥固化物を
作るために使用され、炭化によって高安定度のコークス
が得られる。

もちろん、炭素質材料の選択に際して、灰分と硫黄の含
有量が溶鉱炉で使用するのに適したものでなければなら
ない。

生産規模での本発明の方法による溶融性と非溶融性粒子
の湿潤混合物の圧縮は、まくら形の煉炭を形成するくぼ
みのああ二重ロールあるいは連続した細片を形成する平
滑な二重ロール、その連続した細片はその後に細片に分
割されるが、それらを使用して実施される。

そのような煉炭あるいは細片をスロット・コークス炉に
供給したときに、細片及び小片は、高いかさ密度を得る
ために、より大きなかたまりと混合することが望ましい
。煉炭を処理することと固めた連続細片を分割すること
は必然的に細片及び小片を生じることになる。

乱暴な処理及び過度の分割は、小さな細片及び小片の割
合を増加させることが理解される。

そしてそのようなことを希望するならば、乱暴な処理及
び過度の分割を故意に行なうことができる。他の方法と
して、従来の石炭混合物の未固化供給物の幾らかを、本
発明によって製造されたスロット・コークス炉への供給
物と混合することができる。

本発明の種々の利点を述べたが、これらの中で最も重要
なことは、通常の良質のコークスの安定度が約５８　（
ＡＳＴＭ規準で）であるのに対し、本発明のコークスは
８０（同じ規準で）以上の特別に高い安定度を有するの
で、溶鉱炉において特に有用な新規な冶金用コークスが
生産されることである。この、新規なコークスが有する
特別に高い安定度は、炭化の際にコークス炉への仕込物
が収縮し、密度の高いそして比較的厚い壁で完全に囲ま
れた比較的少数の空どうを有するコークスの固まりとな
るためであると考えられる。また、この構造によってコ
ークスが望ましい低反応性になる。これに反して、冶金
用コークスの製造に普通に使用される従来の石炭混合物
は、炭化の際に膨張し、その多くが開放されかつ比較的
薄い壁で分離されている多数の細孔を有するコークスを
作り出す。もちろん、通常のコークス製造において、仕
込物は膨張し、そのためにコークスをスロット・コーク
ス炉から取り出すために必要な圧力が増加し、コークス
炉壁の有効寿命を短くする。それに反し、本発明では炭
化の際に仕込物が収縮し、推進器圧力が減少して炉壁寿
命が長くなる。

本発明の方法においては、低揮発性れき青炭より安価な
高揮発性れき青炭を使用することができる。他の方法で
は、コークス化工程のときに過剰の膨張を防ぐために、
コークス化作業に低揮発性れき青炭をしばしば必要とし
ている。さらに、高揮発性石炭は容易に入手できるので
、本発明の方法は必要な原料の不足による価額騰貴の影
響を受けることが少なく、原料の欠乏のために操業休止
となることも少ない。蒸気缶用前れき青炭、亜炭、木炭
、無煙炭及び粉コークスのような貧コークス化石炭及び
非コークス化石炭、及び酸化鉄を含有する材料は比較的
安価である。

本発明の方法は、アスファルトあるいは他の粘結剤は必
要なく、使用されていない。その代り、水分がコークス
炉への仕込物の粒子を十分に結合させるのに有益であり
、従ってコークス化操作で良好な強度のコークスが製造
されることが分った。しかし、溶融性粒子の大部分及び
非溶融性粒子の実質的部分が少なくとも約０．１５ｍｍ
より小さくなければ、水分は仕込物の粒子を十分に結合
させず、従って希望する強度と安定度を有するコークス
を製造することができない。最初に乾燥される溶融性及
び非溶融性粒子は、通常約１％より少ない水分含有量で
あり、粒子表面に水分が無く、（そのような水分は不均
一な混合及び塊状物の生成の原因となる）、そして水分
を添加する前に予備混合することが好ましいが、この粒
子と水分を適当な装置中で、また粒子と水分が均一に分
布する他の方法で混合することも本発明の範囲内にある
。

