(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非微粘結炭が含まれる石炭をコークス炉に装入して乾留する高炉用コークスの製造方法であって、
粒径０．６ｍｍ以下の石炭を、表面水分と液体状瀝青物粘結剤との合計が、該石炭に対して１８．２〜２６．７質量％になるように液体状瀝青物粘結剤を該石炭に対し１３．４〜２４．７質量％の範囲で加えながら、粒径８ｍｍ〜５０ｍｍに造粒してペレットとし、
前記ペレットと、粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭とを配合して装入炭と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】
前記液体状瀝青物粘結剤が、装入炭全体に対して、含有率４質量％〜１０質量％にすることを特徴とする請求項１記載の高炉用コークスの製造方法。
【請求項３】
装入炭中の非微粘結炭の配合率の上限が６５質量％であり、かつ装入炭の水分が６％以下である請求項１または２いずれか１つに記載の高炉用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】
本発明は液体状瀝青物粘結剤で造粒したペレットを粗粒炭に配合することにより、非微粘結炭を多量に使用し、高ＤＩ、高ＣＳＲの高炉用コークスを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
コークス製造において、冷間ドラム強度（ＤＩ）や熱間ＣＯ2反応後強度（ＣＳＲ）等のコークス品質を向上させる方法、および非微粘結炭を増配合する方法として、装入炭のコークス炉への装入密度を高くする技術、装入炭にタール等の粘結性向上バインダーを添加する技術が知られており、実施されてきた。
【０００３】
装入密度を高くする技術としては、装入炭の一部を圧力により成形し、高密度の成形物を製造後、粉炭と混合しコークス炉に装入する成形炭配合法、ＤＡＰＳ法や、９〜１０％の水分を含んだ湿炭を、事前に水分６％以下に乾燥しコークス炉に装入する調湿炭（乾燥炭）装入法、特開昭５７−１３３１８４号公報に示されている微粉炭を水溶性バインダーで造粒したペレットを、粉炭に配合してコークス炉に装入する方法等の技術が知られている。
【０００４】
タール等の粘結剤を添加する方法は、装入炭に粘結剤を添加、混合し、コークス炉に装入する方法等の技術が知られている。
【０００５】
装入密度を高くする方法と粘結剤を添加する方法を組み合わせた技術として、粘結剤を添加し成形した成形炭を使用する成形炭配合法や、乾燥炭に粘結剤を添加、混合する方法、特開平５−１６３４９４号公報に示されている油分を用いた湿式造粒により製造したペレットを用いる方法が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし成形炭配合法は、タール等の粘結剤を１０％を越えて添加すると製造した成形炭の強度が低下すると共に、成形性の悪化により成形が困難となるため、粘結剤の添加割合を大幅に増加させることが困難である。
【０００７】
成形炭の製造コストと安価な非微粘結炭の使用割合とのコスト上の釣り合いより、成形炭の配合割合を３０％以上にするのは得策ではない。装入炭への成形炭の配合割合を３０％とし、成形炭中の粘結剤の割合を１０％とした場合、装入炭全体に対する粘結剤の添加率は３％となる。粘結剤の添加割合を３％よりさらに増加させようとすると、装入炭中の成形炭の配合割合を３０％以上にしなければならず、かえってコスト上不利となる。
【０００８】
乾燥炭装入法は、装入密度の向上による効果を得ることはできるが、粘結剤の添加による効果を得ることが出来ない。乾燥炭にタール等の粘結剤を添加する方法もあるが、添加した粘結剤が装入密度を下げる問題がある。
【０００９】
