(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘結力指数が５０％未満であり、０．１ｍｍ未満が１０％以下、０．１〜５．０ｍｍが７０％以上の粒度に調整された劣質炭と、粘結力指数が７５％以上、揮発分が１５〜３５％、最高流動度がｌｏｇｄｄｐｍ２．０〜４．５であり、０．６ｍｍ以下が７０％以上の粒度に調整された微粉粘結炭に、更に、０．０６ｍｍ以下が７０％以上の粒度に調整された超微粉粘結炭を加え、液体状バインダーの含有量が前記微粉粘結炭と前記超微粉粘結炭の合計に対して外数で３〜２６質量％になるように前記液体状バインダーを添加して、これらを混練した後、又は、混練及び成型した後、コークス原料炭に、コークス原料炭に対して劣質炭の質量で１〜４０質量％になるように配合し、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】
前記超微粉粘結炭が、前記微粉粘結炭と前記超微粉粘結炭の合計に対して内数で１〜１０質量％含有することを特徴とする請求項１に記載の高炉用コークスの製造方法。
【請求項３】
前記液体状バインダーの含有率Ｙ（質量％）と前記超微粉粘結炭の含有率Ｘ（質量％）が下記（１）式を満足するように、前記液体状バインダー及び前記超微粉粘結炭を添加することを特徴とする請求項１又は２に記載の高炉用コークスの製造方法。
（−５／４）×Ｘ＋８≦Ｙ≦（６／１０）×Ｘ＋２０                  ・・・（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉用コークスの製造方法に関し、特に、粘結炭で被覆した劣質炭を用いた高炉用コークスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉操業において、塊状鉄鉱石や、粉状鉄鉱石又は製鉄ダストの塊成物を効率良く加熱還元し、銑鉄を製造するために、ＣＯ還元性ガスを生成し、かつ、還元ガスの通気を確保するためのスペーサーとして、コークスを高炉内に装入している。
【０００３】
高炉用コークスが、高炉内で、スペーサーとして十分に効果を発揮するためには、高炉への装入時の衝撃や、高炉内での装入物の荷重負荷によって崩壊しないだけの十分な強度が要求される。一方、コークス用原料としての良質の粘結炭は、資源的に枯渇状態にあるので、劣質炭を用いて、必要な強度を有するコークスを製造する方法が、多く提案されている。
【０００４】
劣質炭を用いて、必要な強度を有するコークスを製造する方法として、装入炭のコークス炉への装入密度を高くする方法、装入炭にタールなどのバインダーを添加する方法、石炭の粉砕粒度を調整して配合する方法などがあり、良質の粘結炭といかにうまく配合するかということが検討されている。
【０００５】
石炭の粉砕粒度を調整して配合する方法においては、粘結炭を粗く粉砕し、これに対してイナートの多い劣質炭を細かく粉砕することにより、乾留時の原料炭の粘結性を改善し、コークス品質を改善している。一方で、劣質炭の粒度が細かくなると、コークス強度が低下することがあるため、劣質炭の粒度を粗くする技術もある。
【０００６】
これに関して、特許文献１には、劣質炭の粒度を粗くしていくだけでは、十分なコークス強度が得られないことがあり、それは、劣質炭の粒度を粗くすることで、劣質炭とコークス原料炭の両方の粒子の大きさが同程度となり、それによって、粒子同士の接触が点接触になるため、劣質炭とコークス原料炭との溶合い方（相溶性）が不十分になると記載されている。
【０００７】
そこで、特許文献１では、コークス原料炭と相溶する、粘結力指数が７５％以上、揮発分が１５〜３５％、最高流動度がｌｏｇｄｄｐｍ２．０〜４．５である石炭の０．０１ｍｍ未満のものを３０％以下、０．０１〜１．０ｍｍのものが５０％以上に粒度調整した粘結炭によって、劣質炭の粒子表面を覆い、コークス原料炭に配合することで、劣質炭とコークス原料炭との相溶性を向上させて、十分なコークス強度を得る技術が開示されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、劣質炭と、コークス原料炭との相溶性を向上させる粘結炭とを、混合及び接近させるだけなので、搬送過程などで、劣質炭の表面から、粘結炭が剥がれてしまい、その結果、コークス原料炭との相溶性を向上させる効果が十分得られないという問題があった。
【０００９】
