(57)【要約】【課題】  石炭中のイナート組織のサイズに応じて石炭の粉砕、配合を制御し、極めて高い強度を有するコークスを製造する高強度コークスの製造方法を提供する。【解決手段】  銘柄又は性状の異なる石炭を粉砕、配合し、高強度のコークスを製造する方法において、（ａ）各種銘柄の石炭を、銘柄別に、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以下になるように、粉砕機で粉砕し、（ｂ）上記粉砕した石炭を、単独で、又は、他銘柄の１種以上の粉砕した又は粉砕しない石炭と配合してコークス炉に装入する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銘柄又は性状の異なる石炭を粉砕、配合し、高強度のコークスを製造する方法において、
（ａ）各種銘柄の石炭を、銘柄別に、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以下になるように、粉砕機で粉砕し、
（ｂ）上記粉砕した石炭を、単独で、又は、他銘柄の１種以上の粉砕した又は粉砕しない石炭と配合してコークス炉に装入する、
ことを特徴とする高強度コークスの製造方法。
【請求項２】
銘柄又は性状の異なる石炭を粉砕、配合し、高強度のコークスを製造する方法において、
（ａ）各種銘柄の石炭を、グループ別に、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以下になるように、粉砕機で粉砕し、
（ｂ）上記粉砕した石炭を、グループ別に、又は、適宜グループ間で配合してコークス炉に装入する、
ことを特徴とする高強度コークスの製造方法。
【請求項３】
前記グループは、各種銘柄の石炭を、粗大イナート組織の累積体積比に応じて、複数のグループに分けたものであることを特徴とする請求項２に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項４】
前記複数のグループ分けに際し、粗大イナート組織の累積体積比を所定の境界値で２つの範囲に区分し、各種銘柄の石炭を、複数のグループに分けたことを特徴とする請求項３に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項５】
前記グループは、各種銘柄の石炭を、粗大イナート組織の累積体積比、及び、石炭化度に応じて、複数のグループに分けたものであることを特徴とする請求項２に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項６】
前記複数のグループ分けに際し、粗大イナート組織の累積体積比を所定の境界値で２つの範囲に区分し、かつ、石炭化度を所定の境界値で５つの範囲に区分し、これら範囲の組み合せで、各種銘柄の石炭を、複数のグループに分けたことを特徴とする請求項４に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項７】
前記粗大イナート組織の累積体積比の所定の境界値が（１５±２）％であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項８】
前記石炭化度の所定の境界値が、（０．７０±０．１）％、（０．８５±０．１）％、（１．５０±０．１）％、及び、（１．７±０．０５）％であることを特徴とする請求項６又は７に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項９】
前記複数のグループが、GrＡ：石炭化度≦（０．７０±０．１）％、GrＢ：（１５±２）％≦粗大イナート組織の累積体積比、及び、（０．７０±０．１）％≦石炭化度≦（０．８５±０．１）％、GrＣ：粗大イナート組織の累積体積比≦（１５±２）％、及び、（０．７０±０．１）％≦石炭化度≦（０．８５±０．１）％、GrＤ：（１５±２）％≦粗大イナート組織の累積体積比、及び、（０．８５±０．１）％≦石炭化度≦（１．５０±０．１）％、GrＥ：粗大イナート組織の累積体積比≦（１５±２）％、及び、（０．８５±０．１）％≦石炭化度≦（１．５０±０．１）％、GrＦ：（１．５０±０．１）％≦石炭化度≦（１．７±０．０５）％、及び、GrＧ：（１．７±０．０５）％≦石炭化度、の７つのグループであることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項１０】
前記グループは、各種銘柄の石炭を、粗大イナート組織の累積体積比、石炭化度、及び、全膨張率に応じて、複数のグループに分けたものであることを特徴とする請求項２に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項１１】
前記複数のグループ分けに際し、粗大イナート組織の累積体積比を所定の境界値で２つの範囲に区分し、石炭化度を所定の境界値で５つの範囲に区分し、かつ、全膨張率を所定の境界値で２つの範囲に区分し、これら範囲の組み合せで、各種銘柄の石炭を、複数のグループに分けたことを特徴とする請求項１０に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項１２】
前記粗大イナート組織の累積体積比の所定の境界値が（１５±２）％であることを特徴とする請求項１１に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項１３】
前記石炭化度の所定の境界値が、（０．７０±０．１）％、（０．８５±０．１）％、（１．５０±０．１）％、及び、（１．７±０．０５）％であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項１４】
前記全膨張率の所定の境界値が（４５±１０）％であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項１５】
前記複数のグループが、GrＡ：石炭化度≦（０．７０±０．１）％、GrＢ：（１５±２）％≦粗大イナート組織の累積体積比、及び、（０．７０±０．１）％≦石炭化度≦（０．８５±０．１）％、GrＣ：粗大イナート組織の累積体積比≦（１５±２）％、及び、（０．７０±０．１）％≦石炭化度≦（０．８５±０．１）％、GrＤ1：（１５±２）％≦粗大イナート組織の累積体積比、（０．８５±０．１）％≦石炭化度≦（１．５０±０．１）％、及び、（４５±１０）％≦全膨張率、GrＤ2：（１５±２）％≦粗大イナート組織の累積体積比、（０．８５±０．１）％≦石炭化度≦（１．５０±０．１）％、及び、全膨張率≦（４５±１０）％、GrＥ1：粗大イナート組織の累積体積比≦（１５±２）％、（０．８５±０．１）％≦石炭化度≦（１．５０±０．１）％、及び、（４５±１０）％≦全膨張率、GrＥ2：粗大イナート組織の累積体積比≦（１５±２）％、（０．８５±０．１）％≦石炭化度≦（１．５０±０．１）％、及び、全膨張率≦（４５±１０）％、GrＦ：（１．５０±０．１）％≦石炭化度≦（１．７±０．０５）％、及び、GrＧ：（１．７±０．０５）％≦石炭化度、の９つのグループであることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項１６】
前記粉砕は、粗大イナート組織が濃縮されている石炭に対して行なうことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項１７】
前記粗大イナート組織が濃縮されている石炭が、＋６．７ｍｍの粒度の石炭であることを特徴とする請求項１６に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項１８】
前記粗大イナート組織のサイズが、絶対最大長さで１．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項１９】
前記粉砕において、粗大イナート組織の累積体積比の基準値が１０％であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項２０】
前記粉砕において、石炭のグループ毎に目標粉砕粒度を設定することを特徴とする請求項１〜１９に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項２１】
前記目標粉砕粒度が、＋６．７ｍｍを指標とし、GrＡの石炭：＋６．７ｍｍ≧８％、GrＣ及びＥ２の石炭：＋６．７ｍｍ≦１４％、GrＢの石炭：＋６．７ｍｍ≦１２％、GrＤ１、Ｄ２及びＥ１の石炭：＋６．７ｍｍ≦７％、GrＦ及びＧの石炭：＋６．７ｍｍ≦５％、であることを特徴とする請求項１５に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項２２】
前記目標粉砕粒度が、＋６．７ｍｍを指標とし、GrＡの石炭：＋６．７ｍｍ≧１０％、GrＣ及びＥ２の石炭：＋６．７ｍｍ≦４％、GrＢの石炭：＋６．７ｍｍ≦３％、GrＤ１、Ｄ２及びＥ１の石炭：＋６．７ｍｍ≦５％、GrＦ及びＧの石炭：＋６．７ｍｍ≦３％、であることを特徴とする請求項１５に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項２３】
前記粉砕において、粉砕後の微粉発生量、粉砕後の粗大石炭量、及び、粉砕後の粒度分布及び水分量に基づく装入密度推定値のいずれか１つ又は２つ以上に基づいて、粉砕機を制御することを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項２４】
前記粉砕において、所期のコークス強度に応じて、粉砕機を制御することを特徴とする請求項２３に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項２５】
前記（ｂ）における配合後、さらに、
（ｃ）粗粒の石炭と微粒の石炭に分級し、
（ｄ）上記微粒の石炭、又は、上記微粒の石炭と上記粗粒の石炭の一部との混合物を、粒状に成型し、
（ｅ）上記粒状に成型した石炭と、上記粗粒の石炭、又は、上記粗粒の石炭の残部を混合してコークス炉に装入する、
ことを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項２６】
前記分級において、０．３ｍｍ以上の粗粒の石炭と０．３ｍｍ未満の微粒の石炭に分級することを特徴とする請求項２５に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項２７】
前記粒状に成型した石炭のサイズが、円相当径で６．７ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２６に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項２８】
