(57)【要約】【課題】供給される粉コークスの粒度分布が変化する場合でも粉コークスの粒度を調整可能な粉コークス破砕設備および粉コークス破砕方法を提供する。【解決手段】粉コークス破砕設備１００は、コークスを篩い分け、篩下のコークスを焼結機に供給する一次篩１１と、一次篩１１の篩上のコークスを破砕する一次破砕機１３を有する。また、粉コークス破砕設備１００は、一次破砕機１３で破砕したコークスを篩い分け、篩下のコークスを焼結機（図示せず）に供給する二次篩１５と、二次篩１５の篩上のコークスを破砕して焼結機に供給する二次破砕機１７を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークスを篩い分け、篩下のコークスを焼結機に供給する一次篩と、
前記一次篩の篩上のコークスを破砕する一次破砕機と、
前記一次破砕機で破砕したコークスを篩い分け、篩下のコークスを焼結機に供給する二次篩と、
前記二次篩の篩上のコークスを破砕して焼結機に供給する二次破砕機と、
を有することを特徴とする粉コークス破砕設備。
【請求項２】
前記一次破砕機はダブルロールクラッシャーであることを特徴とする、請求項１に記載の粉コークス破砕設備。
【請求項３】
前記二次破砕機はロッドミルであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の粉コークス破砕設備。
【請求項４】
前記二次篩の篩上のコークスを一時的に貯蔵し、貯蔵した前記コークスを前記二次破砕機に供給する中間ホッパーを有することを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の粉コークス破砕設備。
【請求項５】
コークスを一次篩で篩い分け、篩下のコークスを焼結機に供給する第１の工程と、
前記一次篩の篩上のコークスを一次破砕機で破砕する第２の工程と、
前記一次破砕機で破砕したコークスを二次篩で篩い分け、篩下のコークスを焼結機に供給する第３の工程と、
前記二次篩の篩上のコークスを二次破砕機で破砕して焼結機に供給する第４の工程と、
を有することを特徴とする粉コークス破砕方法。
【請求項６】
前記第２の工程はダブルロールクラッシャーで前記一次篩の篩上のコークスを破砕する工程であることを特徴とする、請求項５に記載の粉コークス破砕方法。
【請求項７】
前記第４の工程はロッドミルで前記二次篩の篩上のコークスを破砕する工程であることを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の粉コークス破砕方法。
【請求項８】
前記第３の工程は、
前記一次破砕機で破砕したコークスを前記二次篩で篩い分け、篩下のコークスを焼結機に供給するとともに、
篩上のコークスを一時的に貯蔵し、貯蔵した前記コークスを前記二次破砕機に供給する工程であることを特徴とする、請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の粉コークス破砕方法。
【請求項９】
前記第１の工程、前記第３の工程、および前記第４の工程で前記焼結機に供給され、混合されたコークスは、粒径が０．５ｍｍ超、３ｍｍ未満の粉末の割合が４５％以上であることを特徴とする、請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の粉コークス破砕方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉コークス破砕設備および粉コークス破砕方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼結用の粉コークスは高炉用コークスの篩下（粒径約１５ｍｍ以下）を粒径約３ｍｍ以下に粉砕して用いる。
【０００３】
この際、粒径のばらつきを抑制するため、粉コークスを篩にかけ、篩上を破砕することにより粒度を調整する設備が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−２３８１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術は粉コークス粒度を調整する構造としては有用である。