粘結剤添加による装入密度の低下を防止する目的で、粉炭に粘結剤を添加後ミキサー等で疑似粒子化する方法も提案されているが、疑似粒子の密度が大幅には向上しないため、粘結剤添加による装入密度の低下を回復するまでには至っていない。
【００１０】
微粉炭を水溶性バインダーで造粒したペレットを用いる方法は、粘結剤が添加されないことにより粘結剤の効果が得られない。また水を用い造粒することにより、コークス炉中での水分の蒸発潜熱の増加により、消費熱量等が増加する問題も存在する。
【００１１】
石炭水スラリーに油分、タール等を添加し、攪拌混合することにより脱灰と同時に造粒し含油ペレットを得る方法は、湿式造粒法のため脱水、乾燥工程が必要になる等、行程が複雑になると共にコストが高くなる問題が存在する。
【００１２】
以上述べてきた従来技術は、装入密度の向上や粘結剤添加量に制約があるため、安価な粘結性の劣る非微粘結炭を最大限に使用することができないという問題がある。
【００１３】
本発明はかかる問題点を解決し、高装入密度と高粘結剤添加を同時に可能とすることにより、安価な非微粘結炭を最大限に使用することを可能とする高炉用コークスの製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下に示す方法である。
（１）非微粘結炭が含まれる石炭をコークス炉に装入して乾留する高炉用コークスの製造方法であって、粒径０．６ｍｍ以下の石炭を、表面水分と液体状瀝青物粘結剤との合計が、該石炭に対して１８．２〜２６．７質量％になるように液体状瀝青物粘結剤を該石炭に対し１３．４〜２４．７質量％の範囲で加えながら、粒径８ｍｍ〜５０ｍｍに造粒してペレットとし、該ペレットと、粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭とを配合して装入炭とすることを特徴とする高炉用コークスの製造方法。
（２）前記液体状瀝青物粘結剤が、装入炭全体に対して、含有率４質量％〜１０質量％にすることを特徴とする前記（１）記載の高炉用コークスの製造方法。
（３）装入炭中の非微粘結炭の配合率の上限が６５質量％であり、かつ装入炭の水分が６％以下である前記（１）または（２）いずれか１つに記載の高炉用コークスの製造方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、非微粘結炭が含まれる石炭をコークス炉に装入して乾留する高炉用コークスの製造方法であって、粒径０．６ｍｍ以下の石炭に、表面水分と液体状瀝青物粘結剤との合計が、該石炭に対して１８．２〜２６．７質量％になるように液体状瀝青物粘結剤を該石炭に対し１３．４〜２４．７質量％の範囲で加えながら、粒径８ｍｍ〜５０ｍｍに造粒して得られたペレットと、粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭とを配合した後、コークス炉に装入して、装入炭を乾留することを特徴とする高炉用コークスの製造方法である。
【００１６】
本発明者らは、粒径０．６ｍｍを越えた石炭粒子を含む石炭を造粒した場合、粒径０．６ｍｍを越えた石炭粒子がペレットになりにくく造粒機に蓄積するが、粒径の０．６ｍｍ以下の石炭を使用した場合、特定の粒径の粒子が造粒機に蓄積することがなく造粒できることを見出した。
【００１７】
本発明者らは造粒において、石炭粒子表面に存在する水分と造粒中に添加した液体状瀝青物粘結剤が、「水と油」と言われるように調和しない状態ではなく、お互いに補完しあい石炭粒子を結合する機能を発揮していること、具体的には、石炭の全水分中の表面水分と添加した液体状瀝青物粘結剤が、石炭粒子を結合する機能において同等であり、石炭の表面水分と添加した液体状瀝青物粘結剤の合計量が、造粒において石炭粒子を結合するために必要とされる液体量と等しくなることを新たに見出した。
【００１８】
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。
【００１９】
