(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉内で石炭を乾留することによりコークスを製造するコークスの製造方法であって、
ステアリン酸カルシウムを含有する有機系物質を石炭に混合して乾留するとともに、上記ステアリン酸カルシウムの添加率が２重量％以上５重量％未満であることを特徴とするコークスの製造方法。
【請求項２】
上記ステアリン酸カルシウムを石炭に混合して乾留されたコークスの反応性および強度が、ＪＩＳ  Ｋ２１５１に準拠した測定値として、反応性２０％以上、かつＩ型ドラム強度８５％以上であることを特徴とする請求項１に記載のコークスの製造方法。
【請求項３】
コークス炉内で石炭を乾留することによりコークスを製造するコークスの製造システムであって、
ステアリン酸カルシウムを含有する有機系物質を供給して石炭に混合させる有機系物質供給手段を備えるとともに、上記ステアリン酸カルシウムの添加率が２重量％以上５重量％未満であることを特徴とするコークスの製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉内で石炭を乾留することによりコークスを製造するコークスの製造方法及び製造システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭がコークス炉で乾留されることにより生成されるコークスの反応性を向上させる方法として、カルシウムを含有する無機系物質を供給することにより、当該無機系物質を石炭に混合して乾留する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、例えば図３に実線で示されているように、カルシウムを含有する無機系物質の一例である石灰石を石炭に混合して乾留した場合には、コークス反応性が向上する旨が記載されている（段落[００５０]参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４８５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１には、例えば上記図３に破線で示されているように、石灰石を石炭に混合して乾留した場合には、コークス強度がほぼ同等又は低下する旨が記載されている。また、上記特許文献１の段落[００４２]には、「添加物の粒度、配合率によっては、コークス強度が低下する場合があるが、その場合は原料炭の配合割合を調整すればよい。生石灰、消石灰、石灰石、ドロマイトの微粉の場合、２〜３％の添加で、コークス強度をほとんどそこなわず、十分なコークス反応性を確保することが可能である。」と記載されている。
【０００６】
すなわち、上記特許文献１のように、カルシウムを含有する無機系物質を石炭に混合して乾留した場合、コークス反応性を向上することはできるものの、コークス強度を向上することはできない。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、コークスの反応性及び強度をいずれも効果的に向上させることができるコークスの製造方法及び製造システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るコークスの製造方法は、コークス炉内で石炭を乾留することによりコークスを製造するコークスの製造方法であって、ステアリン酸カルシウムを含有する有機系物質を石炭に混合して乾留することを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、カルシウムを含有する有機系物質を石炭に混合して乾留することにより、製造されるコークスの反応性及び強度をいずれも効果的に向上することができる。
【００１０】
上記有機系物質が、ステアリン酸カルシウムを含有するような構成であれば、コークスの反応性及び強度を効果的に向上することができる。
【００１１】
この場合、石炭に対する上記ステアリン酸カルシウムの添加率が２重量％以上５重量％未満であれば、コークスの反応性及び強度をより効果的に向上することができる。
上記添加率は２重量％以上５重量％未満であることが好ましく、２重量％以上４重量％以下であればより好ましく、３重量％であればさらに好ましい。
こうした条件によって、上記ステアリン酸カルシウムを石炭に混合して乾留されたコークスの反応性および強度が、ＪＩＳ  Ｋ２１５１に準拠した測定値として、反応性２０％以上、かつＩ型ドラム強度８５％以上であることを特徴とするコークスを製造することができる。
