(57)【要約】【課題】  複雑な計算を行わなくても、使用予定の原料炭について、基準時から所定時間が経過したときの全膨張率ＴＤｔを推定する。【解決手段】  基準時の原料炭及び酸素含有ガスが封入された密閉容器を所定の雰囲気温度で静置して密閉容器内の圧力を測定することにより、圧力低下量ΔＰの経時変化を求める。圧力低下量ΔＰの経時変化に基づいて、最大圧力低下速度Ｖｐを算出する。最大圧力低下速度Ｖｐと劣化速度Ｖｄとの相関関係と、算出した最大圧力低下速度Ｖｐとから劣化速度Ｖｄを算出する。基準時の原料炭の全膨張率を測定し、この全膨張率及び算出した劣化速度に基づいて、使用予定の原料炭について、基準時から所定時間が経過したときの全膨張率を算出する。劣化速度Ｖｄは、単位時間あたりの劣化割合ＤＲの変化量である。劣化割合ＤＲは、基準時の原料炭の全膨張率ＴＤｒｅｆに対する、基準時からの経過時間ｔに応じた原料炭の全膨張率ＴＤｔの割合である。【選択図】  図６
2020012706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークスの製造に用いられる原料炭の劣化を推定する方法であって、
基準時の原料炭及び所定の酸素濃度の酸素含有ガスが封入された密閉容器を所定の雰囲気温度で静置して、前記密閉容器内の圧力を測定することにより、初期圧力に対する圧力低下量の経時変化を求め、
前記圧力低下量の経時変化に基づいて、単位時間あたりの前記圧力低下量の変化量が最大となる最大圧力低下速度を算出し、
前記基準時における原料炭の全膨張率に対する、前記基準時からの経過時間に応じた原料炭の全膨張率の割合を劣化割合とし、単位時間あたりの前記劣化割合の変化量を劣化速度としたとき、前記最大圧力低下速度と前記劣化速度との相関関係を予め求めておき、この相関関係に基づいて、使用を予定している原料炭の前記最大圧力低下速度に対応する前記劣化速度を算出し、
前記使用を予定している原料炭の前記基準時での全膨張率を測定し、
この全膨張率及び算出した前記劣化速度に基づいて、前記使用を予定している原料炭について、前記基準時から所定時間が経過したときの全膨張率を算出することを特徴とするコークス製造用の原料炭の劣化推定方法。
【請求項２】
前記相関関係は、下記式（Ｉ）で表される、
【数１】
2020012706.tif 000008
ここで、Ｖｄは劣化速度、Ｖｐは最大圧力低下速度、ｋ１及びｋ２は係数である、
ことを特徴とする請求項１に記載のコークス製造用の原料炭の劣化推定方法。
【請求項３】
前記基準時は、前記原料炭をヤードに入荷したときであり、
前記係数ｋ１が−０．１２７７であり、前記係数ｋ２が０．２７０８であることを特徴とする請求項２に記載のコークス製造用の原料炭の劣化推定方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の劣化推定方法に基づいて、前記使用を予定している複数種類の原料炭のそれぞれについて、前記基準時から所定時間が経過したときの全膨張率を算出し、
算出した全膨張率の値に基づき、前記複数種類の原料炭を使用する優先順位を判断してコークスを製造することを特徴とするコークス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス製造用の原料炭の劣化を推定する方法と、この推定方法に基づいて選定された原料炭を用いてコークスを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原料炭をヤードに貯留し続けると、原料炭の酸化によって原料炭の粘結性が低下することが知られている。