また造粒したペレットは、ペレット粒径が５０ｍｍを越えると落下強度が低下すること、ペレット粒径が８ｍｍ未満では、粒径０．６ｍｍを越えた石炭と混合した時の嵩密度の低下が大きいことより、ペレットの粒径を８ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に造粒することが必要であることを見出した。
【００２０】
さらに本発明者らは、該ペレットが高い割合（〜２６．７質量％）で液体状瀝青物粘結剤を含有するとともに、高見掛け密度（１．２５ｇ／ｃｍ3以上）であることに着目し、今まで困難であった高装入密度と高粘結剤添加を同時に達成することにより、安価な劣質の非微粘結炭多量配合において、高品質のコークスの製造を可能とする方法を見出した。
【００２１】
具体的には、粒径の０．６ｍｍ以下の石炭を使用し、石炭の表面水分と添加した液体状瀝青物粘結剤の合計量を適切な範囲（１８．２〜２６．７質量％）に制御し、８ｍｍ〜５０ｍｍに造粒することにより、繰り返し落下衝撃を受けても粉化しにくい高強度ペレットを製造することができる。該ペレットを粒径０．６ｍｍ以上の粗粒炭に配合するにあたっては、装入炭全体に対する液体状瀝青物粘結剤の含有割合は４〜１０質量％が好ましく、このような含有割合になるようにペレットと粗粒炭との配合割合を調整することが好ましい。さらにその時の装入炭の水分を６％以下にすることにより、安価な劣質の非微粘結炭を多量（〜６５質量％）に配合した装入炭をコークス炉に装入して乾留しても、大型高炉の要求するＤＩ15015、ＣＳＲの基準を越えたコークスの製造が可能であることを見出した。
【００２２】
以下本発明の具体的内容について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の高装入密度、高粘結剤添加により非微粘結炭多量配合を可能とする高炉用コークスの製造方法の実施形態例を示す図である。
【００２３】
図１中の（１）は石炭ヤード、（２）は石炭の混合配合設備、（３）は粉砕機、（４）は乾燥分級機、（５）は乾式造粒機、（６）は混合設備、（７）はコークス炉を示す。
【００２４】
石炭ヤード（１）に置かれた各銘柄炭を、混合、配合設備（２）で配合し、粉砕機（３）により粒径３ｍｍ以下が７０〜９０％になるように粉砕する。なお（２）の石炭の混合、配合と（３）の粉砕の順序を逆にしても良い。
【００２５】
粉砕された石炭は、熱風または冷風による乾燥と分級の機能を備えた流動層型乾燥分級機等（４）によって、乾燥されかつ粒径０．６ｍｍで分級される。なお乾燥と分級を個別に乾燥機と分級機を用いて実施しても良い。
【００２６】
分級された粒径０．６ｍｍ以下の石炭は、乾式造粒機（５）に連続的に供給され、同時にタール等の液体状瀝青物粘結剤が滴下または噴霧され、球状のペレットに造粒される。
【００２７】
ここで液体状瀝青物粘結剤とは、コールタール等石炭系粘結剤、アスファルト等石油系粘結剤、その他の瀝青物粘結剤がある。
【００２８】
流動層型乾燥分級機等により分級された粒径０．６ｍｍを越える粗粒の石炭は、粒径０．６ｍｍ以下の石炭より製造した上記のペレットと一緒に混合設備（６）に供給され、混合後装入炭となる。なお混合設備（６）を設置せず、ベルトコンベヤー上の粗粒炭にペレットを供給しても良い。この装入炭をコークス炉（７）に装入し、乾留することによりコークスを製造する。
【００２９】
本発明者らは皿形の乾式造粒機を用いて、石炭の液体状粘結剤による造粒について鋭意検討した。
【００３０】
まず、本発明者らは石炭の造粒に対する最適粒度について検討した。粒径１ｍｍ以下の石炭を、タールを用いて造粒した場合、石炭中の粒径の大きい粒子がペレットに取り込まれきれずに造粒機中に蓄積する現象が見られた。そこで造粒前の石炭と造粒されたペレット中の石炭について、石炭中の粒径の大きい粒子である粒径０．６ｍｍ〜１ｍｍの石炭粒子が、０〜１ｍｍの全粒度の石炭粒子に占める割合を調査した。その結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
