(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非微粘結炭を１０重量％超ないし３０重量％以下含み、残部が粘結炭である石炭を、２段の気流層を用いて、１段目で前記石炭中の微粉を昇温し分離し、続けて２段目で粗粒を加熱し、かつ各気流層で、前記石炭の軟化開始温度よりも−１００℃〜＋１０℃までの温度域まで、１×１０２〜１×１０6 ℃／分の加熱速度で加熱した後に、コークス炉へ装入して乾留することを特徴とする高炉用コークスの製造方法。
【請求項２】
非微粘結炭と粘結炭を個別に、２段の気流層を用いて、１段目で前記石炭中の微粉を昇温し分離し、続けて２段目で粗粒を加熱し、かつ各気流層で、前記非微粘結炭および粘結炭の軟化開始温度よりも−１００℃〜＋１０℃までの温度域まで、１×１０２〜１×１０6 ℃／分の加熱速度で加熱した後に、非微粘結炭を１０重量％超ないし３０重量％以下含み、残部が粘結炭となるように配合し、コークス炉へ装入して乾留することを特徴とする高炉用コークスの製造方法。
【請求項３】
非微粘結炭を２段の気流層を用いて、１段目で前記石炭中の微粉を昇温し分離し、続けて２段目で粗粒を加熱し、かつ各気流層で、前記軟化開始温度よりも−１００℃〜＋１０℃までの温度域まで、１×１０２〜１×１０6 ℃／分の加熱速度で加熱した後に、該非微粘結炭を１０重量％超ないし３０重量％以下含み、残部が粘結炭となるように配合し、コークス炉へ装入して乾留することを特徴とする高炉用コークスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高炉用コークスの製造方法に関する。より詳しく述べると、本発明は、コークス製造における、使用炭種の拡大を計り、非微粘炭の多量使用を可能とし、高炉用コークスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高炉用コークスは原料炭とよばれる良質な石炭（粘結炭）を原料として用いてきた。しかし、このような、石炭は比較的高価で、より安い石炭を使用することでコークス製造のコストダウンに大きく貢献できる。
【０００３】
より安い石炭には、非粘結炭や劣質炭などの一般炭が存在する。
【０００４】
これまで、非粘結炭や劣質炭などの多量使用において、非粘結炭や劣質炭などを粉砕・配合し、タール、ピッチ等の粘結剤を加え、加圧成型して改質炭とする方法（例えば、特開昭４８−３２１０２号公報、特開昭５６−１０３２９号公報など）が知られている。しかしながら、これらの方法では、粘結性分を物理的に補充するだけで、非粘結炭そのものの改質にはなっていない。したがって、品質向上に必要な高価なタールが多量に必要となり経済的な問題が生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は上記したような従来技術における問題点を解決できる改良された高炉用コークスの製造方法を提供することを目的とするものである。すなわち、本発明は、非粘結炭の粘結性を改善し、所望のコークス強度を維持しつつ、コークス原料炭としての非粘結炭としての使用割合の増大を可能とする高炉用コークスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、非微粘結炭を１０重量％超ないし３０重量％以下含み、残部が粘結炭である石炭を、２段の気流層を用いて、１段目で前記石炭中の微粉を昇温し分離し、続けて２段目で粗粒を加熱し、かつ各気流層で、前記石炭の軟化開始温度よりも−１００℃〜＋１０℃までの温度域まで、１×１０２〜１×１０6 ℃／分の加熱速度で加熱した後に、コークス炉へ装入して乾留することを特徴とする高炉用コークスの製造方法であり、また、非微粘結炭と粘結炭を個別に、２段の気流層を用いて、１段目で前記石炭中の微粉を昇温し分離し、続けて２段目で粗粒を加熱し、かつ各気流層で、前記非微粘結炭および粘結炭の軟化開始温度よりも−１００℃〜＋１０℃までの温度域まで、１×１０２〜１×１０6 ℃／分の加熱速度で加熱した後に、非微粘結炭を１０重量％超ないし３０重量％以下含み、残部が粘結炭となるように配合し、コークス炉へ装入して乾留することを特徴とする高炉用コークスの製造方法であり、さらに、非微粘結炭を、２段の気流層を用いて、１段目で前記石炭中の微粉を昇温し分離し、続けて２段目で粗粒を加熱し、かつ各気流層で、前記軟化開始温度よりも−１００℃〜＋１０℃までの温度域まで、１×１０２〜１×１０6 ℃／分の加熱速度で加熱した後に、該非微粘結炭を１０重量％超ないし３０重量％以下含み、残部が粘結炭となるように配合し、コークス炉へ装入して乾留することを特徴とする高炉用コークスの製造方法である。
【０００７】
なお、本明細書における軟化開始温度とは、ＪＩＳ８８０１ギーセラープラストメーターによる流動度測定装置を用いて測定した軟化開始温度である。また、非粘結炭とは、従来一般に、高炉用コークスとして用いられている粘結炭よりも粘結性の劣る低品位炭として分類される、亜瀝青炭や褐炭などのものがすべて含まれる。