【００１２】
また、本発明に係るコークスの製造システムは、コークス炉内で石炭を乾留することによりコークスを製造するコークスの製造システムであって、ステアリン酸カルシウムを含有する有機系物質を供給して石炭に混合させる有機系物質供給手段を備えるとともに、上記ステアリン酸カルシウムの添加率が２重量％以上５重量％未満であることを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、ステアリン酸カルシウムを含有する有機系物質を供給し、当該有機系物質を石炭に混合して乾留することにより、製造されるコークスの反応性及び強度をいずれも効果的に向上することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、カルシウムを含有する有機系物質を石炭に混合して乾留することにより、製造されるコークスの反応性及び強度をいずれも効果的に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態に係るコークス製造システムの一例を示したブロック図である。このコークス製造システムは、コークス炉１、石炭供給装置２、有機系物質供給装置３などを備え、石炭供給装置２からコークス炉１に供給された石炭を、当該コークス炉１内で乾留することによりコークスを製造する。製造されたコークスは、コークス炉１から搬出されて、高炉４に供給される。
【００１６】
有機系物質供給装置３は、カルシウムを含有する有機系物質を供給して石炭に混合させる有機系物質供給手段である。すなわち、石炭供給装置２から供給される石炭は、有機系物質供給装置３から供給される有機系物質が混合され、コークス炉１に装入される。上記カルシウムを含有する有機系物質としては、ステアリン酸カルシウム、クエン酸カルシウム、オレイン酸カルシウムなどを例示することができる。有機系物質供給装置３により供給された有機系物質は、石炭供給装置２から供給される石炭に混合され、その混合物がコークス炉１内で乾留されることによりコークスが製造されるようになっている。
【００１７】
なお、石炭供給装置２は、供給する石炭の量を調整するため例えば定量フィーダーを用いた石炭供給量制御手段（図示せず）を備えている。一方、有機系物質供給装置３は、供給する有機系物質の量を調整するための例えば定量フィーダーを用いた有機系物質供給量制御手段（図示せず）を備えている。したがって、コークス炉１内に供給する石炭及び有機系物質の量を調整することにより、石炭に対する有機系物質の添加率（重量％）を変更することができるようになっている。上記添加率は、{（有機系物質の重量）／（石炭の重量＋有機系物質の重量）}×１００という計算式により求めることができる。
【００１８】
図２は、図１のコークス製造システムによりコークスを製造する際に行われる処理の一例を示したフローチャートである。コークスを製造する際には、まず、石炭供給装置２から石炭が供給されるとともに（ステップＳ１０１：石炭供給ステップ）、有機系物質供給装置３から有機系物質が供給されることにより（ステップＳ１０２：有機系物質供給ステップ）、石炭に有機系物質が混合される。このとき供給される石炭に対する有機系物質の添加率は、予め定められた所定の添加率に調整される。
【００１９】
その後、コークス炉１内が空気を遮断した状態で１０００℃程度に加熱され、有機系物質が混合した石炭がコークス炉１内で乾留されることにより（ステップＳ１０３：乾留ステップ）、コークスが製造される。製造されたコークスは、冷却された後（ステップＳ１０４：冷却ステップ）、高炉に搬入される（ステップＳ１０５：高炉搬入ステップ）。
【００２０】
＜実施例＞
以下では、ベース試料としての石炭（実炉装入炭）に、有機系物質の一例であるステアリン酸カルシウムを添加して行った反応性試験及び強度試験について説明する。当該試験では、上記のように配合した試料を缶容器に充填密度７６０ｄｒｙ・ｋｇ／ｍ３となるように充填した後、炉温１０７０℃で１３時間乾留することにより、コークスを生成した。その後、生成されたコークスを自然冷却し、ＪＩＳ（日本工業規格）の規格Ｋ２１５１に準拠した反応性と、Ｉ型ドラム強度を測定した。なお、上記反応性試験及び強度試験は、石炭に対するステアリン酸カルシウムの添加率を３重量％、５重量％、１０重量％にそれぞれ設定して行った。
【００２１】