また、特許文献１では、コークス原料炭との相溶性を向上させる粘結炭に対する、劣質炭の比率を、１．０又は１．５としているが、コークス原料炭における安価な劣質炭の割合を増加させるとの要望からすると、劣質炭の比率をより高くして同じ効果を発揮することが望ましい。しかし、特許文献１に開示された技術では、搬送過程などで、劣質炭の表面から、粘結炭が剥がれてしまうため、剥がれる粘結炭の量を考慮して、劣質炭に対して粘結炭の量を多くする、すなわち、粘結炭に対する劣質炭の比率を低くすることがあっても、粘結炭に対する劣質炭の比率を高くすることは、困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０７−１５７７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の従来技術の現状に鑑みて、搬送過程などで、劣質炭の表面から、コークス原料炭との相溶性を向上させる粘結炭の剥がれを抑制でき、さらに、コークス原料炭との相溶性を向上させる粘結炭に対する劣質炭の比率を高くできる、粘結炭で被覆された劣質炭を用いたコークスの製造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】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決する方法について鋭意検討した。特許文献１には、瀝青物のような粘結剤を補填する方法では、瀝青物はかならずしも、石炭質とは同じではなく、均質なコークスが得られず、瀝青物を過剰に添加すると膨脹を促進しコークス強度に悪影響を起こすなどの欠点があるため、コークス原料炭との相溶性を向上させる粘結炭で、劣質炭を被覆すると記載されている。
【００１３】
それに対して、本発明者らは、劣質炭と、コークス原料炭との相溶性を向上させる微粉粘結炭に、瀝青物のような液体バインダーを添加して混練したところ、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれを抑制でき、粘結炭に対する劣質炭の比率を高くできる、粘結炭で被覆された劣質炭を得ることを見出した。さらに、この粘結炭で被覆された劣質炭を用いて製造されるコークスが十分な強度を有することを知見した。
【００１４】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨とするところは以下の通りである。
（１）粘結力指数が５０％未満であり、０．１ｍｍ未満が１０％以下、０．１〜５．０ｍｍが７０％以上の粒度に調整された劣質炭と、粘結力指数が７５％以上、揮発分が１５〜３５％、最高流動度がｌｏｇｄｄｐｍ２．０〜４．５であり、０．６ｍｍ以下が７０％以上の粒度に調整された微粉粘結炭に、更に、０．０６ｍｍ以下が７０％以上の粒度に調整された超微粉粘結炭を加え、液体状バインダーの含有量が前記微粉粘結炭と前記超微粉粘結炭の合計に対して外数で３〜２６質量％になるように前記液体状バインダーを添加して、これらを混練した後、又は、混練及び成型した後、コークス原料炭に、コークス原料炭に対して劣質炭の質量で１〜４０質量％になるように配合し、乾留することを特徴とする高炉用コークスの製造方法。
（２）前記超微粉粘結炭が、前記微粉粘結炭と前記超微粉粘結炭の合計に対して内数で１〜１０質量％含有することを特徴とする前記（１）に記載の高炉用コークスの製造方法。
（３）前記液体状バインダーの含有率Ｙ（質量％）と前記超微粉粘結炭の含有率Ｘ（質量％）が下記（１）式を満足するように、前記液体状バインダー及び前記超微粉粘結炭を添加することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の高炉用コークスの製造方法。
（−５／４）×Ｘ＋８≦Ｙ≦（６／１０）×Ｘ＋２０                  ・・・（１）
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、劣質炭の表面から、コークス原料炭との相溶性を向上させる粘結炭の剥がれを抑制でき、さらに、安価な劣質炭を粘結炭に対して多量に配合しても、良質な高炉用コークスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】劣質炭と微粉粘結炭に、液体状バインダーを添加して混練・造粒するフローを示す図である。
【図２】液体状バインダーの含有率と超微粉粘結炭の含有率の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の高炉用コークスの製造方法（以下、本発明の製法という）について、説明する。なお、以下では、微粉粘結炭に対する液体状バインダーの含有率（質量％）及び微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対する液体状バインダーの含有率（質量％）は、外数にて示し、微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対する超微粉粘結炭の含有率（質量％）は、内数で示す。
【００１８】
本発明者らは、劣質炭の表面から、コークス原料炭との相溶性を向上させる粘結炭（以下、「微粉粘結炭」という）の剥がれを抑制でき、さらに、微粉粘結炭に対する、劣質炭の比率を高くできる、微粉粘結炭で被覆された劣質炭の製造方法について、検討した。
【００１９】
