JPS6284178A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明コークスの製造方法は、大型高炉に使用する強度
の高い冶金用コークスや水性ガス等の化学反応ガス製造
用のコークス、溶融還元等の新精練用コークス等に供す
るためのコークス製造技術に関する提案である。

（従来の技術） 通常、製鉄用コークスは、強度その他諸性質の良好なも
のが使用されるが、かようなコークスは近来の良質原料
炭の価格アンプにともなって次第にコスト高となってき
た。

コストの低減をはかるためには低廉、な微粘結炭を多く
使用する必要がある。例えば、従来技術であるトップ装
入法において微粘結炭を多量使用すると、配合炭の粘結
性が低下して、コークス粒子がもつ亀裂の潰裂度を表わ
す潰裂強度ＤＩ”°およびコークス粒子の摩耗を表わす
摩耗強度Ｈ４００、とりわけＴｌ４００が大幅に低下す
る欠点があった。

微粘結炭を多量使用できる従来技術に、スタンピング法
あるいは連続成形法（特公昭５９−１２７１０号）で製
造したブロック状石炭（以下これを「成形炭」という）
を室炉で乾留してコークスの製造を行う方法（ブロック
装入法）がある。この技術の場合、嵩密度の高い石炭ブ
ロックを乾留するので、熱伝導率が改善されてコークス
生産性が約１５％向上するメリットがある。この方式を
、−ｉ的なトップ装入性操業中の室炉式コークス炉に適
用した場合、原料炭コストの低減とコークス増産を図る
ことにより、コークスコスト低減さらには老朽炉廃止時
のコークス不足分の補充に効果を発揮する。

第２図に、室炉に上記成形炭を装入した状態の概念図を
示す。成形炭２と加熱壁１．１′との間は、通常適正な
りリアランスとなるように設計する必要がある。ところ
が、既にトップ装入法を採用して操業しているコークス
炉（室炉）に、成形炭を装入して乾留しようとすると、
該室炉の場合、コークスの押づまり対策として炭化室の
テーパーを大きくしているので、マシンサイド４　（以
下ｒＭｓＪという）と比較してコークサイド５　（以下
ｒｃｓＪという）のクリアランスが大きくなる。とくに
、トップ装入法の室炉のテーパーは６０１ｍ前後（ブロ
ック装入用のものは約２０ｎ）あるため、旧からＣ３に
いくにしたがってクリアランスが大きくなり、このクリ
アランスの影響をうけ、必要な押圧力が得られないため
にＣ３ではコークス頭部表面に気泡状′！ｆＪｉ織が観
察される。この気泡状組織の存在によりコークスの強度
（ＤＩ３０およびＴｌ４００）が低下する欠点があった
。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の気泡状）ＩＩ織をもつコークスを高炉で使用する
と、高炉内で粉化して種々のトラブルを起し炉況を悪化
させることになる。又、高炉へ装入する前工程で気泡状
組織を除去する場合、除去設備が必要となりコークス製
造費が高くなる問題が残る。

次に不適正なりリアランスが大きくなるに従って気泡状
組織の量が増加することである。例えば、第３図に示し
ているように、マシンサイド４のクリアランス３を１５
鰭で設計すると、クリアランス３が２５〜３０鰭の位置
では気泡状組織の量の増加はさほどでないが、クリアラ
ンス３か５５ｍ■の位置になると急激に気泡状組織の量
が増加する。このため、トップ装入法を採用しているコ
ークス炉で成形炭を乾留すると、大きな炭化室テーパー
の影響を受け、コークサイド５で気泡状組織の量が増加
する。

なお、高炉内での粉化を避けるために、予め気泡状組織
に外力を加えて予備処理し除去することも考えられるが
、塊コークス歩留りを低下させるので、気泡状Ｍｉ織の
量が多くなると塊コークス製造コストが高くなる問題が
ある。

