(57)【要約】【課題】配合炭と粘結材の混練物から、成型炭を作製するとなく、この混練物から得られる成型炭の回転強度を迅速かつ的確に求める。【解決手段】下記（１）〜（３）の工程を経ることにより成型炭の回転強度を求める。（１）配合炭と粘結材の混練物について、圧力伝達率について、印加圧力を変えて測定し、印加圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における印加圧力の増加量に対する圧力伝達率の増加量の比率を圧力伝達率の勾配として算出する。（２）配合炭と粘結材の混練物について算出された上記圧力伝達率の勾配と、該混練物を成型した成型炭の回転強度の実測値との関係を示す検量線を作成する。（３）配合炭と粘結材の混練物試料について上記圧力伝達率の測定と圧力伝達率の勾配の算出を行い、上記検量線を用いることにより該混練物試料を成型して得られる成型炭の回転強度を求める。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配合炭と粘結材の混練物を成型して得られる成型炭の回転強度又は一軸圧潰強度を分析する方法であって、
下記（１），（２）及び（３）の工程を経ることにより成型炭の回転強度又は一軸圧潰強度を求めることを特徴とする成型炭の分析方法。
（１）配合炭と粘結材の混練物について以下のように定義される圧力伝達率について、印加圧力を変えて測定し、下記式（β）により、印加圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における印加圧力の増加量に対する圧力伝達率の増加量の比率を圧力伝達率の勾配として算出する。
（圧力伝達率の定義）
圧力伝達率を測定する試料へある方向から圧力を印加し、試料を介して他方へ伝達してきた圧力を測定する。この時、下記式（α）で算出される、伝達した圧力を印加した圧力で割った数値の百分率を圧力伝達率と定義する。
【数１】
2020139949.tif 000012
【数２】
2020139949.tif 000013
（２）配合炭と粘結材の混練物について算出された上記圧力伝達率の勾配と、該混練物を成型した成型炭の回転強度の実測値又は該混練物の成型物の一軸圧潰強度の実測値との関係を示す検量線を作成する。
（３）配合炭と粘結材の混練物試料について上記圧力伝達率の測定と圧力伝達率の勾配の算出を行い、上記検量線を用いることにより該混練物試料を成型して得られる成型炭の回転強度又は該混練物試料の成型物の一軸圧潰強度を求める。
【請求項２】
配合炭と粘結材の混練物を成型して得られる成型炭の回転強度を分析する方法であって、下記（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）及び（Ｄ）の工程を経ることにより成型炭の回転強度を求めることを特徴とする成型炭の分析方法。
（Ａ）配合炭と粘結材の混練物について以下のように定義される圧力伝達率について、印加圧力を変えて測定し、下記式（β）により、印加圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における印加圧力の増加量に対する圧力伝達率の増加量の比率を圧力伝達率の勾配として算出する。
（圧力伝達率の定義）
圧力伝達率を測定する試料へある方向から圧力を印加し、試料を介して他方へ伝達してきた圧力を測定する。この時、下記式（α）で算出される、伝達した圧力を印加した圧力で割った数値の百分率を圧力伝達率と定義する。
【数３】
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【数４】
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（Ｂ）配合炭と粘結材の混練物について算出された上記圧力伝達率の勾配と、該混練物の成型物の一軸圧潰強度の実測値との関係を示す検量線１を作成する。
（Ｃ）配合炭と粘結材の混練物を成型した成型炭の回転強度の実測値と該混練物の成型物の一軸圧潰強度の実測値との関係を示す検量線２を作成する。
（Ｄ）配合炭と粘結材の混練物試料について上記圧力伝達率の測定と圧力伝達率の勾配の算出を行い、上記検量線１を用いることにより該混練物試料の成型物の一軸圧潰強度の値を求める。この一軸圧潰強度の値から上記検量線２を用いることにより、該混練物試料を成型して得られる成型炭の回転強度を求める。
【請求項３】
配合炭と粘結材の混練物を成型して得られる成型炭の回転強度を分析する方法であって、下記（Ａ）,（Ｅ）及び（Ｆ）の工程を経ることにより成型炭の回転強度を求めることを特徴とする成型炭の分析方法。
