(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘結性を有する石炭及び非粘結炭を含む複数の炭種からなる配合炭を、幅がコークス炉炭化室の炉幅より小さく、他の２辺が０．５ｍ以上である略直方体に圧密成型し、得られた圧密成型物をコークス炉の炭化室に装入・乾留して冶金用コークスを製造する方法であって、
前記粘結性を有する石炭として、平均Ｒ０が１．００、ＭＦが２００ｄｄｐｍであって非粘結炭を含まない配合炭を用い、前記非粘結炭として、ドライベースの揮発分が質量比で１０％超２３％未満の低揮発分非粘結炭（Ａ）のみを配合して前記低揮発分非粘結炭（Ａ）の配合比が下記（１）式を満たし、
ＰＡ≦０．４７×（ＶＭＬ）１．４            （１）
かつ、コークス強度指数ＤＩ１５０１５が８４以上を満たす非粘結炭の配合比を決定する、冶金用コークスの製造方法：
ここに、
コークス強度指数ＤＩ１５０１５とは、ＪＩＳＫ２１５１に従い、粒径２５ｍｍ以上の塊コークスを１０ｋｇ採取して供試試料とし、ドラム１５０回転後のコークスを全量回収し、粒径１５ｍｍ以上のコークス重量割合を測定したものをいい、
ＰＡ：低揮発分非粘結炭（Ａ）の配合比（ドライベースでの質量％）をいい、
（低揮発分非粘結炭（Ａ）の配合量，（ｔ））／（配合炭の全量（ｔ））×１００
により求められるものをいい、
ＶＭＬ：低揮発分非粘結炭（Ａ）の揮発分の含有比をいい、ＪＩＳＭ８８１２により求めた揮発分含有量（ドライベースでの質量％）をいう。
【請求項２】
粘結性を有する石炭及び非粘結炭を含む複数の炭種からなる配合炭を、幅がコークス炉炭化室の炉幅より小さく、他の２辺が０．５ｍ以上である略直方体に圧密成型し、得られた圧密成型物をコークス炉の炭化室に装入・乾留して冶金用コークスを製造する方法であって、
前記粘結性を有する石炭として、平均Ｒ０が１．００、ＭＦが２００ｄｄｐｍであって非粘結炭を含まない配合炭を用い、前記非粘結炭として、ドライベースの揮発分が質量比で３２％超の高揮発分非粘結炭（Ｂ）のみを配合して前記高揮発分非粘結炭（Ｂ）の配合比が下記（２）式を満たし、
ＰＢ≦−１．０３×（ＶＭＨ）＋４９．５３          （２）
かつ、コークス強度指数ＤＩ１５０１５が８４以上を満たす非粘結炭の配合比を決定する、冶金用コークスの製造方法：
ここに、
コークス強度指数ＤＩ１５０１５とは、ＪＩＳＫ２１５１に従い、粒径２５ｍｍ以上の塊コークスを１０ｋｇ採取して供試試料とし、ドラム１５０回転後のコークスを全量回収し、粒径１５ｍｍ以上のコークス重量割合を測定したものをいい、
ＰＢ：高揮発分非粘結炭（Ｂ）の配合比（ドライベースでの質量％）をいい、
（高揮発分非粘結炭（Ｂ）の配合量，（ｔ））／（配合炭の全量（ｔ））×１００
により求められるものをいい、
ＶＭＨ：高揮発分非粘結炭（Ｂ）の揮発分の含有比をいい、ＪＩＳＭ８８１２により求めた揮発分含有量（ドライベースでの質量％）をいう。
【請求項３】
圧密成型物の密度がドライベースで１．０〜１．２ｔ／ｍ３を満たすように行われる請求項１または２に記載の冶金用コークスの製造方法。
【請求項４】
低揮発分非粘結炭（Ａ）及び高揮発分非粘結炭（Ｂ）は、ギーセラー流動性がＭＦ≦１ｄｄｐｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載の冶金用コークスの製造方法。
【請求項５】
