(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非微粘結炭と粘結炭とを配合してコークス原料炭とするコークスの製造方法において、前記非微粘結炭の粒度を１．５ｍｍアンダー１００％とし、かつ粘結炭の粒度を３ｍｍアンダー７０％以上とし、該非微粘結炭を粘結炭よりも細粒化して配合することを特徴とするコークスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉用コークスの製造において、非微粘結炭等の劣質炭を多量に使用してコークスを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉用コークスの製造においては、コークスの強度を高炉で使用できるレベルに保つため、従来より乾留時に充分軟化溶融し、かつコークス化した時に強固なコークスを形成する「粘結炭」中心の配合がなされてきた。一方で、粘結炭の埋蔵量は全石炭の中でも限られており、かつ高価であるため、粘結性が劣るものの、埋蔵量が多くかつ安価な石炭（非微粘結炭）をコークス製造用原料炭として使用できれば、資源ソース拡大およびコークス製造コスト低減に大きく貢献するため、注目を集めつつある。
【０００３】
しかしながら、これらの非微粘結炭をコークス用配合炭として配合すると、コークス強度が低下するため、従来非微粘結炭の配合率は極めて低かった。
【０００４】
近年コークス業界においては、各種の石炭乾燥プロセスを導入し、コークス炉に装入する前の石炭の水分を低減させ、コークス炉への装入嵩密度を増加させることで、非微粘結炭の増使用をはかってきた。このプロセス導入により、非微粘結炭の使用比率は確かに向上したが、この方法だけでは限界があり、さらに非微粘結炭使用比率を向上させる手段が求められている。
【０００５】
室式コークス炉とは根本的に異なる成型コークス製造プロセスでは非微粘結炭を７０％使用可能であるが、新プロセスの建設には多大な設備投資を必要とするため、根本的な解決策とはなっていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで重要なのは、現在と同じ室式コークス炉プロセスにおいて、いかにしてコークス品質を落とすことなく、非微粘結炭の使用比率を向上させるかということである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、非微粘結炭がコークス強度を悪化させる原因の一つは、非微粘結炭粒子と粘結炭粒子の接着不足に起因するクラックと、非微粘結炭粒子内に生じる過大な気泡に起因するクラックであることを見出した。
【０００８】
さらに、これらのクラックを減少させる方法について検討した結果、非微粘結炭の粉砕を極端に強化することで、非微粘結炭粒子と粘結炭粒子の接着性を改善し、かつ、非微粘結炭粒子内に生じる過大な気泡を減少させることにより、クラックを減少させることができ、これにより、非微粘結炭を多量配合してコークス強度を維持することが可能であることを見出した。
【０００９】
すなわち本発明の要旨は、非微粘結炭と粘結炭とを配合してコークス原料炭とするコークスの製造方法において、前記非微粘結炭の粒度を１．５ｍｍアンダー１００％とし、かつ粘結炭の粒度を３ｍｍアンダー７０％以上とし、該非微粘結炭を粘結炭よりも細粒化して配合することを特徴とするコークスの製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
非微粘結炭の粉砕粒度を細かくすることにより、非微粘結炭自身の膨脹性は低下する。これは、粒子の大きさが小さくなると、石炭粒子内部から熱分解によって発生したタール・ガスが粒子外に抜けるまでの固体粒子内拡散距離が短くなり、粒子から抜けやすくなるために、粒子を充分に膨らませることができないためである。コークス強度を維持するには、粒子間が充分に接着することが重要であるため、膨脹性が低下すること自体はコークス強度から見ると不利である。このため、もともと粘結性の低い非微粘結炭については、粉砕粒度を細かくすることについては、試みられてこなかった。
【００１２】
しかしながら、非微粘結炭と組合せる粘結炭は、元来ある程度高い膨脹率を有するので、非微粘結炭の膨脹性低下を充分に補填することが可能であり、粘結炭のこのような特性を利用すれば、非微粘結炭の粉砕粒度を細かくすることにより、以下の２つの効果があり、コークス強度は飛躍的に向上することを見出した。
【００１３】
まず第一に、非微粘結炭粒子内の粗大気孔が減少することである。非微粘結炭は、粘結炭と比べると比較的低温から軟化溶融しはじめる。非微粘結炭が膨張を開始する時点において、粘結炭はまだ膨張を開始しないので、非微粘結炭は粒子充填層内の粒間間隙に向かって比較的自由に、拘束を受けずに膨張することができる。その結果、粒子内部に大きな気泡が生成してしまう。この粗大気泡は、コークス化してもコークス内部に残存し、コークスが衝撃を受けたときの破壊の基点であるクラックになる。そのため、このような粗大気泡の生成は、なるべく避けねばならない。