表１は石炭を造粒する場合、粒径０．６ｍｍを越える石炭粒子はペレットに取り込まれにくいことを示している。粒径０．６ｍｍ以下の石炭を用いた場合は、特定の粒径の粒子がペレットに取り込まれにくいという現象は見られず、造粒機中に蓄積することはなかった。
【００３３】
以上の結果より、本発明において造粒に用いる石炭の粒度を粒径０．６ｍｍ以下とした。ここで粒径０．６ｍｍは最大粒径を規定している。従って下限は規定するものではない。
【００３４】
つぎに石炭の表面水分の異なる粒径０．６ｍｍ以下の石炭を使用し、タール添加率を変化させた場合の造粒性およびペレット性状に与える影響を検討した。
【００３５】
その結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
表２より石炭表面水分とタール添加率の合計（Ａ＋Ｂ）が、１８．２％未満の造粒Ｎｏ１、造粒Ｎｏ３では、石炭粒子を結合するタール量が不足し、造粒が困難になると共にペレットの強度が維持できなくなった。
【００３８】
また、石炭表面水分とタール添加率の合計（Ａ＋Ｂ）が、２６．７％を越えた造粒Ｎｏ９、造粒Ｎｏ１１では、添加したタールが過剰となりペレットが軟化し、強度が維持できなくなると共に、過剰のタールがペレット表面に付着しているために、ペレットどうしの固着を起こした。造粒が可能であったのは、造粒Ｎｏ２、造粒Ｎｏ４〜８、造粒Ｎｏ１０、造粒Ｎｏ１２であり、その時の石炭表面水分とタール添加率の合計（Ａ＋Ｂ）は１８．２〜２６．７％であった。その中で特に造粒が良好におこなわれ、製造したペレットの強度が最大となったのは、造粒Ｎｏ２、造粒Ｎｏ５、造粒Ｎｏ６、造粒Ｎｏ１０、造粒Ｎｏ１２であり、その時の石炭表面水分とタール添加率の合計（Ａ＋Ｂ）は２１〜２４％であった。
【００３９】
以上の結果より本発明においては、造粒に際し石炭表面水分と液体状瀝青物粘結剤の合計量が１８．２〜２６．７質量％、より好ましくは２１〜２４質量％とした。なお造粒性の指標として本発明者らが、石炭表面水分（％）とタール添加率（％）の合計（％）を用いているのは、表２の結果より造粒性が良好な範囲（表２の造粒性の項が◎）が、石炭表面水分が０．４〜８．８％と大幅に変化しても、石炭表面水分とタール添加率の合計が２１．１〜２３．８％と狭い範囲に集中していることから、石炭表面水分とタール添加率の合計が造粒性を支配していると考えたからである。メカニズムとしては、石炭表面水分と添加したタールは、造粒において石炭粒子を結合するのに際し、競合するのではなくお互いに補完しあい、石炭粒子を結合させるのに必要な液体として同等に機能しているためと考えている。
【００４０】
つぎに本発明者らは、各粒径のペレットを製造し、ペレットの粒径とペレットの性状との関係を検討した。全水分３％、粒径０．６ｍｍ以下の石炭を用いて、タールにより造粒したペレットについて、性状を調査した結果を表３に示す。
【００４１】
【表３】
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【００４２】
表３に示したように、粒径が０．６ｍｍ以下という微粉炭をタールで造粒したペレットの特徴は、第一にタール含有率が高いことであり、第二にペレットの見掛け密度が約１．２８と非常に高いことである。第三の特徴は、落下強度（シャッター強度）が２ｍからの落下を５０回繰り返しても、粒径３２ｍｍまでのペレットでは１００％が原形のままであり破壊ゼロという驚異的な落下強度を有していることである。
【００４３】
ペレットの落下強度が高く、高タール（液体状瀝青物粘結剤）含有、高嵩密度であることが、本発明の高嵩密度、高粘結剤添加操業を可能にしている。
【００４４】