要するに、本発明は、成形炭を室炉で乾留する場合に見
られる上述した問題点、すなわち、第４図から判るよう
に、クリアランスの差の影響を受けて炉長方向の中央か
らコークサイド５の位置で見られるコークス頭部表面に
生成する気泡状組織の成長を抑制する有効な方法の開発
を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的に対し、成形炭をコークス炉の炭化
室に装入して乾留するにあたり、炉長方向に生じるクリ
アランスの差に応じ、コークス化作用の異なる複数種の
ものの中から前記クリアランスの差に適合する品質性状
を選んだ成形炭を適所装入し乾留することを特徴とする
コークスの製造方法、をその実現のための好適手段とし
て採用する。

本発明の着想は、炭化室のテーパーにもとづくクリアラ
ンスの差によって気泡状組織の成長に差が生ずることか
ら、成形炭の品質性状を前記クリアランスの変化に対応
させようとするものである。

そのために、第１図に示すように、成形炭を炉長方向に
複数分割（２Ａ・−・−・−２Ｎ）　した形態とし、そ
の各々について膨張、押圧、収縮に与える作用の異なる
性状を付与し、いわゆる前記クリアランスの差に応じた
各位置に適合する品質性状を選んだ成形炭を使うことに
より、前記気泡状Ｍｉ織の成長を抑制するようにしたの
である。

（作用） 成形炭を乾留すると、軟化、熔融、セミコークス、コー
クスの順にコークス化される。溶融域は、２０鰭前後と
言われており、溶融過程では膨張しさらには押圧作用を
生ずる。すなわち、加熱壁１との間にクリアランスが設
けられているが、加熱壁に到達するまでは自由膨張する
。加熱壁に当ると押圧を生ずるので、押圧を加熱壁強度
以下に抑えねばならない。

上記膨張は、石炭中の活性成分が溶融して生ずるが、膨
張させることにより高いコークス強度を維持できるケー
スと単にガス膜を形成してコークス強度を弱くするケー
スもある。いわゆる後者が気泡状組織の発達したケース
である。これはマシンサイド４の小さいクリアランス３
に適した品質性状に設定すると、コークサイド５ではク
リアランス３′に適した膨張を生じないで多量のガス膜
が形成され、気泡状組織が発達するのである。本発明は
、炉長方向で異なるそれぞれのクリアランスに応じた適
正な膨張を示す成形炭品質性状を調整することにより、
気泡状ｍ織の発達を抑制して高いコークス強度を確保す
る方法である。

一般に、石炭は、表１にみられるように、その種類によ
り膨張、押圧、収縮作用が異なる。膨張を示すパラメー
タはディラドメーターの全膨張率、膨張率、ＣＳＮ　（
ＪＩＳＭ８８０１）、そして膨張と相関を示すギーゼラ
ープラストメーターの流動性、各種の粘結性パラメータ
、活性成分がある。

上記押圧は、揮発分（ＪＩＳＭ８８１２）が低い強粘結
　　（炭の場合高く、弱粘結炭の場合低い。

収縮のパラメータは、１例として揮発分（ＪＩＳＭ　　
　（８８１２）で代表される。揮発分が低くなるほど収
縮は小さくなる。成形炭の性状を代表する前記膨張、　
　］押圧、収縮は、石炭の組合わせにより調製できる。

　　・例えば、表１に示したピークダウン炭はディラド
メーターの全膨張率が高く膨張を示すが、強粘結炭の範
晴に属し、高いコークス強度が得られる。　　　ノバル
マー炭は強粘結炭であるが、ピークダウン炭　　′と比
較すると膨張が小さい。ウーロンディリー炭　　′は卓
強粘結炭に属するが、あまり膨張しない性質　　′があ
る。弱粘結炭のなかでもニューゾール炭はウーロンディ
リー炭よりも高い膨張を示すが、コー　　“クス強度は
低い。微粘結炭のウィツトバンク炭は全く膨張せず、わ
ずかに粘結するだけでコークス強度を発現しない等であ
る。　　　　　　　　　　　　ｊそこで、配合の考え方
の１例を示すと、クリア　　′ランスの小さいマシンサ
イドでは、膨張を抑えて収縮する石炭等を多く配合し、
またクリアランスＤ大きいコークサイドでは膨張する石
炭等を配合させることにより、気泡状組織が少なくかつ
強度り高いコークスを効果的に製造し得る。