そこで、特許文献１では、ヤードに貯留された石炭の酸化による粘結性劣化を推定している。具体的には、粘結性劣化の指標として最高流動度（ＭＦ：Maximum Fluidity）を規定しており、貯留開始時の石炭の最高流動度と、石炭の比表面積と、石炭の貯留期間と、石炭層の温度及び酸素濃度とに基づいて、貯留中の石炭の最高流動度を算出（推定）している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１４２９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、貯留中の石炭の最高流動度を算出するために、熱収支式に基づいて石炭層の温度の推移を把握するとともに、酸素収支式に基づいて石炭層の酸素濃度の推移を把握しなければならない。熱収支式及び酸素収支式では、石炭の種類毎に初期条件及び境界条件を設定しておかなければならないため、温度及び酸素濃度の推移を把握すること、ひいては貯留中の石炭の最高流動度を推定することが煩雑である。
【０００５】
本願発明者等は、原料炭を酸素含有ガスと共に密閉容器内に入れたときの密閉容器内の圧力低下量に着目したところ、原料炭の種類にかかわらず、圧力低下速度と原料炭の劣化速度との間に相関関係があることを見出し、本発明を完成するに至った。劣化速度の定義については後述する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明は、コークスの製造に用いられる原料炭の劣化を推定する方法である。まず、基準時の原料炭及び所定の酸素濃度の酸素含有ガスが封入された密閉容器を所定の雰囲気温度で静置して、密閉容器内の圧力を測定することにより、初期圧力に対する圧力低下量の経時変化を求める。そして、圧力低下量の経時変化に基づいて、単位時間あたりの圧力低下量の変化量が最大となる最大圧力低下速度を算出する。
【０００７】
基準時における原料炭の全膨張率に対する、基準時からの経過時間に応じた原料炭の全膨張率の割合を劣化割合とする。単位時間あたりの劣化割合の変化量を劣化速度とする。なお、基準時とは、原料炭の劣化（いいかえれば、後述するように所定時間が経過したときの原料炭の全膨張率）を推定するときの基準となる時間であり、例えば、原料炭をヤードに入荷したときを基準時とすることができる。
【０００８】
ここで、最大圧力低下速度と劣化速度との相関関係を予め求めておき、この相関関係に基づいて、使用を予定している原料炭の最大圧力低下速度に対応する劣化速度を算出する。
【０００９】
上述した相関関係は、下記式（Ｉ）で表される。
【００１０】
【数１】
2020012706.tif 000003
【００１１】
上記式（Ｉ）において、Ｖｄは劣化速度、Ｖｐは最大圧力低下速度、ｋ１及びｋ２は係数である。上述した基準時が、原料炭をヤードに入荷したときである場合、係数ｋ１を−０．１２７７とし、係数ｋ２を０．２７０８とすることが典型的な値として例示される。
【００１２】
使用を予定している原料炭の基準時での全膨張率を測定しておけば、この全膨張率及び算出した劣化速度に基づいて、使用を予定している原料炭について、基準時から所定時間（コークス製造への使用を検討または予定している時期までの時間）が経過したときの全膨張率を算出できる。
【００１３】