【００１４】
粗大気泡の生成を避ける方法としては、粒子充填層の装入密度を上げるか、粒子自身の膨脹性を低下させるかのどちらかの方法がある。初めに述べたように、石炭乾燥プロセスの導入に伴い石炭装入密度は現在でも既に高いレベルにあり、新たな設備投資なしに装入密度を飛躍的に向上させることは不可能である。一方で、粒子自身の膨脹性の低下については、粉砕粒度を細かくすることにより、達成可能である。
【００１５】
以上より、粉砕粒度を強化することにより、粗大気泡の発生が抑制されて、コークス強度低下要因が取り除かれることがわかる。
【００１６】
第二に、非微粘結炭の粉砕粒度を細かくすることにより、均一性が増すとともに、非微粘結炭と粘結炭の接触面積が増大して接着強度が増大するということである。粒子の比表面積は粒径に反比例することから、粘結炭側の粘結性が充分であれば、非微粘結炭が細かければ細かいほど接触面積が増大し、接着強度も増大する。また、石炭は不均一物質であることから、なるべく細かい方が不均一性に起因する欠陥を低下させることが可能である。
【００１７】
一般的に、コークス用原料炭の粉砕粒度は３ｍｍアンダー７０〜８０％程度であるが、粘結炭については従来通りの粉砕粒度としたとき、非微粘結炭の粉砕粒度としては、１．５ｍｍアンダー１００％とすることによって本発明の効果を得ることができる。粒度が粗すぎると細粒化による効果が十分に発揮できない。
【００１８】
一方、細粒化しすぎると非微粘結炭粒子の膨脹性が失われることによりコークス強度が十分に向上しない場合があるので、例えば０．３ｍｍアンダーの微粉はそのままの形状では配合せず、分級して塊成化する等の処置を行うと本発明の効果をより増大することができる。
【００１９】
例えば、コークス炉装入用原料炭の事前処理設備として、流動床により石炭の乾燥分級を実施する方法が知られている。非微粘結炭の−０．３ｍｍの部分は粘結性がかなり乏しいため、非微粘結炭を１．５ｍｍアンダーに全量粉砕後、乾燥分級装置により０．３ｍｍアンダーの部分を分級して塊成化処理等することにより、本発明の効果をさらに享受することが可能である。
【００２０】
本発明において、非微粘結炭の粒度を２ｍｍアンダー８０％以上あるいは１ｍｍアンダー８０％以上とする場合、粘結炭の粒度は従来通り３ｍｍアンダー７０％以上とすることが好適である。
【００２１】
【実施例】
表１に、非微粘結炭の粉砕粒度を変えた場合のコークス強度の違いについて記す。装入密度は０．８５ｔ／ｍ3、非微粘結炭の全膨張率は２０である。条件１〜４における粘結炭の全膨張率は８０である。通常のコークス製造プロセスにおいては、装入炭の粉砕粒度はおよそ３ｍｍアンダーで７０〜８５％程度までしか変更していない。
【００２２】
表１の条件１と２は比較例であり、この結果でわかるように、その程度の粉砕粒度変化では、コークス強度に大きな変化は見られない。
【００２３】
本発明例の条件３、４においては非微粘結炭の粉砕粒度をかなり細かくし、１．５ｍｍアンダー１００％とした。非微粘結炭配合割合が条件１、２と等しい条件３においては、コークス強度は増大することがわかる。また、条件１と同じコークス強度を維持するには条件４のように非微粘結炭の配合割合を１５％アップさせられることがわかる。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
図１に、実際にこの発明を実プロセスに適用する際のプロセスフローの例を示す。図に示すように、粘結炭と非微粘結炭は異なる粉砕機系列のホッパーに貯留し、非微粘結炭については粉砕後に所定粒度の篩でふるい、篩上についてはリターンして再度粉砕機により粉砕して全量所定の粉砕粒度以下になるようにすることで、非微粘結炭の粉砕粒度を細かくすることが可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明により非微粘結炭を多量配合しながらもコークス強度を維持することが可能となり、コークス製造コストの低減およびコークス製造用原料炭選択範囲の拡大が達成され、その経済的な効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例における、本発明を実プロセスに適用する際のプロセスフローを示す図である。
【符号の説明】
１  非微粘結炭の貯留ホッパー
２  粘結炭の貯留ホッパー
３  非微粘結炭用の粉砕機
４  篩
５  篩上石炭をリターンするライン
６  篩下石炭を搬送するライン
７  粘結炭用の粉砕機
８  コークス炉
【図１】
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