特許文献１には、瀝青物のような粘結剤を補填する方法では、瀝青物はかならずしも、石炭質とは同じではなく、均質なコークスが得られず、瀝青物を過剰に添加すると膨脹を促進しコークス強度に悪影響を起こすなどの欠点があるため、コークス原料炭との相溶性を向上させる粘結炭で、劣質炭を被覆すると記載されている。
【００２０】
そうすると、劣質炭と微粉粘結炭の混合物に対しても、瀝青物のような液体状バインダーを添加すると、コークス強度が低下すると考えるところであるが、本発明者らは、劣質炭と微粉粘結炭に、液体状バインダーを添加して、混練することで、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれを抑制できるのではないかと考えた。
【００２１】
そこで、次のような試験を実施した。０．１ｍｍ未満が１０％、０．１〜５．０ｍｍが７０％、５．０ｍｍ超が２０％の粒度に調整された劣質炭と、粘結力指数が７５％以上、揮発分が１５〜３５％、最高流動度がｌｏｇｄｄｐｍ２．０〜４．５であり、０．６ｍｍ以下が９０％の粒度に調整された微粉粘結炭を準備した。
【００２２】
微粉粘結炭に対する劣質炭の比率が２．５となるように、劣質炭と微粉粘結炭とを混合し、この混合物に微粉粘結炭に対して１４質量％になるように、液体状バインダー（タール）を添加して混練し、試験混練物１を得た。その後、コークス原料炭に対し、劣質炭の質量で１０質量％になるように試験混練物１を配合し、乾留して試験コークス１を製造した。
【００２３】
比較のため、０．１ｍｍ未満が１０％、０．１〜５．０ｍｍが７０％、５．０ｍｍ超が２０％の粒度に調整された劣質炭と、粘結力指数が７５％以上、揮発分が１５〜３５％、最高流動度がｌｏｇｄｄｐｍ２．０〜４．５であり、０．６ｍｍ以下が９０％の粒度に調整された微粉粘結炭を準備し、微粉粘結炭に対する劣質炭の比率が２．５となるように、劣質炭と微粉粘結炭とを液体状バインダー（タール）を添加することなく混合し、試験混合物１を得た。その後、前記と同じコークス原料炭に対し、劣質炭の質量で１０質量％になるように試験混合物１を配合し、乾留して試験コークス２を製造した。
【００２４】
試験混練物１及び試験混合物１に衝撃を加えて、劣質炭の表面からの微粉粘結炭の剥がれを調査したところ、試験混練物１は、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれが観測されなかったが、試験混合物１は、劣質炭の表面から、微粉粘結炭が剥がれた。
【００２５】
次に、試験コークス１及び２のコークス強度（冷間強度、熱間反応後強度）を測定した。冷間強度（ＤＩ）は、コークスをＪＩＳ  Ｋ２１５１記載のドラム試験機により１５０回転した後、１５ｍｍふるい上のコークスの百分率ＤＩ15015を測定した。また、熱間反応後強度（ＣＳＲ）は、粒度２０ｍｍのコークス２００ｇを１１００℃の高温でＣＯ２ガスと２時間反応させたのち、Ｉ型ドラムにより回転強度を測定した。
【００２６】
試験コークス１の冷間強度ＤＩは、８６．０％で、熱間反応後強度ＣＳＲは、５８％であり、試験コークス２の冷間強度ＤＩは、７９．５％で、熱間反応後強度ＣＳＲは、５０％であり、試験コークス１は、試験コークス２より、コークス強度が高くなった。
【００２７】
これより、劣質炭と微粉粘結炭に、液体状バインダーを添加し混練した混練物は、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれが抑制され、この混練物を用いてコークスを製造すると、十分な強度を有するコークスが得られるとの知見を得た。その上、微粉粘結炭に対する劣質炭の比率を２．５としており、安価な劣質炭を粘結炭に対して多量に配合することができるとの知見も得た。
【００２８】
ちなみに、微粉粘結炭に対する劣質炭の比率の上限としては、特に規定されるものではなく、微粉粘結炭が劣質炭の粒子表面を覆い、コークス原料炭との相溶性を向上させる効果が十分得ることができる範囲で、高い比率であるほど好ましく、たとえば、４．０が挙げられる。
また、微粉粘結炭に対する劣質炭の比率が設定されると、この比率に応じて、後述の通り、コークス原料炭に対する劣質炭の質量が１〜４０質量％となるように、コークス原料炭の性状や配合量を調整することとなる。
【００２９】
次に、液体バインダーの添加量、劣質炭の表面からの微粉粘結炭の剥がれ、及び、コークス強度の関係について調査するため、次のような試験を実施した。試験は、上記と同様な試験であり、上記試験で使用した劣質炭と微粉粘結炭を、微粉粘結炭に対する劣質炭の比率を２．５となるように混合し、得られた混合物に、微粉粘結炭に対して種々の添加量の液体状バインダー（タール）を添加し混練して、試験混練物を得た。その後、コークス原料炭に対し、劣質炭の質量で１０質量％になるように試験混練物を配合し、乾留して試験コークスを製造した。
【００３０】