（Ａ）配合炭と粘結材の混練物について以下のように定義される圧力伝達率について、印加圧力を変えて測定し、下記式（β）により、印加圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における印加圧力の増加量に対する圧力伝達率の増加量の比率を圧力伝達率の勾配として算出する。
（圧力伝達率の定義）
圧力伝達率を測定する試料へある方向から圧力を印加し、試料を介して他方へ伝達してきた圧力を測定する。この時、下記式（α）で算出される、伝達した圧力を印加した圧力で割った数値の百分率を圧力伝達率と定義する。
【数５】
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【数６】
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（Ｅ）配合炭と粘結材の混練物について算出された上記圧力伝達率の勾配と、該混練物試料を成型して得られる成型炭の回転強度の実測値との関係を示す検量線３を作成する。
（Ｆ）配合炭と粘結材の混練物試料について上記圧力伝達率の測定と圧力伝達率の勾配の算出を行い、上記検量線３を用いることにより、該混練物試料を成型して得られる成型炭の回転強度を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配合炭と粘結材の混練物を成型して得られる成型炭の回転強度を簡易な方法で迅速にかつ的確に求めることができる成型炭の分析方法に関する。
なお、本発明において、成型炭の回転強度とは、ＪＩＳ  Ｋ２１５１又はＪＩＳ８８４１−１９９３に準拠して測定される回転強度であり、成型炭の強度の指標となる。
【背景技術】
【０００２】
製鉄用コークスは、粘結炭や非微粘結炭等の石炭の粉砕物（粉炭）、又はこれら粉炭と成型炭（粉炭を成型した成型物）とを配合してコークス炉に装入し、これをコークス炉内において高温で乾留することにより製造される。コークスが、製鉄時の高炉内で粉化すると高炉内の通気性を悪化させることから、製鉄用コークスには高い強度を有することが望まれる。
【０００３】
コークスの強度を上げるために、コークス原料中に一定の割合以上の粘結炭を含有させる必要がある。しかし、粘結炭は埋蔵量及び産出地が限られているため、近年はその入手が困難となってきている。更には、粘結炭は一般に高価であることから、その使用割合の増大はコークス原材料費にも影響がある。
【０００４】
これに対し、粘結炭に比べて粘結性の劣る微粘結炭や非粘結炭といった非微粘結炭は、粘結炭に比べて埋蔵量が豊富かつ安価に入手することができる。このため、従来、コークスの強度を維持しながら非微粘結炭をより多く配合する検討が行われてきた。中でも、コークス原料として成型炭を使用する方法は、非微粘結炭をより多く使用することが可能となるばかりでなく、コークスの製造過程において、成型炭が膨張して周囲の粉炭部分を圧密化することにより、コークス強度を高めることが可能な方法であるため有用である。即ち、コークス強度とコークス炉へ充填した際の原料の嵩密度とは比例する関係があり、圧密化により嵩密度が高い成型炭が一部充填されることで、コークス炉内の原料嵩密度が上昇しコークス強度が上昇する。
【０００５】
成型炭は造粒設備からコークス炉までの搬送過程において、落下による衝撃で一部が粉化する。成型炭が粉化すると、炉内充填時の原料の嵩密度が上がらず、コークス強度を高めることができない。従って、成型炭の品質として機械的強度が重要となる。
【０００６】
従来、成型炭の機械的強度はＪＩＳ  ８８４１やＪＩＳ  Ｋ２１５１に準拠して測定される回転強度（以下、単に「回転強度」と称す場合がある。）により評価されている。例えば、ＪＩＳ  Ｋ２１５１による成型炭の回転強度の測定方法は次の通りである。
【０００７】
（ＪＩＳ  Ｋ２１５１による回転強度の測定方法）
成型炭のうち粒径１５ｍｍ以上のものを採取し、採取した成型炭１０ｋｇを、内径４１６ｍｍ、長さ４５７ｍｍの円筒状のステンレス製ドラムに充填する。このドラムを２４ｒｐｍで５０回転した後、粒径１５ｍｍ以上の成型炭の残留率（重量％）を測定し、成型炭の強度の尺度とする。粒径１５ｍｍ以上の成型炭の残留率が高いほど、成型炭の強度が高いことを意味する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＪＩＳ８８４１−１９９３：造粒物−強度試験方法
【非特許文献２】ＪＩＳ  Ｋ２１５１：コークス類−試験方法
