(57)【要約】【課題】  生産性を低下させることなく、微粉炭を成型する際にスクリューフィーダー近傍の微粉炭層内の内圧を低減し、良好な強度や歩留を持維できる微粉炭の成型方法を提供する。【解決手段】  高炉用コークス製造用の原料炭を分級した後、分級点未満の微粉炭を成型する方法において、事前に微粉炭の予備圧密を施した後、該微粉炭をスクリューフィーダーにより成型機に供給し微粉炭を成型する微粉炭の成型方法。【選択図】      図１
2006022156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉用コークス製造用の原料炭を分級した後、分級点未満の微粉炭を成型する方法において、事前に微粉炭の予備圧密を施した後、該微粉炭をスクリューフィーダーにより成型機に供給し微粉炭を成型することを特徴とする微粉炭の成型方法。
【請求項２】
前記微粉炭の予備圧密は、対向する２つの圧密ロールを用いて、圧密ロールの線圧を０．３ｔ／ｃｍ以上、１．２ｔ／ｃｍ未満で加圧することを特徴とする請求項１に記載の微粉炭の成型方法。
【請求項３】
前記成型において、前記スクリューフィーダー先端部近傍における前記微粉炭の嵩密度を０．７６ｔ／ｍ3以上とすることを特徴とする請求項１または２に記載の微粉炭の成型方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉用コークス製造用の原料炭を分級した後、分級点未満の微粉炭を成型する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高炉用コークス製造用の原料炭として、高品質炭（強粘結炭、粘結炭）が用いられてきたが、近年は、高品質炭は枯渇状態にあり、低品質炭（非微粘結炭）をも主原料炭として多量に使用せざるを得ない状況にある。
【０００３】
しかし、低品質炭（非微粘結炭）は安価で安定供給が可能ではあるものの、主原料炭として多量に使用する場合には、コークス炉でのコークス化性に劣るため、コークス強度が低下する問題があった。
【０００４】
これまで、コークス強度の低下を抑制するために、高炉用コークス製造用の原料炭を乾燥して水分を低下させ、石炭の嵩密度を向上させることでコークス化性を改善し、水分低下による発塵を抑制するために、乾燥炭を分級し、発塵の原因となる微粉炭を成型する方法が数多く開示されている。
【０００５】
従来、微粉炭の成型方法として、微粉炭をスクリューフィーダーにより成型機に供給し、対向する２つの平ロールまたは溝付ロールで加圧成型する方式が用いられている。
【０００６】
しかし、このような微粉炭の加圧成型方法では、以下の問題があった。つまり、微粉炭は粒度分布の幅が狭いため、成型機に供給する際の石炭の充填構造は、空隙が多い過疎状態となる。そのため、ロールで成型する際に、石炭の処理量（供給量）の増加にともなって、石炭粒子間の空隙の空気などにより、成型機内の内圧が増加する。
【０００７】
この場合、脱気が不十分な場合には、ロール直上の粉体層の内圧が上昇し、石炭をスクリューフィーダーで供給する際に、スプリングバック現象が顕著になり、成型炭の強度低下や歩留り低下が生じる原因となる。また、安定した成型を可能とするためには、成型機のロール回転数を制限し、成型炭の生産性を下げざるを得なかった。
【０００８】
このような微粉炭成型時の問題に対して、特許文献１には、ロール成型機を構成するスクリューフィーダーのケーシング、または、スクリュー先端周囲のホッパー壁の構造を多数の開孔部を有する鋼板とその外側のフィルターからなる通気構造としたロール成型機が開示されている。
【０００９】
しかし、このロール成型機では、フィルターのメッシュが石炭を透過できない程度にする必要があるため、成型時に、微粉炭によりフィルターの目詰りが発生しやすく、充分な通気性を維持するためには、フィルターのメンテナンスが必要となる。
【００１０】
また、特許文献２には、ロール成型機の石炭供給用のホッパー下部に脱気路を複数設け、各脱気路の外側開口部に吸引ボックスを設け、この吸引ボックスを介して、脱気路から漏れ出た微粉炭を集塵機により回収する構造を有するロール成型機が開示されている。
【００１１】
しかし、この装置では、集塵機と集塵機で捕集した微粉炭を再びホッパーに戻すための複雑な構造を必要とするため、設備が大型化し、メンテナンス性が悪く、作業性及び生産性に優れた微粉炭の成型方法とは言えなかった。
【００１２】