【０００８】
【作用】
石炭を急速に加熱すると、化学反応が昇温速度にくらべ遅れるため、石炭の熱分解（粘結成分を生成する反応）が高温側にシフトし、粘度が低下することと、単位時間に様々な熱分解反応を起こすため単位時間あたりの粘結成分が増大するため、粘結性が向上する。したがって、本発明では、石炭を軟化開始温度よりも−１００℃〜＋１０℃までの温度域まで、１×１０２  〜１×１０６  ℃／分の加熱速度で加熱する。石炭を軟化開始温度よりも１０℃を超える高温度まで加熱したり、そのまま長時間保持すると、生成した粘結成分が重合反応をおこし、セミコーク化してしまう。これを乾留炉へ装入すると、乾留炉内でのコークス化がおこらず、すなわち、乾留炉内での石炭粒子の結合がおこらず、所望のコークス強度が望めなくなる。また、石炭を軟化開始温度よりも１００℃未満の低い温度まで加熱し急速加熱しても、温度が低すぎるという理由から、粘結性の改善につながらない。
【０００９】
このように、急速加熱によって石炭の粘結性が改善されることに起因して、高炉用コークス原料としての非粘結炭の使用割合を高めることができ、従来原料中において１０重量％未満程度が限度であったものを、ほぼ同等のコークス品質を維持して３０重量％まで使用することができるものである。
【００１０】
なお、石炭の粘結性の改善における急速加熱の効果は炭種によっても異なる。もともと粘結性に乏しい非微粘結炭に対して効果は大きい。粘結炭に対しても急速加熱の効果はあるが、粘結性過剰になることもある。したがって、配合に使用する石炭によって、粘結炭の急速加熱が不必要な場合もある。
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
予め、使用石炭を−３ｍｍ程度に粒度調整する。使用する石炭の種類にもよるが、軟化溶融温度の差が大きい異種の石炭を使用する場合は（特に、３０℃以上の場合）は、個別に処理するのが好ましい。また、軟化溶融温度の差が小さい異種の石炭を使用する場合は、配合処理しても良い。急速加熱に使用する装置は、気流層が適当である。本発明では、−３ｍｍ程度の粒子を扱うため、微粉が早く温度が上がることや過加熱などのおそれがあるため、２段の気流層を使用することで、本課題は回避できる。
【００１３】
図１に本発明のプロセスフローを示す。
【００１４】
粘結炭と非粘結炭を個別にあるいは配合して、また、非微粘結炭のみを各気流層で、軟化開始温度より−１００℃〜＋１０℃までの温度域まで１×１０２  〜１×１０６  ℃／分の加熱速度で加熱する。温度調整は、導入ガス温度と空塔速度の調整で行う。これらは気流塔の長さや径により変化する。微粉が含まれているため、気流塔を２段にして、１段目で微粉を昇温しサイクロンにて分離し、続けて２段目で温度が上がり切っていない粗粒をさらに加熱する。
【００１５】
これらを加熱炭ホッパーに貯蔵して、乾留炉へ装入し乾留する。
【００１６】
なお、本発明において、石炭が乾留炉へ装入されるまで、酸素濃度は１％未満がのぞましい。
【００１７】
【実施例】
図２は粘結炭と非微粘結炭との配合割合を変え、試験プラントにおいて、上記したような本発明に係わる方法に基づき製造したコークス強度と、従来例として、タール添加法に基づき製造したコークス強度の一例を示すグラフである。
【００１８】
本発明に係わる方法では、本発明の実施例１として、粘結炭と非微粘結炭との配合炭を１０４  ℃／分の速度で軟化開始温度よりも１０℃低い温度まで急速加熱し、本発明例の実施例２として、粘結炭と非微粘結炭と個別に１０４  ℃／分の速度で軟化開始温度よりも１０℃低い温度まで急速加熱し、そして、本発明例の実施例３として非微粘結炭のみを１０４  ℃／分の速度で軟化開始温度よりも１０℃低い温度まで急速加熱した後に、粘結炭と配合しコークス炉でそれぞれ乾留した。比較例１として、タール１５重量％を添加混練した石炭をそのまま乾留炉で乾留した。
【００１９】
図２から、本発明の実施例１，２，３は比較例１にくらべ、非粘結炭を３０重量％まで使用しても、十分なコークス強度を得ることができた。
【００２０】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明によれば、２段の気流層を用いて、各気流層で、軟化開始温度付近まで急速加熱することで、石炭の粘結性を向上させ、非粘結炭を３０重量％まで使用しても、従来の粘結炭使用時のコークス強度と比較してほぼ同等なコークス強度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の高炉用コークス製造方法において用いられるプロセスフロー例の構成を模式的に示す図。
【図２】本発明の製造方法および従来方法における非粘結炭の使用割合とコークス強度との関係を示す図。
【図１】
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【図２】
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