圧密成型が冷間スタンピングにより行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の冶金用コークスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冶金用コークスの製造方法、特に、コークス原料である原料炭を圧密成型法により成型し、得られた圧密成型物をコークス炉の炭化室に装入・乾留する工程を有する冶金用コークスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冶金用コークス、特に製鉄用の高炉に装入されるコークスは、高炉内反応のための熱源としての役割のほか、還元剤としての役割及び通気性維持のための役割を有する。特に、通気性維持のための役割は重要であり、一般に、コークス強度指数ＤＩ１５０１５によって代表される強度指数が８０を超えることが要求されている。近年の高炉の大型化と操業条件の過酷化に伴い、上記指数はさらに大きく、たとえば、８４以上が要求されるようになっている。
【０００３】
かかる強度指数の高い冶金用コークスは、主たる原料としていわゆる強粘結炭を用いるとともに、その製造条件に種々の観点からの検討を加えることによって製造可能となっている。また、その生産性を向上させる試みも行われ、製鉄コストの低減に寄与している。例えば、装入炭の嵩密度を増加させてコークス炉の生産性およびコークス品質を向上させる手段として、従来の重力装入法に代わって、成型炭装入法やスタンピング法（スタンプチャージ法ともいう）が採用されるようになっている。このうち、成型炭装入法は、装入炭のうち１０〜３０％程度をブリケット状に成型して装入し、装入炭嵩密度の増大を図るものであるが、その増加率は１０％程度に留まっている。
【０００４】
これに対し、スタンピング法に代表される圧密成型法は、配合炭を炭化室の寸法よりやや小さいほぼ直方体状に圧密成型し、得られた圧密成型物をコークス炉の炭化室に装入・乾留する方法である。このスタンピング法では、装入炭の全量が圧密成型されるため、従来採用されている重力装入方式に比較して装入炭嵩密度が約１．５倍程度に上昇し、石炭粒子が圧縮され粒子間距離が短くなり、生成するコークスは緻密化しコークス強度が向上するという特徴があり、その特徴をさらに生かすため多くの提案がおこなわれている（特許文献１〜４参照）。
【０００５】
しかしながら、近年の製鉄業の隆盛、特に新興国における隆盛は、冶金用コークスの生産に不可欠な強粘結炭の需要増大を招き、将来的には、その枯渇化も想定しなければならない状態を招来している。そのため、より低品位の、とりわけ、加熱中に軟化溶融性を示さない非粘結炭をコークス原料として配合し使用することが重要となってきている。
【０００６】
かかる資源状況を考慮して、重力装入方式においても、原料炭に非粘結炭を混合配合して使用する提案がなされている（例えば、特許文献５参照）。このような提案は、スタンピング装入法においても転用可能と考えられる。一方、特許文献６には、「粘結性の異なる石炭からなるコークス炉装入炭全量を３００〜５００℃に急速加熱し、軟化溶融域にある石炭をバインダーとして石炭ケーキを圧密成形し、速やかにコークス炉に装入することを特徴とする石炭の予熱スタンピング装入方法」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５９−３８２７９号公報
【特許文献２】特開昭５９−１２６４９５号公報
【特許文献３】特開昭６１−１０６６９１号公報
【特許文献４】特開昭６１−８７７８８号公報
【特許文献５】特開２００７−９０１６号公報
【特許文献６】特開平７−１０９４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特許文献１−４には、圧密成型法を実施するために必要な配合炭の調整方法や添加物が示されている。しかしながら、これら特許文献は、圧密成型法における非粘結炭の使用基準について教えるものではない。特に、非粘結炭は加熱時に軟化溶融性を示さないものであるため、非粘結炭炭化物と周囲のコークス組織との融着性が悪く、目標のコークス強度を達成するためには、非粘結炭の配合手段、特に、配合比を具体的に定める必要がある。一方、特許文献６に開示の石炭の予熱スタンピング装入方法は、非・微粘結炭を３０％装入可能とするものであり、新たなバインダーを必要としないものであるが、スタンピングマシンに装入される非・微粘結炭及び弱・強粘結炭を含む全原料をあらかじめ３００〜５００℃に急速加熱する必要がある。そのため、この手段によるときには、スタンピング装置の他に熱風乾燥炉、熱風発生機などの付帯設備を必要とする。