一方で、供給される粉コークスは粒度分布が必ずしも一定ではないため、このような分布の変化に十分に追従可能な構造がより好ましい。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、供給される粉コークスの粒度分布が変化する場合でも粉コークスの粒度を調整可能な粉コークス破砕設備および粉コークス破砕方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（１）コークスを篩い分け、篩下のコークスを焼結機に供給する一次篩と、
前記一次篩の篩上のコークスを破砕する一次破砕機と、
前記一次破砕機で破砕したコークスを篩い分け、篩下のコークスを焼結機に供給する二次篩と、
前記二次篩の篩上のコークスを破砕して焼結機に供給する二次破砕機と、
を有することを特徴とする粉コークス破砕設備。
（２）前記一次破砕機はダブルロールクラッシャーであることを特徴とする、（１）に記載の粉コークス破砕設備。
（３）前記二次破砕機はロッドミルであることを特徴とする、（１）または（２）に記載の粉コークス破砕設備。
（４）前記二次篩の篩上のコークスを一時的に貯蔵し、貯蔵した前記コークスを前記二次破砕機に供給する中間ホッパーを有することを特徴とする、（１）から（３）のいずれかひとつに記載の粉コークス破砕設備。
（５）コークスを一次篩で篩い分け、篩下のコークスを焼結機に供給する第１の工程と、
前記一次篩の篩上のコークスを一次破砕機で破砕する第２の工程と、
前記一次破砕機で破砕したコークスを二次篩で篩い分け、篩下のコークスを焼結機に供給する第３の工程と、
前記二次篩の篩上のコークスを二次破砕機で破砕して焼結機に供給する第４の工程と、
を有することを特徴とする粉コークス破砕方法。
（６）前記第２の工程はダブルロールクラッシャーで前記一次篩の篩上のコークスを破砕する工程であることを特徴とする、（５）に記載の粉コークス破砕方法。
（７）前記第４の工程はロッドミルで前記二次篩の篩上のコークスを破砕する工程であることを特徴とする、（５）または（６）に記載の粉コークス破砕方法。
（８）前記第３の工程は、
前記一次破砕機で破砕したコークスを前記二次篩で篩い分け、篩下のコークスを焼結機に供給するとともに、
篩上のコークスを一時的に貯蔵し、貯蔵した前記コークスを前記二次破砕機に供給する工程であることを特徴とする、（５）から（７）のいずれかひとつに記載の粉コークス破砕方法。
（９）前記第１の工程、前記第３の工程、および前記第４の工程で前記焼結機に供給され、混合されたコークスは、粒径が０．５ｍｍ超、３ｍｍ未満の粉末の割合が４５％以上であることを特徴とする、（５）から（８）のいずれかひとつに記載の粉コークス破砕方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、供給される粉コークスの粒度分布が変化する場合でも粉コークスの粒度を調整可能な粉コークス破砕設備および粉コークス破砕方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】粉コークス破砕設備に供給される粉コークスの粒度の例を示す図。
【図２】予備試験における、粉コークス粒度と層内最高到達温度の関係を示す図。
【図３】予備試験における、粉コークス粒度と９００℃以上の温度×時間の関係を示す図。
【図４】予備試験における、粉コークス粒度と歩留の関係を示す図。
【図５】本実施形態に係る粉コークス破砕設備の概略図。
【図６】比較例の粉コークス破砕設備の概略図。
【図７】実施例および比較例の破砕後の粉コークスの粒度分布を示す図。
【図８】実施例および比較例の粉コークス破砕設備で破砕後の粉コークスを用いて実機で焼結試験を行った場合の歩留を示す図。
【図９】破砕機ごとの、破砕後の粉コークスの粒度分布を示す図。
