(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の銘柄の石炭を、低反射率非微粘結炭と高反射率非微粘結炭と粘結炭のグループに分類する工程と、
グループごとに石炭を配合する工程と、
全てのグループの石炭を混合した後の全体の粒度分布を所定の値に保つように、低反射率非微粘結炭のグループの石炭を、３ｍｍ以下の粒子の割合が前記所定の値よりも３〜１２重量％高くなるように粉砕し、高反射率非微粘結炭のグループの石炭を、３ｍｍ以下の粒子の割合が前記所定の値の±３重量％以内となるように粉砕し、粘結炭のグループの石炭を、３ｍｍ以下の粒子の割合が前記所定の値よりも３〜１２重量％低くなるように粉砕する工程と、
全てのグループの石炭を混合する工程と
を含むことを特徴とするコークス炉装入用石炭の調整方法。
【請求項２】
前記粉砕工程において、さらに、低反射率非微粘結炭のグループの石炭を、０．５ｍｍ以下の粒子の割合が４０重量％以下となるように粉砕し、高反射率非微粘結炭のグループの石炭を、０．５ｍｍ以下の粒子の割合が４５重量％以下となるように粉砕することを特徴とする請求項１記載のコークス炉装入用石炭の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉に装入する石炭の調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉用コークスに代表される各種コークスは、多数の銘柄の石炭（原料炭）を配合して粉砕したのち、コークス炉に装入して製造する。装入された石炭は炉内で高温で乾留されてコークスとなる。コークス製造の際に特に重要な品質制御項目は、コークス強度である。コークス強度は、石炭の配合条件が同じであっても、粉砕後の石炭の粒度によって異なる。そのため、高いコークス強度が得られるように、粉砕後の配合炭全体の粒度は、一般に３ｍｍ以下の粒子割合が７０〜９０重量％になるように管理されている。
【０００３】
石炭は、その種類によって入荷時の粒度や粉砕性が異なる。そのため、配合した石炭をそのまま粉砕すると、粉砕性の良い軟らかい石炭が優先的に粉砕し、後述する低反射率非微粘結炭のような入荷時の粒径が大きく粉砕性の悪い石炭は、粉砕後に粒径の大きな粗粒子として存在する。非微粘結炭粒子とその周囲のコークスの基質部分となる領域とでは、乾留時の熱膨脹収縮挙動に大きな差があるため、粒径の大きな非微粘結炭粒子の界面では大きな熱応力が発生して亀裂が発生しやすい。その結果、コークス強度が低下する可能性がある。
【０００４】
そこで、原料炭を粉砕前に性状の異なる２つのグループに分け、各グループを別々に粉砕して性状に応じた粒度とすることで、コークス強度を向上させる方法がいくつか提案されている。
【０００５】
その方法の１つは、特開平８−２５９９５３号公報（以下、文献１という）に開示されている。文献１の方法は、石炭を粉砕性の異なる２つのグループに分け、粉砕性の高いグループは配合炭全体の粒度目標値よりも粗く粉砕し、粉砕性の低いグループは目標値よりも細かく粉砕する。両グループの混合比を調整して最終的な粒度目標値を得る。石炭を粉砕性に応じて別々に粉砕することで、配合炭全体の微粉部分の粒度を調整し、コークス炉内への石炭の装入嵩密度を増加させコークス強度を向上させようとするものである。なお、文献１では、ハードグローブ粉砕性指数（ＨＧＩ）が８０以上の石炭を粉砕性の高い石炭とし、８０未満の石炭を粉砕性の低い石炭としている。
【０００６】
しかし、粉砕性の高い石炭には、粘結炭だけでなく非微粘結炭も含まれる。図１に、粘結炭と非微粘結炭の両方について、本発明者らがＨＧＩと最大平均反射率（Ｒｏ）の関係を測定した結果を示す。図１に示すように、ＨＧＩが８０以上の石炭には粘結炭だけでなく、反射率の高い非微粘結炭（高反射率非微粘結炭）も含まれる。そのため、文献１の方法のように粉砕性の高いグループを粗く粉砕すると、非微粘結炭の粒径の大きな粒子の存在割合が大きくなり、前述したように、コークス強度が低下する恐れがある。従って、文献１の方法ではコークス強度を十分に高められない可能性がある。