上記の石炭は、単味炭であってもよいし、２種ｕ上を混
合したブレンド炭であっても差支えない。

これら石炭の他にバインダーや粉コークス、チャー等の
炭材を混合して使用してもよい。

クリアランスに適合した成形炭の品質性状とは、成形炭
がコークス化する時に加熱壁に押圧を与えζ加熱壁を損
傷しない状態で高いコークス強度を壱現できる一方で乾
留後にはコークスが収縮して飯炉から容易に押出され得
る品質性状を表現したらのである。この支配因子は膨張
、押圧と収縮とである。

特に膨張、押圧は、成形炭溶融時の溶液の粘性とガス膜
の強度、膨張層の厚み、強度が関係し、尺骨、石炭不活
性成分そして配合した扮コークス窄の炭材の分散状態も
影響する。

なお、第１図のような成形炭、特に連続的につｒがって
いる各成形炭は、本発明者が先に開発した方法（特公昭
５９−１２７１０号公報）により、適切な品質性状の成
形炭を製造できる。

すなわち、ブロック装入するための圧縮成型炭を金型出
口部に既に圧縮成型を終えている既圧縮成型炭を残すこ
とにより、これに新たに装入した原料炭を圧縮成型して
得た後続の追尾成型炭を合体させて嵩密度１．０湿トン
／ｆｆ１３以上の成型炭とする一方、これを順次に押し
出すという操作の反復によって所定の大きさの圧縮成型
炭を連続的に製造する方法による。

（実施例） 夫施五上 配合炭（表２）を金型に入れて竪型プレスで成形した。

成形炭寸法は１ｏｏｏｍａ　（長さ’）　Ｘ６７０　ｍ
ｍ（高さ）である。幅はクリアランス（片側）が２５鰭
の場合３５０　ａｍ、クリアランス（片側）が４２０の
場合３１６龍である。

成形炭を炉幅４００龍の２５０　ｋｇ試験炉へ装入して
、炉温１２００°Ｃで乾留した。その結果を表３に示す
。

表３ 本ＪＩＳ　Ｋ２１５１ 配合ケースＡは、微粉コークス５％、微粘結炭２１．４
％を配合した場合で、加熱壁への押圧の影響を考慮しな
いで、全膨張率を高くしてコークス化すると、潰裂強度
ＤＩ　　は非常に高くなった。押圧がおよぼす加熱壁へ
の影響を小さくするために、押圧を示さない微粘結炭を
多量に配合した場合が配合ケースＢである。クリアラン
スが２５鶴と小さい場合、Ｄｒ″−は２５０　ｋｇ試験
炉でのコークス強度規準値（ＤＩ　　・９２．０）の水
準を超えてコークス強度３満足した。しかし、クリアラ
ンスが４２鰭と太きなると、上記コークス強度規準値と
比較して低、なり、配合ケースＢはコークスは使用でき
なく（っだ。この点、全膨張率の高い配合ケースＡでコ
ークス化すると、クリアランスが４２■鵬でもツー１ス
強度は十分満足できるものになった。

配合ケースＣは、微粉コークスを配合しない基片である
。微粉コークスはコークス粒度を大きくするために配合
するが、コークス粒度がやや小さくても許容できる場合
、配合ケースＣは４２龍のクリアランスであってもＤＩ
　　が高くなった。

通常、成形炭を「トップ装入法」を採用している既設コ
ークス炉で乾留する場合、マシンサイドを基準にして配
合設計を行っている。これだと、上記配合ケースＡでは
微粘結炭の使用量が少なくなり、一方配合ケースＢでは
微粘結炭を多量配合することになるが、コークサイドで
はコークス強度規格の満足できるものが製造できない。