そして、使用を予定している複数種類の原料炭のそれぞれで算出した全膨張率の値に基づき、複数種類の原料炭を使用する優先順位を判断してコークスを製造する。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明によれば、使用を予定している原料炭の最大圧力低下速度を求めれば、この原料炭の劣化速度を推定することができ、この劣化速度に基づいて、基準時から所定時間が経過したときの原料炭の全膨張率を推定することができる。したがって、特許文献１のように複雑な計算を行わなくても、使用を予定している原料炭の劣化速度を推定することで、使用を予定している原料炭について、基準時から所定時間が経過したときの全膨張率を推定することができる。
【００１５】
このため、コークスを製造するときに、優先順位を付けて原料炭を使用することができ、劣化が進行しすぎた原料炭が在庫として残ったままとなることを抑制できる。劣化が進行しすぎた原料炭を用いてコークスを製造するときには、コークスの強度（例えば、ドラム強度指数ＤＩ）を確保するために、良質な原料炭の使用量が増加してしまう。原料炭の劣化が進行しすぎる前に、コークスを製造すれば、良質な原料炭の使用量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】原料炭の酸素消費による圧力変化を測定するための圧力測定装置の構成を示す概略図である。
【図２】３種類の原料炭（Ａ炭〜Ｃ炭）について、圧力低下量及び経過時間の関係を示す図である。
【図３】Ａ炭について、劣化割合及び経過月数の関係を示す図である。
【図４】Ｂ炭について、劣化割合及び経過月数の関係を示す図である。
【図５】Ｃ炭について、劣化割合及び経過月数の関係を示す図である。
【図６】原料炭について、最大圧力低下速度及び劣化速度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施形態は、コークス製造の際に使用を予定している原料炭について、基準時から所定時間が経過したときの全膨張率を推定するものである。具体的には、まず、基準時の原料炭の劣化速度Ｖｄを推定する。この原料炭は、コークスの製造に用いられ、一般的には、原料炭をコークス炉に装入して乾留することにより、コークスが得られる。
【００１８】
上述した劣化速度Ｖｄは、単位時間あたりにおける原料炭の劣化割合ＤＲの変化量ΔＤＲである。劣化割合ＤＲは、基準時における原料炭の全膨張率ＴＤｒｅｆに対する、基準時からの経過時間ｔに応じた原料炭の全膨張率ＴＤｔの割合である。全膨張率ＴＤは、ＪＩＳ  Ｍ８８０１の膨張性試験方法によって測定される値である。
【００１９】
すなわち、劣化割合ＤＲは下記式（１）で表され、劣化速度Ｖｄは下記式（２）で表される。
【００２０】
【数２】
2020012706.tif 000004
【００２１】
上記式（１）及び上記式（２）によれば、基準時における原料炭の全膨張率ＴＤｒｅｆを測定しておけば、劣化速度Ｖｄを推定することにより、基準時から所定時間ｔが経過したときの原料炭の全膨張率ＴＤｔを推定することができる。具体的には、劣化速度Ｖｄを推定することにより、上記式（２）に示す劣化速度Ｖｄ及び時間間隔Δｔ（すなわち、所定時間ｔ）を特定できるため、上記式（２）に基づいて劣化割合ＤＲの変化量ΔＤＲを算出できる。ここで、基準時の原料炭の劣化割合ＤＲ（ＤＲ＝１）と、基準時から所定時間ｔが経過したときの原料炭の劣化割合ＤＲとの差を変化量ΔＤＲとすれば、基準時の原料炭の全膨張率ＴＤｒｅｆを測定しておくことにより、上記式（１）に基づいて、基準時から所定時間ｔが経過したときの原料炭の全膨張率ＴＤｔを求めることができる。
【００２２】
以下、原料炭の劣化速度Ｖｄを推定する方法について説明する。
【００２３】