なお落下強度が非常に高い理由は、微粉炭表面水分＋タール添加率が高く、かつタールの粘度が高いため、ペレットに大きな塑性が付加され、落下に対してペレットが塑性変形することにより、落下衝撃を吸収しているためであると推定される。
【００４５】
粒径５０ｍｍのペレットで初めて落下強度が７０％と、３０％のペレットが破壊し、５５ｍｍのペレットでは落下強度が１５％まで低下し、８５％のペレットが落下試験により破壊した。図１の（５）乾式造粒機で製造されたペレットは、その後（７）コークス炉までの工程中で、ベルトコンベヤー等の乗り継ぎにより２ｍ前後の落下を繰り返し受ける。  粒径５５ｍｍのペレットは、落下強度が１５％と低いことよりコークス炉までの工程中で、ベルトコンベヤー等の乗り継ぎにより大部分が破壊され、造粒した効果が失われる。従って本発明では、ペレット粒径の上限を５０ｍｍとした。
【００４６】
通常高炉用コークスを製造する場合、図１の（１）石炭ヤード、（２）混合・配合設備、（３）粉砕機を経てきた石炭は、ほぼ全量図１の（７）コークス炉に装入している。
【００４７】
従って本発明においても、図１の（３）粉砕機を経て図１の（４）乾燥・分級機で分級された粒径０．６ｍｍ越える粗粒炭と粒径０．６ｍｍ以下の石炭を、ほぼ全量図１の（７）コークス炉に装入することを前提とした。なお、０．６ｍｍ以下の石炭は、全量をペレットに造粒することを前提としているが、０．６ｍｍを越える粗粒炭に対する０．６ｍｍ以下の石炭の割合が高い場合等、必要によっては、０．６ｍｍ以下の石炭の一部をペレットにするのではなく、そのまま、またはタール等液体状瀝青物粘結剤を添加し、０．６ｍｍを越える粗粒炭に混合した後、さらにペレットと混合して図１の（７）コークス炉に装入することも可能である。図１の（４）乾燥・分級機で分級された粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭のみを、図１の（７）コークス炉に装入した場合、装入密度が低くなり高炉用コークスの製造が困難となる。
【００４８】
従って図１の（４）乾燥・分級機で分級した粒径０．６ｍｍ以下の石炭を使用し、図１の（５）乾式造粒機で造粒することにより高見掛け密度としたペレットと、図１の（４）乾燥・分級機で分級された粒径０．６ｍｍ越える粗粒炭を混合し、装入密度が高くなる状態にしてコークス炉に装入することにしている。
【００４９】
そこで、粒径０．６ｍｍ越える粗粒炭とペレットを混合した場合の嵩密度について、ペレット粒径の影響を検討した。
【００５０】
表３の各粒径のペレットと、全水分３％、粒径０．６ｍｍ越える粗粒炭を３：７の配合割合で混合し、ＡＳＴＭ嵩密度測定装置により嵩密度を測定した結果を表４に示す。
【００５１】
なおペレットと粗粒炭の配合割合は、ペレットの製造コストと安価な非微粘結炭の使用割合とのコスト上の釣り合いより、現状ではペレットの配合割合は３０％以下が望ましい。またペレットと粗粒炭を混合した場合、ペレットの配合割合が３０％より減少するとペレットと粗粒炭の混合物の嵩密度が減少することが知られている。
【００５２】
ＡＳＴＭ嵩密度はコークス・サーキュラー（社団法人燃料協会コークス部会偏、第３０巻第１号（１９８１））ｐ．１３に示されている方法で測定した値である。
【００５３】
表４に示したようにペレットと粗粒炭を混合した場合、ペレット粒径が小さくなるに従いＡＳＴＭ嵩密度が低下する傾向が見られ、ペレット粒径６．０ｍｍでは０．８０７ｋｇ／ｌと大幅に低下している。
【００５４】
本発明では、高装入密度を前提にしていることより、粗粒炭と混合した場合の嵩密度の低下が大きい粒径６ｍｍのペレットの使用は困難であり、表３で粒径８ｍｍのペレットが高嵩密度を維持していることより、ペレット粒径の下限を８ｍｍとした。
【００５５】
すなわち、本発明では先のペレット粒径の上限５０ｍｍと合わせ、ペレット粒径を８〜５０ｍｍとした。
【００５６】
【表４】
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【００５７】