【図１０】破砕機ごとに、破砕後の粒径３ｍｍ以上の粒度の粉コークスの比率の破砕前に対する減少量と、粒径０．５ｍｍ以下の粒度の粉コークスの比率の、破砕前に対する上昇量の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づき本発明に好適な実施形態の構成について、詳細に説明する。
【００１１】
＜本発明の基本的な考え方＞
まず、本発明の基本的な考え方について、説明する。
高炉に供給されるコークスは、分級により高炉の中心に装入される中心コークス（粒度が４０ｍｍ以上）、高炉の中心から径方向に装入される塊コークス（粒度が４０ｍｍ以上）、鉱石に混合する小塊コークス（粒度が１５〜４０ｍｍ）に分けられる。また、粒度がこれ以下のもの（１５ｍｍ以下）は本発明の粉コークス破砕設備で破砕した上で、焼結機で焼結して用いる。なお、粒度は例示である。
【００１２】
一方で、高炉の操業条件によっては装入する中心コークス、塊コークス、小塊コークスの粒度を大きくする場合があり、この場合は焼結工程に供給される粉コークスの粒度が大きくなり、粉コークス破砕設備で破砕する対象となる粉コークスの粒度も上昇する。
例えば、図１は粉コークス破砕設備で破砕する対象となる粉コークスの粒度を、２年間測定した場合の、最大の粒径、最小の粒径、平均の粒径の累積分布をそれぞれ示した例である。このうち「最小の粒径」の粉コークスは、粒径が５ｍｍ以上の粉末がほとんど含まれていないが、「平均の粒径」の粉コークスは粒径が１５ｍｍを超える粉末の割合が１０％以上、「最大の粒径」の粉コークスは粒径が１５ｍｍを超える粉末の割合が７５％以上ある。そのため、例えば破砕対象が平均の粒径と同等の累積分布を示すものから、最大の粒径と同等の累積分布を示すものに変更された場合、破砕対象の変更による累積分布の変化に、従来の粉コークス破砕設備が追従するのは容易ではない。
【００１３】
また、高炉の操業に用いられるコークスには、ヤードを経由して高炉に搬送されるヤード経由コークスと、コークス製造工程からベルトコンベア等を用いて高炉に搬送される直送コークスとがある。
このうちヤード経由コークスは、露天の保管場所（ヤード）に保管されるため、雨天の際に雨水がコークスの内部まで浸透し、コークスの平均水分値が上昇する。
こうした水分量の多い原料では、原料の粒子に微粉コークスが水分によって付着しているため、篩等により粒度調整を行なっても微粉コークスが除去できない場合が生じる。そのため、ヤード経由コークスの割合が増えると篩効率が低下し、粉コークス破砕設備で破砕する対象となるコークスの量が増える。
これに対して、従来の篩分け設備では、上記のような、コークスの粒度上昇や水分量の上昇による粒度分布の変化に追従するのが、難しい場合がある。
そこで、本発明はこのような粒度分布の変化に追従するために従来の構成を変更した。
【００１４】
次に、本発明の粉コークス破砕設備で破砕した粉コークスの粒径の望ましい範囲について、以下に説明する。
まず、粉コークスの粒度と焼結歩留の関係を調べるため、以下の条件で予備試験を行った。
まず、同種の粉コークスにおいて、粒径を０．５ｍｍ以下としたもの、０．５ｍｍ超、３ｍｍ未満としたもの、３ｍｍ以上としたもの、およびこれらを２０％、５０％、３０％の割合で混合したものを用意した。
次に、これらの粉コークスを用いた鍋試験を行って、層内最高到達温度、９００℃以上の温度×時間（℃・ｍｉｎ）、および歩留を測定した。鍋試験の条件は鍋のサイズが直径５００ｍｍ、層厚５０ｍｍ、供給コークス量が原料配合量の外枠で２０％である。
結果を図２〜図４に示す。まず、粒径を３ｍｍ以上としたものは燃焼性が低く、試験途中で消火した。また、粒径を０．５ｍｍ以下としたものは燃焼温度が低く、燃焼時間が短いため、鉄鉱石を十分に溶融、再結合させることができず、歩留が低くなった。
一方で、図２〜４に示すように、粒径を０．５ｍｍ超、３ｍｍ未満としたものが層内最高到達温度、９００℃以上の温度×時間、および歩留のいずれも優れており、粒径を０．５ｍｍ超、３ｍｍ未満とするのが望ましいことが分かった。
そこで、本発明は破砕後の粉コークスの粒度について、粒径を０．５ｍｍ超、３ｍｍ未満としたものの割合がなるべく大きくなる構成とした。