試験の結果、液体状バインダーの添加量を８〜２０質量％添加することで、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれを抑制でき、この混練物を用いてコークスを製造することで、十分な強度を有するコークスが得られるとの知見を得た。
【００３１】
また、劣質炭とバインダーの価格に応じて、バインダーの添加量を自由に変更できることが好ましい。そこで、本発明者らは、液体バインダーの量を減少させても又は増加させても、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれを抑制でき、乾留した際に、十分なコークス強度が得られる混練物について、検討した。
【００３２】
劣質炭と微粉粘結炭に対して、液体状バインダー量が少ない場合、劣質炭と微粉粘結炭との間の架橋力が弱まり、劣質炭の表面から微粉粘結炭が剥がれたり、十分なコークス強度が得られなかったりするため、石炭同士の架橋力を高めることを考えた。
【００３３】
また、劣質炭と微粉粘結炭に対して、液体状バインダー量が多い場合、過剰な液体状バインダーにより混練物が軟化し、強度が維持できなくなり、さらに、過剰な液体状バインダーにより混練物同士の固着による強度が維持できなくなることから、過剰な液体バインダーを吸着又は吸収させることを考えた。
【００３４】
本発明者らは、そのための手段について調査したところ、劣質炭と微粉粘結炭に、液体バインダーに加えて、更に、超微粉粘結炭を添加することを着想した。すなわち、液体状バインダー量が少ない場合、超微粉粘結炭が、劣質炭と微粉粘結炭との間の空隙を充填し、石炭粒子間を固体架橋力により結合させると考えた。また、液体状バインダー量が多い場合、超微粉粘結炭が、超微粉石炭の大きな比表面積により、液体状バインダーの一部を吸着又は吸収し、過剰な液体状バインダーを混練物の表面に滲みださせないと考えた。
【００３５】
そこで、次のような試験を実施した。０．１ｍｍ未満が１０％、０．１〜５．０ｍｍが７０％、５．０ｍｍ超が２０％の粒度に調整された劣質炭と、粘結力指数が７５％以上、揮発分が１５〜３５％、最高流動度がｌｏｇｄｄｐｍ２．０〜４．５であり、０．６ｍｍ以下が９０％の粒度に調整された微粉粘結炭を準備した。
【００３６】
まず、液体状バインダー量が少ない場合として、微粉粘結炭に対する劣質炭の比率を２．５となるように、劣質炭と微粉粘結炭とを混合し、さらに、０．０６ｍｍ以下が７０％の粒度に調整された超微粉粘結炭を、微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して５質量％になるように混合した。この混合物に微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して５質量％になるように液体状バインダー（タール）を添加し混練して、試験混練物２を得た。その後、前記と同じコークス原料炭に対し、劣質炭の質量で１０質量％になるように試験混練物を配合し、乾留して試験コークス３を製造した。
【００３７】
次に、液体状バインダー量が多い場合として、試験コークス３の製造で用いた微粉粘結炭と劣質炭とを、微粉粘結炭に対する劣質炭の比率を２．５となるように、劣質炭と微粉粘結炭とを混合し、さらに、０．０６ｍｍ以下が７０％の粒度に調整された超微粉粘結炭を、微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して５質量％になるように混合した。この混合物に微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して２４質量％になるように液体状バインダー（タール）を添加し混練して、試験混練物３を得た。その後、前記と同じコークス原料炭に対し、劣質炭の質量で１０質量％になるように試験混練物を配合し、乾留して試験コークス４を製造した。
【００３８】
参考対象として、上述した微粉粘結炭と劣質炭に、１４質量％になるように液体状バインダー（タール）を添加し、超微粉粘結炭を添加せずに、混練して得られた試験混練物１と、コークス原料炭に対し、試験混練物１を配合し、乾留して製造した試験コークス１を用いた。
【００３９】
試験混練物２及び試験混練物３に衝撃を加えて、劣質炭の表面からの微粉粘結炭の剥がれを調査したところ、試験混練物２及び試験混練物３は、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれが観測されなかった。
【００４０】
次に、試験コークス３及び試験コークス４の冷間強度ＤＩ及び熱間反応後強度ＣＳＲを測定した。試験コークス３の冷間強度ＤＩは、８６．５％で、熱間反応後強度ＣＳＲは、６０％であり、試験コークス４の冷間強度ＤＩは、８６．０％で、熱間反応後強度ＣＳＲは、７０％であった。一方、上述するように、試験コークス１の冷間強度ＤＩは、８６．０％で、熱間反応後強度ＣＳＲは、５８％であり、試験コークス３及び試験コークス４は、試験コークス１より、コークス強度が高くなった。
【００４１】