本発明の他の利点は、製造されるコークスの安定度が通
常のコークスイヒ最終温度約ｉ、ｏｏ。

Ｃに達する前に既に高いことである。換言すに社、コー
クスは６００Ｃのように低い温度に上昇したときにコー
クス炉から取り出すことができることである。その取り
出し温度では゛コークスの水素含有量はなお希望する高
さを有する。もちろん、普通に使用されているよりも著
しく低い温度でコークス工程を停止することによって、
非常にエネルギーの節約になり、またスロット・コーク
ス炉の生産容量が増加し、炉の損傷も少ない。固形状物
を作るときに、平滑な二重ロールの使用は、燻炭を形成
するためのくぼみのある二重ローラに比較して必要とす
る動力が少なく、また固化手段の損傷も少ない。製造さ
れたコークスの最終使用特性については、コークスの高
い安定度と低い反応性のために、溶鉱炉の性能が著しく
改善されることである０ 前述のように、ここに挙げた実施例は発明者の実験室で
実際に行われたものである。実験の条件は、スロット・
コークス炉運転に直接適用できると考えられ、従って実
験とこの開示は、その運転に対して特許請求の範囲の裏
付けとなる。前記型式の炉の、仕込物で得られた結果は
、従来のコークス化混合物を含有する仕込物にも適用で
きると考えられるが、同じ程度の好ましい結果は通常得
られないであろう。そのような混合物において、実施例
で使用した溶融性れき青炭及び非溶融性材料が仕込物の
大部分を構成することが好ましいが、それらの部分が前
記より少ないときも希望する結果を得ることができる。

個々の溶融性れき青炭を使用する代りに、その混合物も
同様に使用できる、同様に種々の非溶融性材料も、単独
であるいは溶融性材料と混合して使用すること５ができ
る。要する罠、本発明は、容易に入手可能で比較的安価
な原料で、また同時に生産費及び必要エネルギーが少な
くて優れた梨品を製造する経済的方法を提供する。