【０００７】
原料炭を性状の異なる２つのグループに分けて粉砕する他の方法が、特開平９−２７９１５２号公報（以下、文献２という）に開示されている。文献２の方法は、石炭を全膨脹率の大きさの異なる２つのグループに分け、全膨脹率の大きい石炭を所定の粒度より粗く粉砕し、全膨脹率の小さい石炭を所定の粒度より細かく粉砕するものである。
しかし、全膨脹率の小さい石炭には非微粘結炭が含まれるため、細かく粉砕すると、低反射率および高反射率の両方の非微粘結炭の微粉割合が増加する。高反射率の微粉は、低反射率の微粉と同様にコークス強度をより低下させるため、文献２の方法のように全膨脹率の小さい石炭を細かく粉砕するとコークス強度が低下する恐れがある。従って、文献２の方法でもコークス強度を十分に高められない可能性がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、強度の高いコークスを得ることが可能なコークス炉装入用石炭の調整方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数の銘柄の石炭を、低反射率非微粘結炭と高反射率非微粘結炭と粘結炭のグループに分類する工程と、グループごとに石炭を配合する工程と、全てのグループの石炭を混合した後の全体の粒度分布を所定の値に保つように、低反射率非微粘結炭のグループの石炭を、３ｍｍ以下の粒子の割合が前記所定の値よりも３〜１２重量％高くなるように粉砕し、高反射率非微粘結炭のグループの石炭を、３ｍｍ以下の粒子の割合が前記所定の値の±３重量％以内となるように粉砕し、粘結炭のグループの石炭を、３ｍｍ以下の粒子の割合が前記所定の値よりも３〜１２重量％低くなるように粉砕する工程と、全てのグループの石炭を混合する工程とを含むことを特徴とするコークス炉装入用石炭の調整方法が提供される。
【００１１】
また、本発明においては、前記粉砕工程において、さらに、低反射率非微粘結炭のグループの石炭を、０．５ｍｍ以下の粒子の割合が４０重量％以下となるように粉砕し、高反射率非微粘結炭のグループの石炭を、０．５ｍｍ以下の粒子の割合が４５重量％以下となるように粉砕することが好ましい。
【００１２】
なお、非微粘結炭とはギーセラー流動度（ＭＦ）が１０以下の石炭、またはＭＦが２００以下で最大平均反射率（Ｒｏ）が０．８以下の石炭のことをいう。また、高反射率非微粘結炭とは、ＭＦが１０以下でＲｏが約０．９以上である石炭をいい、低反射率非微粘結炭とは、ＭＦが１０以下でＲｏが約０．９を下回る石炭をいう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明においては、まず原料炭をコークス化性の異なる３つ以上のグループに分ける。次に、同じグループ内で石炭を所定の配合条件に従って配合する。次に、配合した石炭をグループごとに粉砕して、各グループの粒度分布をそのコークス化性に応じたものとする。ただし、全てのグループを混合した後の配合炭全体の粒度分布を所定の粒度目標値に保持できるように、各グループの粒度分布を決める。最後に、粉砕した全てのグループの石炭を混合して、所定の粒度分布のコークス炉装入用石炭を得る。なお、装入用石炭の粒度分布とは、装入用石炭全体の平均の粒度分布のことであり、コークス炉への装入嵩密度およびコークス強度を高くする所定の粒度目標値に設定する。
【００１４】
コークス化性とは、石炭を乾留したときに、軟化溶融後、さらに温度が上昇したときに焼き締ってコークスができるような性質のことである。コークス化性の強弱は、生成コークスの強度の大小によって判断する（ＪＩＳ−Ｍ０１０４）。