次に装入炭全体に対するタール添加率とコークス品質との関係を調べた。装入炭に対するタール添加率のコークス品質への効果を見るため、装入密度は一定の値に揃えて実験した。
【００５８】
実験は、全水分３％、石炭粒径０．６ｍｍ以下の石炭を造粒して製造した表３の粒径２３ｍｍのペレットと、ペレットと同一の石炭で、石炭粒径のみが異なる粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭とを、混合割合を変化させて混合し、全石炭に対するタール添加率の異なる装入炭を製造し、この装入炭を装入密度０．８７になるように、電気炉（幅４２０ｍｍ、長さ６１０ｍｍ、高さ４００ｍｍ）に装入し、１１５０℃まで昇温、乾留することによりコークスを製造した。
【００５９】
得られたコークスについて、冷間ドラム強度ＤＩ15015と熱間ＣＯ2反応後強度ＣＳＲを測定した結果を表５に示す。ここで、ペレットの配合割合とは、ペレットと粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭とを混合した場合の、ペレットと粗粒炭の混合物に対するペレットの混合割合である。なおこの実験に使用した石炭の性状は、揮発分２９．３％、流動性LOG(MF/DDPM)１．７５、全膨張率２５．２％のものを用いた。
【００６０】
石炭の流動性はＪＩＳ  Ｍ  ８８０１の方法で測定した最高流動度をＬｏｇ指数で表した値であり、石炭の全膨張率はＪＩＳ  Ｍ  ８８０１の方法で測定した値である。
【００６１】
コークスの冷間ドラム強度（ＤＩ15015）はＪＩＳ  Ｋ  ２１５１の方法で測定した値であり、熱間ＣＯ2反応後強度（ＣＳＲ）はコークスノート（社団法人燃料協会コークス部会偏、１９８８年版）ｐ．２１８に示されている方法で測定した値である。
【００６２】
【表５】
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【００６３】
表５よりペレット配合割合が２０％で装入炭タール添加率３．５％の場合、コークスのＤＩ15015、ＣＳＲは、通常大型高炉で使用するコークス品質の下限値とみなされているＤＩ15015８４、ＣＳＲ５７の条件を満たしていない。
【００６４】
ペレット配合割合が２３％で装入炭タール添加率４．０％の場合、ＤＩ15015、ＣＳＲの値は、上記の大型高炉の要求するコークス品質の下限値とほぼ同一となっている。
【００６５】
なお装入炭全体に対するタール（液体状瀝青物粘結剤）含有率の上限値については、低コストで大型高炉の要求する品質のコークスを製造することを目的にした、本発明において、タール等液体状瀝青物粘結剤の素材費、造粒コストより、装入炭全体に対するタール（液体状瀝青物粘結剤）の含有率は１０質量％以下が望ましい。従って本発明においては、装入炭全体に対するタール（液体状瀝青物粘結剤）の含有率は４〜１０質量％が好ましい。
【００６６】
次に本発明者らは、装入炭中の非微粘結炭の配合割合とコークス品質の関係を検討した。
【００６７】
ここで非微粘結炭とは、流動性LOG(MF/DDPM)２．５以下、全膨張率３５％以下の石炭をいう。非微粘結炭７０％と粘結炭３０％を混合した全水分３％、石炭粒径０．６ｍｍ以下の石炭に、タールを２１％添加しながら造粒した粒径２３ｍｍのペレットと、ペレットと同一の石炭で、全水分３％、石炭粒径のみが異なる粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭とを３：７の割合で混合し、上記の電気炉に装入密度０．８７になるように装入した後、上記の条件で乾留しコークスを製造した。得られたコークスについて、冷間ドラム強度ＤＩ15015と熱間ＣＯ2反応後強度ＣＳＲを測定した結果を表６に示す。
【００６８】
なおこの実験に使用した非微粘結炭７０％と粘結炭３０％を混合した石炭の性状は、揮発分３０．２％、流動性LOG(MF/DDPM)１．５５、全膨張率２０．２％である。