前記配合において、配合後の粗大イナート組織の累積体積比が基準値の１０％以下になるように、前記粉砕、及び／又は、配合を行なうことを特徴とする請求項１〜２７のいずれか１項に記載の高強度コークスの製造方法。
【請求項２９】
前記配合後の粗大イナート組織の累積体積比Ｚを、下記式により算出することを特徴とする請求項２８に記載の高強度コークスの製造方法。
Ｚ＝Σ(粉砕後の銘柄別又はグループ別粗大イナート組織累積体積比)×配合比
【請求項３０】
前記配合後の粗大イナート組織の累積体積比Ｚに替わり、下記式により、配合後の粗大イナート組織の近似累積体積比Ｚ’を算出することを特徴とする請求項２８に記載の高強度コークスの製造方法。
Ｚ’＝Σ(粉砕後の銘柄別又はグループ別粗大石炭粒子量)×粗大イナート組織比率
×配合比
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉に装入する石炭粒子を、石炭粒子の組織に着目して粉砕・配合し、高強度のコークスを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉用のコークスは、多数の銘柄の石炭を配合し粉砕した後、又は、多数の銘柄の石炭をそれぞれ粉砕し配合した後、コークス炉に装入して製造される。この時、所定のコークス強度を確保するため、配合後の石炭粒度は、一般的に、配合炭全体で、３ｍｍ以下の質量比が７０〜９０％になるように調整される。
【０００３】
一般に、コークスの構造を均質化し、所定のコークス強度を確保するため、石炭を微粉砕し、配合石炭の性状の均一化を図るが、微粉砕し過ぎると、コークス炉に装入した際の嵩密度が低下し、逆に、コークス強度が低下することがある。
【０００４】
即ち、コークス炉内の嵩密度が低下すると、石炭粒子間の空隙が大きくなり、乾留過程において、強固な石炭粒子間の接着が得られず、コークス中に脆弱部が形成される。
【０００５】
このように、石炭の粉砕や配合石炭の粒度調整は、コークス強度に大きく影響する要因であり、これまで、これらの要因との関連で、コークス特性の向上を図る石炭の粉砕方法や、所要の特性を備えるコークスの製造方法が幾つか提案されている（特許文献１〜５、参照）。
【０００６】
特許文献１には、２種類以上の石炭を石炭性状に応じて別々に粉砕し、性状別に粒度分布を調整する冶金用コークスの製造方法が記載されている。しかし、特許文献１記載の製造方法は、強度の低下を抑制しつつ気孔率の向上を図るものであるので、この製造方法においては、コークス強度が所望のレベルに達しない場合がある。
【０００７】
また、特許文献２には、安価な石炭を大量に配合することを目的として、反射率が０．８未満の石炭を、５ｍｍ篩下が実質的に１００％でかつ３ｍｍ篩下が８０％以上となるように微粉砕し、反射率が０．８以上の石炭を、全体として反射率が０．８％未満の石炭よりも粗く粉砕する粉砕方法が記載されている。
【０００８】
しかし、特許文献２記載の粉砕方法によっても、コークスの強度は、ＤＩで８３程度であり、所望強度のコークスが得られない場合がある。
【０００９】
特許文献３には、高強度コークスを得ることが可能なコークス炉装入用石炭として、非微粘結炭粒子を２０〜８０重量％含み、該粒子の粒径が所定の範囲にある石炭が記載されている。
【００１０】
さらに、特許文献４及び５には、複数銘柄の石炭を性状（コークス化度）に応じて複数のグループに分け、所定粒度となるように粉砕してコークス炉装入用石炭を得る方法が記載されている。
【００１１】
しかし、上記特許文献記載の石炭又は方法によっても、所望強度のコークスが得られない場合がある。
【００１２】
このように、コークスの製造においては、主として、各種銘柄の石炭を粉砕することにより、配合石炭の粒度が所定粒度となるように調整して、コークス特性の向上を図っているが、強度の点でみると、上記特許文献記載のいずれの方法においても、期待するレベルに達しない場合がある。
【００１３】
そこで、本発明者は、石炭の粒度調整だけではコークス強度の向上に限界があるのではないかとの認識にたち、特許文献２記載の粉砕方法においては、石炭の組織中のイナート（軟化溶融しない不活性物質の組織）の含有量に基づいて粉砕する石炭を選択していることに着目し、石炭中の粗大イナート組織の累積体積比と粉砕粒度との関係を調査研究し、特許文献６にて、高強度のコークスを製造し得る配合炭の粒度の調整方法を提案した。
【００１４】
特許文献６提案の調整方法によれば、低品位の非微粘結炭を多量に使用しても、ＤＩ８５〜８６程度の強度を有するコークスを定常的に製造できるので、上記調整方法は、コークス強度の向上の点で顕著な効果を奏するものである。
【００１５】
しかし、高炉操業のより効率化、安定化のため、コークス強度のさらなる向上が求められているのが実情である。
【００１６】
【特許文献１】特開平１１−１８１４４１号公報
【特許文献２】特開２０００−３３６３７３号公報
【特許文献３】特開２００１−１８１６４４号公報
【特許文献４】特開２００１−１８１６５０号公報
【特許文献５】特開２００１−２７９２５４号公報
【特許文献６】特願２００２−１９５６３６号の明細書及び図面
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、コークス強度のより一層の向上が求められている実情に鑑み、石炭中のイナート組織のサイズに応じて石炭の粉砕、配合を制御し、極めて高い強度を有するコークスを製造する高強度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】
【００１８】
本発明者は、既に、石炭中のイナート組織に関する調査研究において、以下の知見を得た（特許文献６、参照）。
【００１９】
（ａ）サイズの小さいイナート組織が分散している石炭においては、全イナート組織の体積百分率（総イナート比率又はトータルイナート）が大きいにも拘らず、粗大なイナート組織が少ない。
【００２０】
（ｂ）上記（ａ）の石炭を微粉砕しても、イナート組織が微細分散することにより得られるコークス強度向上効果は小さい。
【００２１】
（ｃ）トータルイナートを粉砕粒度設定の基準として用いると、所期のコークス強度を、期待どおりに得ることができない場合がある。
【００２２】
本発明者は、上記知見を踏まえ、イナート組織のサイズ（絶対最大長さ）とコークス強度の向上との相関関係について、さらに調査研究を進め、次の知見を得るに至った。
【００２３】
（ｄ）＋６．７ｍｍの粒度の石炭中には、絶対最大長さで１．０ｍｍ以上のサイズの粗大イナート組織が濃縮されている。
【００２４】
（ｅ）上記粗大イナート組織を粉砕してコークスを製造すると、コークス強度は著しく向上する。
【００２５】
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。
【００２６】
（１）  銘柄又は性状の異なる石炭を粉砕、配合し、高強度のコークスを製造する方法において、
（ａ）各種銘柄の石炭を、銘柄別に、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以下になるように、粉砕機で粉砕し、
（ｂ）上記粉砕した石炭を、単独で、又は、他銘柄の１種以上の粉砕した又は粉砕しない石炭と配合してコークス炉に装入する、
ことを特徴とする高強度コークスの製造方法。
【００２７】
（２）  銘柄又は性状の異なる石炭を粉砕、配合し、高強度のコークスを製造する方法において、
（ａ）各種銘柄の石炭を、グループ別に、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以下になるように、粉砕機で粉砕し、
（ｂ）上記粉砕した石炭を、グループ別に、又は、適宜グループ間で配合してコークス炉に装入する、
ことを特徴とする高強度コークスの製造方法。
【００２８】
（３）  前記グループは、各種銘柄の石炭を、粗大イナート組織の累積体積比に応じて、複数のグループに分けたものであることを特徴とする前記（２）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００２９】
（４）  前記複数のグループ分けに際し、粗大イナート組織の累積体積比を所定の境界値で２つの範囲に区分し、各種銘柄の石炭を、複数のグループに分けたことを特徴とする前記（３）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００３０】
（５）  前記グループは、各種銘柄の石炭を、粗大イナート組織の累積体積比、及び、石炭化度に応じて、複数のグループに分けたものであることを特徴とする前記（２）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００３１】
（６）  前記複数のグループ分けに際し、粗大イナート組織の累積体積比を所定の境界値で２つの範囲に区分し、かつ、石炭化度を所定の境界値で５つの範囲に区分し、これら範囲の組み合せで、各種銘柄の石炭を、複数のグループに分けたことを特徴とする前記（４）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００３２】
（７）  前記粗大イナート組織の累積体積比の所定の境界値が（１５±２）％であることを特徴とする前記（４）〜（６）のいずれかに記載の高強度コークスの製造方法。
【００３３】
（８）  前記石炭化度の所定の境界値が、（０．７０±０．１）％、（０．８５±０．１）％、（１．５０±０．１）％、及び、（１．７±０．０５）％であることを特徴とする前記（６）又は（７）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００３４】
（９）  前記複数のグループが、GrＡ：石炭化度≦（０．７０±０．１）％、GrＢ：（１５±２）％≦粗大イナート組織の累積体積比、及び、（０．７０±０．１）％≦石炭化度≦（０．８５±０．１）％、GrＣ：粗大イナート組織の累積体積比≦（１５±２）％、及び、（０．７０±０．１）％≦石炭化度≦（０．８５±０．１）％、GrＤ：（１５±２）％≦粗大イナート組織の累積体積比、及び、（０．８５±０．１）％≦石炭化度≦（１．５０±０．１）％、GrＥ：粗大イナート組織の累積体積比≦（１５±２）％、及び、（０．８５±０．１）％≦石炭化度≦（１．５０±０．１）％、GrＦ：（１．５０±０．１）％≦石炭化度≦（１．７±０．０５）％、及び、GrＧ：（１．７±０．０５）％≦石炭化度、の７つのグループであることを特徴とする前記（６）〜（８）のいずれかに記載の高強度コークスの製造方法。
【００３５】
（１０）  前記グループは、各種銘柄の石炭を、粗大イナート組織の累積体積比、石炭化度、及び、全膨張率に応じて、複数のグループに分けたものであることを特徴とする前記（２）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００３６】