【００１５】
＜本発明の構成＞
次に、図５を参照して本発明に係る粉コークス破砕設備の構成について説明する。
【００１６】
図５に示すように、粉コークス破砕設備１００は、コークスを篩い分け、篩下のコークスを焼結機に供給する一次篩１１と、一次篩１１の篩上のコークスを破砕する一次破砕機１３を有する。
【００１７】
また、粉コークス破砕設備１００は、一次破砕機１３で破砕したコークスを篩い分け、篩下のコークスを焼結機（図示せず）に供給する二次篩１５と、二次篩１５の篩上のコークスを破砕して焼結機に供給する二次破砕機１７を有する。
【００１８】
また、粉コークス破砕設備１００は、二次篩１５の篩上のコークスを一時的に貯蔵し、貯蔵したコークスを二次破砕機１７に供給する中間ホッパー１９を有する。
【００１９】
次に、粉コークス破砕設備１００の各構成について、詳細に説明する。
【００２０】
一次篩１１は供給された粉コークスを篩い分ける部分であり、篩目は例えば５ｍｍ×３０ｍｍ程度である。
【００２１】
一次破砕機１３は一次篩１１の篩上のコークスを破砕できるものであれば、特に限定されるものではないが、ダブルロールクラッシャーが好ましい。理由はダブルロールクラッシャーで破砕された粉コークスは、他の破砕機で破砕されたものと比べて微粉が発生し難く、粒度を揃えやすいためである。
【００２２】
二次篩１５は一次破砕機１３で破砕したコークスを篩い分ける部分であり、篩目は例えば５ｍｍ×３０ｍｍ程度である。
【００２３】
二次破砕機１７は二次篩１５の篩上のコークスを破砕できるものであれば、特に限定されるものではないが、例えばロッドミルが挙げられる。
【００２４】
中間ホッパー１９は、供給されるコークスの粒度が大きくなる等の理由で、二次篩１５の篩上のコークスが一時的に多くなった場合に、二次破砕機１７に供給するコークスの量を調整するバッファである。
【００２５】
このように、粉コークス破砕設備１００は篩と破砕機を二段階に配列した開回路としている。
そのため、供給される粉コークスの粒度分布が変化した場合でも、変化に追従して、焼結機に供給される粉コークスの粒度を揃えることができる。
【００２６】
例えば、焼結機に供給され、混合されたコークスを、粒径が０．５ｍｍ超、３ｍｍ未満の粉末の割合が４５％以上にすることができる。
【００２７】
次に、粉コークス破砕設備１００を用いた粉コークス破砕方法について、簡単に説明する。
【００２８】
まず、粉コークスを一次篩１１で篩い分け、篩下のコークスを焼結機に供給する（第１の工程）。
次に、一次篩１１の篩上のコークスを一次破砕機１３で破砕する（第２の工程）。
次に、一次破砕機１３で破砕したコークスを二次篩１５で篩い分け、篩下のコークスを焼結機に供給する（第３の工程）。
次に、二次篩１５の篩上のコークスを二次破砕機１７で破砕して焼結機に供給する（第４の工程）。
【００２９】
第１の工程、第３の工程、および第４の工程で焼結機に供給され、混合されたコークスは、粒径が０．５ｍｍ超、３ｍｍ未満の粉末の割合が４５％以上であるのが好ましい。
【００３０】
以上が粉コークス破砕設備１００を用いた粉コークス破砕方法の説明である。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例に基づき、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明は実施例および実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で各種変形例および改良例に想到するのは当然のことであり、これらも本発明に含まれる。
【００３２】
［実施例１］
まず、図５に示す粉コークス破砕設備１００を用いて粉コークスの破砕を行い、破砕後の粉コークスの粒度分布を評価した。具体的な手順は以下の通りである。
まず、粉コークス破砕設備１００に供給するコークスとして、以下の粒度分布を有するものを用意した。
粒度分布：
粒径０．５ｍｍ以下：２０％
粒径０．５ｍｍ超、３ｍｍ未満：５０％
粒径３ｍｍ以上：３０％
【００３３】