【０００９】
本発明は、非粘結炭を含む複数の炭種からなる配合炭を圧密成型法により成型し、得られた圧密成型物をコークス炉の炭化室に装入して乾留するときに必要な非粘結炭の具体的配合比を決定し、非粘結炭を含む配合炭を常温で圧密成型して、強度の高い冶金用コークスを製造可能とする手段を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、粘結性を有する石炭及び非粘結炭を含む複数の炭種からなる配合炭を、幅がコークス炉炭化室の炉幅より小さく、他の２辺が０．５ｍ以上である略直方体に圧密成型し、得られた圧密成型物をコークス炉の炭化室に装入・乾留して冶金用コークスを製造する方法であって、
前記粘結性を有する石炭として、平均Ｒ０が１．００、ＭＦが２００ｄｄｐｍであって非粘結炭を含まない配合炭を用い、前記非粘結炭として、ドライベースの揮発分が質量比で１０％超２３％未満の低揮発分非粘結炭（Ａ）のみを配合して前記低揮発分非粘結炭（Ａ）の配合比が下記（１）式を満たし、
ＰＡ≦０．４７×（ＶＭＬ）１．４            （１）
かつ、コークス強度指数ＤＩ１５０１５が８４以上を満たす非粘結炭の配合比を決定する、冶金用コークスの製造方法：
ここに、
コークス強度指数ＤＩ１５０１５とは、ＪＩＳＫ２１５１に従い、粒径２５ｍｍ以上の塊コークスを１０ｋｇ採取して供試試料とし、ドラム１５０回転後のコークスを全量回収し、粒径１５ｍｍ以上のコークス重量割合を測定したものをいい、
ＰＡ：低揮発分非粘結炭（Ａ）の配合比（ドライベースでの質量％）をいい、
（低揮発分非粘結炭（Ａ）の配合量，（ｔ））／（配合炭の全量（ｔ））×１００
により求められるものをいい、
ＶＭＬ：低揮発分非粘結炭（Ａ）の揮発分の含有比をいい、ＪＩＳＭ８８１２により求めた揮発分含有量（ドライベースでの質量％）をいう。
【００１１】
本発明は、粘結性を有する石炭及び非粘結炭を含む複数の炭種からなる配合炭を、幅がコークス炉炭化室の炉幅より小さく、他の２辺が０．５ｍ以上である略直方体に圧密成型し、得られた圧密成型物をコークス炉の炭化室に装入・乾留して冶金用コークスを製造する方法であって、
前記粘結性を有する石炭として、平均Ｒ０が１．００、ＭＦが２００ｄｄｐｍであって非粘結炭を含まない配合炭を用い、前記非粘結炭として、ドライベースの揮発分が質量比で３２％超の高揮発分非粘結炭（Ｂ）のみを配合して前記高揮発分非粘結炭（Ｂ）の配合比が下記（２）式を満たし、
ＰＢ≦−１．０３×（ＶＭＨ）＋４９．５３          （２）
かつ、コークス強度指数ＤＩ１５０１５が８４以上を満たす、非粘結炭の配合比を決定する、冶金用コークスの製造方法：
ここに、
コークス強度指数ＤＩ１５０１５とは、ＪＩＳＫ２１５１に従い、粒径２５ｍｍ以上の塊コークスを１０ｋｇ採取して供試試料とし、ドラム１５０回転後のコークスを全量回収し、粒径１５ｍｍ以上のコークス重量割合を測定したものをいい、
ＰＢ：高揮発分非粘結炭（Ｂ）の配合比（ドライベースでの質量％）をいい、
（高揮発分非粘結炭（Ｂ）の配合量，（ｔ））／（配合炭の全量（ｔ））×１００
により求められるものをいい、
ＶＭＨ：高揮発分非粘結炭（Ｂ）の揮発分の含有比をいい、ＪＩＳＭ８８１２により求めた揮発分含有量（ドライベースでの質量％）をいう。
【００１２】
圧密成型物の密度がドライベースで１．０〜１．２ｔ／ｍ３を満たすように行われることが好ましい。
【００１５】
前記各発明において使用する低揮発分非粘結炭（Ａ）及び高揮発分非粘結炭（Ｂ）は、ギーセラー流動性が
ＭＦ≦１ｄｄｐｍ