（１１）  前記複数のグループ分けに際し、粗大イナート組織の累積体積比を所定の境界値で２つの範囲に区分し、石炭化度を所定の境界値で５つの範囲に区分し、かつ、全膨張率を所定の境界値で２つの範囲に区分し、これら範囲の組み合せで、各種銘柄の石炭を、複数のグループに分けたことを特徴とする前記（１０）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００３７】
（１２）  前記粗大イナート組織の累積体積比の所定の境界値が（１５±２）％であることを特徴とする前記（１１）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００３８】
（１３）  前記石炭化度の所定の境界値が、（０．７０±０．１）％、（０．８５±０．１）％、（１．５０±０．１）％、及び、（１．７±０．０５）％であることを特徴とする前記（１１）又は（１２）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００３９】
（１４）  前記全膨張率の所定の境界値が（４５±１０）％であることを特徴とする前記（１１）〜（１３）のいずれかに記載の高強度コークスの製造方法。
【００４０】
（１５）  前記複数のグループが、GrＡ：石炭化度≦（０．７０±０．１）％、GrＢ：（１５±２）％≦粗大イナート組織の累積体積比、及び、（０．７０±０．１）％≦石炭化度≦（０．８５±０．１）％、GrＣ：粗大イナート組織の累積体積比≦（１５±２）％、及び、（０．７０±０．１）％≦石炭化度≦（０．８５±０．１）％、GrＤ1：（１５±２）％≦粗大イナート組織の累積体積比、（０．８５±０．１）％≦石炭化度≦（１．５０±０．１）％、及び、（４５±１０）％≦全膨張率、GrＤ2：（１５±２）％≦粗大イナート組織の累積体積比、（０．８５±０．１）％≦石炭化度≦（１．５０±０．１）％、及び、全膨張率≦（４５±１０）％、GrＥ1：粗大イナート組織の累積体積比≦（１５±２）％、（０．８５±０．１）％≦石炭化度≦（１．５０±０．１）％、及び、（４５±１０）％≦全膨張率、GrＥ2：粗大イナート組織の累積体積比≦（１５±２）％、（０．８５±０．１）％≦石炭化度≦（１．５０±０．１）％、及び、全膨張率≦（４５±１０）％、GrＦ：（１．５０±０．１）％≦石炭化度≦（１．７±０．０５）％、及び、GrＧ：（１．７±０．０５）％≦石炭化度、の９つのグループであることを特徴とする前記（１２）〜（１４）のいずれかに記載の高強度コークスの製造方法。
【００４１】
（１６）  前記粉砕は、粗大イナート組織が濃縮されている石炭に対して行なうことを特徴とする前記（１）〜（１５）のいずれかに記載の高強度コークスの製造方法。
【００４２】
（１７）  前記粗大イナート組織が濃縮されている石炭が、＋６．７ｍｍの粒度の石炭であることを特徴とする前記（１６）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００４３】
（１８）  前記粗大イナート組織のサイズが、絶対最大長さで１．０ｍｍ以上であることを特徴とする前記（１）〜（１７）のいずれかに記載の高強度コークスの製造方法。
【００４４】
（１９）  前記粉砕において、粗大イナート組織の累積体積比の基準値が１０％であることを特徴とする前記（１）〜（１８）のいずれかに記載の高強度コークスの製造方法。
【００４５】
（２０）  前記粉砕において、石炭のグループ毎に目標粉砕粒度を設定することを特徴とする前記（１）〜（１９）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００４６】
（２１）  前記目標粉砕粒度が、＋６．７ｍｍを指標とし、GrＡの石炭：＋６．７ｍｍ≧８％、GrＣ及びＥ２の石炭：＋６．７ｍｍ≦１４％、GrＢの石炭：＋６．７ｍｍ≦１２％、GrＤ１、Ｄ２及びＥ１の石炭：＋６．７ｍｍ≦７％、GrＦ及びＧの石炭：＋６．７ｍｍ≦５％、であることを特徴とする前記（１５）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００４７】
（２２）  前記目標粉砕粒度が、＋６．７ｍｍを指標とし、GrＡの石炭：＋６．７ｍｍ≧１０％、GrＣ及びＥ２の石炭：＋６．７ｍｍ≦４％、GrＢの石炭：＋６．７ｍｍ≦３％、GrＤ１、Ｄ２及びＥ１の石炭：＋６．７ｍｍ≦５％、GrＦ及びＧの石炭：＋６．７ｍｍ≦３％、であることを特徴とする前記（１５）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００４８】
（２３）  前記粉砕において、粉砕後の微粉発生量、粉砕後の粗大石炭量、及び、粉砕後の粒度分布及び水分量に基づく装入密度推定値のいずれか１つ又は２つ以上に基づいて、粉砕機を制御することを特徴とする前記（１）〜（２２）のいずれかに記載の高強度コークスの製造方法。
【００４９】
（２４）  前記粉砕において、所期のコークス強度に応じて、粉砕機を制御することを特徴とする前記（２３）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００５０】
（２５）  前記（ｂ）における配合後、さらに、
（ｃ）粗粒の石炭と微粒の石炭に分級し、
（ｄ）上記微粒の石炭、又は、上記微粒の石炭と上記粗粒の石炭の一部との混合物を、粒状に成型し、
（ｅ）上記粒状に成型した石炭と、上記粗粒の石炭、又は、上記粗粒の石炭の残部を混合してコークス炉に装入する、
ことを特徴とする前記（１）〜（２４）のいずれかに記載の高強度コークスの製造方法。
【００５１】
（２６）  前記分級において、０．３ｍｍ以上の粗粒の石炭と０．３ｍｍ未満の微粒の石炭に分級することを特徴とする前記（２５）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００５２】
（２７）  前記粒状に成型した石炭のサイズが、円相当径で６．７ｍｍ以上であることを特徴とする前記（２６）に記載の高強度コークスの製造方法。
【００５３】
（２８）  前記配合において、配合後の粗大イナート組織の累積体積比が基準値の１０％以下になるように、前記粉砕、及び／又は、配合を行なうことを特徴とする前記（１）〜（２７）のいずれかに記載の高強度コークスの製造方法。
【００５４】
（２９）  前記配合後の粗大イナート組織の累積体積比Ｚを、下記式により算出することを特徴とする前記（２８）に記載の高強度コークスの製造方法。
Ｚ＝Σ(粉砕後の銘柄別又はグループ別粗大イナート組織累積体積比)×配合比
【００５５】
（３０）  前記配合後の粗大イナート組織の累積体積比Ｚに替わり、下記式により、配合後の粗大イナート組織の近似累積体積比Ｚ’を算出することを特徴とする前記（２８）に記載の高強度コークスの製造方法。
Ｚ’＝Σ(粉砕後の銘柄別又はグループ別粗大石炭粒子量)×粗大イナート組織比率
×配合比
【発明の効果】
【００５６】
本発明によれば、コークス強度の低下をもたらす粗大なイナート組織の累積体積比を低減して、極めて高い強度を有するコークスを製造することができる。
【００５７】
また、本発明によれば、安価かつ低品位の非微粘結炭の使用比率を高めても、粗大イナート組織の累積体積比、該累積体積比及び石炭化度、又は、該累積体積比、石炭化度及び全膨張率で区分ないしグループ化して粉砕・配合し、石炭性状をより均質化した状態で乾留するので、高強度でかつ均質のコークスを生産性よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
石炭中に存在するイナート組織（以下、単に「イナート組織」ということがある。）は、乾留過程で軟化溶融する組織（ピトリニットやエグジニット）に比べ揮発分が少ない。
【００５９】
そのため、イナート組織と軟化溶融する組織は、乾留時における収縮率が異なり、この収縮率の差により、両組織の界面に応力が発生し、イナート組織の内部又は周辺にクラックが発生する。
【００６０】
図１に、コークス中に存在するイナート組織とその周辺の組織の一例を示す。図１中のイナート組織のサイズ（絶対最大長さ）は３ｍｍ弱であるが、イナート組織は、通常、石炭中において、０．１μｍ〜１０ｍｍの幅広いサイズ（絶対最大長さ）範囲で存在する。
【００６１】
そして、ｍｍオーダー（１．０ｍｍ以上）サイズ（絶対最大長さ）の粗大なイナート組織の内部又は周辺には、ｍｍオーダー（１．０ｍｍ以上）の大きなクラックが生成する（図１、参照。イナート組織の周辺にクラックが生成している。）。
【００６２】
グリフィスの破壊条件式（例えば、「Ｊ．Ｆ．Ｋｎｏｔｔ（宮本博訳）、「破壊力学の基礎」、ｐ．１０７」［培風館（１９７７）発行］、参照）によれば、大きなクラックは、小さなクラックよりも低い応力で、進展・拡大するから、上記粗大イナート組織の内部又は周辺に生成したｍｍオーダーの大きなクラックは、コークスが衝撃を受けた時、脆性破壊の起点（欠陥）として作用する。
【００６３】
それ故、上記ｍｍオーダーの大きなクラックを多数含むコークスは、著しく強度が低く、容易に粉化してしまう。
【００６４】
そこで、本発明者は、「クラック生成原因の一つである粗大なイナート組織を粉砕し、粗大イナート組織の存在量（比）を低減すれば、大きなクラックの生成を抑制できる」との発想に至り、コークス中の粗大なイナート組織の存在量（比）を表す指標として、粗大イナート組織の累積体積比を用い、各種銘柄の石炭を微粉砕して製造したコークスの強度（ＤＩ）と、各種サイズの粗大イナート組織の累積体積比との関係について調査した。
【００６５】
粗大イナート組織の累積体積比は、単一銘柄の石炭が粗大イナート組織をどの程度の量（比）含んでいるのかを表す指標であり、本発明において、石炭粉砕のための指標として採用する。
【００６６】
通常、２次元断面における面積比は、三次元空間における体積比として扱うことができるので、粗大イナート組織の２次元断面における面積比を、粗大イナート組織の累積体積比として扱うことができる。
【００６７】
これは、ＪＩＳ  Ｍ８８１６（１９９２）の石炭の微細組織成分及び反射率測定方法において、研磨試料の２次元断面における各微細組織成分の含有率を、容量百分率として扱うのと同様である。
【００６８】
そして、石炭中のイナート組織の存在態様は、コークス化してもほとんど変化せず同じ存在態様で残存するので、コークス中の粗大イナート組織の累積体積比を、石炭中の粗大イナート組織の累積体積比として用いることができる。
【００６９】
勿論、コークス中の粗大イナート組織の２次元断面における累積面積比を、コークス中の粗大イナート組織の累積体積比として扱うが、この累積面積比は、例えば、顕微鏡写真の画像解析法を用い、次の手順（１）〜（５）で求めることができる。
【００７０】
（１）石炭を、原炭のまま、又は、所定の粒度に粉砕して乾留（好ましくは、炉温１０００〜１３００℃で乾留し、炭中温度７００〜１２００℃に到達するまで乾留）し、コークスを製造する。
