JPS63196689A

JPS63196689A - 粉コ−クスの成型法

Info

Publication number: JPS63196689A
Application number: JP62029282A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shimizu; 廣清水; Akira Katajima; 片島　昭
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1987-02-10
Filing date: 1987-02-10
Publication date: 1988-08-15

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〕本発明は粉コークスを成型して、燃料用、冶金用、その
他に有利に使用する技術に関する。

〔従来の技術〕

従来キエポラ等の燃料としては鋳物用塊コークスが使用
されて来た。これは塊コークスであうで、燃料用として
は通風性がよくないと、特にコークスの如き揮発分の少
ない燃料は使用できないことによる。一方高炉用コーク
スの如き、冶金用コークスについてはなおさら、羽目よ
りの熱風の通風性が重要であることから平均粒度で５０
〜７０ｍ、小さくても３５日以上のものが使用される。

これらを篩分けした時、又はコークスの乾式冷却時のダ
ストキャッチ−で捕集される粉コークスやサイクロンで
捕集される粉コークスは、燃料用としても通風性が悪い
ために使用ができない状態で用途が限定される。従って
安価に入手できる。

従来、粉コークスを成型するためには、コールタールピ
ッチ、石油系ピンチの如きバインターヲ使用して加熱成
型されて来た。この成型ブリケットは常温での圧潰強度
は１３６賭程度あり、充分強度があるが、加熱されると
ピッチの軟化のため強度が著るしく低下して崩れる。更
に５ｏｏ℃で黄色系煙、８００℃で黒煙を発生し、公害
上問題がある。粉コークスに無機系バインダーであるポ
ルトランドセメントを配合、混合、成型、硬化させたも
のは常温圧潰強度は１７２ｋｇ（面荷重、養生７日）で
充分であったが、これもｓｏｏ’ｃ程度の高温になると
圧潰強度が５０ｋｇ程度に低下した。

バインダーとして、コロイダルシリカ、酢酸ビニル系エ
マルジッン、水ガラス、粘度等を使用した場合は常温圧
潰強度が低かった。

有機物増粘剤であるポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）
やカルボキシメチルセルローズ（ＣＭＣ）、リグニンス
ルホン酸、コーンスターチ等は常温では、成型、乾燥、
硬化によって成型でき、常温強度も充分であるが、有機
物であるため高温になると燃焼して強度が低下する。

なお、これらの従来技術の例として、たとえば特公昭５
２−３４０３号公報には、粉コークスを硫酸ピンチ等で
粘結する手段が述べられているが、この手段によれば、
得られる成型体の落下強度は大きいものの、製造の際に
発生するガスや硫酸ミスト等により作業環境が悪化する
ので、これに対処する手段が必要となり、工程が煩雑と
なる。

また、特開昭６０−２１９２９１号公報には、コークス
粉にバインダーとしてセメントを用い、これに微粒状の
酸化物性鉱物成分を配合してブリケットとする技術が開
示されているが、得られるブリケットはその圧潰強度が
常温、高温とも必ずしも充分なものとはいえない場合が
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

キュポラ等の燃料である鋳物用塊コークスの代わりに、
比較的安価に評価されている粉コークスを成型して使用
する事ができれば、コスト引き下げになる。しかし、キ
ュポラ等の炉では、通風性確保のため成型するのである
から、そして上層部の荷重がかかっているので、常温で
の圧潰強度が大きいばかりでなく、８００℃程度に加熱
した時の圧潰強度も大きいことが求められている。

従って、常温で成型できて、常温及び高温での圧潰強度
の大きい成型法を見出すことが目的である。

前記の如く、コールタールピッチ、ポリエチレンオキサ
イド、ＣＭＣ，パルプ廃液であるリグニンスルホン酸、
コーンスターチ等をバインタートして使用した場合、常
温では成型できても、又常温では圧潰強度が高くても、
ｓｏｏ’ｃ程度に昇温すると、バインダーが燃焼して圧
潰強度が下ってしまう、セメントを単独でバインダーと
した場合も常温での圧潰強度は養生日数１４日で中程度
の強度５０〜７０ｋｇ程度であるが、８００℃に昇温し
ても６０〜７０ｋｇの強度で全体的に強度不足である。

このような問題点を解決するのが本発明の課題である。

Ｃ問題点を解決するための手段〕本発明は、粉コークスにバインダーとしてベントナイト
単独もしくはセメントとベントナイトとの併用、添加剤
としてポリエチレンオキサイド、カルボキシメチルセル
ローズ、リグニンスルホン酸、コーンスターチより選ば
れた１種又は２種以上、それに水を配合して混練し、成
型、乾燥、硬化する事を特徴とする粉コークスの成型法
である。