次に、このコークスを粉コークス破砕設備１００に供給した。各構成の条件は以下の通りである。
一次篩１１：篩目５ｍｍ×３０ｍｍ
一次破砕機１３：ダブルロールクラッシャー
二次篩１５：篩目５ｍｍ×３０ｍｍ
二次破砕機１７：ロッドミル
【００３４】
［比較例］
また、比較例として図６に示す粉コークス破砕設備１０１を用意し、実施例と同じコークスを供給した。
粉コークス破砕設備１０１は粉コークス破砕設備１００において、一次篩１１と二次破砕機１７（ロッドミル）のみを有する構成としたものである。
具体的には、粉コークス破砕設備１０１は、コークスを篩い分け、篩下のコークスを焼結機に供給する一次篩１１と、一次篩１１の篩上のコークスを破砕する二次破砕機１７（ロッドミル）のみ有する。
また、粉コークス破砕設備１０１の一次篩１１と二次破砕機１７の条件は、粉コークス破砕設備１００と同じである。
【００３５】
実施例および比較例の破砕後の粉コークスの粒度分布を図７に示す。
粒径０．５ｍｍ超、３ｍｍ未満の粉コークスの粒度の割合は実施例の方が比較例よりも多くなっていた。また、過粉砕の粒径０．５ｍｍ以下の粒度の粉コークスの割合は、実施例の方が比較例よりも少なくなっていた。
【００３６】
［実施例２］
次に、実施例１および比較例の破砕設備を用いて破砕した粉コークスを用いて、実機６００ｍ2焼結機を用いて焼結を行い、粒径０．５ｍｍ超、３ｍｍ未満の粉コークスの粒度の割合と補正歩留の関係を比較した。
焼結機の歩留を図８に示す。
図８に示すように、粒径０．５ｍｍ超、３ｍｍ未満の粉コークスの粒度の割合が多い方（実施例）の方が、少ない方（比較例）よりも歩留が上昇していた。
以上の結果より、粉コークス破砕設備１００を用いて粉コークスを破砕することにより、従来よりも粒径０．５ｍｍ超、３ｍｍ未満の粉コークスの粒度の割合を多くすることができ、それにより焼結の歩留が向上することがわかった。
【００３７】
［実施例３］
次に、破砕機の違いによる破砕後の粉コークスの粒度分布への影響を調べるため、粒径３ｍｍ以上の粉コークスをロッドミル、インパクトクラッシャー、ハンマークラッシャー、ダブルロールクラッシャーでそれぞれ破砕し、破砕後の粒度分布を評価した。
結果を図９に示す。
図９に示すように、ダブルロールクラッシャーは他の破砕機と比べて粒径０．５ｍｍ超、３ｍｍ未満の粉コークスの粒度の割合が多かった。
【００３８】
また、破砕機ごとに、破砕後の粒径３ｍｍ以上の粒度の粉コークスの比率の破砕前に対する減少量と、粒径０．５ｍｍ以下の粒度の粉コークスの比率の、破砕前に対する上昇量の関係をグラフにしたものを図１０に示す。
なお、図１０の見方について簡単に説明する。
図１０は粒度の大きい粉コークス（ここでは粒径３ｍｍ以上）が破砕で減少した場合に、微粉（ここでは粒径０．５ｍｍ以下）の粉コークスがどれだけ増加するかを示している。例えばグラフの右下に行くほど、破砕による微粉の増加が抑制されたことを意味し、左上にいくほど破砕による微粉の増加が顕著であることを意味する。
図１０を見ると、ダブルロールクラッシャーを用いて粉砕した粉コークスは、他の破砕機を用いて粉砕した粉コークスと比べて右下にプロットされた値が多かった。よって、ダブルロールクラッシャーを用いて粉コークスを粉砕した場合、他の破砕機を用いた場合と比較して微粉が発生し難いことが分かった。
【００３９】
以上の結果から、破砕機としてダブルロールクラッシャーを用いた場合、他の破砕機を用いた場合と比べて粒径０．５ｍｍ超、３ｍｍ未満の粉コークスの粒度の割合が多くなり、かつ微粉が発生し難いことが分かった。よって、破砕機としてダブルロールクラッシャーを用いるのがより望ましいことが分かった。
【符号の説明】
【００４０】
１１…一次篩、１３…一次破砕機、１５…二次篩、１７…二次破砕機、１９…中間ホッパー、１００…粉コークス破砕設備、１０１…粉コークス破砕設備。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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