劣化速度Ｖｄと、後述する最大圧力低下速度Ｖｐとの間には所定の相関関係があり、この相関関係は、原料炭の種類にかかわらず成り立つことが分かった。このため、劣化速度Ｖｄと最大圧力低下速度Ｖｐとの相関関係を予め求めておき、劣化速度Ｖｄを推定しようとする原料炭について、最大圧力低下速度Ｖｐを求めれば、劣化速度Ｖｄを推定することができる。
【００２４】
最大圧力低下速度Ｖｐとは、密閉容器内で原料炭が密閉容器内の酸素ガスを消費することに伴って密閉容器内の圧力が低下するときにおいて、この圧力が低下する速度の最大値である。基準時の原料炭及び所定の酸素濃度に調整された酸素含有ガスが封入された密閉容器を所定の雰囲気温度で静置して、密閉容器内の圧力を測定し続ければ、圧力の経時変化を把握することができる。この経時変化に基づいて、最大圧力低下速度Ｖｐを算出することができる。ここで、密閉容器内の初期の圧力は、所定の圧力（例えば、大気圧）とする。
【００２５】
密閉容器内の圧力を測定する方法としては、公知の測定方法を適宜採用することができ、例えば、微生物の酸素消費量を測定する方法であるＢＯＤ（Biochemical Oxygen Demand；生物化学的酸素要求量）  ＯｘｉＴｏｐ法を利用して圧力測定を行うことができる。
【００２６】
以下、最大圧力低下速度Ｖｐを算出する方法について、具体的に説明する。以下に説明する圧力の測定条件は一例である。
【００２７】
まず、劣化速度Ｖｄを推定しようとする原料炭（所定質量）を、図１に示す圧力測定装置１の容器１０に入れる。この原料炭は、基準時の原料炭を用いる。詳細には、原料炭をヤードに入荷したとき（基準時）に、全膨張率を測定するためにサンプリングした原料炭と同じタイミングでサンプリングした原料炭を使用するのが好ましい。
【００２８】
なお、最大圧力低下速度Ｖｐを算出するタイミングが、前記の原料炭をヤードに入荷したときと相違する場合は、最大圧力低下速度Ｖｐを算出するタイミングを基準時として、これに合わせて、原料炭の全膨張率をＴＤｒｅｆとして測定することで、原料炭の全膨張率ＴＤｔを推定しても良い。
【００２９】
また、原料炭は、ヤードに貯留されたままの状態であること、言い換えれば、粒子径分布がほぼ同一であることが好ましい。密閉容器内の圧力の経時変化を把握する上では、原料炭を乾燥させておくことが好ましい。
【００３０】
図１において、容器１０は、２つの分枝部分１１，１２を有しており、２つの分枝部分１１，１２はセプタム１３，１４によってそれぞれ封止されている。また、容器１０は、原料炭を容器１０の内部に入れるための投入部１５を有する。投入部１５には、容器１０内の圧力を検出するための圧力記録ヘッド１６が取り付けられており、投入部１５は、圧力記録ヘッド１６によって封止されている。容器１０にセプタム１３，１４及び圧力記録ヘッド１６を取り付けることにより、容器１０の内部を密閉状態とすることができる。
【００３１】
次に、原料炭が入れられた容器１０内を、非酸化性ガス（例えば、窒素ガス）で満たした状態としておき、後ほど容器１０に注入する酸素ガスと同体積分の非酸化性ガスを、セプタム１３または１４からシリンジ等で吸引する。その後、吸引した非酸化性ガスと同体積分の酸素ガスをセプタム１３または１４から容器１０内にシリンジ等で注入した後、所定の雰囲気温度において、圧力測定装置１を静置する。酸素ガスが充填されたシリンジを用意しておき、シリンジ針をセプタム１３（又はセプタム１４）に刺すことにより、シリンジから容器１０の内部に酸素ガスを注入することができるため、容器１０内の酸素濃度は任意に調整できる。本実施形態では、原料炭による密閉容器１０中の酸素ガスの消費に伴う圧力低下を測定する。容器１０内に注入される酸素ガスは、純酸素ガスであってもよいし、酸素濃度が１００％未満の酸素ガスであってもよい。また、酸素ガスを容器１０に注入した直後における容器１０内の圧力は、所定の圧力（例えば、大気圧）とする。