以下、本発明の詳細な説明する。

まず、本発明で粉コークスと称するのは、粒度１１径以
下のものが８０重量％以上のものである。

特に粒度０，８ｕ径以下８４重量％以上、０．５　ｕ以
下６３重量％以上、０．１５ｍ以下２９重量％以上のサ
イクロン粉、粒１１ｆｆｉ　０．８　ｎ径以下６６重量
％以上、０．５ｆｉ以下３５重量％以上、０．１５ｍ以
下８重量％以上のダストキャツチャ−粉等が好適である
。

次に本発明においては、バインダーとしてベントナイト
単独を添加剤と共に用いることが出来るものであるが、
このベントナイトは、前述の特定の添加剤の１種以上と
共存せしめることによって、成型体の乾燥後の常温圧潰
強度がセメント単独バインダー使用の場合に較べて飛躍
的に向上し、さらに落下試験の結果もすぐれたものとな
るからである。

また、本発明においては、バインダーとしてセメントと
ベントナイトとを併用することも出来る。

この場合、セメントとしてはポルトランドセメントが好
ましいが、ポルトランドセメント系混合セメントであっ
ても成型性は充分である。前記の通り、セメントは養生
日数を７日以上とると５０〜７０ｋｇの常温強度を保持
するのに有効であり、高温時にも、強度は上らないが６
０〜７０ｋｇ程度と、単独では強度不足である。

ところがセメントにベントナイトを配合すると、養生１
４日で常温強度９０〜１１０ｋｇ程度であるが、前記添
加剤との共存において約７００℃でベントナイトの結晶
水が脱水し、徐々に焼結され、その結果、成型体の高温
強度が約１３０ｋｒ台にもなり、常温強度より２０〜３
０ｋｇ高値となり、バインダーとしてセメントを単独使
用する場合と比較して著しく高温強度が向上するもので
ある。

これらのセメント或いは、ベントナイトは粉コークスと
水で混練した場合、常温成型時の保形性がよくない、そ
こで前述のようにリグニンスルホン酸のような粘液体、
ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）やＣＭＣ、スターチ
のような水溶性バインダーの粘着性によって粉コークス
を粘着保形させ、成型時の形状を保持させる。

ベントナイトも吸水により若干粘着性を帯び初期形状保
持にも少しく貢献する。即ちセメントは常温、熱間の中
程度の圧潰強度の確保に有効であり添加剤のＰＥＯ，Ｃ
ＭＣ，リグニンスルホン酸、スターチは水と混練した時
の粘着性により成型時の保形性に有効であり、ベントナ
イトはセメントと併用する際、熱間強度の向上に寄与す
る。ベントナイト単独もしくはセメントとベントナイト
との併用のいずれの場合においても、セメントとしては
５〜１５重量％が、ベントナイト１〜５重量％が好適で
あり、特にセメント９〜１１重量％、ベントナイト２〜
３重量％が更に好ましい、添加剤としては、ＰＥ００．
０５〜０．２０重量％、ＣＭＣ０１１〜０．５重量％、
リグニンスルホン酸１．５〜８重量％、コーススターチ
１〜５重量％より選んだ１種又は２種以上を使用するが
、特にＰ　Ｅ　ＯＯ。

０８〜０．１０重量％、ＣＭＣ０，１８〜０．２重量％
、リグニンスルホン酸１．８〜２．２重量％、コーンス
ターチ１．５〜２．０重量％が好ましい。この中でも特
にセメントとベントナイトとを併用する際、ＰＥ００．
０８〜０．１０重量％単独で使用するか、ＣＭＣ０，１
８〜０．２重量％とリグニンスルホン酸１゜８〜２．２
重量％及びコーンスターチ１．５〜２．０重量％の混合
物を使用した場合、乾燥、硬化後の熱間圧潰強度は１３
０〜１３５−と常温圧潰強度が１４日養生で９０〜１１
０−であったのに対し、更に３〇−程度強度が上った。

これは主として配合ベントナイトの効果であるが、常温
強度を９０〜１１０−程度に維持するのに、これら有機
粘着剤が効果があったものと考えられる。セメントが５
重量％未満では成型が困難であり、１５重量％超では成
型上不必要であるばかりでなく、燃焼後の灰分増加とな
り好ましくない、もっともスラグ溶融などのように加熱
溶融物がセメントと成分的に同様のものの場合は問題は
ない。しかし何れにせよ発熱量減少になる。ベントナイ
トは１重量％未満ではセメントと併用する際の熱間強度
増強に不充分であるばかりでなく、有機添加剤の添加量
が少い場合には成型不能になる。これはベントナイトが
水を加えた時、吸水により粘着剤としても作用し、常温
成型にも寄与しているためである。