【００７１】
（２）コークスの切断面に樹脂を埋め込み、その切断面を、顕微鏡で写真撮影する。
【００７２】
（３）切断面写真において、イナート組織をマーキングし、画像解析ソフトを用い、所定の絶対最大長さ以上のマーキング領域（累積面積）が、切断面写真の全領域（面積）に占める割合Ｓｉ（％）を計測する。
【００７３】
（４）切断面写真において、コンピューター画像処理にてコークス壁を白、気孔を黒に処理し（コークス壁と気孔を２値化し）、気孔の領域（累積面積）が切断写真の全領域（面積）に占める割合Ｓｐ（％）を計測する。
【００７４】
（５）Ｘ（面積比）＝Ｓｉ／（１００−Ｓｐ）×１００  を算出する。
【００７５】
なお、石炭中の粗大イナート組織の累積体積比を、顕微鏡写真の画像解析法を用い、上記手順（３）〜（５）に従って、直接、算出することもできる。
【００７６】
石炭の場合は、上記（３）の手順において、切断面写真の全領域の代わりに、観察領域内における石炭粒子の面積和を用いる。また、石炭粒子中の気孔は無視できるので、上記（４）の手順は不要であり、Ｓｐ＝０としても差し支えない。
【００７７】
本発明者の検討によれば、コークスを試料として用いた方が、イナート組織の判別が容易であり、また、測定時間が短いという長所があるが、一方で、乾留過程において、イナート組織の一部が分離したり又は溶融したりして、イナート組織のサイズが多少変わる場合があるので、どちらの方法を用いるかは、必要とされる精度により選択すればよい。
【００７８】
本発明において、マーキングするイナート組織のサイズは、絶対最大長さで１．０ｍｍ以上とするが、好ましくは、１．５ｍｍ以上とする。これは、コークスがドラム試験で落下衝撃を受けた際、特に、１．５ｍｍ以上のイナート組織の内部又は周辺において発生するクラックが、より早く進展、拡大するからである。
【００７９】
本発明者が、各種銘柄の石炭を微粉砕して製造したコークスの強度（ＤＩ）と、各種サイズのイナート組織の累積体積比との関係について調査した結果、粗大なイナート組織を粉砕し、粗大イナート組織の累積体積比を低減して製造したコークスにおいては、コークス強度が著しく向上していることを見出した。
【００８０】
図２に、粉砕した石炭の装入密度を０．８５ｔ／ｍ3とし、全部のイナート組織の累積体積比（即ち、ＪＩＳ  Ｍ８８１６で測定されるイナーチニットグループの容量百分率、以下「総イナート比率」と称する。）を４２％とし、サイズが＋１．５ｍｍの粗大イナート組織に着目し、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比とコークス強度（ＤＩ）との関係を調査した結果を示す。
【００８１】
図２から、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比が小さくなると、コークス強度（ＤＩ）が、著しく向上していることが解かる。
【００８２】
粗大イナート組織を微粉砕することによりコークス強度が向上するという効果（コークス強度向上効果）の存在を確認するため、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比は１０％と一定とし、総イナート比率を変え、コークス強度（ＤＩ）を測定した。
【００８３】
その結果を、図３に示す。なお、石炭の装入密度は、図２の場合と同じく、０．８５ｔ／ｍ3とした。
【００８４】
図３によれば、コークス強度（ＤＩ）は、総イナート比率によらず、ほぼ一定（ＤＩ：８５）である。このことは、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比が、コークス強度（ＤＩ）を支配する因子の一つであることを意味している。
【００８５】
また、図２及び図３においては、粗大イナート組織のサイズを＋１．５ｍｍとしたが、本発明者は、粗大イナート組織のサイズを＋１．０ｍｍとしても、同様の結果が得られることを実験的に確認した。
【００８６】
このように、本発明者の調査結果から、
（ａ）＋１．０ｍｍの粗大イナート組織の存在が、コークス強度を著しく損なう原因であること、即ち、
（ｂ）＋１．０ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比の低減が、コークス強度を著しく高めること、
が判明した。この点が、本発明における第１の特徴である。
【００８７】
図４に、コークス中の＋１．５ｍｍの粗大イナート組織（図中、太い黒線でマーキングしたのが粗大イナート組織）の存在量（比）の低減前後の対比で、イナート組織の存在態様とコークス強度（ＤＩ）との対応関係を示す。
【００８８】
この図からも、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の存在量（比）の低減が、コークス強度を著しく高めることが解かる。
【００８９】
しかし、＋１．０ｍｍの粗大イナート組織も含めイナート組織の存在態様は、石炭（銘柄）によって様々であり、石炭の粉砕が、必ずしも粗大イナート組織の粉砕、低減に有効に結びつかない場合があることが予想される。
【００９０】
そこで、本発明者は、実際の石炭の粉砕工程において、＋１．０ｍｍの粗大イナート組織をより効果的に粉砕し、その累積体積比を低減するため、各種銘柄の石炭におけるイナート組織の存在態様を調査した。その一結果を、図５に示す。
【００９１】
図５は、特定の銘柄の石炭につき、粉砕前の石炭粒度（原炭粒度）と、粒度区分別のイナートの割合（％）（総イナート比率、及び、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積積比）との関係を示すものである。
【００９２】
この図から、＋６．７ｍｍの粒度の石炭中に、＋１．５ｍｍの粗大イナートが濃縮されていることが解かる。
【００９３】
さらに、表１に、３つの銘柄（ＨＣ−Ａ、ＨＣ−Ｃ、ＮＣ−Ａ）の石炭について、総イナート比率と＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比を調査した結果を示す。なお、定性的にではあるが、適用する粉砕強度の強弱を付した。
【００９４】
【表１】
2004339503.tif 000003
【００９５】
この表から、石炭の銘柄により、原炭中の＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比が大きく異なることが解かる。
【００９６】
このように、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比は、石炭の銘柄又は石炭粒度によって、大きく異なることが判明した。
【００９７】
図５及び表１においては、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比について調査したが、本発明者は、粗大イナート組織のサイズを＋１．０ｍｍとしても、その累積体積比は、＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比と同じく、石炭の銘柄又は石炭粒度によって大きく異なることを、実験的に確認した。
【００９８】
そこで、本発明においては、上記実験結果及び確認を踏まえ、各種銘柄の石炭の中でも、特に、＋１．０ｍｍの粗大イナート組織が濃縮されている石炭を粉砕の対象とする。
【００９９】
そして、通常、石炭は、ＪＩＳ規格に従って作製された篩によって篩い分けられるので、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｚ８８０１、網ふるい）における篩目６．７ｍｍ（呼び寸法）を、粉砕対象石炭の好ましい臨界粒径として採用する。即ち、本発明においては、好ましくは、＋６．７ｍｍの石炭を粉砕の対象とする。
【０１００】
このように、ＪＩＳ規格で規定する篩目に則り、好ましい石炭粒径を＋６．７ｍｍと規定した点が、本発明における第２の特徴である。
【０１０１】
本発明者は、＋６．７ｍｍよりも大きな呼び寸法の篩で篩い分けした石炭粒子、例えば、＋８．０ｍｍや＋９．５ｍｍの粒子中にも、粗大イナート組織が濃縮されていることを実験的に確認した。
【０１０２】
しかしながら、篩目が大きくなるほど、篩上粒子質量百分率は低下し、測定誤差が大きくなる。例えば、＋６．７ｍｍ及び＋９．５ｍｍの篩上粒子質量百分率が、それぞれ、５質量％及び１質量％であったとすると、篩の測定精度を０．１質量％とした場合、精度は、それぞれ、５±０．１％（誤差２％）、及び、１±０．１％（誤差１０％）となる。
【０１０３】
また、＋６．７ｍｍよりも小さな５．６ｍｍや４．７５ｍｍの粒子中にも粗大イナート組織がある程度は濃縮されているが、＋６．７ｍｍに比べると粗大イナート組織の濃縮度は低い。
【０１０４】
以上の結果より、コークス強度を向上させるための目標粉砕粒度を決定する管理指標として、最も好ましいのが、＋６．７ｍｍであるが、コークス強度向上効果やコークス品質設計の精度を問わなければ、８．０ｍｍ、９．５ｍｍの大きい呼び寸法の篩や、５．６ｍｍや４．７５ｍｍの小さい呼び寸法の篩を用いることも可能である。
【０１０５】
そして、本発明においては、各種銘柄の石炭を、
（1a）銘柄毎に、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以下になるように、粉砕機で粉砕するか、又は、
（2a）グループ別に（粗大イナート組織の累積体積比、又は、該累積体積比と石炭化度に応じて、必要なら、石炭の全膨張率（後で、詳述する）をも考慮して、２つ以上のグループにグループ化）、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以下になるように、粉砕機で粉砕する。
【０１０６】
まず、本発明における粉砕について説明する。
【０１０７】
粗大イナート組織の累積体積比が基準値（この定義については後述する。）を超える石炭については、粗大イナート組織の累積体積比が基準値以下になるように微粉砕し、該累積体積比が基準値以下の石炭については、粉砕しないか、又は、粗粉砕して粒度を調整する。
【０１０８】
前述したように、例えば、＋１．０ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比は、石炭の銘柄又は石炭粒度によって大きく異なるから、上記微粉砕により、上記累積体積比を基準値以下に迅速かつ適確に下げるため、各種銘柄の石炭を、次の(a)〜(b-3)のうちの１つ又は２つ以上の粉砕態様で粉砕する。
【０１０９】
(1a)  銘柄別に粉砕する。
【０１１０】
(2a-1)  粗大イナート組織の累積体積比に応じて２つ以上にグループ化し、グループ別に粉砕する。
【０１１１】
(2a-2)  粗大イナート組織の累積体積比及び石炭化度に応じて２つ以上にグループ化し、グループ別に粉砕する。