【００３２】
圧力測定装置１を所定の雰囲気温度で静置する理由は、原料炭が貯留されたヤードの環境を模擬するためである。このため、所定の雰囲気温度は、ヤードの環境温度を考慮して適宜決められる。例えば、原料炭の所定の貯留期間内におけるヤードの環境温度の平均値を所定の雰囲気温度とすることができる。また、ヤードの環境温度が季節に応じて変化することを考慮したときには、季節に応じて複数の貯留期間を設定し、各貯留期間における環境温度の平均値を所定の雰囲気温度とすることができる。この場合には、複数の雰囲気温度が設定されることになるが、劣化速度Ｖｄを推定しようとする原料炭が実際に貯留される期間を考慮して１つの雰囲気温度を決めればよい。
【００３３】
所定の雰囲気温度において圧力測定装置１を静置すると、原料炭による密閉容器１０中の酸素ガスの消費（すなわち、原料炭の酸化）によって、密閉された容器１０内の圧力が低下する。圧力記録ヘッド１６は、容器１０内の圧力を測定できるため、この測定結果に基づいて、容器１０内の圧力低下量ΔＰを求めることができる。圧力低下量ΔＰは、容器１０内の酸素ガスが消費されていないときの圧力を基準としており、この基準圧力と、任意の時間が経過したときの容器１０内の圧力との差で表される。具体的には、圧力低下量ΔＰは、酸素ガスを容器１０に注入して任意の時間が経過したときの容器１０内の圧力［ｈＰａ］から、酸素ガスを容器１０に注入した直後の圧力［ｈＰａ］を減算した値である。原料炭によって密閉容器１０中の酸素ガスが消費されると、圧力低下量ΔＰは負の値となる。
【００３４】
容器１０内に酸素ガスを注入してからの経過時間ｔ毎に圧力低下量ΔＰを求めることにより、経過時間ｔに対する圧力低下量ΔＰの推移曲線が得られる。この推移曲線に基づいて、最大圧力低下速度Ｖｐを算出することができる。具体的には、推移曲線における複数の接線の傾きのうち、最も大きい傾きが最大圧力低下速度Ｖｐとなる。
【００３５】
同一温度条件下では、容器１０内に酸素ガスを注入した直後において、原料炭による酸素ガスの消費が最大となり、圧力低下量ΔＰが最も大きくなる。したがって、圧力低下量ΔＰ及び経過時間ｔの座標系において、原点における推移曲線の接線の傾きΔＰ／Δｔが最大圧力低下速度Ｖｐとなる。ここでいう原点とは、圧力低下量ΔＰが０［ｈＰａ］であるとともに、経過時間ｔが０［ｈｒ］である。
【００３６】
次に、劣化速度Ｖｄと最大圧力低下速度Ｖｐとの相関関係について説明する。
【００３７】
劣化速度Ｖｄと最大圧力低下速度Ｖｐとの相関関係は、下記式（３）によって表される。
【００３８】
【数３】
2020012706.tif 000005
【００３９】
上記式（３）において、ｋ１，ｋ２は係数である。後述する実施例の条件では、係数ｋ１は−０．１２７７であり、係数ｋ２は０．２７０８である。
【００４０】
劣化速度Ｖｄと最大圧力低下速度Ｖｐとの相関関係は、複数種類の原料炭を用いて予め求めておくことができる。ここで、複数種類の原料炭については、粒子径分布を揃えておくことが好ましい。例えば、各原料炭の粒子径が３ｍｍ以下である粒子の累積比率を７０〜８０％の範囲内に設定することができる。
【００４１】
劣化速度Ｖｄと最大圧力低下速度Ｖｐとの相関関係を求めるときには、複数種類の原料炭のそれぞれについて、上述した圧力低下量ΔＰの測定に基づいて最大圧力低下速度Ｖｐを求める。
【００４２】