この点本発明によれば、マシンサイドを基準とした配合
ケースＢに対し、コークサイドでは配合ケースＡ。

Ｃで対応でき、安価な微粘結炭を多量使用して所要の高
コークス強度も保持できるようになる。

大旌炭叢 基準炭（表４）に微粘結炭（表５）と微粉コークス（表
５）を配合して、横型成形機（特公昭５９−１２７１０
号）を使ッテ面圧６０ｋｇ／　ｃｍ”　テ成形し、金型
から外側へ圧縮成形炭を押出した。配合割合を表６に示
す。

表４ 表５ ＊ディラドメーター法 圧縮成形炭は、（３５８ｘ　２３００　ｘ　１０００）
鶴、Ｔ、Ｗ９％、嵩密度１．１３湿トン／ｌ１１３であ
る。

かかる成形炭３個を積み重ね高さ３０００ｍｍとして、
長さ１５ｆｆｌ、高さ６．５ｍの既設コークス炉へ装入
して１２００℃で乾留した。炉幅はマシンサイドが３８
８鰭、コークサイドが４５２　ｍｍである。このコーク
ス炉はトップ装入法で操業しているため炉テーパーが大
きい。

表６ 表　　７ 本ＪＩＳ　Ｋ２１５１ マシンサイドのクリアランス１５鶴では配合ケースＦに
調製して乾留することにより、高いコークス強度ＤＩ　
　が得られた。押出し前に観察したコークスの収縮も正
常な状態が得られたが、配合ケースＥではコークスの収
縮がやや少なかった。

配合ケースＦをコークサイドのクリアランス４７鶴で乾
留するとＤＩ　　が低かった。このため膨張を示さない
微粘結炭Ｂの配合割合を減少した配合りで乾留したらＤ
Ｉ　　が向上し、高炉用コークス強度規格を満足した。

微粘結炭配合割合をさらに減少した配合ケースＧでは全
膨張率が増加し、旧　が向上した。微粘結炭、微粉コー
クスのいずれも配合しない基準炭のみの配合ケースＨは
、クリアランス４７龍に適用でき、Ｏｆ　　は高炉用コ
ークス強度規格を超えた。

微粉コークスはコークス強度に影響をおよぼすので、で
きるだけ微粒子の方が有効である。微粉コークスを配合
しない配合ケースＨのコークスは細粒化した。

これらの結果かられかるようにトップ装入法を採用して
いる既設コークス炉においてクリアランスの小さいマシ
ンサイドでは配合ケースＦ、クリアランスの大きいコー
クサイドでは配合ケースＤの品質性状に調製した成形炭
を製造して乾留することにより高炉用コークス強度規格
を満足して安価な微粘結炭の多量使用をはかることがで
きた。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、成形炭を既設コー
クス炉で乾留しても十分に高強度な冶金用コークス等を
製造することができる。しかも、安価な非、微粘結炭を
多量に使用することができるから、原料コストが低減で
きコークスの単価が安くなる。さらに、本発明によれば
生産性を約１５％向上できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明性実施の一態様を示すコークス炉炭化
室の路線図、 第２図は、従来法による実施状態である炭化室の路線図
、 第３図は、コークス炉加熱壁とコークスの関係を示す説
明図、 第４図は、クリアランスと気泡状組織との関係を示すグ
ラフである。 １・・・加熱壁　　　　　　２・・・成形炭３・・・ク
リアランス　　　４・・・マシンサイド５・・・コーク
サイド　　　６・・・コークス７・・・気泡状組織

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、成形炭をコークス炉の炭化室に装入して乾留するに
   あたり、炉長方向に生じるクリアランスの差に応じ、コ
   ークス化作用の異なる複数種のものの中から前記クリア
   ランスの差に適合する品質性状を選んだ成形炭を適所装
   入し乾留することを特徴とするコークスの製造方法。