【０１１２】
(2a-3)  粗大イナート組織の累積体積比、石炭化度、及び、全膨張率に応じて２つ以上にグループ化し、グループ別に粉砕する。
【０１１３】
粉砕は粉砕機を用いて行なうが、単純な強粉砕により石炭を粉砕すると、微粉（−０．３ｍｍ）が多量に発生し、その結果、コークス炉への装入時の嵩密度（ｔ／ｍ3）が低下してしまい、コークス強度が低下するとともに、コークス生産量が低下するし、また、発塵量や炉壁へのカーボン付着量が増加する懸念も生じる。
【０１１４】
それ故、石炭を粉砕機で粉砕する場合、微粉炭、特に、−０．３ｍｍの微粉炭が発生しないように、かつ、コークス炉内での嵩密度を大きく変化させない粒度分布になるように、粉砕機を制御する必要がある。
【０１１５】
そのため、粉砕機の粉砕強度を、銘柄別に粉砕する場合は、粗大イナート組織の累積体積比（特に、＋１．０ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比）、粗大イナート組織の累積体積比と石炭化度、又は、粗大イナート組織の累積体積比、石炭化度及び全膨張率に応じて設定し、また、グループ別に粉砕する場合は、グループの粗大イナート組織の累積体積比（特に、＋１．０ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比）平均値、グループの粗大イナート組織の累積体積比平均値と石炭化度平均値、又は、粗大イナート組織の累積体積比平均値、石炭化度平均値及び全膨張率平均値に応じて設定する。
【０１１６】
そして、粉砕機を、粉砕後の微粉発生量、粉砕後の粗大石炭量、及び、粉砕後の粒度分布及び水分量に基づく装入密度推定値のいずれか１つ又は２つ以上に基づいて、フィードバック制御する。
【０１１７】
粉砕後の微粉発生量については、銘柄別に粉砕する場合は、銘柄毎の粉砕後の微粉発生量を用いることが好ましいが、配合後の微粉発生量を近似的に用いることも可能である。また、グループ別に粉砕する場合は、グループ毎の粉砕後の微粉発生量を用いることが好ましいが、配合後の微粉発生量を近似的に用いることも可能である。
【０１１８】
ここでいう微粉とは、０．５ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下の大きさの粒子のことである。
【０１１９】
粉砕後の粗大石炭量については、銘柄別に粉砕する場合は、銘柄毎の粉砕後の粗大石炭量を用いることが好ましいが、配合後の粗大石炭量を近似的に用いることも可能である。また、グループ別に粉砕する場合は、グループ毎の粉砕後の粗大石炭量を用いることが好ましいが、配合後の粗大石炭量を近似的に用いることも可能である。
【０１２０】
ここでいう粗大石炭とは、前述したように、粗大イナート組織が濃縮されている＋６．７ｍｍの石炭粒子のことであるが、精度を問わなければ、＋８．０ｍｍ、＋９．５ｍｍや＋５．６ｍｍ、＋４．７５ｍｍの石炭粒子を用いてもよい。
【０１２１】
粉砕後の粒度分布及び水分量に基づく装入密度推定については、銘柄別粉砕及びグループ別粉砕の両方の場合とも、配合後の石炭の粒度分布及び水分量に基づく装入密度推定値を用いる。
【０１２２】
さらに、粉砕機の制御においては、粉砕機を、上記フィードバック制御で得られたコークス強度の実績値を考慮して設定したコークス強度に応じて制御してもよい。
【０１２３】
粉砕機としては、例えば、速度可変型のハンマークラッシャーを用い、＋１．０ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比、又は、該累積体積比と石炭化度に応じて粉砕強度を変える。例えば、表１に示すように、上記累積体積比が大きい場合には粉砕強度を高く設定して、石炭を強粉砕し、また、上記累積体積比が小さい場合には粉砕強度を低く設定して、石炭を弱粉砕する。
【０１２４】
なお、実機において粉砕機系列を構成する場合、例えば、図６に示すように、速度可変型のハンマークラッシャー１を３機並列に配置し、強粉砕、中粉砕、及び、弱粉砕の３系統で粉砕機系列を構成してもよい。
【０１２５】
このように粉砕機系列を構成することは、各種銘柄の石炭のグループ化とも関連して、実際の粉砕において重要なことである。
【０１２６】
このようにして、銘柄別の石炭、又は、グループ別の石炭を、微粉炭、特に、−０．３ｍｍの微粉炭の発生を抑制して、粉砕後の粒度分布が、コークス炉内での嵩密度を大きく変化させない粒度分布になるように、効率よく粉砕することができる。
【０１２７】
表２に、速度可変型のハンマークラッシャーを用い、粗大イナート組織の累積体積比が１２％以上の石炭を、粗大イナート組織の累積体積比が６％以下になるように粉砕強度を設定して粉砕した場合の粒度分布と、上記石炭を、従来の単純な強粉砕で粉砕した場合の粒度分布を示す。
【０１２８】
【表２】
2004339503.tif 000004
【０１２９】
そして、本発明者は、粗大なイナート組織を多く含む石炭ほど、本発明に従う粉砕により粉砕した場合、コークス強度向上効果がより大きいことを確認した。
【０１３０】
次に、本発明における粗大イナート組織の累積体積比の基準値について説明する。
【０１３１】
本発明においては、前述した粉砕により、＋１．０ｍｍの粗大なイナート組織の累積体積比を基準値以下に低減するが、該基準値は、石炭の銘柄や性状によって異なるので、あらかじめ、銘柄別又はグループ別に、粗大イナート組織の累積体積比とコークス強度との関係を求めておく。
【０１３２】
通常、上記関係において、図７に模式的に示すように、コークス強度は、粗大イナート組織の累積体積比Ｚの増大に伴い、ほぼ直線的に減少するから、基準値は、該累積体積比の低減幅（Ｚ1−Ｚ2＝ΔＺ）とコークス強度（ＤＩ）の向上幅（ＤＩ2−ＤＩ1＝ΔＤＩ）に基づいて設定する。
【０１３３】
ここで、粗大イナート組織の累積体積比とコークス強度の関係は、直線に限定されず、石炭性状、乾留条件等によって異なる。また、具体的な基準値は、目標とするコークス強度がＤＩ1の場合はＺ1とし、目標とするコークス強度がＤＩ2の場合はＺ2とすればよい。
【０１３４】
複数の銘柄で構成される配合炭の場合には、各単味炭のΔＤＩの加重平均が配合炭のΔＤＩとなるので、目標とするΔＤＩを得るため、石炭の銘柄構成、配合比率、粉砕粒度（即ち、粗大イナート累積体積比）を、適宜、調整すればよい。
【０１３５】
複数グループで構成される配合炭の場合には、各グループのΔＤＩの加重平均が配合炭のΔＤＩとなるので、目標とするΔＤＩを得るため、各グループ内の石炭銘柄構成、グループ構成比率、粉砕粒度（即ち、粗大イナート累積体積比）を、適宜、調整すればよい。
【０１３６】
また、上記基準値は、次のように設定してもよい。図８に、粗大イナート組織の累積体積比（横軸）が異なる複数銘柄の石炭を用い、粉砕後の石炭粒度において、＋６．７ｍｍの質量比を１０％から３％に変化させた場合（この変化で、粗大イナート組織の累積体積比がある程度低減されている。）におけるコークス強度（ＤＩ）の変化（即ち、＋６．７ｍｍ  １０％の石炭で製造したコークスのＤＩと、＋６．７ｍｍ  ３％の石炭で製造したコークスのＤＩの差：ΔＤＩ150／15、縦軸）を示す。
【０１３７】
この図から、図中で境界値とした粗大イナート量の値を境に、粉砕によるＤＩ変化（ΔＤＩ150／15）が急激に大きくなることが解かる。
【０１３８】
即ち、粗大イナート組織の累積体積比が境界値以上の石炭においては、該累積体積比の低減によるコークス強度の増大量が大きく、一方、粗大イナート組織の累積体積比が境界値未満の石炭においては、該累積体積比の低減によるコークス強度の増大量は小さい。
【０１３９】
このことから、上記境界値を、粗大イナート組織の累積体積比を低減する場合の目安として扱い、基準値として採用することができる。
【０１４０】
複数の銘柄で構成される配合炭の場合には、各単味炭のΔＤＩの加重平均が配合炭のΔＤＩとなるので、目標とするΔＤＩを得るため、石炭の銘柄構成、配合比率、粉砕粒度（即ち、粗大イナート累積体積比）を調整すればよい。
【０１４１】
複数グループで構成される配合炭の場合には、各グループのΔＤＩの加重平均が配合炭のΔＤＩとなるので、目標とするΔＤＩを得るため、各グループ内の石炭銘柄構成、グループ構成比率、粉砕粒度（即ち、粗大イナート累積体積比）を、適宜、調整すればよい。
【０１４２】
例えば、図８に、６種類の異なる石炭のデータ（ΔＤＩ150／15）が示されているが、基準値Ｚよりも右側に位置する石炭３種類を粗大イナート累積体積比の基準値以下になるように粉砕し（ここでは、＋６．７ｍｍの質量割合３％に粉砕し）、それぞれの配合比率が２０％であるとすると（残りの４０％は、基準値よりも左側に位置する石炭）、配合炭に期待されるＤＩ向上効果は、
１．１×０．２＋０．７×０．２＋０．６×０．２＝０．４８
となる。
【０１４３】
なお、ここでは、基準値よりも左側に位置する石炭については粗粉砕するので、ＤＩ向上効果は得られないと仮定している。
【０１４４】
このように、ＤＩ向上効果が大きい石炭のみを選択的に粉砕し、微粉の発生を抑制して、大きなＤＩ向上効果を得ることが可能である。一方、ＤＩ向上効果を目標値に合わせたい場合には、石炭配合比率、粉砕粒度、及び／又は、乾留条件を、適宜、調整すればよい。
【０１４５】
ただし、図８に示す６種類の異なる石炭のデータ（ΔＤＩ150／15）は、あくまでも一例であり、上記計算は、６種類の異なる石炭について、所定の乾留条件にて、石炭粉砕粒度を、＋６．７ｍｍの質量比で１０％から３％に変化させた場合におけるコークス強度の変化である。
【０１４６】
乾留条件（装入密度、コークス炉の炉温、石炭水分等）、試験に用いる石炭性状、石炭粉砕粒度等が変化すると、図８に例示する曲線は、当然に、上下・左右方向にシフトするので、目標とするＤＩ向上効果に併せて、適正な条件を選択することが可能である。
【０１４７】
例えば、図８において、右から順番にＡ炭、Ｂ炭、Ｃ炭とし、配合炭のＤＩ向上効果を“０．６６”としたい場合、Ａ炭の配合比率を６０％とし、Ｂ炭及びＣ炭の配合比率を０％とすれば、配合炭に期待されるＤＩ向上効果は、
１．１×０．６＋０．７×０＋０．６×０＝０．６６
となる。
【０１４８】
また、石炭粉砕粒度や乾留条件、使用する石炭銘柄、及び／又は、配合比率を変化させることで、基準値を設定して、ＤＩ向上効果が大きい石炭のみを選択的に粉砕し、微粉の発生を抑制して、ΔＤＩを目標値に合わせることができる。
【０１４９】
本発明においては、各種銘柄の石炭を、粗大イナート組織の累積体積比に応じてグループ分けし、グループ別に、粉砕後の粗大イナート組織の累積体積比が基準値以下になるように粉砕してもよい。
【０１５０】
単一銘柄の石炭を粉砕する場合や、同程度の石炭化度を有する複数銘柄の石炭を、粗大イナート組織の累積体積比でグループ化して粉砕する場合は、粉砕機の粉砕強度を、粗大イナート組織の累積体積比に応じて設定すればよい。