５重量％超は熱間強度増加に不必要であり、かえって天
分増加につながる。ＰＥＯは０．０５重憧％未満では、
成型時の粘着成型効果不充分であり、ＰＥＯは高価であ
るので０．２０重量％超は不経済である、ＣＭＣ０，１
重量％未満では成型時の粘着成型効果不充分であり、０
．５重量％超は成型上不必要であるばかりか、これもＰ
ＥＯ程ではないが高価であるのでコスト上昇になる。リ
グニンスルホン酸１．５重量％未満では粘着成型効果不
充分であり、８重置％超では硫黄分が増加して好ましく
ない、コーンスターチ１重量未満では粘着成型効果不充
分であり５重量％超は成型上不必要である。

なお、前記添加剤はいずれも有機粘着剤であって、成型
体の粘着保形を目的として添加されるものであるが、こ
れ以外の添加剤を他の目的で必要に応じて１種以上添加
することは妨げない。

混線にあたっては水８〜１５重量％を添加してフレット
ミル（Ｈランナー）の如き混練機で混練することが好ま
しい、水８重量％未満では混練が困難であり、１５重量
％趨では成型後の水分蒸発に余分の熱量を要する上、保
形性も悪化する。成型は低圧（１〜２　Ｔ／ｃｄ程度）
ブリケラティングマシンで充分でありモールドサイズは
代表長さ４５〜６５鶴程度のマセソク型、エラグ型、球
型等が好ましい０例えば５０Ｘ５０Ｘ３９鶴、６５×６
５Ｘ４４ｍ、４５Ｘ４５Ｘ２６鶴と云ったマセソク型に
成型する。セメント養生の上がら成型後、少くとも７日
間位の養生期間が常温強度上昇に必要であり、添加剤の
有機バインダーは水分蒸発のための加熱乾燥により硬化
させる。

以下実施例により本発明の効果をさらに具体的に示す。

〔実施例〕

次の如き粒度分布を有するコークス粉を対象として成型
した。

（第１表）このコークス粉の天分は１０．１〜１３．３％、揮発分
０．４〜０．８％、全硫黄分０．５〜０．６％、総発熱
量６．８００〜７．１００　Ｋｃａｌ／−であった、こ
の粉コークスに次の如き、各種配合のバインダー、添加
剤を添加し、フレットミル（ＩＩランナー、ドラム径１
，８３０鶴φ×３３０鶴ＨＸ１５ＲＰＭ、ローラー１．
２００ｍ＃Ｘ３５０ｍＷｘ１２ＲＰＭ、バッチ２０ｋｇ
、混合時間１０分）で混練した。この混練物をブリケソ
ティング・マシンくロール７００鶴φ×７００鶴ＷＸ５
ＲＰＭ、モールドサイズ４９Ｘ４９Ｘ３９龍）を用いて
成型した。

養生期間と圧潰強度の関係は養生５日乃至７日で大体の
強度は出るが、配合によっては１４日目迄に徐々に強度
が上ってゆく場合もある。

絶対乾燥密度が高くなると、圧潰強度も高くなる相関関
係がある。

落下試験での粒度４０鶴以上の残存率も圧潰強度と共に
直線的に上昇する。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、キュポラ用燃料として従来使用さ
れて来た鋳物用塊コークスの代りに成型粉コークスを使
用し得ることとなり、粉コークスが塊コークスよりどの
位安く入手できるかにかかるが、バインダー及び添加剤
を使用しても充分燃料コストを低減することができる。

又本発明成型法によると、単に常温での圧潰強度の大き
い成型品を得るばかりでなく、熱間での強度も大きい成
型品を得ることができるので、キュポラ内で破砕して、
通風を阻害するような事もなく塊コークス代替燃料とし
て充分使用にたえ、コスト低減に寄与する所が大きい。

従来、利用先をさがしていた粉コークスを有効活用し、
更にコスト低減できるので産業上有用な発明である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）粉コークスにバインダーとしてベントナイト単独
もしくはセメントとベントナイトとの併用、添加剤とし
てポリエチレンオキサイド、カルボキシメチルセルロー
ズ、リグニンスルホン酸、コーンスターチより選ばれた
１種又は２種以上、それに水を配合して混練し、成型乾
燥、硬化する事を特徴とする粉コークスの成型法。
（２）粉コークスが粒度１ｍｍ径以下のものが８０重量
％以上のものである特許請求の範囲第１項記載の粉コー
クスの成型法。
（３）バインダーとしてベントナイト１〜５重量％単独
もしくはポルトランドセメント５〜１５重量％とベント
ナイト１〜５重量％とを併用して使用するものである特
許請求の範囲第１項第２項記載の粉コークスの成型法。
（４）添加剤として、ポリエチレンオキサイド０．０５
〜０．２０重量％、カルボキシメチルセルローズ０．１
〜０．５重量％、リグニンスルホン酸１．５〜８重量％
、コーンスターチ１〜５重量％より選ばれた１種又は２
種以上を使用する特許請求の範囲第１項、第２項、第３
項記載の粉コークスの成型法。
（５）水の添加量が８〜１５重量％である特許請求の範
囲第１項、第２項、第３項、第４項記載の粉コークスの
成型法。