【００１５】
上述のように原料炭をコークス化性の異なる３つ以上のグループに分けて別々に粉砕することで、非微粘結炭の粗粒子および微粉の増加を抑え、生成されたコークスの強度を高くすることができる。コークス化性は、上述したＭＦおよびＲｏの他にＴＩ（全イナート）など３種類以上のパラメーターで決定される。従って、３つ以上のできるだけ多くのグループに分けた方がコークス強度の向上効果が大きい。例えば、原料炭を２グループに分けた場合、混合後の全体の粒度を一定にするためには、一方のグループを粗く粉砕した分、他方のグループを細かく粉砕する必要がある。しかし、高反射率非微粘結炭は粗くても細かくてもコークス強度が低下するため、２グループ分けでは各グループの粒度を粉砕によって大きく変更させた場合に、高反射率非微粘結炭に起因してコークス強度が低下する可能性がある。従って、原料炭を３グループ以上に分けて高反射率非微粘結炭のグループを別に粉砕することで、コークス強度を向上させることができる。なお実際には、グループ数は、グループ数の増加に伴う品質改善効果量の増加とそれに伴うコストの増加とを考慮して決定する。
【００１６】
石炭を粉砕して所望の粒度分布にするには、粉砕機の単位時間当たりの粉砕回転数または粉砕刃と衝撃板との間のギャップなどを調整すれば良い。
【００１７】
本発明においては、原料炭を、低反射率非微粘結炭、高反射率非微粘結炭、および粘結炭の３つのグループに分類することが好ましい。コークス化性は、粘結炭が最も良く、低反射率非微粘結炭および高反射率非微粘結炭の順に悪い。また、粉砕性は、粘結炭のうちＲｏの高いものおよび高反射率非微粘結炭が同程度に良く、低反射率非微粘結炭は悪い。
【００１８】
このように原料炭をコークス化性および粉砕性の異なる３つのグループに分けて、コークス強度低下への影響度が異なる低反射率非微粘結炭と高反射率非微粘結炭とを別々のグループとして粉砕することで、粉砕性の違いに起因する低反射率非微粘結炭の粗粒子の増加、さらに高反射率非微粘結炭の粗粒子および微粉の増加を抑えることができる。その結果、生成されたコークス強度をさらに高くすることができる。
【００１９】
低反射率非微粘結炭のグループの石炭のうち粗粒子はコークス化性が悪いため、このグループの石炭は配合炭全体の粒度目標値よりも細かく粉砕することが好ましい。すなわち、低反射率非微粘結炭は、３ｍｍ以下の粒子の割合が配合炭全体の所定値よりも３〜１２重量％高くなるように粉砕することが好ましい。３重量％を下回ると亀裂の原因となる粗粒子の量が相対的に多くなって、コークス強度が低下する。一方、１２重量％を上回るように細かく粉砕しすぎると、微粉の量が多くなってやはりコークス強度が低下する。
【００２０】
なお、低反射率非微粘結炭のグループの石炭を、さらに、０．５ｍｍ以下の粒子の割合が４０重量％以下となるように粉砕することで、過剰な微粉によるコークス強度の低下をさらに抑えることができる。
【００２１】
また、上述したように高反射率非微粘結炭は粗粒子または微粉のいずれが増加してもコークス強度が低下する。前述したようにこの石炭は粉砕性が良く、低反射率非微粘結炭のように細かく粉砕しなくても粗粒子の発生が抑制される。従って、この石炭の粉砕は配合炭全体の粒度目標値までに留めて、微粉が増加することを逆に抑制することが好ましい。すなわち、高反射率非微粘結炭のグループの石炭は、３ｍｍ以下の粒子の割合が粒度目標値の±３重量％以内となるように粉砕することが好ましい。−３重量％を下回ると前述と同様に亀裂の原因となる粗粒子が増加してコークス強度が低下する。＋３重量％を上回ると前述と同様に微粉が増加して、やはりコークス強度が低下する。
【００２２】
なお、高反射率非微粘結炭のグループの石炭を、さらに０．５ｍｍ以下の粒子割合が４５重量％以下となるように粉砕することで、低反射率非微粘結炭の場合と同様に、過剰な微粉によるコークス強度の低下をさらに抑えることができる。