【０１５１】
一方、石炭化度が大きく異なる複数銘柄の石炭を、粗大イナート組織の累積体積比に応じてグループ化する場合は、石炭化度（Ｒｏ）も考慮してグループ化し、グループ別に、粉砕後の粗大イナート組織の累積体積比が基準値以下になるように粉砕してもよい。グループ分けに、粗大イナート組織の累積体積比だけでなく、石炭化度を用いる理由は、下記の通りである。
【０１５２】
石炭は、銘柄によって粉砕性が異なり、一般的に、炭素含有量９０％Ｃ付近（Ｒｏ〜１．５％）で石炭の粉砕性を評価する指数であるハードグローブ指数が極大となる（即ち、最も砕きやすくなる）ことが知られている（「石炭化学と工業」（増補版）木村英雄、藤井修治、三共出版（株）、1986、p.83）。
【０１５３】
また、石炭の種類により、粉砕前の石炭の粒度分布は大きく異なるので、石炭化度が異なる石炭を、同じ粉砕機で、同じ粉砕強度で粉砕しても、粉砕後の粒度分布は大きく異なることになる。
【０１５４】
それ故、粗大イナート組織の累積体積比が同程度でも、石炭化度が大きく異なる石炭を混合して粉砕する場合、上記累積体積比に応じた粉砕強度で粉砕しても、粉砕後のグループ別石炭において、コークス炉装入に適する粒度分布が得られないことがある。
【０１５５】
このため、石炭のグループ分けに、粗大イナート組織の累積体積比だけでなく、石炭化度を用いることが好ましい。
【０１５６】
さらに、石炭の全膨張率が大きく異なる複数の銘柄の石炭を用いる場合、グループ分けに、粗大イナート組織の累積体積比と石炭化度だけでなく、石炭の全膨張率も考慮してグループ化し、グループ別に、粉砕後の粗大イナート組織の累積体積比が基準値以下になるように粉砕してもよい。
【０１５７】
ここで、石炭の全膨張率とは、ＪＩＳ  Ｍ８８０１で定める膨張性試験方法により測定される収縮率と膨張率の和である全膨張率（以下ＴＤ（％）と称する。）のことである。石炭のグループ分けの際に全膨張率を用いる理由は、下記の通りである。
【０１５８】
膨張率が低い石炭を強粉砕して微粒化すると、石炭の膨張率がさらに低下する。強度が高いコークスを製造するには、石炭粒子が膨張して粒子同士が接着することが重要であるので、膨張率の低下は、コークス強度に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０１５９】
このため、粗大イナート組織の累積体積比、及び／又は、石炭化度が同程度の場合、膨張率が低い石炭は、膨張率が高い石炭よりも、粗く粉砕する方が好ましい。
【０１６０】
本発明者が、各種銘柄の石炭につき、粗大イナート組織の累積体積比、石炭化度（Ｒｏ）、石炭の全膨張率（ＴＤ）、及び、適切な粒度分布を得るための“粉砕機の粉砕強度”の関係を調査したところ、この関係は、図９に概括的に示すように、Ａ〜Ｇにグループ化でき、それぞれのグループ毎の目標値に応じて粉砕することが好ましいことが判明した。
【０１６１】
また、グループＥ、及び、グループＥの上に位置するグループＤは、ともに、図１０に示すように、石炭の全膨張率“４５±１０％”を境に、それぞれ、グループＥ１とグループＥ２、及び、グループＤ１とグループＤ２に細分化でき、それぞれのグループ毎の目標値に応じて粉砕することが好ましいことが判明した。
【０１６２】
即ち、図９及び図１０に示すように、
（ａ）０．８５±０．１≦石炭化度Ｒｏ≦１．５０±０．１、及び、
（ｂ）１５±２％≦粗大イナート組織累積体積比
のグループＤの石炭（石炭Ｄ）は、全膨張率＝４５±１０％で、
（c1）全膨張率≦４５±１０％
のグループＤ２の石炭（石炭Ｄ２）と、
（c2）４５±１０％≦全膨張率
のグループＤ１の石炭（石炭Ｄ１）に区分できる。
【０１６３】
また、（ａ）０．８５±０．１≦石炭化度Ｒｏ≦１．５０±０．１であるが、
（ｂ）粗大イナート組織累積体積比≦１５±２％
のグループＥの石炭（石炭Ｅ）は、全膨張率＝４５±１０％で、
（c1）全膨張率≦４５±１０％
のグループＥ２の石炭（石炭Ｅ２）と、
（c2）４５±１０％≦全膨張率
のグループＥ１の石炭（石炭Ｅ１）に区分できる。
【０１６４】
このように、各種銘柄の石炭は、粗大イナート組織の累積体積比、及び、石炭化度（Ｒｏ）、さらには、全膨張率を含む石炭性状と、粉砕機の粉砕強度の程度との関係で、９つのグループ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ１、Ｄ２、Ｅ１、Ｅ２、Ｆ、及び、Ｇ）に分類できることが判明した。
【０１６５】
したがって、特定の銘柄の石炭が、どのグループに属するものであるかを判別すれば、該石炭を粉砕する際の適切な粉砕強度を知ることができる。
【０１６６】
各グループに属する石炭の粉砕後の石炭粒度は、下記粒度を目標値とすることが好ましい。
石炭Ａ（＋６．７ｍｍ≧８％）、石炭Ｃ、石炭Ｅ２（＋６．７ｍｍ≦１４％）、石炭Ｂ（＋６．７ｍｍ≦１２％）、石炭Ｄ１、石炭Ｄ２、石炭Ｅ１（＋６．７ｍｍ≦７％）、石炭Ｆ、石炭Ｇ（＋６．７ｍｍ≦５％）
【０１６７】
ここで、粘結性を有する石炭Ｂ、石炭Ｃ、石炭Ｄ１、石炭Ｄ２、石炭Ｅ１、及び、石炭Ｅ２において、石炭Ｄ１、石炭Ｄ２、及び、石炭Ｅ１を、石炭Ｂ、石炭Ｃ、及び、石炭Ｅ２よりも細かく粉砕する理由は、一般的に、石炭Ｂ及び石炭Ｃは、膨張率が低く、強粉砕することによって膨張率が低下して、コークス強度に影響を及ぼす可能性があるためであり、また、石炭Ｅ２についても、同様に、膨張率が低く、強粉砕することによって膨張率が低下して、コークス強度に影響を及ぼす可能性があるためである。
【０１６８】
上記粉砕後の石炭粒度の目標値において、好ましい目標値は、次のとおりである。
石炭Ａ（＋６．７ｍｍ≧１０％）、石炭Ｃ、石炭Ｅ２（＋６．７ｍｍ≦４％）、石炭Ｂ（＋６．７ｍｍ≦３％）、石炭Ｄ１、石炭Ｄ２、石炭Ｅ１（＋６．７ｍｍ≦５％）、石炭Ｆ、石炭Ｇ（＋６．７ｍｍ≦３％）
【０１６９】
さらに好ましくは、次の通りである。
石炭Ａ（＋６．７ｍｍ≧１２％）、石炭Ｃ、石炭Ｅ２（＋６．７ｍｍ≦３％）、石炭Ｂ（＋６．７ｍｍ≦２％）、石炭Ｄ１、石炭Ｄ２、石炭Ｅ１（＋６．７ｍｍ≦４％）、石炭Ｆ、石炭Ｇ（＋６．７ｍｍ≦２％）
【０１７０】
ここで、粘結性を有する石炭Ｂ、石炭Ｃ、石炭Ｄ１、石炭Ｄ２、石炭Ｅ１、石炭Ｅ２において、石炭Ｂ、石炭Ｃ、及び、石炭Ｅ２を、石炭Ｄ１、石炭Ｄ２、及び、石炭Ｅ１よりも細かく粉砕する理由は、これらの石炭は、粒度が細かい領域で、コークス強度を向上させる効果が大きいからである。
【０１７１】
ここで、各グループの石炭の粒度は、使用する石炭の種類（銘柄）、目標とするコークス強度、許容される微粉発生量等により、それぞれ上記の範囲となるように選択すればよい。
【０１７２】
例えば、石炭Ｂ、石炭Ｃ、及び、石炭Ｅ２について、なるべく配合炭全体で微粉を発生させたくない場合、及び／又は、配合炭全体の膨張性が不足傾向にある場合には、どちらかというと、粗く粉砕し、石炭Ｃ、石炭Ｅ２（＋６．７ｍｍ≦１４％）、石炭Ｂ（＋６．７ｍｍ≦１２％）の目標粒度となるようにする。
【０１７３】
また、微粉を発生させてもよい場合、及び／又は、配合炭全体の膨張性が不足傾向にない場合には、石炭Ｃ、石炭Ｅ２（＋６．７ｍｍ≦４％）、石炭Ｂ（＋６．７ｍｍ≦３％）又は、石炭Ｃ、石炭Ｅ２（＋６．７ｍｍ≦３％）、石炭Ｂ（＋６．７ｍｍ≦２％）の目標値となるようにすればよい。
【０１７４】
また、石炭Ｄ１、石炭Ｄ２、及び、石炭Ｅ１については、石炭Ｄ１≧石炭Ｅ１≧石炭Ｄ２の順番で強く粉砕することがより好ましい。この理由は、次のとおりである。
【０１７５】
粗大イナート組織の累積体積比の比較からすれば、石炭Ｅ１の粉砕は、石炭Ｄ１及び石炭Ｄ２よりも弱粉砕とすべきであるが、石炭Ｄ２は、もともと、膨張率が低い石炭であり、粉砕して石炭を微粒化すると、石炭の膨張率がさらに低下して、コークス強度に悪影響を及ぼす可能性がある。このため、粉砕強度の順番は、石炭Ｄ１≧石炭Ｅ１≧石炭Ｄ２とすることが好ましい。
【０１７６】
ここで、図９において、石炭化度（Ｒｏ）が（０．７０±０．１）％以下のグループＡの石炭（石炭Ａ）を、粗く粉砕するのは、次の理由による。
【０１７７】
石炭化度が低く粘結性がほとんどない石炭を乾留すると、石炭から比較的低温で発生する酸素を多く含む熱分解ガス及びタールが、周囲の粘結炭と化学的な相互作用を起こし、石炭の粘結性を大きく阻害する。また、石炭化度が低く粘結性がほとんどない石炭は、粒径が小さいと周囲の石炭との接触面積が大きくなるため、より粘結性を阻害する。
【０１７８】
したがって、このような特性・性状の石炭Ａをコークス炉用原料炭中に配合する場合には、なるべく弱粉砕して、粗いまま使用することが好ましい。
【０１７９】
また、石炭化度Ｒｏが（０．７０±０．１）％以上（０．８５±０．１）％以下のグループＢとＣの石炭（石炭Ｂ、石炭Ｃ）は、石炭Ｂ＞石炭Ｃの順番で強く粉砕することが、より好ましい。この理由は、石炭Ｃは、粗大イナート組織の累積体積比率が小さく、強粉砕によるコークス強度向上効果が小さいからである。
【０１８０】
また、グループＦの石炭（石炭Ｆ）を細かく粉砕するのは、次の理由による。石炭Ｆのような石炭化度が極めて高くかつ粘結性を有する石炭の粗大粒子を乾留すると、粒子内に小さな気孔が多く生じ、この小気孔が破壊の原因となる欠陥になってしまうからである。
【０１８１】
このように、石炭粒子内に小さな気孔が生じるのは、石炭の特性・性状によるものであるところ、本発明者は、このような特性・性状の石炭については、強粉砕した方がよいことを、試験の結果確認した。
【０１８２】
石炭化度Ｒoが（１．７±０．０５）％以上の石炭は、粘結性がほとんどなく、ほとんど溶融しない。即ち、上記石炭は、石炭自体が、いわば粗大イナート組織のような作用をするので、細粒化するほど、コークス強度への悪影響を小さくすることができる。それ故、石炭化度Ｒoが（１．７±０．０５）％以上のグループＧの石炭（石炭Ｇ）は強粉砕する。
【０１８３】
なお、上記９つの石炭グループに分けて粉砕できない場合は、目標粒度を満足する範囲で２つ以上のグループをまとめて１つのグループとして、一緒に粉砕してもよい。
【０１８４】
例えば、粉砕機が四系列ある作業所においては、グループ１：石炭Ｂ、石炭Ｃ、グループ２：石炭Ｄ１、石炭Ｄ２、石炭Ｅ１、グループ３：石炭Ｆ、石炭Ｇ、及び、グループ４：石炭Ａ、石炭Ｅ２の４グループに分類し、それぞれのグループを、別々の粉砕機で粉砕すれば、石炭Ａ（＋６．７ｍｍ≧８％）、石炭Ｃ、石炭Ｅ２（＋６．７ｍｍ≦１４％）、石炭Ｂ（＋６．７ｍｍ≦１２％）、石炭Ｄ１、石炭Ｄ２、石炭Ｅ１（＋６．７ｍｍ≦７％）、石炭Ｆ、石炭Ｇ（＋６．７ｍｍ≦５％）の粒度目標を達成することができる。
【０１８５】
ここで、石炭Ｅ２を、石炭Ｃや石炭Ｂと同じグループにしないのは、石炭の粉砕性が大きく異なるからである。
【０１８６】