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＪＩＳ  Ｋ２１５１やＪＩＳ８８４１−１９９３に準拠する方法で、成型炭の回転強度を測定するためには、まず配合炭と粘結材を混練して混練物を調製した後、ブリケット状の成型炭を規定量製造する必要がある。このため、この方法では、成型炭の回転強度測定までに多大な手間と時間を必要とする。また、目的とする回転強度の数値に満たない成型炭が製造された場合、混練工程と成型工程のどちらが原因なのか判断することができない。
【００１０】
本発明は、配合炭と粘結材の混練物を成型することなく、この混練物に対して直接測定を行うことで、この混練物から得られる成型炭の回転強度を迅速かつ的確に求めることができる成型炭の分析方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、配合炭と粘結材の混練物について以下に定義される圧力伝達率を測定して、その勾配を算出し、この値を予め作成した検量線に当てはめることで、成型炭を作成することなく、この混練物から得られる成型炭の回転強度を迅速かつ的確に算出することができることを見出した。また、圧力伝達率と回転強度に相関があることも見出した。
即ち、本発明は以下を要旨とする。
【００１２】
［１］  配合炭と粘結材の混練物を成型して得られる成型炭の回転強度又は一軸圧潰強度を分析する方法であって、下記（１），（２）及び（３）の工程を経ることにより成型炭の回転強度又は一軸圧潰強度を求めることを特徴とする成型炭の分析方法。
（１）配合炭と粘結材の混練物について以下のように定義される圧力伝達率について、印加圧力を変えて測定し、下記式（β）により、印加圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における印加圧力の増加量に対する圧力伝達率の増加量の比率を圧力伝達率の勾配として算出する。
（圧力伝達率の定義）
圧力伝達率を測定する試料へある方向から圧力を印加し、試料を介して他方へ伝達してきた圧力を測定する。この時、下記式（α）で算出される、伝達した圧力を印加した圧力で割った数値の百分率を圧力伝達率と定義する。
【００１３】
【数１】
2020139949.tif 000003
【００１４】
【数２】
2020139949.tif 000004
【００１５】
（２）配合炭と粘結材の混練物について算出された上記圧力伝達率の勾配と、該混練物を成型した成型炭の回転強度の実測値又は該混練物の成型物の一軸圧潰強度の実測値との関係を示す検量線を作成する。
（３）配合炭と粘結材の混練物試料について上記圧力伝達率の測定と圧力伝達率の勾配の算出を行い、上記検量線を用いることにより該混練物試料を成型して得られる成型炭の回転強度又は該混練物試料の成型物の一軸圧潰強度を求める。
【００１６】
［２］  配合炭と粘結材の混練物を成型して得られる成型炭一軸圧潰強度及び回転強度を分析する方法であって、下記（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）及び（Ｄ）の工程を経ることにより成型物の一軸圧壊強度及び回転強度を求めることを特徴とする成型炭の分析方法。
（Ａ）配合炭と粘結材の混練物について以下のように定義される圧力伝達率について、印加圧力を変えて測定し、下記式（β）により、印加圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における印加圧力の増加量に対する圧力伝達率の増加量の比率を圧力伝達率の勾配として算出する。
（圧力伝達率の定義）
圧力伝達率を測定する試料へある方向から圧力を印加し、試料を介して他方へ伝達してきた圧力を測定する。この時、下記式（α）で算出される、伝達した圧力を印加した圧力で割った数値の百分率を圧力伝達率と定義する。
【００１７】
【数３】
2020139949.tif 000005
【００１８】
【数４】
2020139949.tif 000006
【００１９】
（Ｂ）配合炭と粘結材の混練物について算出された上記圧力伝達率の勾配と、該混練物の成型物の一軸圧潰強度の実測値との関係を示す検量線１を作成する。
（Ｃ）配合炭と粘結材の混練物を成型した成型炭の回転強度の実測値と該混練物の成型物の一軸圧潰強度の実測値との関係を示す検量線２を作成する。
（Ｄ）配合炭と粘結材の混練物試料について上記圧力伝達率の測定と圧力伝達率の勾配の算出を行い、上記検量線１を用いることにより該混練物試料の成型物の一軸圧潰強度の値を求める。この一軸圧潰強度の値から上記検量線２を用いることにより、該混練物試料を成型して得られる成型炭の回転強度を求める。
【００２０】
［３］  配合炭と粘結材の混練物を成型して得られる成型炭の回転強度を分析する方法であって、下記（Ａ）,（Ｅ）及び（Ｆ）の工程を経ることにより成型炭の回転強度を求めることを特徴とする成型炭の分析方法。