また、複数種類の原料炭のそれぞれについて、基準時の全膨張率ＴＤｒｅｆを測定するとともに、基準時からの経過時間ｔ毎に全膨張率ＴＤｔを測定して劣化割合ＤＲを求めることにより、劣化割合ＤＲの経時変化を把握する。ここで、原料炭の種類にかかわらず、経過時間ｔの増加に応じて劣化割合ＤＲが低下し、劣化割合ＤＲ及び経過時間ｔの関係は一次関数（負の相関）で表される。上述したように、劣化速度Ｖｄは、単位時間あたりの劣化割合ＤＲの変化量であるため、一次関数の傾きが劣化速度Ｖｄとなる。一次関数は負の相関を有するため、一次関数の傾きは負の値になるが、本実施形態では、劣化速度Ｖｄを一次関数の傾きの絶対値とする。
【００４３】
最大圧力低下速度Ｖｐ及び劣化速度Ｖｄの座標系において、各原料炭の最大圧力低下速度Ｖｐ及び劣化速度Ｖｄの関係をプロットして回帰曲線を求めれば、この回帰曲線が上記式（３）によって表される。ここで、最大圧力低下速度Ｖｐが０であるとき、劣化速度Ｖｄが０となるため、回帰曲線は、最大圧力低下速度Ｖｐ及び劣化速度Ｖｄの座標系の原点を通過する曲線となる。
【００４４】
次に、基準時から所定時間ｔが経過したときの原料炭の全膨張率ＴＤｔを推定する方法について説明する。
【００４５】
上述したように原料炭の最大圧力低下速度Ｖｐを求めれば、劣化速度Ｖｄを推定することができる。上記式（１）及び上記式（２）によれば、劣化速度Ｖｄを推定し、基準時の全膨張率ＴＤｒｅｆを測定しておけば、基準時から所定時間ｔが経過したときの原料炭の全膨張率ＴＤｔを算出することができる。
【００４６】
本実施形態によれば、基準時の原料炭の最大圧力低下速度Ｖｐを求めれば、劣化速度Ｖｄと最大圧力低下速度Ｖｐとの相関関係に基づいて、劣化速度Ｖｄを推定することができる。したがって、特許文献１のように複雑な計算を行わなくても、原料炭の劣化速度Ｖｄを推定することができる。
【００４７】
さらに、基準時の原料炭の全膨張率ＴＤｒｅｆを測定しておくことで、推定した原料炭の劣化速度Ｖｄに基づいて、基準時から所定時間ｔが経過したときの原料炭の全膨張率ＴＤｔを推定することができる。これにより、特許文献１のように複雑な計算を行わなくても、ヤードに貯留されている原料炭について、将来の全膨張率ＴＤｔを推定することができる。
【００４８】
また、ヤードに貯留される複数種類の原料炭のそれぞれについて、全膨張率ＴＤｔを推定することにより、コークスを製造するときに、全膨張率ＴＤｔの低い原料炭を優先的に使用することができる。このように、複数種類の原料炭のそれぞれで推定した全膨張率ＴＤｔに基づいて、複数種類の原料炭の使用順序に優先順位を付けることにより、劣化が進行した原料炭（言い換えれば、全膨張率ＴＤが低下した原料炭）が在庫として残ったままとなることを抑制できる。劣化が進行した原料炭を用いてコークスを製造するときには、コークスの強度（例えば、ドラム強度指数ＤＩ）を確保するために、良質な原料炭の使用量が増加してしまう。しかし、原料炭の劣化が進行しすぎる前に、コークスを製造すれば、良質な原料炭の使用量を低減することができる。
【実施例】
【００４９】
下記表１に示す３種類の原料炭（Ａ炭〜Ｃ炭）を用意し、劣化速度Ｖｄと最大圧力低下速度Ｖｐとの相関関係を求めた。原料炭（Ａ炭〜Ｃ炭）としては、ヤードに入荷したときの原料炭を用いた。
【００５０】
【表１】
2020012706.tif 000006
【００５１】