また、グループ１：石炭Ｂ、石炭Ｃ、グループ２：石炭Ｄ１、石炭Ｄ２、石炭Ｅ１、石炭Ｅ２、グループ３：石炭Ｆ、石炭Ｇ、及び、グループ４：石炭Ａの４グループに分類し、それぞれのグループを、別々の粉砕機で粉砕すれば、石炭Ａ（＋６．７ｍｍ≧１０％）、石炭Ｃ、石炭Ｅ２（＋６．７ｍｍ≦４％）、石炭Ｂ（＋６．７ｍｍ≦３％）、石炭Ｄ１、石炭Ｄ２、石炭Ｅ１（＋６．７ｍｍ≦５％）、石炭Ｆ、石炭Ｇ（＋６．７ｍｍ≦３％）の粒度目標を達成することができる。
【０１８７】
この場合、グループ１の粉砕機は、硬い石炭Ｂと石炭Ｃを細粒に粉砕するため、粉砕機の粉砕強度を高める必要がある。
【０１８８】
各粉砕強度の目標値は、当然のことながら、使用する石炭の種類（銘柄）、目標とするコークス強度、許容される微粉発生量等により変わるものである。粉砕機の粉砕強度の設定方法は、粉砕機の回転数や、ギャップの間隔などで調整でき、一般的に、回転数が早く、ギャップ間隔が狭いほど、粉砕強度は強い。
【０１８９】
粉砕機系列が３系列の作業所においては、例えば、グループ１：石炭Ｂ、石炭Ｃ、グループ２：石炭Ｄ１、石炭Ｄ２、石炭Ｅ１、石炭Ｆ、石炭Ｇ、及び、グループ３：石炭Ａ、石炭Ｅ２の３グループに分類し、それぞれのグループを、別々の粉砕機で粉砕すれば、石炭Ａ（＋６．７ｍｍ≧８％）、石炭Ｃ、石炭Ｅ２（＋６．７ｍｍ≦１４％）、石炭Ｂ（＋６．７ｍｍ≦１２％）、石炭Ｄ１、石炭Ｄ２、石炭Ｅ１（＋６．７ｍｍ≦７％）、石炭Ｆ、石炭Ｇ（＋６．７ｍｍ≦５％）の粒度目標を達成することができる。
【０１９０】
配合炭の構成によっては、その分類に値する石炭が存在しない場合もあり、その場合は、グループ分けは、さらに簡単となる。
【０１９１】
なお、石炭化度を表す指標としては、ビトリニットの最大反射率（Ｒｏ、ＪＩＳ  Ｍ８８１６）、揮発分（ＪＩＳ  Ｍ８８１２）、炭素含有率（ＪＩＳ  Ｍ８８１３）、発熱量（ＪＩＳ  Ｍ８８１４）等があるが、ビトリニットの最大反射率、又は、平均反射率を用いるのが好ましい。
【０１９２】
次に、本発明における粉砕後の石炭の配合、及び、コークス炉への装入について説明する。
【０１９３】
本発明においては、
（1b）銘柄別に粉砕した石炭を、単独で、又は、他銘柄の１種以上の粉砕した又は粉砕しない石炭と配合してコークス炉に装入するか、又は、
（2b）グループ別に粉砕した石炭を、グループ別に、又は、適宜グループ間で配合してコークス炉に装入する。
【０１９４】
前述したように、粉砕により、微粉（−０．３ｍｍ）が多量に発生し、コークス炉への装入時の嵩密度（ｔ／ｍ3）が低下すると、コークス強度が低下するとともに、コークス生産量が低下するし、また、発塵量や炉壁へのカーボン付着量が増加する懸念もある。
【０１９５】
粉砕後の石炭の粒度分布が適切であれば、そのままコークス炉に装入することができるが、粗大イナート組織の累積体積比が大きい石炭を強粉砕すると、微粉（−０．３ｍｍ）が多量に発生し、装入密度が低下する傾向にある。
【０１９６】
そこで、装入密度の低下を防止するために、粉砕した石炭と、他銘柄の１種以上の粉砕した又は粉砕しない石炭とを配合し、コークス炉へ装入する石炭の粒度を平均化してコークス炉に装入する。
【０１９７】
他銘柄の１種以上の粉砕した又は粉砕しない石炭の粒度は、コークス炉へ装入する石炭の粒度を平均化する限りにおいて、特定の粒度に限定されない。
【０１９８】
また、所定のコークス強度を確保できる装入密度となるような目標粒度をあらかじめ定めておき、該目標粒度となるように、粉砕した石炭と他銘柄の１種以上の粉砕した又は粉砕しない石炭とを配合してもよい。
【０１９９】
グループ別に粉砕した石炭を、グループ別に、又は、適宜グループ間で配合してコークス炉に装入する場合も、配合する理由は、銘柄間で配合する場合の上記理由と同じである。
【０２００】
粉砕した石炭を銘柄間又はグループ間で配合する場合、配合後の粗大イナート組織の累積体積比が、該累積体積比の低減目標値である「基準値」を超えないように配合することが望ましい。
【０２０１】
配合後の粗大イナート組織の累積体積比が、上記「基準値」を超えても、所要強度を有するコークを得ることができるが、安定的にコークス強度の向上を図るには、配合後の粗大イナート組織の累積体積比が、上記「基準値」を超えないように配合することが望ましい。
【０２０２】
配合後の粗大イナート組織の累積体積比（Ｚ）は、下記式で算出する。
Ｚ＝Σ(粉砕後の銘柄別粗大イナート組織累積体積比)×配合比
Ｚ＝Σ(粉砕後のグループ別粗大イナート組織累積体積比)×配合比
【０２０３】
また、配合後の粗大イナート組織の累積体積比（Ｚ）に替わり、例えば、下記式で算出する配合後の粗大イナート組織の近似累積体積比Ｚ’を用いてもよい。
Ｚ’＝Σ(粉砕後の銘柄粗大石炭粒子量)×粗大イナート比率×配合比
Ｚ’＝Σ(粉砕後のグループ別粗大石炭粒子量)×粗大イナート比率×配合比
【０２０４】
本発明の配合においては、高強度でかつ均質のコークスを安定的に製造するうえで、配合後の粗大イナート組織の累積体積比Ｚが１０％以下、好ましくは６％以下、さらに、より好ましくは３％以下になるように配合することが好ましい。
【０２０５】
また、配合後の粗大イナート組織の近似累積体積比Ｚ’を用いる場合、該近似累積体積比Ｚ’が１０％以下、好ましくは６％以下、さらに、より好ましくは３％以下になるように配合することが好ましい。
【０２０６】
さらに、本発明においては、粉砕して配合した石炭を、配合後、
（ｃ）粗粒の石炭と微粒の石炭に分級し、
（ｄ）微粒の石炭、又は、微粒の石炭と粗粒の石炭の一部を混合して粒状に成型し、
（ｅ）上記粒状に成型した石炭と、上記粗粒の石炭、又は、上記粗粒の石炭の残部を混合してコークス炉に装入する。
【０２０７】
粉砕した石炭、及び、粉砕したグループ別石炭を、粗粒と微粒に分級し、分級した微粒の石炭を粒状に成型する理由の一つは、コークス炉装入炭の嵩密度低下を抑制するとともに、発塵を抑制し、炉壁へのカーボン付着量を抑制するためである。
【０２０８】
さらに、本発明者らの検討によると、粗大イナート組織の累積体積比に応じて石炭を粉砕することにより、従来法で粉砕するよりも、微粒中の総イナート量が増加し、この総イナート量が多い微粉を成型することにより、コークスの熱間反応後強度を向上させることが可能であることを見いだした。
【０２０９】
従来の粉砕方法では、強粉砕しても粗大なイナート組織がコークス中に多く残留していた。粗大なイナート組織の内部及び周囲には、乾留すると微細な気孔が生成し、ＣＯ2と反応する反応面積が増加する。
【０２１０】
その結果、コークスの反応率が増加し、反応後に機械的衝撃により剥離する脆弱な部分が増加するため、強粉砕によりコークスの冷間強度（ＤＩ）が向上しても、熱間反応後強度はあまり向上しなかった。
【０２１１】
一方、本発明の粉砕方法では、粗大なイナート組織が減少するため、上記の問題を解決することができた。
【０２１２】
さらに、本発明者は、総イナート量が多い微粉を成型することにより、微細イナート周囲での微細気孔生成が抑制され、コークスの反応率を低下させ、熱間反応後強度を大きく向上させることが可能であることを見いだした。
【０２１３】
ここでいうコークスの熱間反応後強度とは、ＡＳＴＭ  Ｄ５３４１記載のＣＳＲのことを指し、２０ｍｍの塊コークス試料２００ｇをＣＯ2雰囲気中１１００℃で２時間反応させた試料にＩ型ドラムで６００回転衝撃を加えた後の９．５２ｍｍ篩上重量の反応後重量に対する百分率で表される。
【０２１４】
コークス炉における乾留条件は、通常の乾留条件の範囲内で適宜調整して採用すればよい。本発明においては、粗大イナート組織の累積体積比や、該累積体積比と石炭化度で区分ないしグループ化し、石炭性状をより均質化した状態で乾留するので、高強度でかつ均質のコークスを生産性よく製造することができる。
【０２１５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、該形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の形態を採り得るものである。
【実施例】
【０２１６】
次に、本発明の実施例について説明する。実施例において用いた条件等は、本発明の実施再現性を説明するための代表的な条件等であり、本発明は、該条件等に限定されるものではない。本発明を実施するための条件等は、本発明の目的を達成し得る範囲内で、適宜、設定ないし採用し得るものである。
【０２１７】
（実施例１）
実機コークス炉をシミュレートすることができる試験用コークス炉を用いて、石炭の乾留試験及び乾留後コークスの評価試験を実施した。石炭試料としては、表３に示すような３種類の石炭を用いた。
【０２１８】
粗大イナート組織累積体積比は、１．０ｍｍ以上のイナート組織を粗大イナートと定義して求めた。また、ＴＤは、ＪＩＳ  Ｍ８８０１で規定する石炭の全膨張率である。
【０２１９】
【表３】
2004339503.tif 000005
【０２２０】
石炭は、以下に示すような条件で粉砕した後、石炭Ｄ１：３０％、石炭Ｅ２：３０％、石炭Ｂ：４０％の割合で配合し、水分を３％に調整した後、試験コークス炉に、装入密度０．８５dryｔ／ｍ3で装入し、炉温１２５０℃相当で１８．５時間乾留した。乾留後、コークスを窒素ガスで冷却し、ドラム強度とＣＳＲを測定した。その結果を表４に示す。
【０２２１】
【表４】
2004339503.tif 000006
【０２２２】
比較例１は、石炭Ｄ１、石炭Ｅ２、及び、石炭Ｂを、それぞれ、同じ粉砕機を用い、同じ粉砕強度の下で粉砕した場合である。それぞれの石炭の原炭粒度及び硬さが異なるため、粉砕後の粗大粒子量及び粗大イナート組織累積体積比は、石炭銘柄により大きく異なり、ドラム強度は８３．７で、ＣＳＲは５９．０であった。
【０２２３】
実施例１-1は、粗大イナート組織累積体積比の基準値を６％とし、各石炭の粗大イナート組織累積体積比が、この目標値以下となるように粉砕した場合である。
【０２２４】
ここで、粗大イナート組織の累積体積比の基準値は、コークス強度（ＤＩ）８５以上のコークスの製造を目標として、本明細書に記載の方法により決定した。
【０２２５】
その結果、ドラム強度は８５．８と大きく向上し、また、ＣＳＲも６１．０と向上している。
【０２２６】
実施例１-2は、粗大イナート組織累積体積比の基準値を６％とし、各石炭の粗大イナート組織累積体積比がこの目標値以下となるように、各石炭の粗大粒子量の目標値を５％以下になるように調整して粉砕した場合である。
【０２２７】
この結果、各石炭の粗大イナート組織累積体積比は６％以下となっており、ドラム強度は８５．９と大きく向上し、また、ＣＳＲも６１．２と向上している。
【０２２８】
実施例１-3は、配合後の粗大イナート組織累積体積比（Ｚ）の基準値を６％とし、各石炭の粗大イナート組織累積体積比が、この目標値以下となるように粉砕した場合である。
【０２２９】
その結果、配合後の粗大イナート組織累積体積比は目標の６％以下となっており、ドラム強度は８５．７と大きく向上し、また、ＣＳＲも６１．０と向上している。