（Ａ）配合炭と粘結材の混練物について以下のように定義される圧力伝達率について、印加圧力を変えて測定し、下記式（β）により、印加圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における印加圧力の増加量に対する圧力伝達率の増加量の比率を圧力伝達率の勾配として算出する。
（圧力伝達率の定義）
圧力伝達率を測定する試料へある方向から圧力を印加し、試料を介して他方へ伝達してきた圧力を測定する。この時、下記式（α）で算出される、伝達した圧力を印加した圧力で割った数値の百分率を圧力伝達率と定義する。
【００２１】
【数５】
2020139949.tif 000007
【００２２】
【数６】
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【００２３】
（Ｅ）配合炭と粘結材の混練物について算出された上記圧力伝達率の勾配と、該混練物試料を成型して得られる成型炭の回転強度の実測値との関係を示す検量線３を作成する。
（Ｆ）配合炭と粘結材の混練物試料について上記圧力伝達率の測定と圧力伝達率の勾配の算出を行い、上記検量線３を用いることにより、該混練物試料を成型して得られる成型炭の回転強度を求める。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、配合炭と粘結材の混練物から成型炭を作製することなく、配合炭と粘結材の混練物に対して直接圧力伝達率の測定を行って圧力伝達率の勾配を算出するのみで、即ち、従来の回転強度による評価方法におけるような成型工程を省略して、この混練物から得られる成型炭の回転強度を迅速かつ的確に求めることができる。
このため、本発明により得られた成型炭の回転強度の分析値を直ちに配合炭と粘結材の混練物の製造工程、更には成型炭の成型工程に反映させることができ、所望の回転強度を有する高品質の成型炭を安定生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例１で求めた混練物の圧力伝達率と印加圧力との関係を示すグラフである。
【図２】実施例１で作成した検量線１を示すグラフである。
【図３】実施例１で作成した検量線２を示すグラフである。
【図４】実施例１で作成した検量線３を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
本発明の成型炭の分析方法は、配合炭と粘結材の混練物を成型して得られる成型炭の回転強度又は一軸圧潰強度を分析する方法であって、下記（１），（２）及び（３）の工程を経ることにより成型炭の回転強度又は一軸圧潰強度を求めることを特徴とする。
（１）配合炭と粘結材の混練物について以下のように定義される圧力伝達率について、印加圧力を変えて測定し、下記式（β）により、印加圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における印加圧力の増加量に対する圧力伝達率の増加量の比率を圧力伝達率の勾配として算出する。
（圧力伝達率の定義）
圧力伝達率を測定する試料へある方向から圧力を印加し、試料を介して他方へ伝達してきた圧力を測定する。この時、下記式（α）で算出される、伝達した圧力を印加した圧力で割った数値の百分率を圧力伝達率と定義する。
【００２８】
【数７】
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【００２９】
【数８】
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【００３０】
（２）配合炭と粘結材の混練物について算出された上記圧力伝達率の勾配と、該混練物を成型した成型炭の回転強度の実測値又は該混練物の成型物の一軸圧潰強度の実測値との関係を示す検量線を作成する。
（３）配合炭と粘結材の混練物試料について上記圧力伝達率の測定と圧力伝達率の勾配の算出を行い、上記検量線を用いることにより該混練物試料を成型して得られる成型炭の回転強度又は該混練物試料の成型物の一軸圧潰強度を求める。
【００３１】