上記表１において、水分（ＩＭ）、灰分（Ａｓｈ）及び揮発分（ＶＭ）は、ＪＩＳ  Ｍ８８１２に規定されている工業分析法によって測定した。炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）、硫黄（Ｓ）及び窒素（Ｎ）の質量％は、ＪＩＳ  Ｍ８８１９に規定されている元素分析法によって測定した。酸素（Ｏ）の質量％は、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）、硫黄（Ｓ）及び窒素（Ｎ）の質量％の合計値を、１００質量％から差し引いた残分とした。全膨張率ＴＤは、ＪＩＳ  Ｍ８８０１の膨張性試験方法によって測定した。
【００５２】
以下に説明する処理によって、乾燥した試料（Ａ炭〜Ｃ炭）を準備した。試料の準備は、乾燥した窒素ガス（濃度１００体積％）が流通するグローブボックス内で行った。
【００５３】
まず、試料（Ａ炭〜Ｃ炭）が入れられた磁性坩堝（外径３９ｍｍ、高さ２９ｍｍ、内容積１５ｍＬ）を電気炉に設置した後、電気炉内の雰囲気温度を１３０℃まで上昇させることにより、試料を乾燥させた。この乾燥作業では、試料の乾燥むらが発生しないように磁性坩堝内で試料を撹拌した。乾燥作業は、試料の温度が１００℃以上の温度に維持され、水分の蒸発に伴う試料の質量変化が収束するまで行った。試料を乾燥させておくことにより、後述する圧力低下量ΔＰを求めるときに、試料に含まれる水分の違いによる圧力低下量ΔＰのばらつきの影響を抑制することができる。
【００５４】
乾燥作業が終了した後、１０．０ｇの試料を図１に示す圧力測定装置１の容器１０内に入れた。容器１０はガラス製であり、容器１０の内容積は３２０ｍＬである。グローブボックス内では窒素ガスが流通しているため、容器１０の内部は窒素ガスで満たされる。
【００５５】
試料が入れられた圧力測定装置１をグローブボックスから取り出し、シリンジを用いて、酸素ガスを容器１０内に注入した。酸素ガスの注入作業は、以下の手順により行った。
【００５６】
まず、セプタム１３にマノメーターを刺すとともに、セプタム１４にシリンジ針を刺した。マノメーターによって検出される容器１０内の圧力値を監視しながら、シリンジを用いて、容器１０から２０体積％の窒素ガスを吸引した。次に、窒素ガスを吸引したシリンジを取り外した後、酸素ガスが充填されたシリンジのシリンジ針をセプタム１４に刺すことにより、２０体積％の酸素ガスを容器１０内に注入した。ここでは、大気中の酸素濃度を模擬した条件として、２０体積％の窒素ガスを２０体積％酸素ガスで置換した。
【００５７】
また、容器１０内に２０体積％の酸素ガスを注入した直後のタイミングを、圧力測定を開始するタイミングとした。容器１０内に酸素ガスを注入した直後、雰囲気温度が４０℃に設定された送風型恒温器内に圧力測定装置１を静置した。本実施例では、原料炭が貯留されているヤードの環境温度の平均値に近い条件となる様に、送風型恒温器内の雰囲気温度を４０℃に設定した。また、容器１０内に酸素ガスを注入した直後から、圧力記録ヘッド１６を用いて容器１０内の圧力を測定し続けた。
【００５８】
図２は、各試料（Ａ炭〜Ｃ炭）における圧力測定の結果を示す。図２では、経過時間［ｈｒ］及び圧力低下量ΔＰ［ｈＰａ］の関係を示す。上述したように圧力低下量ΔＰは負の値となる。図２から分かるように、すべての試料について、圧力測定を開始した直後から、試料による酸素ガスの消費によって、容器１０内の圧力が低下しつづけた。圧力低下の推移（圧力低下曲線Ｌ１１〜Ｌ１３）は、試料（Ａ炭〜Ｃ炭）に応じて異なった。
【００５９】