【０２３０】
実施例１-4は、配合後の粗大イナート組織の近似累積体積比（Ｚ‘）の基準値を６％とし、各石炭の粗大イナート組織累積体積比がこの目標値以下となるように粉砕した場合である。
【０２３１】
その結果、配合後の粗大イナート組織の近似累積体積比は目標の６％以下となっており、ドラム強度は８５．５と大きく向上し、また、ＣＳＲも６１．０と向上している。
【０２３２】
実施例１-5は、実施例1と同様に、粗大イナート組織累積体積比の基準値を６％とし、各石炭の粗大イナート組織累積体積比がこの目標値以下となるように調整して粉砕した後、所定の混合比率で混合し、水分を調整し、その後、微粒と粗粒に分級し、微粒部分を成型して粗粒部分とまぜた場合である。
【０２３３】
ここで、微粒は０．３ｍｍ以下、成形炭のサイズは、円相当径で１０ｍｍである。また、装入密度は、実施例２と同じ０．８５dryｔ／ｍ3となるように調整した。
【０２３４】
その結果、ドラム強度は８５．９、ＣＳＲは６３．５であり、いずれも、実施例１-1の場合より向上している。
【０２３５】
（実施例２）
実機コークス炉をシミュレートすることができる試験用コークス炉を用いて、石炭の乾留試験及び乾留後コークスの評価試験を実施した。石炭試料としては、表５に示すような６種類の石炭を用いた。
【０２３６】
ここで、粗大イナート組織累積体積比は１．０ｍｍ以上のイナート組織を粗大イナートと定義して求めた。また、ＴＤはＪＩＳ  Ｍ８８０１に規定する石炭の全膨張率である。
【０２３７】
【表５】
2004339503.tif 000007
【０２３８】
石炭は、本発明にあるように、粗大イナート組織累積体積比と石炭化度（Ｒｏ）により分類し、石炭Ｄ１-aと石炭Ｄ１-bはグループ１（表中Ｇｒ１）、石炭Ｅ２-aと石炭Ｅ２-bはグループ２（表中Ｇｒ２）、石炭Ｂ-aと石炭Ｂ-bはグループ３（表中Ｇｒ３）とした。
【０２３９】
また、石炭は、以下に示すような条件で粉砕した後、グループ１：３０％（石炭Ｄ１-a：１５％、石炭Ｄ１-b：１５％）、グループ２：３０％（石炭Ｅ２-a：１５％、石炭Ｅ２-b：１５％）、グループ３：４０％（石炭Ｂ-a：２０％、石炭Ｂ-b：２０％）の割合で配合し、水分を３％に調整した後、試験コークス炉に装入密度０．８５dryｔ／ｍ3で装入し、炉温１２５０℃相当で１８．５時間乾留した。
【０２４０】
乾留後、コークスを窒素ガスで冷却し、ドラム強度とＣＳＲを測定した。その結果を表６に示す。
【０２４１】
【表６】
2004339503.tif 000008
【０２４２】
比較例２は、石炭Ｄ１-a、石炭Ｄ１-b、石炭Ｅ２-a、石炭Ｅ２-b炭、石炭Ｂ-a及び石炭Ｂ-bを、それぞれ、同じ粉砕機で、同じ粉砕強度の下で粉砕した場合である。
【０２４３】
それぞれの石炭の原炭粒度及び硬さが異なるため、粉砕後の粗大粒子量及び粗大イナート組織累積体積比は、石炭銘柄により大きく異なり、ドラム強度は８４．０で、ＣＳＲは５９．０であった。
【０２４４】
実施例２-6は、粗大イナート組織累積体積比の基準値を６％とし、各グループの粗大イナート組織累積体積比が、この目標値以下となるように粉砕した場合である。
【０２４５】
その結果、ドラム強度は８５．８と大きく向上し、また、ＣＳＲも６１．１と向上している。
【０２４６】
実施例２-7は、粗大イナート組織累積体積比の基準値を６％とし、各グループの粗大イナート組織累積体積比がこの目標値以下となるように、各グループの粗大粒子量の目標値を５％以下になるように調整して粉砕した場合である。
【０２４７】
その結果、各グループの粗大イナート組織累積体積比は６％以下となっており、ドラム強度は８６．０と大きく向上し、また、ＣＳＲも６１．６と向上している。
【０２４８】
実施例２-8は、配合後の粗大イナート組織累積体積比（Ｚ）の基準値を６％とし、各グループの粗大イナート組織累積体積比がこの目標値以下となるように粉砕した場合である。
【０２４９】
その結果、配合後の粗大イナート組織累積体積比は目標の６％以下となっており、ドラム強度は８５．７と大きく向上し、また、ＣＳＲは６０．８と向上している。
【０２５０】
実施例２-9は、配合後の粗大イナート組織の近似累積体積比（Ｚ‘）の基準値を６％とし、各グループの粗大イナート組織累積体積比がこの目標値以下となるように粉砕した場合である。
【０２５１】
その結果、配合後の粗大イナート組織の近似累積体積比は基準値の６％以下となっており、ドラム強度は８５．６と大きく向上し、また、ＣＳＲも６０．７と向上している。
【０２５２】
実施例２-10は、実施例２-6と同様に、粗大イナート組織累積体積比の基準値を６％とし、各グループの粗大イナート組織累積体積比がこの基準値以下となるように調整して粉砕した後、所定の混合比率で混合し、水分を調整し、その後、微粒と粗粒に分級し、微粒部分を成型して粗粒部分と配合した場合である。
【０２５３】
ここで、微粒は０．３ｍｍ以下、成形炭のサイズは円相当径で１０ｍｍである。また、装入密度は、実施例２-6と同じ０．８５dryｔ／ｍ3となるように調整した。
【０２５４】
その結果、ドラム強度は８６．０、ＣＳＲは６３．５であり、いずれも、実施例６の場合より向上している。
【０２５５】
（実施例３）
実機コークス炉をシミュレートすることができる試験用コークス炉を用いて、石炭の乾留試験及び乾留後コークスの評価試験を実施した。石炭試料としては、表７に示すように、図９に示すグループ化に従う９種類の石炭を用いた。
【０２５６】
なお、粗大イナート組織累積体積比は、１．０ｍｍ以上のイナート組織を粗大イナート組織と定義して求めた。また、ＴＤ（％）は、ＪＩＳ  Ｍ８８０１の規格に従う石炭の全膨張率である。
【０２５７】
【表７】
2004339503.tif 000009
【０２５８】
表７に示す９種類の石炭のそれぞれを、表８に示す粉砕強度で粉砕して所要の粒径分布とし、適宜選択した石炭を、適宜配合量を変えて配合し、水分３％に調整した後、試験コークス炉に装入し、炉温１２５０℃相当で１８．５時間乾留してコークスを製造した。
【０２５９】
装入密度は、配合例１〜５では０．６８dryｔ／ｍ3、配合例６〜１３では０．７５dryｔ／ｍ3、配合例１４〜１８では０．８３dryｔ／ｍ3である。
【０２６０】
乾留後、コークスを窒素ガスで冷却し、コークス強度ＤＩとＣＳＲを測定した。その結果を表８に示す。
【０２６１】
【表８】
2004339503.tif 000010
【０２６２】
配合例１〜１８において、（石炭Ｂ＋石炭Ｃ）の配合量（％）は、２０〜６０％にわたっているが、いずれの配合例においても、極めて高いコークス強度が得られている。
【０２６３】
（実施例４）
実機コークス炉をシミュレートすることができる試験用コークス炉を用いて、石炭の乾留試験及び乾留後コークスの評価試験を実施した。石炭試料としては、表９に示す７種類の石炭のそれぞれについて、粉砕強度を変えて、粉砕後の＋６．７ｍｍ粒子の割合（％）を調整した石炭を使用した。この粒子の割合（％）を表９に併せて示す。
【０２６４】
上記７種類の石炭を、粘結炭に配合して、水分を３％に調整した後、試験コークス炉に装入し、炉温１２５０℃相当で１８．５時間乾留してコークスを製造した。
【０２６５】
配合割合は、石炭Ｂ、石炭Ｃ及び石炭Ｄ１は２０％、石炭Ｄ２、石炭Ｅ１、石炭Ｅ２及び石炭Ｆは１０％とし、装入密度は０．８３dryt／ｍ3とした。
【０２６６】
乾留後、コークスを窒素ガスで冷却し、コークス強度ＤＩとＣＳＲを測定した。その結果を表９に併せて示す。
【０２６７】
いずれの場合においても、極めて高い強度のコークスが製造されている。
【０２６８】
【表９】
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【産業上の利用可能性】
【０２６９】
前述したように、本発明によれば、極めて高い強度を有するコークスを製造することができ、また、安価かつ低品位の非微粘結炭の使用比率を高めても、高強度でかつ均質のコークスを生産性よく製造することができる。
【０２７０】
したがって、本発明は、高炉操業におけるコークスの利用度を高めるとともに、コークスの製造費を低減するという顕著な効果をもたらすものであり、産業上の利用可能性の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【０２７１】
【図１】コークス中に存在するイナート組織とその周辺の組織を示す図である。
【図２】＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比とコークス強度（ＤＩ）との関係を示す図である。
【図３】１．５ｍｍの粗大イナート組織の累積体積比は一定とし、コークス中全部のイナート組織の累積体積比（総イナート比率）を変えた場合の、コークス強度（ＤＩ）を示す図である。
【図４】コークス中の＋１．５ｍｍの粗大イナート組織の存在量（比）の低減前後の対比で、イナート組織の存在態様とコークス強度（ＤＩ）との対応関係を示す図である。
【図５】特定銘柄の石炭における、粉砕前の石炭粒度（原炭粒度）と、粒度区分別の総イナート比率、及び、＋１．５ｍｍのイナート組織の累積体積比との関係を示す図である。
【図６】実機における粉砕機系列を示す図である。
【図７】粗大イナート組織の累積体積比とコークス強度との関係を模式的に示す図である。
【図８】粗大イナート組織の累積体積比（横軸）が異なる複数銘柄の石炭を用い、粉砕後の石炭粒度において、＋６．７ｍｍの質量比を１０％から３％に変化させた場合におけるコークス強度（ＤＩ）の変化（即ち、＋６．７ｍｍ  １０％の石炭で製造したコークスのＤＩと、＋６．７ｍｍ  ３％の石炭で製造したコークスのＤＩの差：ΔＤＩ150／15、縦軸）を示す図である。
【図９】適正な粉砕粒度とするための、粗大イナート組織の累積体積比及び石炭化度による石炭のグループ分けを示す図である。
【図１０】適正な粉砕粒度とするための、粗大イナート組織の累積体積比、及び、全膨張率による石炭のグループ分けを示す図である。
【符号の説明】
【０２７２】
１…ハンマークラッシャー
【図２】
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【図３】
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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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【図１】
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【図４】
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