これより、劣質炭と微粉粘結炭に、液体状バインダーを添加し混練して、混練物を得る際に、超微粉粘結炭を加えることで、液体状バインダー量を少なくしても、超微粉粘結炭が、劣質炭と微粉粘結炭との間の空隙を充填し、石炭粒子間を固体架橋力により結合させるため、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれが抑制でき、また、液体状バインダー量を多くしても、超微粉粘結炭が、液体状バインダーの一部を吸着又は吸収し、過剰な液体状バインダーを混練物の表面に滲みださせないため、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれが抑制できる。そして、この混練物を用いて製造したコークスの強度は、超微粉粘結炭を添加せずに作成した混練物を用いて製造したコークスと比較して、同程度以上となるとの知見を得た。
【００４２】
また、液体状バインダーの添加量、及び、超微粉粘結炭の含有量を、それぞれ変更させた際の劣質炭の表面からの微粉粘結炭の剥がれ、及び、コークス強度の関係について調査するため、次のような試験を実施した。
【００４３】
試験は、上記と同様な試験であり、上記試験で使用した劣質炭と微粉粘結炭を、微粉粘結炭に対する劣質炭の比率を２．５となるように混合し、さらに、超微粉粘結炭を微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して種々の含有量となるように混合し、得られた混合物に、微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して種々の添加量の液体状バインダー（タール）を添加し混練して、試験混練物を得た。その後、コークス原料炭に対し、劣質炭の質量で１０質量％になるように試験混練物を配合し、乾留して試験コークスを製造した。
【００４４】
試験の結果、劣質炭と微粉粘結炭に、超微粉粘結炭を含有させることで、液体状バインダーの添加量を微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して３〜２６質量％としても、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれを抑制でき、十分な強度を有するコークスを得ることができるとの知見を得た。
【００４５】
また、微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して超微粉粘結炭を１〜１０質量％添加することで、液体状バインダー量を少なくしても、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれを抑制でき、十分な強度を有するコークスを得ることができるとの知見を得た。
【００４６】
検討結果をまとめると、以下の通りである。
劣質炭と微粉粘結炭に、微粉粘結炭に対して８〜２０質量％になるように液体状バインダーを添加して混練し、コークス原料炭と配合し、乾留してコークスを製造することで、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれを抑制でき、さらに、劣質炭と微粉粘結炭に、超微粉粘結炭を加え、微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して３〜２６質量％になるように液体状バインダーを添加し混練することで、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれが抑制できる。そして、得られた混練物をコークス原料炭と配合し、乾留してコークスを製造することで、十分な強度を有するコークスを得ることができる。
【００４７】
本発明の製法は、以上のような検討過程を経て上記（１）〜（３）に記載の発明に至ったものである。
【００４８】
［基本的形態］
次に、本発明の製法を、フロー図を用いて具体的に説明する。図１に、劣質炭と微粉粘結炭に、液体状バインダーを添加して混練・造粒するフローを示す。
【００４９】
劣質炭ホッパー１に、粘結力指数が５０％未満の劣質炭を入れ、所定量の劣質炭を粉砕機２に入れる。粉砕機２では、劣質炭を０．１ｍｍ未満が１０％以下、０．１〜５．０ｍｍが７０％以上、５．０ｍｍ超が２０％以下の粒度に粉砕する。粉砕機２は、特に限定されず、上記粒度に粉砕できるものが使用できる。粉砕された劣質炭を混練・造粒設備６に搬送する。
【００５０】
粘結炭ホッパー３に、粘結力指数が７５％以上、揮発分が１５〜３５％、最高流動度がｌｏｇｄｄｐｍ２．０〜４．５の粘結炭を入れ、所定量の粘結炭を微粉用粉砕機４又は超微粉用粉砕機５に入れる。微粉用粉砕機４では、粘結炭を０．６ｍｍ以下が７０％以上の粒度に粉砕して、微粉粘結炭を得る。微粉用粉砕機４は、特に限定されず、上記粒度に粉砕できるものが使用できる。粉砕された微粉粘結炭を混練・造粒設備６に搬送する。
【００５１】