それ故に、本発明は、当業技術において重要な進歩を示
している。

本発明は、明＃１ｊ４−の説明、実施態様及び実施例に
関して記載された。しかし、本発明はこれらに限定され
るものではない。例数ならば、当業者は、本発明を逸脱
せずに変更したもの及び同等のものを使用できるからで
ある。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）　重量のはぼ大部分が約０．１５ｎ＋より小さい
   大きさの溶融性れき青炭粒子あるいはそのような石炭の
   混合物粒子と少くとも実質的な重量の大部分が約０．１
   ５■より小さな大きさを有する溶鉱炉の仕込物に適合す
   る非溶融性材料粒子あるいはそのような材料の混合物粒
   子を、コークス炉で最終的に加熱するとき過渡的に塑性
   になるような割合で混合し、この混合物に水を添加し、
   この水の添加割合は、水との混合物を約５００ｋＶ／ｃ
   ＷＬ２より高い圧力で固めたときに、添加した水の重量
   に対して少くとも０．１重量−の水が搾り出るようにし
   、溶融性れき青炭粒子及び非溶融性材料粒子と水を混合
   し、この混合物を５００ｋｙ／ｃｍ２より高い圧力で圧
   縮して固めた製品にし、この製品及び存在するならばこ
   の製品の細片を、少くともスロット・コークス炉の仕込
   物の一部として、この炉の中で加熱し、炉中の仕込物が
   加熱中に過渡的に塑性となりかつ収縮し、そして強固な
   冶金用コークスとなるスロット・コークス炉用仕込物を
   製造することからなる冶金用コークスの製造方法。
2. （２）　非溶融材料が非コークス化石炭、貧コークス化
   石炭、粉コークス、木炭、無煙炭、亜炭、酸化鉄含有材
   料からなる群から選ばれ、また紘それらの混合物であり
   、水分、溶融性れき青炭粒子及び非溶融性材料粒子の混
   合物が粉砕され、続いて固めるときに混合物本体から搾
   り出された水分が固化手段の表面をなめらかにし、そし
   て固めた製品を前記固化手段から取り出すのを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）前記固めた製品をスロット・コークス炉で加熱す
   る前に、この製品及び存在するならばその細断片が乾燥
   される特許請求の範囲第１項記載の方法。
4. （４）前記固めた製品及び存在するならばその細断片を
   約６００〜約１，０００ｔ：’　の範囲の最終温度でス
   ロット・コークス炉中で炭化する特許請求の範囲第１項
   記載の方法。
5. （５）　前記固める圧力が７５０〜５　、０００　ｋｇ
   ／ｃ、〜２の範囲である特許請求の範囲第１項記載の方
   法。
6. （６）非溶融材料粒子に対する溶融れき青炎粒子の重量
   比が０．３〜０．８の範囲にあり、そしてスロット・コ
   ークス炉への仕込物中の固めた製品及び存在するならば
   その細断片が、約加分から約５時間で、３５０〜４７５
   Ｃの過渡的塑性段階温度ヶ通る速度で加熱される特許請
   求の範囲第１項記載の方法。
7. （７）溶融性れき青炎粒子、非溶融性材料粒子及び水分
   の混合物が粉砕され、続いて（ぼみのある二重ロールで
   通常の形と大きさの練炭に圧縮される特許請求の範囲第
   １項記載の方法。
8. （８）溶融性れき青炎粒子、非溶融性材料粒子及び水分
   の混合物を粉砕し、続いて平滑な二重ロールで圧縮して
   長い細片に固め、次いでそれを細断する特許請求の範囲
   第１項記載の方法。
9. （９）固めた製品及び存在するならばその細断片を加熱
   する前に３％以下の水分含有量に乾燥し、続いてスロッ
   ト・コークス炉中で約６００ｃから約ｉ、ｏｏｏｔ：”
   の範囲の最終温度で炭化する特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ＯＱ　非溶融性材料粒子に対する溶融性れき青炎粒子の
   重量比が０．３〜０．８の範囲にあり、固化圧力が７５
   ０〜５．０００　ｋｙ／ｃｍ２の範囲で、生成した固め
   た製品が、低い圧力で固めた他の製品と比較して改良さ
   れた強度を有し、付随して起る破砕及び品質低下を減少
   し、前記固めた製品及び存在するならばその細断片がス
   ロット・コークス炉への仕込物を構成し、この仕込物が
   約３０分から約５時間で、３５０〜４７５Ｃの過渡的塑
   性段階温度範囲を通る速度で加熱される特許請求の範囲
   第９項記載の方法。 ａυ　溶融性れき青炎粒子、非溶融性材料粒子及び水分
   の混合物を粉砕し、続いてくぼみのある二重日−ルで従
   来の形状及び大きさの固め、　た練炭に圧縮する特許請
   求の範囲第１０項記載の方法。 Ｑ２＋　非溶融性粒子に対する溶融性粒子の重量比が、
   塑性転位時間が３０分から５時間の範囲の中の長い時間
   のときに０．３〜０．８の範囲の中の低い部分であり、
   塑性転位時間が３０分から５時間の範囲の中の短い時間
   のときに０．３〜０゜８の範囲の中の高い部分である特
   許請求の範囲第６項記載の方法。 αＪ　大部分の重量割合がＱ、１５＋＋ｏｎより小さい
   大きさの溶融性れき青炎粒子と少くとも実質的な重量割
   合が約０．１５ｍより小さい大きさで溶鉱炉の仕込物に
   適合する非溶融性材料粒子を、スロット・コークス炉で
   加熱するとき過渡的に塑性になるような割合で混合し、
   この混合物に水を添加し、この水の添加割合は、水との
   混合物を約５００ｋｌ／ｃｍ２より高い圧力で固めたと
   きに、添加した水の重量に対して少くとも０．１重量％
   の水が搾り出るようにし、溶融性れき青炎及び非溶融性
   材料粒子と水を混合し、この混合物を約５００　ｋｇ／
   ｃｍ２　より晶い圧力で圧縮して固めた形状にし、添加
   した水の少くとも０．１チを搾り出すことからなるスロ
   ット・コークス炉で炭化するときに収縮して強固な冶金
   用コークスとなる固めた材料の製造方法。 Ｉ　少くとも約５０重量％が０．１５ｍより小さい乾燥
   した溶融性れき青炎粒子と少くとも約あ重量％が約０．
   １５ｍｍより小さい溶鉱炉仕込物に適合する非溶融性材
   料粒子を、スロット・コークス炉で加熱するときに過渡
   的に塑性になるような割合で混合し、この混合物に水を
   添加し、この水の添加割合は、水との混合物を約７５０
   　ｋｇ／ｃｒｎ２　より高い圧力で固めたときに、添加
   した水の少くとも０．１％が搾り出るようにし、溶融性
   れき胃炎粒子及び非溶融性材料粒子と水を混合し、この
   混合物を約７５０　ｋｆｌ／ｃｍ２より扁い圧力で固め
   た形状に圧縮し、添加した水の少（とも約０．１％を搾
   り出すことからなるスロット・コークス炉で炭化したと
   きに収縮して強固な冶金用コークスとなる固めた材料の
   製造方法。