【特許文献１】特開平５−６９１９８号公報
【特許文献２】特開平５−３３１４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記従来技術の課題を踏まえ、本発明は、生産性を低下させることなく、微粉炭を成型する際に、スクリューフィーダー近傍の微粉炭層内の内圧を低減し、良好な強度や歩留を持維できる微粉炭の成型方法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】
【００１４】
微粉炭は、粒度分布の幅が狭く、成型機に供給する際の充填構造は空隙が多いため、ロール成型時に、石炭粒子間の空隙の空気などにより、成型機内の内圧が増加する。充填構造が過疎化するため、成型機に噛み込まれる直前の粉体の嵩密度が低くなる。
【００１５】
そこで、本発明者は、微粉炭を成型する前に、微粉炭層の嵩密度を増加し、ロール成型時の成型機内の内圧を低減する手法について鋭意検討した。その結果、事前に微粉炭を圧密した後、スクリューフィーダーにより成型機に供給することにより、成型ロールに噛み込まれる直前の微粉層の嵩密度は増加し、成型機内の内圧は低減されることを知見した。
【００１６】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００１７】
（１）高炉用コークス製造用の原料炭を分級した後、分級点未満の微粉炭を成型する方法において、事前に微粉炭の予備圧密を施した後、該微粉炭をスクリューフィーダーにより成型機に供給し微粉炭を成型することを特徴とする微粉炭の成型方法。
【００１８】
（２）前記微粉炭の予備圧密は、対向する２つの圧密ロールを用いて、圧密ロールの線圧を０．３ｔ／ｃｍ以上、１．２ｔ／ｃｍ未満で加圧することを特徴とする前記（１）に記載の微粉炭の成型方法。
【００１９】
（３）前記成型において、前記スクリューフィーダー先端部近傍における前記微粉炭の嵩密度を０．７６ｔ／ｍ3以上とすることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の微粉炭の成型方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、微粉炭を成型する際に、生産性を低下させることなく、微粉炭を成型する際にスクリューフィーダー近傍の微粉炭層内の内圧を低減し、良好な強度や歩留を持維することができる。
【００２１】
その結果、乾燥炭中含まれる発塵の原因となる微粉炭を分級し、成型することにより充分な強度の成型炭が得られ、コークス炉内に装入する際に崩壊による発塵が抑制され、炉上部や上昇管等への発塵炭由来のカーボンの付着や、副産物への発塵炭の混入などを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明を図面に基づいて説明する。図１に、本発明を実施する一装置例を示す。粉砕された原料炭を分級した後、分級点未満の微粉炭１は、所定の供給量で圧密ロール２内に供給され、微粉炭１は連続的に予備圧密される。
【００２３】
予備圧密された圧密炭３は、貯留槽４に供給され、さらに、その下部に設けられた押込み槽５に供給され、次いで、圧密炭３は、スクリューフィーダー６により成型ロール７に供給され加圧成型されて、成型炭８が製造される。
【００２４】
上記実施形態によれば、微粉炭１の成型前に実施される微粉炭１の予備圧密により、成型機の押込み槽５内に供給される微粉炭層の充填構造が緻密化され、特に、成型ロール７の噛み込み直前、つまり、スクリューフィーダー６の先端部近傍（図中（a）の領域）の微粉炭１の嵩密度が向上する。
【００２５】
その結果、微粉炭の処理量（供給量）を増加させた場合でも、生産性を低下させずに、成型時の成型機内の内圧を低減し、成型時のスプリングバック現象を抑制できるため、成型炭の強度及び歩留を向上させることができる。
【００２６】
なお、上記実施形態において、粉砕した原料炭を分級する際の分級点は、原料炭の性状や、原料炭中の水分量に応じて、発塵の原因となる微細粒径から決定される。
【００２７】
分級点を過度に小さくすると粒度分布が狭くなり、成型時に成型機内の微紛炭層の嵩密度が低下する可能性がある。逆に、分級点が高すぎると、微粉炭の成型による発塵抑制効果が薄れ、また、成型性が低下し、成型炭の強度及び歩留が低下する可能性がある。
【００２８】
そのため、分級点は、０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲で選択するのが好ましい。