であることとするのが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明においては、上記圧密成型が冷間スタンピングにより行われることとするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、非粘結炭を含む配合炭を圧密成型法により成型し、得られた圧密成型物をコークス炉の炭化室に装入して乾留して強度の高い冶金用コークス、たとえば、コークス強度指数ＤＩ１５０１５値が８４以上の冶金用コークスを製造することが可能になる。また、本発明によれば、常温で成型した圧密成型物を用いて強度の高い冶金用コークスを製造することが可能であり、設備費及びエネルギーコストの削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】低揮発分非粘結炭（Ａ）を配合し、乾留したときに得られる低揮発分非粘結炭（Ａ）の配合比（ドライベースでの質量比）と冶金用コークスの強度指数ＤＩ１５０１５との関係を示すグラフである。
【図２】低揮発分非粘結炭（Ａ）を用いた場合について、コークス強度指数８４が満たされる限界を求めたグラフである。
【図３】高揮発分非粘結炭（Ｂ）を配合し、乾留したときに得られる高揮発分非粘結炭（Ｂ）の配合比（ドライベースでの質量比）と冶金用コークスの強度指数ＤＩ１５０１５との関係を示すグラフである。
【図４】高揮発分非粘結炭（Ｂ）を用いた場合について、コークス強度指数８４が満たされる限界を求めたグラフである。
【図５】非粘結炭を含む配合炭から得た圧密成型物を乾留して冶金用コークスを得る実験における圧密成型物の石炭嵩密度と製品冶金用コークス強度指数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、コークス原料を圧密成型法により成型し、得られた成型物をコークス炉の炭化室に装入・乾留する一連の工程からなる冶金用コークスの製造方法に適用される。ここに、圧密成型法とは、配合炭を圧密成型し、その成型物を室炉式コークス炉の炭化室に装入する方法であり、いわゆるスタンピング法が含まれる。
【００２０】
この方法では、配合炭全量が圧密成型される。そのため、非粘結炭を含む配合炭の全量を、幅がコークス炉の炭化室の炉幅より小さく、他の２辺が０．５ｍ以上である略直方体ブロックの圧密成型物とする。なお、圧密成型物の長さは、コークス炉の炭化室炉長の１／３〜１／２以上の長さを有するものとするのが、炭化室への圧密成型物の装入を効率的に行うために好ましい。
【００２１】
本発明においては、上記コークス原料である配合炭として、粘結性を有する石炭に一定の性状を有する非粘結炭を配合したものを使用する。粘結性を有する石炭としては、いわゆる強粘結炭の他、通常の配合炭に用いられる弱粘結炭、準強粘結炭、微粘結炭が用いられる。非粘結炭としては、ＪＩＳＭ８８０１により規定される石炭のギーセラー最高流動度ＭＦが１ｄｄｐｍ以下のものが用いられる。具体的には、粘結性を有する石炭として、通常の配合炭、例えば、強粘結炭を主としこれに所要の弱粘結炭等を配合したものを選び、これに一定の性状を有する非粘結炭を配合したものを使用する。
【００２２】
このようなギーセラー最高流動度を有する非粘結炭には、種々のものがあるが、本発明では、ドライベースの揮発分が質量比で１０％超２３％未満の低揮発分非粘結炭（Ａ）又はドライベースの揮発分が質量比で３２％超の高揮発分非粘結炭（Ｂ）のみを用いることとする。なお、ここに、ドライベースの揮発分とは、ＪＩＳＭ８８１２により測定されたものをいう。
【００２３】