各試料の圧力低下曲線Ｌ１１〜Ｌ１３に基づいて、最大圧力低下速度Ｖｐを算出した。図２から分かるように、圧力測定を開始した直後において、最も圧力が低下したため、図２の原点における各圧力低下曲線Ｌ１１〜Ｌ１３の接線の傾きが、最大圧力低下速度Ｖｐとなる。図２の原点では、経過時間ｔが０［ｈｒ］であり、圧力低下量ΔＰが０である。Ａ炭の最大圧力低下速度Ｖｐは０．５５７７［ｈＰａ／ｈｒ］であり、Ｂ炭の最大圧力低下速度Ｖｐは０．４６２３［ｈＰａ／ｈｒ］であり、Ｃ炭の最大圧力低下速度Ｖｐは１．１１４３［ｈＰａ／ｈｒ］であった。
【００６０】
一方、原料炭（Ａ炭〜Ｃ炭）をヤードに入荷したときからの経過月数毎に、各原料炭（Ａ炭〜Ｃ炭）の全膨張率ＴＤを測定した。本実施例では、上述した基準時として、原料炭をヤードに入荷したときとした。そして、各原料炭について、原料炭の劣化割合ＤＲ及び経過月数の関係を調べた。図３は、Ａ炭における劣化割合ＤＲ及び経過月数の関係を示す。図４は、Ｂ炭における劣化割合ＤＲ及び経過月数の関係を示す。図５は、Ｃ炭における劣化割合ＤＲ及び経過月数の関係を示す。
【００６１】
図３〜図５から分かるように、すべての原料炭（Ａ炭〜Ｃ炭）について、劣化割合ＤＲが直線的に変化している。図３に示すように、回帰直線Ｌ２１を求めれば、この回帰直線Ｌ２１の傾き（絶対値）がＡ炭の劣化速度Ｖｄとなる。本実施例では、Ａ炭の劣化速度Ｖｄが０．１１５９［−／月］であった。なお、図３では、相関係数Ｒ２が０．９５３１であった。
【００６２】
図４に示すように、回帰直線Ｌ２２を求めれば、この回帰直線Ｌ２２の傾き（絶対値）がＢ炭の劣化速度Ｖｄとなる。本実施例では、Ｂ炭の劣化速度Ｖｄが０．０９３１［−／月］であった。図５に示すように、回帰直線Ｌ２３を求めれば、この回帰直線Ｌ２３の傾き（絶対値）がＣ炭の劣化速度Ｖｄとなる。本実施例では、Ｃ炭の劣化速度Ｖｄが０．１４２８［−／月］であった。なお、図４では、相関係数Ｒ２が０．９９１８であり、図５では、相関係数Ｒ２が０．９８１５であった。
【００６３】
上述したように、各原料炭（Ａ炭〜Ｃ炭）について、最大圧力低下速度Ｖｐ及び劣化速度Ｖｄを求めることにより、原料炭毎に、最大圧力低下速度Ｖｐ及び劣化速度Ｖｄの関係が一義的に定まる。図６は、原料炭（Ａ炭〜Ｃ炭）について、最大圧力低下速度Ｖｐ及び劣化速度Ｖｄの関係を示す。ここで、最大圧力低下速度Ｖｐが０であるとき、劣化速度Ｖｄが０となる。この点と、各原料炭における最大圧力低下速度Ｖｐ及び劣化速度Ｖｄの関係を考慮して、回帰曲線Ｌ３を求めた。このときの相関係数Ｒ２は０．９６４６であった。
【００６４】
本実施例において、回帰曲線Ｌ３は、下記式（４）で表される。
【００６５】
【数４】
2020012706.tif 000007
【００６６】
図６によれば、すべての原料炭（Ａ炭〜Ｃ炭）について、最大圧力低下速度Ｖｐ及び劣化速度Ｖｄの関係が回帰曲線Ｌ３上に位置しており、最大圧力低下速度Ｖｐと劣化速度Ｖｄとの間に相関関係があることが確認された。
【００６７】
したがって、回帰曲線Ｌ３（上記式（４））を予め求めておき、ヤードに入荷したときの原料炭の最大圧力低下速度Ｖｐを測定すれば、この原料炭の劣化速度Ｖｄを推定することができる。そして、ヤードに入荷したときの原料炭の全膨張率ＴＤｒｅｆを測定しておけば、上述したように劣化速度Ｖｄを推定することにより、入荷時からの経過時間ｔに応じた原料炭の全膨張率ＴＤｔを推定することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１：圧力測定装置、１０：容器、１１，１２：分枝部分、１３，１４：セプタム、
１５：投入部、１６：圧力記録ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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