【００２９】
また、上記圧密ロール２の形状は特に限定する必要はないが、微粉炭を均一に加圧するためには、平ロールが好ましい。
【００３０】
また、上記原料炭とは、単独銘柄の石炭または複数銘柄の石炭を混合したものを意味する。
【００３１】
上記実施形態において、成型炭の強度及び歩留を向上するために、微粉炭１を予備圧密する際の圧密ロール２の線圧、および、圧密炭３を加圧成型する際の成型機８のスクリューフィーダー先端部近傍（図１中（a）の領域）における微粉炭の嵩密度が特に重要である。
【００３２】
これらの好ましい条件について、図２〜図４を用いて説明する。なお、なお、図２〜図４に示す結果は、上記図１に示す装置を用いて、粉砕した原料炭を分級点０．５ｍｍで分級した後の分級点未満の微粉炭を予備圧密した後、成型した結果をそれぞれ整理したものである。
【００３３】
図２は、圧密ロールの線圧と、成型機のスクリューフィーダー先端部近傍における微粉炭の嵩密度との関係を示す。
【００３４】
成型する前に微粉炭を予備圧密しない場合（圧密ロールの線圧が０ｔ／ｃｍの場合）、成型機のスクリューフィーダー先端部近傍における微粉炭の嵩密度は、０．７２ｔ／ｍ3程度と低い。
【００３５】
圧密ロールの線圧が０．１ｔ/ｃｍの場合にも、微粉炭の予備圧密による嵩密度向上効果は若干見られるが、その効果は少ない。圧密ロールの線圧が０．３ｔ/ｃｍ以上の条件で、成型機のスクリューフィーダー先端部近傍における微粉炭の嵩密度は、０．７６ｔ／ｍ3以上となり、従来の予備圧密なしの場合と比べて、成型ロール噛み込み直前の嵩密度が顕著に向上する。
【００３６】
図３は、成型機のスクリューフィーダー先端部近傍における微粉炭の嵩密度と、微粉炭層のガス圧との関係を示す。
【００３７】
成型する前に微粉炭を予備圧密しない場合（スクリューフィーダー先端部近傍における微粉炭の嵩密度が０．７２ｔ／ｍ3の場合）、成型機内の微粉炭層のガス圧は、３ｋＰａ程度と高い。
【００３８】
成型する前に微粉炭の予備圧密を行い、成型機のスクリューフィーダー先端部近傍における微粉炭の嵩密度を０．７６ｔ／ｍ3以上とすることにより、成型時に、成型機内の微粉炭層のガス圧を、１．２ｋＰａ以下に低下させることができる。
【００３９】
図４は、成型機のスクリューフィーダー先端部近傍における微粉炭の嵩密度と、成型炭の歩留及び強度との関係を示す。なお、成型炭の歩留は、成型機から排出された石炭全量に対する粒径１ｍｍ以上の質量割合（質量％）として示した。
【００４０】
また、成型炭の強度は、成型炭２００ｇを長さ７００ｍｍ、直径１３０．８ｍｍの円筒に入れ、６０回転後の石炭全量に対する粒径１ｍｍ以上の質量割合として示した。
【００４１】
成型する前に微粉炭の予備圧密を行い、成型機のスクリューフィーダー先端部近傍における微粉炭の嵩密度を０．７６ｔ／ｍ3以上とすることにより、従来に比べて、成型炭の歩留および強度を充分に向上させることができる。
【００４２】
上記図２〜図４に示す知見を踏まえ、本発明では、微粉炭の成型時に、成型ロール噛み込み直前の嵩密度を向上させ、成型機内の微粉炭層のガス圧を低減することにより、生産性を低下させずに、成型炭の強度及び歩留りを、従来に比べて充分に向上させるために、圧密ロールの線圧を０．３以上とし、成型機のスクリューフィーダー先端部近傍における微粉炭の嵩密度を０．７６ｔ／ｍ3以上とするのが好ましい。
【００４３】
なお、生産性を低下させずに、成型時の微粉炭の嵩密度をさらに向上させ、成型炭の強度及び歩留りをより向上させるためには、圧密ロールの線圧を、０．５ｔ／ｃｍ以上とするのがより好ましい。
【００４４】
一方、圧密ロールの線圧が１．２ｔ/ｃｍ以上の場合には、予備圧密された圧密炭が塊状になり、成型機に供給する際の流動性が低下するため、成型機のスクリューフィーダー先端部近傍における微粉炭の嵩密度の変動が大きくなる。
【００４５】
その結果、微粉炭の成型性が不安定になり、成型炭の歩留及び強度が変動し、必要強度を安定して得られなくなる。そこで、本発明では、圧密ロールの線圧の上限を、１．２ｔ／ｃｍ未満とした。
【００４６】
なお、本発明において、圧密ロールの線圧とは、ロール軸方向の単位ロール幅当たりの圧力（ｔ／ｃｍ）を意味する。
【実施例】
【００４７】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例の条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００４８】