即ち、後掲の実施例１に示すように、配合炭と粘結材の混練物について測定、算出した印加圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における圧力伝達率の勾配と、この混練物の成型物の一軸圧潰強度の実測値とは良好な相関関係（比例関係）にあり、更には、この一軸圧潰強度の実測値は、この混練物を成型して得られる成型炭の回転強度の実測値と良好な相関関係（比例関係）にある。従って、得られる成型炭の回転強度が異なる配合炭と粘結材の混練物を数種類用意し、これらの混練物についての圧力伝達率の測定をし、印加圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における勾配を算出すると共に、各々の混練物を成型して成型炭を得、この成型炭について、それぞれ回転強度を測定し、この回転強度の実測値と圧力伝達率の勾配との検量線を作成しておき、混練物試料について求めた圧力伝達率の勾配をこの検量線に当てはめることで、得られる成型炭の回転強度を推定することができる。なお、（１）において、「印可圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における勾配を算出する」とは、該勾配を算出する際に必ずしも印可圧力１００〜３００Ｎの全範囲を用いて算出する必要はなく、例えば、１００〜３００Ｎの範囲のうち、良好な相関関係が確認される範囲を予め確認し、そのうちの任意の範囲で選択して算出してもよいことを意味する。このとき、より回転強度推定の精度を高める観点では印可圧力１００〜３００Ｎのうちのより広い範囲の値を算出に用いることが好ましいが、例えば、印可圧力１５０〜２５０Ｎの範囲を選択して用いてもよい。
【００３２】
或いは、後述の実施例１に示されるように、配合炭と粘結材の混練物から得られる成型物の一軸圧潰強度とこの混練物を成型して得られる成型炭の回転強度が良好な相関関係（比例関係）にあることから、この成型物の一軸圧潰強度の実測値と混練物の圧力伝達率の勾配の検量線を作成しておき、混練物試料について求めた圧力伝達率の勾配をこの検量線に当てはめることで、一軸圧潰強度を求め、この一軸圧潰強度から成型炭の回転強度を求めることもできる。
【００３３】
この場合は、以下の（Ａ）〜（Ｄ）の工程で実施することができる。
【００３４】
（Ａ）配合炭と粘結材の混練物について前記定義の圧力伝達率について、印加圧力を変えて測定し、前記式（β）により、印加圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における印加圧力の増加量に対する圧力伝達率の増加量の比率を圧力伝達率の勾配として算出する。
（Ｂ）配合炭と粘結材の混練物について算出された上記圧力伝達率の勾配と、該混練物の成型物の一軸圧潰強度の実測値との関係を示す検量線１を作成する。
（Ｃ）配合炭と粘結材の混練物を成型した成型炭の回転強度の実測値と該混練物の成型物の一軸圧潰強度の実測値との関係を示す検量線２を作成する。
（Ｄ）配合炭と粘結材の混練物試料について上記圧力伝達率の測定と圧力伝達率の勾配の算出を行い、上記検量線１を用いることにより該混練物試料の成型物の一軸圧潰強度の値を求め、この一軸圧潰強度の値から上記検量線２を用いることにより、該混練物試料を成型して得られる成型炭の回転強度を求める。
【００３５】
具体的には、得られる成型炭の回転強度が異なる配合炭と粘結材の混練物を数種類用意して、常法に従って、一軸圧潰強度測定用成型物を成型して一軸圧潰強度を測定すると共に、この混練物を成型して成型炭を得、この成型炭について回転強度を測定して回転強度の実測値と一軸圧潰強度の実測値との関係を示す検量線２を作成する。
別途、上記と同様に数種類の配合炭と粘結材の混練物について、印加圧力を変えて圧力伝達率を測定して印加圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における勾配を算出すると共に一軸圧潰強度を測定し、圧力伝達率の勾配と一軸圧潰強度の実測値との関係を示す検量線１を作成する。なお、（Ａ）においても、前述の（１）と同様、「印可圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における勾配を算出する」とは、該勾配を算出する際に必ずしも印可圧力１００〜３００Ｎの全範囲を用いて算出する必要はなく、例えば、１００〜３００Ｎの範囲のうち、良好な相関関係が確認される範囲を予め確認し、そのうちの任意の範囲で選択して算出してもよいことを意味する。
混練物試料について測定、算出した圧力伝達率の勾配を検量線１に当てはめて一軸圧潰強度を求めることができ、この一軸圧潰強度の値を検量線２に当てはめて、得られる成型炭の回転強度を求める。
【００３６】
或いは、後述の実施例１に示されるように、配合炭と粘結材の混練物の圧力伝達率の勾配と、この混練物を成型して得られる成型炭の回転強度が良好な相関関係（比例関係）にあることから、配合炭と粘結材の混練物の圧力伝達率の勾配とこの混練物を成型して得られる成型炭の回転強度の検量線を作成しておき、混練物試料について求めた圧力伝達率の勾配をこの検量線に当てはめることで、成型炭の回転強度を求めることもできる。