【００６９】
表６には、比較対象として非微粘結炭の配合割合が６５％である表５のペレット配合割合３０％の結果を合わせて載せた。
【００７０】
表６より非微粘結炭の配合割合を７０％にするとコークスのＤＩ15015、ＣＳＲは、大幅に低下し、大型高炉の要求するコークス品質を満たしにくい数値となっている。すなわち、非微粘結炭の配合割合が６５％を越えると、非微粘結炭の増加に対してコークス品質の低下の割合が急激に大きくなり、本発明の特徴である高嵩密度、高粘結剤添加にしても、コークス品質が低下する傾向が示されている。なお表６の非微粘結炭配合割合６５％では、大型高炉の要求するコークス品質を十分余裕を持って満たしているが、今回実験に使用した非微粘結炭より粘結性の劣る石炭を使用した場合でも、大型高炉の要求するコークス品質を満たすためには非微粘結炭配合割合６５％以下とすることが望ましい。
【００７１】
従って本発明においては、装入炭中の非微粘結炭の配合率を６５質量％以下とした。なお、大型高炉の要求する品質のコークスを製造するための、本発明の特徴が発揮される非微粘結炭の配合率の領域は、好ましくは、５０〜６５％である。
【００７２】
【表６】
0004448261.tif 000007
【００７３】
次に装入炭の水分とＡＳＴＭ嵩密度の関係について検討した。
【００７４】
全水分３％、６％、７％の３水準に調製した粒径０．６ｍｍ以下の上記表６の非微粘結炭配合割合６５％の石炭を用いて、タールにより粒径２３ｍｍのペレットにそれぞれ造粒した。その時のタール添加率は全水分３％の石炭を用いた場合で２１．１％、全水分６％の場合１８．０％、全水分７％の場合１６．９％であった。以上の全水分の異なる石炭で造粒した３水準のペレットと、それぞれのペレットの全水分に合わせて水分を調製した石炭粒径０．６ｍｍを越える石炭を、３：７の割合で混合し、ＡＳＴＭ嵩密度を測定した。その結果を表７に示す。
【００７５】
【表７】
0004448261.tif 000008
【００７６】
表７に示したように混合炭の全水分が６％の場合、嵩密度０．８３３と高嵩密度を維持しているが、全水分が７％の場合、嵩密度０．８０３と低い値となっている。
【００７７】
以上の結果より、本発明において装入炭の全水分を６％以下とすることが望ましい。なお装入炭の全水分の下限値については、特に規定するものではない。
【００７８】
なお石炭をコークス炉に装入した場合、石炭水分が高くなると装入密度が低下することが知られているが、高装入密度を前提とする本発明においては、装入炭の水分を６％以下にすることが望ましく、装入炭の水分が６％をこえた場合には、本発明の他の条件を満たしても、大型高炉の要求する品質のコークスの製造が困難になる場合があり得る。
【００７９】
また装入炭の全水分が６％越えると図１（４）の工程の分級において、分級効率が著しく低下すること、図１（７）の工程のコークス炉中において、水分の蒸発潜熱が多く必要になるため乾留熱量が高くなるなどの問題も存在する。
【００８０】
【実施例】
＜実施例１＞
本発明の方法に従って、粒径０．６ｍｍ以下の石炭をタールで造粒したペレットを粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭と混合し、電気炉で乾留した。使用した石炭は、表８に示す性状の非微粘結炭６５％と粘結炭３５％を混合した配合炭である。得られたコークスについて性状を測定した。実験条件およびコークスの性状を後述の実施例２および比較例１、２、３の場合も含め表９に示した。
【００８１】
【表８】
0004448261.tif 000009
【００８２】
表８に示す性状の配合炭を全水分３．０％に乾燥するとともに、粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭と０．６ｍｍ以下の微粉炭に篩い分けた。