所定量の劣質炭、微粉粘結炭を、混練・造粒設備６に入れ、微粉粘結炭に対して液体状バインダー（液体状瀝青物）を滴下又は噴霧し、混練して混練物を作成、又は、混練後に成型機で造粒して成型物を作成する。造粒方法は、特に限定されない。
【００５２】
混練・造粒設備６から、混練物又は成型物をコークス原料炭との配合設備に搬送し、配合設備で配合された配合炭をコークス炉に装入して乾留し、高炉用コークスを製造する。なお、配合設備を設置せず、ベルトコンベヤー上のコークス原料炭に混練物又は成型物を供給してもよい。
【００５３】
次に、本発明の製法について、さらに、必要な要件や好ましい要件について説明する。
【００５４】
（液体状バインダー：８〜２０質量％）
混練物作成の際に添加する液体状バインダーは、液体状瀝青物などである。液体状瀝青物は、コールタールなど石炭系粘結剤、アスファルトなど石油系粘結剤、その他の瀝青物粘結剤である。また、石炭の表面水分は、石炭粒子を結合させる機能があり、バインダーとしての機能を有するため、石炭が表面水分を有する場合は、液体状バインダーの添加量に含ませる。なお、石炭の表面水分％はＪＩＳ−Ｍ８８１１の全水分％からＪＩＳ−Ｍ８８０３の包蔵水分％を差し引いて算出される。製鉄所で扱う通常の石炭の包蔵水分％は約２％前後である。
【００５５】
微粉粘結炭に対して液体状バインダーの添加量を８質量％未満にすると、劣質炭の表面から、微粉粘結炭が剥がれる。また、微粉粘結炭に対して液体状バインダーの添加量を２０質量％超にすると、バインダーが過剰で混練物の強度が維持できなくなる。
【００５６】
（劣質炭：０．１ｍｍ未満が１０％以下、０．１〜５．０ｍｍが７０％以上）
混練する劣質炭は、０．１ｍｍ未満のものを１０％超配合すると、石炭同志の相溶性を悪化させ良質なコークス組織が得られずコークス強度が低下する。また、劣質炭は、０．１〜５．０ｍｍのものが７０％未満であるとコークス組織に大きな亀裂が入り、コークス強度が低下する。ちなみに、残部である５．０ｍｍ超のものは２０％以下である。また、本発明では、劣質炭とは粘結力指数が５０％未満のものを対象とする。
【００５７】
（微粉粘結炭：０．６ｍｍ以下が７０％以上）
劣質炭を被覆する微粉粘結炭は、０．６ｍｍ以下のものが７０％未満であると、劣質炭をうまく囲み込めず相溶性を悪化させ良質なコークス組織が得られずコークス強度が低下する。また、微粉粘結炭の粘結力指数が、７５％未満又は最高流動度がｌｏｇｄｄｐｍ２．０未満であると、粘結性不足から石炭同志の相溶性を悪化させ、良質なコークス組織が得られずコークス強度が低下する。最高流動度ｌｏｇｄｄｐｍ４．５を越える石炭は資源上その量が少ない。また、粘結力指数が７５％以上で、最高流動度がｌｏｇｄｄｐｍ２．０〜４．５の粘結炭であれば、揮発分は通常は１５〜３５％である。
【００５８】
（混練物又は成型物：コークス原料炭に対し、劣質炭の質量で１〜４０質量％）
コークス原料炭と配合する混練物又は成型物が、コークス原料炭に対し、劣質炭の質量で１質量％未満では、安価な劣質炭を用いる効果が十分発揮されない。また、混練物又は成型物が、コークス原料炭に対し、劣質炭の質量で４０質量％超では、十分なコークス強度が得られない。
【００５９】
［他の形態］
劣質炭、微粉粘結炭及び液体状バインダーに、更に、超微粉粘結炭を加えて、混練物、又は、成型物を得て、コークスを製造する方法について説明する。この方法は、図１のフロー図において、粘結炭を粉砕し超微粉粘結炭を調整する点線で示される工程を実施するものである。超微粉用粉砕機５では、粘結炭を０．０６ｍｍ以下が７０％以上の粒度に粉砕して、超微粉粘結炭を得る。超微粉用粉砕機５は、特に限定されず、上記粒度に粉砕できるものが使用できる。そして、粉砕された超微粉粘結炭は、混練・造粒設備６に搬送され、所定量の劣質炭、微粉粘結炭、及び超微粉粘結炭に、微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して３〜２６質量％の液体状バインダー（液体状瀝青物）を滴下又は噴霧し、混練して混練物を作成、又は、混練後に成型機で造粒して成型物を作成する。
次に、この方法について、さらに、必要な要件や好ましい要件について説明する。
【００６０】
（超微粉粘結炭：０．０６ｍｍ以下が７０％以上）
混練物作成の際に添加する超微粉粘結炭の粒径としては、０．０６ｍｍ以下とすることが好ましい。その理由としては、超微粉粘結炭の粒径が、微粉粘結炭の平均粒径の０．２倍超であると、劣質炭と微粉粘結炭と間を固体架橋力により結合させる能力が低減することがある。そのため、超微粉粘結炭の粒径は、微粉粘結炭の平均粒径の０．２倍以下の大きさが好ましい。つまり、微粉粘結炭の粒径は、０．６ｍｍ以下（たとえば、平均粒径０．３ｍｍ）であるから、０．３ｍｍ×０．２により、超微粉粘結炭の粒径は、０．０６ｍｍ以下が好ましい。また、０．０６ｍｍ以下のものが１００％であることが理想であるが、実際の粉砕機により、完全に粉砕することは困難であることに加えて、０．０６ｍｍよりも大きい粒径が３０％以下であれば混入していても問題はないことを確認している。しかし、０．０６ｍｍ以下のものが７０％未満であると、劣質炭と微粉粘結炭と間を固体架橋力により結合させる能力が低減することがある。