反応性試験は、生成されたコークスとＣＯ２を９５０℃で反応させ、反応時のＣＯとＣＯ２の濃度を測定することにより行った。測定したＣＯとＣＯ２の濃度に基づいて、下記数式（１）により反応性（ＪＩＳ反応性）を算出することができる。
【数１】
0005437595.tif 000002
【００２２】
図３は、数式（１）により算出したＪＩＳ反応性（％）とステアリン酸カルシウムの添加率（％）との関係を示したグラフである。このグラフから、石炭に対するステアリン酸カルシウムの添加率が増加するほど、ＣＯ２とコークスの反応性が向上していることが分かる。このようなＣＯ２とコークスの反応性の観点からは、石炭に対するステアリン酸カルシウムの添加率は２重量％以上であることが好ましく、３重量％以上であればより好ましい。
【００２３】
次に、強度試験では、生成されたコークスを供試料として、当該供試料をＩ型ドラム試験機に装填し、毎分２０回転の速さで３０分間、計６００回転させた。その後、取り出した試料を９．５ｍｍ以下の粒子のみ通過させる篩にかけ、篩上に残った粒子の重量（篩上重量）を測定した。このような実験により得られた篩上重量と、Ｉ型ドラム試験機に装填する前の供試料の重量（供試料重量）とに基づいて、下記数式（２）によりＩ型ドラム強度（ＩＤＩ）を算出することができる。
【数２】
0005437595.tif 000003
【００２４】
図４は、数式（２）により算出したＩＤＩ（％）とステアリン酸カルシウムの添加率（％）との関係を示したグラフである。このグラフから、石炭に対するステアリン酸カルシウムの添加率が５重量％未満の範囲内であれば、ステアリン酸カルシウムを添加しない場合と比べてＩＤＩの値が高くなっていることが分かる。特に、上記添加率が３重量％の場合には、ＩＤＩの値がより高く、コークスの強度がより向上している。
【００２５】
以上のような実験結果から分かるように、ステアリン酸カルシウムを含有する有機系物質を石炭に混合して乾留することにより、製造されるコークスの反応性及び強度をいずれも効果的に向上することができる。
【００２６】
特に、石炭に対するステアリン酸カルシウムの添加率が５重量％未満であれば、コークスの反応性及び強度をより効果的に向上することができる。なお、コークスの反応性及び強度の双方を効果的に向上させる観点からは、上記添加率は２重量％以上５重量％未満であることが好ましく、２重量％以上４重量％以下であればより好ましく、３重量％であればさらに好ましい。
【００２７】
なお、ステアリン酸カルシウムは、乾留中に熱分解し、熱量をもった熱分解ガスを発生するため、当該ガスを回収すれば熱量を有効に再利用することが可能である。また、ステアリン酸カルシウムは、廃棄物（金属石鹸の滓）として取り扱われる場合もあり、本来なら廃棄されるステアリン酸カルシウムを再利用することにより、資源を有効利用することも可能である。
【００２８】
以上の実施形態では、カルシウムを含有する有機系物質の一例として、ステアリン酸カルシウムを例にとって説明したが、このような構成に限らず、クエン酸カルシウム、オレイン酸カルシウムなど、カルシウムを含有する他の各種有機系物質を適用することが可能である。
【００２９】
また、以上の実施形態では、石炭に有機系物質が混合された後、その混合物がコークス炉１に装入されるような構成について説明したが、このような構成に限らず、例えば石炭をコークス炉１に装入するコークス炉１の装入口の近くに、有機系物質を添加するパイプなどを設け、石炭をコークス炉１の炭化室に装入しながら有機系物質を添加し、コークス炉１の炭化室内で混合されるような構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係るコークス製造システムの一例を示したブロック図である。
【図２】図１のコークス製造システムによりコークスを製造する際に行われる処理の一例を示したフローチャートである。
【図３】数式（１）により算出したＪＩＳ反応性（％）とステアリン酸カルシウムの添加率（％）との関係を示したグラフである。
【図４】数式（２）により算出したＩＤＩ（％）とステアリン酸カルシウムの添加率（％）との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００３１】
１    コークス炉
２    石炭供給装置
３    有機系物質供給装置
４    高炉
【図１】
0005437595.tif 000004
【図２】
0005437595.tif 000005
【図３】
0005437595.tif 000006
【図４】
0005437595.tif 000007