【００３７】
この場合は、以下の（Ａ）,（Ｅ）及び（Ｆ）の工程で実施することができる。
【００３８】
（Ａ）配合炭と粘結材の混練物について前記定義の圧力伝達率について、印加圧力を変えて測定し、前記式（β）により、印加圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における印加圧力の増加量に対する圧力伝達率の増加量の比率を圧力伝達率の勾配として算出する。
（Ｅ）配合炭と粘結材の混練物について算出された上記圧力伝達率の勾配と、該混練物を成型した成型炭の回転強度の実測値との関係を示す検量線３を作成する。
（Ｆ）配合炭と粘結材の混練物試料について上記圧力伝達率の測定と圧力伝達率の勾配の算出を行い、上記検量線３を用いることにより該混練物試料を成型して得られる成型炭の回転強度を求める。
【００３９】
具体的には、得られる成型炭の回転強度が異なる配合炭と粘結材の混練物を数種類用意して、これらの混練物について、圧力伝達率を測定して印加圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における勾配を算出すると共に、回転強度を測定し、圧力伝達率の勾配と回転強度の実測値との関係を示す検量線３を作成する。前述の通り、（Ａ）において、前述の（１）と同様、「印可圧力１００〜３００Ｎから選択した範囲における勾配を算出する」とは、該勾配を算出する際に必ずしも印可圧力１００〜３００Ｎの全範囲を用いて算出する必要はなく、例えば、１００〜３００Ｎの範囲のうち、良好な相関関係が確認される範囲を予め確認し、そのうちの任意の範囲で選択して算出してもよいことを意味する。
混練物試料について測定、算出した圧力伝達率の勾配を検量線３に当てはめて、この混練物を成型して得られる成型炭の回転強度を求める。
【００４０】
本発明において、検量線作成のために、得られる成型炭の機械的強度の異なる混練物を製造するには、例えば粘結材の配合割合や、配合炭の粒度分布（平均粒子径）、水分量などの異なるものを複数種類準備すればよい。
【００４１】
配合炭と粘結材の混練物の圧力伝達率は、市販の分析装置、例えば、
今田製作所製  粉体圧縮試験機ＳＶＺ−２００ＮＢ型
ダルトン社製  粉体圧縮試験機ＰＭＣ５００型
岡田精工社製  打錠プロセス解析装置ＴＡＢ  ＡＬＬ
岡田精工社製  打錠プロセス解析装置ＮＥＷ  ＴＡＢ  ＦＬＥＸ
特殊計測社製  打錠データ収録装置ＴＫ−ＴＢ２０ＫＮ
等を用いて、高度な作業や煩雑な手間を要することなく、装置の動作に従って、容易に測定することができる。また、圧力伝達率を求めるための圧力測定から圧力伝達率の算出、圧力伝達率の勾配の算出までの一連の操作はコンピュータ制御で行うことも可能である。
【００４２】
例えば、上記のような分析装置を用いて、配合炭と粘結材の混練物の圧力伝達率は以下のように求められる。
配合炭と粘結材の混練物を分析装置に付属するシリンダーに充填した後、シリンダーの上下端の開口部へ２本のロッド（上杵または下杵）が挿入される。圧力伝達率の測定時、上杵から混練物へ圧力が印加され、下杵は混練物を介して伝達した圧力によって試料とは反対の向きに押し出される。
上杵及び下杵はそれぞれ荷重変換器（ロードセル）に支持されており、ロードセルを介して上杵の印加荷重量の制御及び下杵への伝達荷重量が検出される。上杵側の圧力を印加するロードセルのみ、電動機を用いて昇降する駆動装置及び昇降速度を設定する操作盤が備えられており、ロードセル及び上杵は任意の速度で下降が可能である。
印加及び検出荷重は電気信号としてロードセルから制御装置（コンピュータ）へ入出力され、信号の変換はロードセルとコンピュータを中継するＡ／Ｄ変換器によって行われる。コンピュータでは荷重を圧力として変換し、印加荷重を圧力として設定可能である。
ロードセルが任意の速度で下降し、上杵からシリンダーに充填された混練物へ向かって荷重が印加されると、混練物を介して下杵へ荷重が伝達する。この時、印加荷重は電気信号してコンピュータからロードセルへ出力され、また伝達荷重はロードセルからコンピュータに入力される。これら電気信号はコンピュータにて圧力に変換され、それぞれの圧力から前記の計算式に従って圧力伝達率が算出される。
【００４３】
圧力伝達率の勾配を算出するための印加圧力の測定間隔については特に制限はないが、測定間隔が広すぎると分析精度が低下する傾向があり、狭すぎると測定作業数が増え、測定に時間を要することとなる。精度と効率の関係から、印加圧力の測定間隔は５〜１０Ｎ程度とすることが好ましい。
【００４４】
この圧力伝達率と印加圧力との関係は、印加圧力１００〜３００Ｎの区間において、良好な比例関係を示すため、本発明では印加圧力１００〜３００Ｎから選択した区間の勾配を算出する。