【００６１】
（液体状バインダー：微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して３〜２６質量％）
混練物作成の際に、更に超微粉粘結炭に加えて、液体状バインダーの添加量を微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して外数で３〜２６質量％になるように添加する。液体状バインダーの添加量が、微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して３質量％未満にすると、劣質炭の表面から、微粉粘結炭が剥がれる。また、微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して液体状バインダーの添加量を２６質量％超にすると、液体状バインダーが過剰で混練物の強度が維持できなくなる。
【００６２】
（超微粉粘結炭の含有率：微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して１〜１０質量％）
混練物作成の際に添加する超微粉粘結炭の含有率が、微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して１質量％未満であると、劣質炭と微粉粘結炭と間を固体架橋力により結合させる効果が十分発揮されないことがある。また、１０質量％超であると、劣質炭と微粉粘結炭と間の空隙に対して過剰な量となり、混練されない超微粉粘結炭が発生することがある。そのため、超微粉粘結炭の含有率は、微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して１質量％以上１０質量％以下が好ましい。
【００６３】
（液体状バインダーの含有率と超微粉粘結炭の含有率の関係）
後述の実施例に示されるように、さまざまな含有率の液体状バインダーと超微粉粘結炭との組み合わせにおいて、混練物を作成したところ、液体状バインダーの含有率Ｙ（質量％）と、超微粉粘結炭の含有率Ｘ（質量％）が下記（１）式を満足するように、液体状バインダーと超微粉粘結炭を添加することが好ましいことを見出した。
（−５／４）×Ｘ＋８≦Ｙ≦（６／１０）×Ｘ＋２０                  ・・・（１）
【００６４】
図２に、液体状バインダーの含有率と超微粉粘結炭の含有率の関係を示す。図２に示す線Ａは、Ｙ＝（−５／４）×Ｘ＋８であり、線Ｂは、Ｙ＝（６／１０）×Ｘ＋２０である。超微粉粘結炭の含有率Ｘ（質量％）を変数として、液体状バインダーの含有率Ｙ（質量％）を、（１）式の左辺以上にすると、混練物又は成型物の搬送時において、発塵し難い性質（以下、「非発塵性」という）を更に向上させることができ、また、（１）式の右辺以下にすると、混練物又は成型物の搬送時において、コンベアベルトやコンベア乗り継ぎ部のシュートに付着し難い性質（以下、「非付着性」という）を更に向上させることができる。
【００６５】
［その他］
混練物は、粒径が５０ｍｍを越えると強度が低下することがあり、また、粒径を８ｍｍ未満にすると、コークス原料炭と混合したときに嵩密度が低下することがある。そのため、混練物は、粒径８〜５０ｍｍの範囲に混練することが好ましい。また、混練物を作成した後、成型して成型物が作成される。
【実施例】
【００６６】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、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。
【００６７】
０．１ｍｍ未満が１０％以下、０．１〜５．０ｍｍが７０％以上の粒度に調整された劣質炭、粘結力指数が７５％以上、揮発分が１５〜３５％、最高流動度がｌｏｇｄｄｐｍ２．０〜４．５であり、０．６ｍｍ以下が７０〜９５％の粒度に調整された微粉粘結炭、及び、０．０６ｍｍ以下が７０％以上の粒度に調整された超微粉粘結炭を準備した。実施例及び比較例では、この劣質炭、微粉粘結炭及び超微粉粘結炭を用いた。表１に、微粉粘結炭及び超微粉粘結炭の粒度を示す。なお、表１において、微粉粘結炭を「微粉」、超微粉粘結炭を「超微粉」と表記する。
【００６８】
実施例として、粘結炭（微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計）に対する劣質炭の比率が１．５〜４．０となるように、劣質炭、微粉粘結炭及び超微粉粘結を混合した。この混合物に、微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計に対して、３〜２５．５質量％になるように、液体状バインダー（タール）を添加し、混練して混練物を得た。その後、コークス原料炭に対し、劣質炭の質量で１０〜４０質量％になるように混練物を配合し、乾留してコークスを製造した。表１に、粘結炭に対する劣質炭の比率、液体状バインダーの添加量、及び、混練物のコークス原料炭への配合割合を示す。