【００２３】
また、前述したように粘結炭はコークス化性が良好であるため、粗粒子または微粉の増加に起因するコークス強度の低下は小さい。しかし、前述したように低反射率非微粘結炭を配合炭全体の粒度目標値よりも細かく粉砕するので、逆に粘結炭を全体の粒度目標値よりも粗く粉砕することが好ましい。すなわち、粘結炭は、低反射率非微粘結炭とは逆に、３ｍｍ以下の粒子の割合が所定値よりも３〜１２重量％低くなるように粉砕することが好ましい。こうすることで、配合炭全体の粒度分布を所定の粒度目標値に保持することができる。言い換えれば、配合炭全体の粒度分布の調整は粘結炭の粒度調整で行うのが望ましい。
【００２４】
【実施例】
（実施例１〜３）
１２種類の銘柄の石炭からコークス炉装入用石炭を作製し、この石炭を乾留してコークスを製造した。装入用石炭全体の粒度目標値を、３ｍｍ以下の粒子の割合が７６重量％であるとした。
まず、各銘柄の石炭を低反射率非微粘結炭、高反射率非微粘結炭、粘結炭の３グループに分類した。そして、各グループごとに、各銘柄の石炭を所定の配合条件で配合した。次に、各グループごとに、配合した石炭を粉砕して下表１に示した３種類の粒度分布を実現した。粒度分布の調整は、粉砕機の刃の回転数とギャップを調整して行った。
【００２５】
【表１】
0003580203.tif 000002
【００２６】
次に、粉砕した各グループの石炭を１：１：１の割り合いで混合して、ほぼ粒度目標値（３ｍｍ以下の粒子の割合が７６重量％）の装入用石炭を得た。
最後に、このようにして作製した装入用石炭をコークス炉に装入したのち乾留して、コークスを製造した。
【００２７】
各実施例においては、上表１に示したように、低反射率非微粘結炭の３ｍｍ以下の粒子の割合が粒度目標値よりも３〜１２重量％高く、０．５ｍｍ以下が４０重量％以下となるようにした。また、高反射率非微粘結炭の３ｍｍ以下の粒子は目標値と同じであって、０．５ｍｍ以下が４５重量％以下となるようにした。さらに、粘結炭の３ｍｍ以下が目標値よりも３〜１０重量％低くなるようにした。
【００２８】
（比較例１〜４）
各グループの粉砕後の粒度分布を上表１の４種類とした以外は実施例１と同様にして、やはりほぼ粒度目標値（３ｍｍ以下の粒子の割合が７６重量％）の装入用石炭を作製し、そして乾留してコークスを製造した。上表１に示したように、各比較例においては、低反射率非微粘結炭の３ｍｍ以下の粒子の割合を全体の目標値以下とした。
【００２９】
以上のようにして製造した実施例１〜３、比較例１〜４の各コークスのドラム強度を測定した。測定条件は、ＤＩ３０１５（ドラム３０回転後に残った粒径１５ｍｍ以上の粒子の割合）とした。測定結果を図２に示す。実施例のコークスはいずれも、明らかに比較例のコークスよりも高い強度を示しており、本発明の効果が確認された。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、強度の高いコークスを得ることが可能なコークス炉装入用石炭の調整方法を提供することができる。その結果、本発明を用いれば、安価だが低品位の石炭である非微粘結炭の使用量を増やしても現状のコークス強度を維持できるため、原料炭費用を削減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】石炭のハードグローブ粉砕性指数（ＨＧＩ）と最大平均反射率との間の測定結果を示す図。
【図２】実施例および比較例でのコークスドラム強度の測定結果を示す図。
【図１】
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【図２】
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