【００４５】
また、配合炭と粘結材の混練物から一軸圧潰強度測定用の成型物を成型し、一軸圧潰強度を測定する場合も、市販の分析装置を用いて常法に従って行うことができる。
【００４６】
配合炭と粘結材の混練物から成型した成型物の回転強度の測定については、前述の通り、ＪＩＳ  Ｋ２１５１やＪＩＳ８８４１−１９９３に準拠する方法で行うことができる。
【実施例】
【００４７】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する
【００４８】
〔実施例１〕
［検量線１の作製］
＜混練物の製造＞
粘結炭を２５．０重量％、非微粘結炭を７５．０重量％の割合で配合し、平均粒子径別に篩分けして、粒度の異なる配合炭を三種類調製した。調製した各配合炭の水分を８．０重量％、９．５重量％、１１．０重量％にそれぞれ調整して下記表１に示す平均粒子径及び水分量の９種類の測定用の配合炭を作製した。
粘結材としてはコールタールを用い、上記の配合炭に対してそれぞれ６重量％添加し、手操作で十分に混合することにより、９種類の混練物Ｎｏ．１〜９を得た。
【００４９】
【表１】
2020139949.tif 000011
【００５０】
＜混練物の圧力伝達率の測定と圧力伝達率の算出＞
上記の混練物Ｎｏ．１〜９を、それぞれ８ｇ計量して測定試料として用い、今田製作所製粉体圧縮試験機「ＳＶＺ−２００ＮＢ型」により圧力伝達率を求めた。
シリンダー（孔径１１．３ｍｍ）の下端の開口部へ下杵を挿入し、シリンダーの上端の開口部から測定試料を充填した。
下杵を挿入した状態でシリンダーを測定装置のステージへ移した後、シリンダーから飛び出した下杵の端をロードセルへ下ろし、上杵をシリンダー上端の穴から挿入した。
コンピュータにて測定開始の印加圧力値を５Ｎ、終了を１９５０Ｎとし、またデータ測定間隔１０Ｎに設定した。次に、装置操作パネルにてステージ上方のロードセルの下降速度を０．１６７ｍｍ／ｓに設定し、ロードセルを手操作で上杵の端５〜１０ｍｍ上方まで下ろし、コンピュータの測定開始ボタンを押した。
圧力伝達率は、上杵の印加圧力が試料を介して下杵に伝達した圧力の割合と定義され、下杵への伝達圧力を上杵からの印加圧力で割ることにより算出される。
【００５１】
測定された圧力伝達率をＹ軸、印加圧力をＸ軸とするグラフを作成し、前掲の式（β）により、印加圧力１００〜３００Ｎにおける印加圧力の増加量に対する圧力伝達率の増加量の比率を圧力伝達率の勾配として算出した。
混練物Ｎｏ．１〜９のうち、Ｎｏ．１〜３の圧力伝達率と印加圧力との関係を図１に示す。
【００５２】
＜一軸圧潰強度の測定＞
上記の圧力伝達率の測定に用いた混練物と同配合の混練物を用い、各混練物を各々約２３ｇ採取し、内径約３００ｍｍ、高さ約７００ｍｍの型枠に充填した後、５０ＭＰａまで加圧することで円柱状の成型物を得た。
得られた成型物を、ＡＮＤ製圧壊試験機「ＭＣＴ−２１５０型」に設置し、圧縮速度１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で圧縮して破壊時の強度を測定した。なお、成型物は円柱の軸方向が水平方向となるように圧壊試験機に設置した。
【００５３】
＜検量線１の作成＞
上記各混練物の圧力伝達率の勾配と、該混練物から得られる成型物の一軸圧潰強度との関係を示す検量線１を図２に示す。
【００５４】
［検量線２の作成］
＜混練物の製造＞
粘結炭を３０．０重量％、非微粘結炭を７０．０重量％の割合で配合し、水分を９．５重量％に調整した配合炭を作製した。
一方、コールタールとボトムピッチとを５０：５０（重量比）の割合で２５℃にて手操作で十分に混合することにより粘結材を調製した。
上記の配合炭に対して所定量の上記粘結材を添加し、アペックスミキサー（大平洋機工株式会社製）を用いて、混練中に混練機内部に圧力０．２ＭＰａの蒸気を毎分２５ｋｇから毎時１００ｋｇで加えて、１６７ｒｐｍにて２分間混合することにより、各種の温度の異なる混練物を得た。
混練物は、混練機内部へ加える蒸気量を変えることにより、混練物温度が、それぞれ、３９℃、４１℃、４４℃、４６℃の４種類の混練物をそれぞれ製造した。
【００５５】
＜回転強度測定用成型炭の製造＞
上記の４種類の混練物を用い、それぞれダブルロール型成型機（株式会社ケイハン製）を用いて成型することにより、マセック型（容積４４ｃｍ３）の成型炭を作製した。なお、成型条件は、混練物温度３０℃、回転数３．０ｒｐｍ、成型圧力（線圧）１．０ｔ／ｃｍとした。
【００５６】
＜回転強度の測定＞
上記の成型炭を各々２０ｋｇ用い、ＪＩＳ  Ｋ２１５１に準拠し、以下の方法で強度試験を行った。