【００６９】
比較例として、粘結炭（微粉粘結炭と超微粉粘結炭の合計）に対する劣質炭の比率が２〜３となるように、劣質炭と微粉粘結炭を混合した。その後、この混合物を、コークス原料炭に対し、劣質炭の質量で１０〜４０質量％になるように配合し、乾留してコークスを製造した。表１に、粘結炭に対する劣質炭の比率、及び、混練物のコークス原料炭への配合割合を示す。
【００７０】
【表１】
0006716874.tif 000002
【００７１】
得られたコークスについて、前述の測定方法に従い、冷間強度ＤＩ及び熱間反応後強度ＣＳＲを測定した。表２に、コークスの冷間強度ＤＩ及び熱間反応後強度ＣＳＲを示す。また、表２に、非付着性及び非発塵性を示す。非付着性は、搬送装置への混練物の付着が、全く無い場合を◎、ほぼ無い場合を○、有る場合を×とし、非発塵性は、搬送時に混練物の発塵が、全く無い場合を◎、ほぼ無い場合を○、有る場合を×として表記した。
【００７２】
【表２】
0006716874.tif 000003
【００７３】
実施例１〜２９では、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれが観測されなかった。それに対して、比較例１〜７では、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれが観測された。
【００７４】
実施例１〜２９の冷間強度ＤＩ及び熱間反応後強度ＣＳＲは、比較例１〜７の冷間強度ＤＩ及び熱間反応後強度ＣＳＲと比べて、高くなっている。これより、劣質炭と微粉粘結炭に、液体状バインダーを添加して混練した混練物することで、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれが抑制でき、この混練物を用いてコークスを製造することで、十分な強度を有するコークスが得られることがわかる。
【００７５】
また、劣質炭、微粉粘結炭及び液体状バインダーに加えて、超微粉粘結炭を添加した実施例２、４、６、８、１０、１２、１４〜２９では、液体バインダーの添加量を少なくしても、超微粉粘結炭を添加することで、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれを抑制でき、液体バインダーの添加量を多くしても、超微粉粘結炭を添加することで、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれが抑制できている。その上、実施例２、４、６、８、１０、１２及び１４のコークスは、超微粉粘結炭を添加せず、劣質炭、微粉粘結炭及び液体バインダーから得た混練物を用いて製造された実施例１、３、５、７、９、１１及び１３のコークスより、冷間強度ＤＩ及び熱間反応後強度ＣＳＲが高くなっている。
【００７６】
実施例１０、２８及び２９は、搬送時に混練物の発塵がほぼ無く、非発塵性が○（良好）であった。実施例２、４、６、８、１２、１４〜２７は、液体状バインダーの含有率と超微粉石炭の含有率との関係が、上述の（１）式の関係を満足しているため、搬送時に混練物の発塵が全く無く、非発塵性が◎（非常に良好）であった。
【００７７】
実施例２４〜２７は、搬送装置への混練物の付着がほぼ無く、非付着性が○（良好）であった。実施例２、４、６、８、１０、１２、１４〜２３、２８及び２９は、液体状バインダーの含有率と超微粉石炭の含有率との関係が、上述の（１）式の関係を満足しているため、搬送装置への混練物の付着が全く無く、非付着性が◎（非常に良好）であった。
【００７８】
以上のように、劣質炭及び微粉粘結炭に、液体バインダーを添加することで、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれを抑制でき、十分な強度を有するコークスを得ることができる。
【００７９】
さらに、劣質炭、微粉粘結炭及び液体バインダーに加えて、超微粉粘結炭を添加することで、液体バインダーの添加量を少なくしても又は多くしても、劣質炭の表面から、微粉粘結炭の剥がれを抑制でき、十分な強度を有するコークスを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明によれば、劣質炭の表面から、コークス原料炭との相溶性を向上させる粘結炭の剥がれを抑制でき、さらに、安価な劣質炭を粘結炭に対して多量に配合しても、良質な高炉用コークスを製造することができる。よって、本発明は、産業上の利用可能性が高いものである。
【符号の説明】
【００８１】
Ａ    非発塵性の境界を示す線
Ｂ    非付着性の境界を示す線
【図１】
0006716874.tif 000004
【図２】
0006716874.tif 000005