（実施例）
上記図１に示す装置を用いて、粉砕された原料炭を分級点０．５ｍｍで分級した後、分級点未満の微粉炭１を圧密ロール２で予備圧密し、次いで、予備圧密された圧密炭３を、貯留槽４、さらに、押込み槽５に供給し、スクリューフィーダー６により成型ロール７に供給し加圧成型した。
【００４９】
なお、比較のための実施例として、微粉炭１を予備圧密しないで、スクリューフィーダー６により成型ロール７に供給し加圧成型した。
【００５０】
成型機の運転開始から６０分後（装置の安定性に必要な時間）に得られた成型炭８から試料を採取し、成型炭の歩留、強度、及び、処理量（生産性）を測定、評価した。表１にこれらの試験条件と結果を示す。なお、表１には示していないが、微粉炭成型時の成型ロールの線圧は、３．０ｔ/ｃｍの一定とした。
【００５１】
【表１】
2006022156.tif 000003
【００５２】
発明例１〜４は、微粉炭を予備圧密した後、成型したため、いずれも微粉炭を予備圧密しない比較例１及び２に比べて、成型機のスクリューフィーダー先端部近傍（図１中(a)の領域）における微粉炭の嵩密度は高くなり、生産性を低下させず（処理量を３．５ｔ／ｈに維持し）、成型炭の歩留及び強度を向上させることができた。
【００５３】
また、これらの発明例の中で、圧密ロールの線圧及び成型機のスクリューフィーダー先端部近傍（図１中(a)の領域）における微粉炭の嵩密度が本発明で規定するより好ましい範囲内で行なった発明例１及び発明例２は、これらの条件のいずれかまたは両方が外れた発明例３及び発明例４に比べて、成型炭の歩留及び強度がより向上した。
【００５４】
一方、比較例１は、微粉炭の予備圧密をしなかったため、発明例と同じ処理量で比較し、成型機のスクリューフィーダー先端部近傍（図１中(a)の領域）における微粉炭は低くなり、成型炭の歩留及び成型炭強度が大きく低下した。
【００５５】
また、比較例２も比較例１と同様に微粉炭の予備圧密をしなかった実施例であり、比較例１の成型ロールの回転数：７．０ｒｐｍから４．５ｒｐｍに低下させ、処理量を２．４ｔ／ｈまで低下させた条件でも、発明例１〜４の成型炭の歩留及び強度に比べ、低い結果であった。
【００５６】
以上の結果から、本発明例の適用により、従来に比べて、生産性を低下させることなく、良好な歩留及び強度の成型炭を安定して製造することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
前述したように、本発明によれば、微粉炭を成型する際に、生産性を低下させることなく、微粉炭を成型する際にスクリューフィーダー近傍の微粉炭層内の内圧を低減し、良好な強度や歩留を持維することができる。
【００５８】
その結果、乾燥炭中含まれる発塵の原因となる微粉炭を分級し、成型することにより充分な強度の成型炭が得られ、コークス炉内に装入する際に崩壊による発塵が抑制され、炉上部や上昇管等への発塵炭由来のカーボンの付着や、副産物への発塵炭の混入などを防止することができる。
【００５９】
したがって、本発明は、水分量を低減した乾燥炭を分級し微粉炭を分級する原料炭の事前処理工程を伴う、高炉用コークス製造技術の発展に大きく貢献し、産業上の利用可能性が大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明を実施する一装置例を示す図である。
【図２】圧密ロールの線圧と、成型機のスクリューフィーダー先端部近傍における微粉炭の嵩密度との関係を示す図である。
【図３】成型機のスクリューフィーダー先端部近傍における微粉炭の嵩密度と、微粉炭層のガス圧との関係を示す図である。
【図４】成型機のスクリューフィーダー先端部近傍における微粉炭の嵩密度と、成型炭の歩留及び強度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    微粉炭
２    圧密ロール
３    圧密炭
４    貯留槽
５    押込み槽
６    スクリューフィーダー
７    成型ロール
８    成型炭
（ａ）    スクリューフィーダー先端部近傍
【図１】
2006022156.tif 000004
【図２】
2006022156.tif 000005
【図３】
2006022156.tif 000006
【図４】
2006022156.tif 000007