製作した成型炭の中から粒径１５ｍｍ以上のものを採取し、採取した１０ｋｇを内径９１４ｍｍ、長さ４５７ｍｍの円筒状ステンレス製ドラムに充填した。
このドラムを、円筒の軸周りに１５ｒｐｍで５０回転した後、粒径１５ｍｍ以上の成型炭残留率（重量％）を測定し、成型炭強度の尺度とした（間隙１５ｍｍ以上の篩を使用）。
【００５７】
＜一軸圧潰強度の測定＞
上記の圧力伝達率の測定に用いた混練物と同配合の混練物を用い、各混練物を各々約２３ｇ採取し、内径約３００ｍｍ、高さ約７００ｍｍの型枠に充填した後、５０ＭＰａまで加圧することで円柱状の成型物を得た。
得られた成型物を、ＡＮＤ製圧壊試験機「ＭＣＴ−２１５０型」に設置し、圧縮速度１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で圧縮して破壊時の強度を測定した。なお、成型物は円柱の軸方向が水平方向となるように圧壊試験機に設置した。
【００５８】
＜検量線２の作成＞
上記で得られた各成型炭の回転強度と成型物の一軸圧潰強度との関係を示す検量線２を図３に示す。
【００５９】
［検量線３の作成］
＜混練物の製造＞
粘結炭を２５．０重量％、非微粘結炭を７５．０重量％の割合で配合し、石炭粒径の異なる３種類の配合炭を用意した。一方、粘結材は２種類のコールタールを混合調整した粘結材を使用した。
上記の配合炭に対して所定量の上記粘結材を添加し、アペックスミキサー（大平洋機工株式会社製）を用いて、１６７ｒｐｍにて２分間混合することにより、各種混練物を得た。
【００６０】
＜混練物の圧力伝達率の測定と圧力伝達率の算出＞
上記の３種類の混練物を、それぞれ８ｇ計量して測定試料として用い、今田製作所製粉体圧縮試験機「ＳＶＺ−２００ＮＢ型」により圧力伝達率を求めた。
シリンダー（孔径１１．３ｍｍ）の下端の開口部へ下杵を挿入し、シリンダーの上端の開口部から測定試料を充填した。
下杵を挿入した状態でシリンダーを測定装置のステージへ移した後、シリンダーから飛び出した下杵の端をロードセルへ下ろし、上杵をシリンダー上端の穴から挿入した。
コンピュータにて測定開始の印加圧力値を５Ｎ、終了を１９５０Ｎとし、またデータ測定間隔１０Ｎに設定した。次に、装置操作パネルにてステージ上方のロードセルの下降速度を０．１６７ｍｍ／ｓに設定し、ロードセルを手操作で上杵の端５〜１０ｍｍ上方まで下ろし、コンピュータの測定開始ボタンを押した。
圧力伝達率は、上杵の印加圧力が試料を介して下杵に伝達した圧力の割合と定義され、下杵への伝達圧力を上杵からの印加圧力で割ることにより算出される。
測定された圧力伝達率をＹ軸、印加圧力をＸ軸とするグラフを作成し、前掲の式（β）により、印加圧力１００〜３００Ｎにおける印加圧力の増加量に対する圧力伝達率の増加量の比率を圧力伝達率の勾配として算出した。
【００６１】
＜回転強度測定用成型炭の製造＞
上記の３種類の混練物を用い、それぞれダブルロール型成型機（株式会社ケイハン製）を用いて成型することにより、マセック型（容積４４ｃｍ３）の成型炭を作製した。なお、成型条件は、混練物温度２５℃、回転数４．０ｒｐｍ、成型圧力（線圧）１．０ｔ／ｃｍとした。
【００６２】
＜回転強度の測定＞
上記の成型炭を各々所定量用い、ＪＩＳ  Ｋ２１５１に準拠し、以下の方法で強度試験を行った。
製作した成型炭の中から粒径１５ｍｍ以上のものを採取し、採取した５ｋｇを内径５００ｍｍ、５００Ｌの円筒状ステンレス製ドラムに充填した。
このドラムを、円筒の軸周りに２５ｒｐｍで５０回転した後、粒径１５ｍｍ以上の成型炭残留率（重量％）を測定し、成型炭強度の尺度とした（間隙１５ｍｍ以上の篩を使用）。
【００６３】
＜検量線３の作成＞
上記各混練物の圧力伝達率の勾配と、上記で得られた各成型炭の回転強度との関係を示す検量線３を図４に示す。
【００６４】
［考察］
図２に示す通り、混練物の圧力伝達率の勾配と成型物の一軸圧潰強度とは精度良く一次近似が成り立つことがわかる。
また、図３より、一軸圧潰強度と成型炭の回転強度も精度良く一次近似が成り立つことがわかる。
さらに、図４から、混練物の圧力伝達率の勾配と成型炭の回転強度も精度良く一次近似が成り立つことがわかる。
図２，３より、混練物の圧力伝達率の勾配から一軸圧潰強度、更には成型炭の回転強度を的確に求めることができることが分かる。
また、図４より、混練物の圧力伝達率の勾配から成型炭の回転強度を的確に求めることができることが分かる。
【図１】
2020139949.tif 000018
【図２】
2020139949.tif 000019
【図３】
2020139949.tif 000020
【図４】
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