ここに、揮発分が１０％以下のいわゆる無煙炭は低揮発分非粘結炭（Ａ）としない。後に示すように、本発明において、無煙炭を非粘結炭（Ａ）として配合したときには、コークス強度指数ＤＩ１５０１５の低下が大きくなり、高々、数％しか配合できないためである(図２参照)。また、揮発分が２３以上３２％以下の非粘結炭も、本発明で配合する非粘結炭（低揮発分非粘結炭（Ａ）又は高揮発分非粘結炭（Ｂ））としない。この範囲の揮発分を有するものは、粘結性を有するものが多いだけでなく、資源的にも限界があり、本発明の目的である非粘結炭の使用拡大という点から実用的でないからである。なお、揮発分が３２％超の非粘結炭であっても、その値が５０％を超えるものは、その配合によりコークス強度指数ＤＩ１５０１５の低下が大きくなるので、本発明でいう高揮発分非粘結炭（Ｂ）として採用しないのがよい。
【００２４】
本発明においては、上記の非粘結炭（低揮発分非粘結炭（Ａ）及び／又は高揮発分非粘結炭（Ｂ））を配合するに当たり、まず、非粘結炭の配合率に対するコークス強度指数ＤＩ１５０１５の関係式を推定する。
【００２５】
図１は、コークス性状における通常の配合炭の品位である平均Ｒｏ：１．００、ＭＦ：２００ｄｄｐｍ、ＴＩ：３０％を有する非粘結炭を含まない石炭（以下「標準配合炭」という）に対し、ドライベースの揮発分が表１に示す１０％超２３％未満の低揮発分非粘結炭（Ａ）を加えて配合炭とし、下記の条件により乾留したときに得られる低揮発分非粘結炭（Ａ）の配合比（ドライベースでの質量比，ＰＡ）と冶金用コークスの強度指数ＤＩ１５０１５との関係を示すグラフである。ここに、低揮発分非粘結炭（Ａ）の配合比ＰＡ（質量％）は下記式により与えられるものをいう。
ＰＡ＝（低揮発分非粘結炭（Ａ）の配合量（ｔ））／（配合炭の全量（ｔ））×１００
【００２６】
記
配合炭の調整：全量３ｍｍ以下となるように粉砕する。
圧密成型：石炭水分を８％(一定)とし、非粘結炭を所定配合率で添加した配合炭を調整し、５００ｍｍ×６００ｍｍ×４００ｍｍのステンレス鋼製の乾留缶にドライベースで８０ｋｇ装入し、石炭装入密度（１．０〜１．２ｔ/ｍ３）となるように乾留缶内の石炭層上部から１０〜３０ＭＰａの圧力をかけて石炭を室温で圧密成型する。
乾留：乾留炉へ乾留缶を装填して下記条件により乾留する。
乾留炉壁温度：１０００℃（一定）
乾留時間：６時間
冷却方法：窒素気流による
コークス強度指数ＤＩ１５０１５の測定：ＪＩＳＫ２１５１に従い、粒径２５ｍｍ以上の塊コークスを１０ｋｇ採取して供試試料とし、ドラム１５０回転後のコークスを全量回収し、粒径１５ｍｍ以上のコークス重量割合を測定し、コークス強度指数ＤＩ１５０１５を算出する。
【００２７】
【表１】
0005884159.tif 000002
【００２８】
図１から、非粘結炭を配合した場合には、配合した非粘結炭の揮発分が高いほどコークス強度指数の低下は小さいことがわかる。図２は、前記図１について整理し、低揮発分非粘結炭（Ａ）を用いた場合について、コークス強度指数８４が満たされる限界を求めたグラフである。図２から、コークス強度指数８４を満たす条件は、非粘結炭の揮発分含有量と非粘結炭の配合比ＰＡによって定まることが分かる。
【００２９】
図２に示す関係は、（１）式によって表わすことができ、この関係式を満たす条件の下であれば、低揮発分非粘結炭（Ａ）を配合しても十分な強度を有する冶金用コークスを製造することができる。
ＰＡ≦０．４７×（ＶＭＬ）１．４            （１）
ここに、
ＶＭＬ：低揮発分非粘結炭（Ａ）の揮発分の含有比をいい、ＪＩＳＭ８８１２により求めた揮発分含有量（ドライベースでの質量％）をいう。
【００３０】
上記の関係式は、配合する非粘結炭の揮発分の含有量が高ければ、より多くの非粘結炭の配合比を高くできることを示している。しかし、すでに述べたように、揮発分が２３％以上の非粘結炭を用いるときには、コークス強度指数ＤＩ１５０１５は高くなるものの、資源的な制約が大きく実用的ではない。したがって、上記（１）式の適用範囲は，低揮発分非粘結炭（Ａ）の揮発分の含有量（ＶＭＬ）が２３％未満に制限される。
【００３１】
図３は、ドライベースの揮発分が表２に示す３２％以上の高揮発分非粘結炭（Ｂ）について、前記低揮発分非粘結炭について行ったのと同様の条件により配合・乾留試験を行ったときに得られる高揮発分非粘結炭（Ｂ）の配合比（ドライベースでの質量％，ＰＢ）と冶金用コークスの強度指数ＤＩ１５０１５との関係を示すグラフである。ここに、高揮発分非粘結炭（Ｂ）の配合比ＰＢは下記により与えられるものをいう。
ＰＢ＝（高揮発分非粘結炭（Ｂ）の配合量（ｔ））／（配合炭の全量（ｔ））×１００
【００３２】
【表２】
0005884159.tif 000003
【００３３】
図３から、高揮発分非粘結炭（Ｂ）を配合した場合には、配合した非粘結炭の揮発分（ＶＭＨ）が高いほどコークス強度指数の低下は大きくなることが分かる。図３の結果を整理し、高揮発分非粘結炭（Ｂ）を用いた場合について、コークス強度指数８４が満たされる限界を求めると、図４のグラフが得られ、この場合にも、コークス強度指数８４を満たす条件が、非粘結炭の揮発分含有量と非粘結炭の配合率によって定まることが分かる。
【００３４】
図４に示す関係は、（２）式によって表すことができ、この関係式を満たす条件の下であれば、高揮発分非粘結炭（Ｂ）を配合しても十分な強度（この場合、コークス強度指数８４）を有する冶金用コークスを製造することができる。
ＰＢ≦−１．０３×（ＶＭＨ）＋４９．５３          （２）
により求められるものをいう。
ここに、
ＶＭＨ：高揮発分非粘結炭（Ｂ）の揮発分の含有比をいい、ＪＩＳＭ８８１２により求めたドライベースの揮発分含有量（質量％）をいう。
【００３５】
上記の関係式は、配合する高揮発分非粘結炭の揮発分の含有量が低ければ、より多くの非粘結炭の配合比を高くできることを示している。しかし、すでに述べたように、揮発分が３２％以下の非粘結炭を用いるときには、コークス強度指数ＤＩ１５０１５は高くなるものの、資源的な制約が大きく実用的ではない。したがって、上記（１）式の適用範囲は，低揮発分非粘結炭（Ａ）の揮発分の含有量（ＶＭＨ）が３２％超のものに制限される。
【００３６】
上記のように、低揮発分非粘結炭（Ａ）及び高揮発分非粘結炭（Ｂ）のいずれを用いる場合であっても、非粘結炭の配合率に対するコークス強度指数ＤＩ１５０１５の関係式を求めることができ、その結果に基づいて、必要なコークス強度指数ＤＩ１５０１５が所定値を満たすように非粘結炭の配合比を決定することができる。
【００３７】
本発明は、上記のように決定した非粘結炭の配合比にしたがいコークス原料を調整して圧密成型法により得られた圧密成型物をコークス炉の炭化室に装入・乾留して冶金用コークスの製造することに特徴があり、それによって、非粘結炭を含む配合炭を利用して、コークス強度指数ＤＩ１５０１５が高い、たとえば、ＤＩ１５０１５が８４以上の冶金用コークスを製造することが可能になる。以下、本発明を実施するための具体的条件について述べる。
【００３８】
本発明においては、原料炭を圧密成型して、石炭嵩密度を充分に高める必要がある。図５は、先述の標準配合炭に対し、表１に示す原料炭記号３の低揮発分非粘結炭（Ａ）及び表２に示す原料炭記号１３の高揮発分非粘結炭（Ｂ）をそれぞれ、配合比ＰＡ、ＰＢが１０％、５％となるように配合し、圧密成型条件を変動させて得た圧密成型物を前記と同様の条件で乾留して冶金用コークスを得た実験結果を示すグラフである。ここに示すように、本発明の目的を達するためには、圧密成型はドライベースで圧密成型物の密度が１．０〜１．２ｔ／ｍ３を満たすように行われることが望ましい。
【００３９】
圧密成型法は、特に限定されず、成型物の全体が均一な密度となるように成型可能な手段であればよい。たとえば、特許文献6に記載の予熱スタンピングを用いることもできるが、通常の冷間スタンピングによるのが省エネルギーの観点から好ましい。冷間スタンピング法としては、公知の手段、たとえば、石炭容器に少量ずつ石炭を装入しながら多数の杵状の圧子で石炭を突き固める方法などを用いることができる。また、容器に装入した石炭層全体に圧子等で均等に圧力を加えて圧縮する成型法を広く用いることもできる。
【００４０】
本発明によって冶金用コークスを製造する場合には、高炉操業の安定性の観点から、コークス強度指数ＤＩ１５０１５が８４以上となるように、低揮発分非粘結炭（Ａ）及び高揮発分非粘結炭（Ｂ）の配合比を決定することが重要である。具体的には、下記のように、これらの配合比を決定する。
【００４１】
(1)低揮発分非粘結炭（Ａ）のみを配合する場合
単一の炭種を配合する場合には、揮発分成分の含有量が一定であるから、その炭種について、非粘結炭の配合率に対するコークス強度指数ＤＩ１５０１５の関係式を推定し、該関係式に基づいてコークス強度指数ＤＩ１５０１５が、たとえば、８４を満たすように、配合比を決定すればよい。複数の炭種を混合して配合する場合には、配合される各炭種の揮発分成分の含有量の加重平均値をとり、これを用いて、前記工程を行えばよい。
【００４２】
(2)高揮発分非粘結炭（Ｂ）のみを配合する場合
上記低揮発分非粘結炭（Ａ）のみを配合する場合と同様である。
【００４３】
(3)低揮発分非粘結炭（Ａ）と高揮発分非粘結炭（Ｂ）を併用する場合
この場合には、低揮発分非粘結炭（Ａ）と高揮発分非粘結炭（Ｂ）の配合量がコークス強度指数に及ぼす影響が異なる傾向を示すために、低揮発分非粘結炭及び高揮発分非粘結炭の配合比を下記（３）及び（４）式を満すように行う。
ΔＳ＝ΔＳＡ＋ΔＳＢ        （３）
Ｓ−ΔＳ≧ＤＩ１５０１５＝８４        （４）
ここに
Ｓ：配合炭の基礎強度指数（ＤＩ１５０１５）
ΔＳＡおよびΔＳＢ：低揮発分非粘結炭（Ａ）又は高揮発分非粘結炭（Ｂ）を配合することによる基礎強度指数からの低下量（ＤＩ１５０１５）
【００４４】
まず、配合炭の基礎強度指数Ｓ（ＤＩ１５０１５）を求める。配合炭の基礎強度指数Ｓとは、非粘結炭が配合されるベースとなる配合炭により製造された冶金用コークスのコークス強度指数をいう。この値は、通常の試験炉により求めることができる。なお、非粘結炭を配合することにより、コークス強度指数が低下するので、この値は８４を超えるものとしなければならない。
【００４５】
次いで、低揮発分非粘結炭（Ａ）及び高揮発分非粘結炭（Ｂ）を配合したときのコークス強度指数の低下量、ΔＳＡ及びΔＳＢを求め、これらの合計量を前記配合炭の基礎強度指数Ｓから差し引いた値が８４以上となるように調整する。いいかえれば、ベースとなる配合炭に非粘結炭を配合したときの強度低下量の合計量を、ベースとなる配合炭を使用したときのコークスの強度から差し引いても、必要なコークス強度指数ＤＩ１５０１５が８４以上となるように調整するのである。
【００４６】
本発明においては、非粘結炭を配合した配合炭を圧密成型して得た圧密成型物を、通常の室炉式コークス炉の炭化室に装入して乾留する。この装入・乾留の工程は、通常の圧密成型法、たとえばスタンピング法の場合と同様でよい。なお、圧密成型物の形状を、コークス炉の炭化室炉に装入可能な幅を有し、かつコークス炉の炭化室炉長の１／３〜１／２以上の長さを有し、炭化室高さの１／２以上の高さを有する直方体ブロックあるいは、炭化室の大きさとほぼ一致する大きさの直方体ブロックとするのが特に好ましく、これにより、炭化室への圧密成型物の装入を効率的に行うことができる。
【００４７】
上記のように、本発明によれば、従来その配合基準が明らかでなかったため、十分使用ができなかった非粘結炭を適正に使用して強度の高い冶金用コークスの製造が可能となった。これにより、冶金用コークスの製造に不可欠な強粘結炭の節減を図ることができるとともに、コークス炉の操業効率の向上を図ることができる。
【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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