【００８３】
粒径０．６ｍｍ以下の石炭にタールを２１％添加（石炭表面水分＋タール添加率で２２％）しながら乾式の皿形造粒機で、粒径２０ｍｍのペレットに造粒した。ここで石炭表面水分は、表２の脚注で示した式により算出した。なお包蔵水分は２％であったので、石炭表面水分は１％と算出された。
【００８４】
このペレットを上記の粗粒炭に３：７の割合で混合し、ＡＳＴＭ嵩密度測定値である０．８６に合わせて電気炉（幅４２０ｍｍ、長さ６１０ｍｍ、高さ４００ｍｍ）に装入し、１１５０℃まで昇温、乾留することによりコークスを製造した。（以後の実施例２、比較例１、２、３の試験は同一の電気炉を用い、同一の昇温条件で乾留した。）
得られたコークスの冷間ドラム強度ＤＩ15015と熱間ＣＯ2反応後強度ＣＳＲを測定した結果を表９に示す。性状の劣る非微粘結炭を６５％と高配合しているにもかかわらず、ＤＩ15015が８４．８、ＣＳＲが６１．５と高炉使用に十分な品質となっている。
【００８５】
【表９】
0004448261.tif 000010
【００８６】
＜実施例２＞
表８の配合炭を全水分６％に乾燥するとともに、粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭と０．６ｍｍ以下の石炭に篩い分けた。０．６ｍｍ以下の石炭にタールを１８．３％添加（石炭表面水分＋タール添加率で２２．３％）しながら粒径２０ｍｍのペレットに造粒した。ここで石炭表面水分は、表２の脚注で示した式により算出した。
【００８７】
このペレットを粒径０．６ｍｍを越える粗粒炭に３：７の割合で混合し、ＡＳＴＭ嵩密度測定値の０．８４に合わせて電気炉に装入し、乾留することによりコークスを製造した。得られたコークスの冷間ドラム強度ＤＩ15015と熱間ＣＯ2反応後強度ＣＳＲを測定した結果を表9に示す。  実施例１と同様に非微粘結炭を高配合で、ＤＩ15015８４．２、ＣＳＲ５８．７と高炉使用可能な品質を示した。
【００８８】
＜比較例＞
比較例１は、実施例１と同じく表８の配合炭を全水分３．０％に乾燥し（分級せず）、ＡＳＴＭ嵩密度測定値の０．８６に合わせて電気炉に装入後乾留した例である。
【００８９】
比較例２は、実施例１と同じく表８の配合炭を全水分３．０％に乾燥するとともに、粒径０．６ｍｍ以上の粗粒炭と０．６ｍｍ以下の石炭に篩い分け、０．６ｍｍ以下の石炭にタールを２１％添加混練したタール混練炭を、粗粒炭に３：７の割合で混合しＡＳＴＭ嵩密度測定値の０．７１に合わせて、電気炉に装入後乾留した例である。
【００９０】
比較例３は、比較例１の乾燥炭にタールを２％添加混練し、ＡＳＴＭ嵩密度測定値の０．７８に合わせて電気炉に装入後乾留した例である。
【００９１】
比較例１は高装入密度でタールの添加がない場合であるが、ＤＩ15015は８３．５と通常の高炉使用基準を若干下回り、ＣＳＲはタールの添加効果がないため５２と通常の高炉使用基準を大幅に下回った。この比較例１より装入密度効果だけでは非微粘結炭６０％以上と言う多量配合が困難であることを示している。特にタール添加効果の大きいＣＳＲの低下が大きく問題である。
【００９２】
比較例２はタールが高添加率で添加されているが高装入密度になっていない場合である。装入密度効果の大きい冷間ドラム強度は、装入密度低下によりＤＩ15015は７３．７と大幅に低下し、ＣＳＲはタールが高添加率であるにもかかわらずＤＩが低いため５３．１と大幅に低下している。 タール添加効果のみで装入密度効果がない場合は、非微粘結炭の多量配合が困難であることを示している。
【００９３】
比較例３は装入密度が比較例２より高めではあるが実施例１、２より低く、タールも添加はされているが、添加率が実施例１、２より低い例である。 ＤＩ15015は８３．１、ＣＳＲ５６．０であり、高装入密度、高タール添加率でないためＤＩ、ＣＳＲとも高炉使用水準を満たしていない。
【００９４】
【発明の効果】
本発明により高装入密度かつ高粘結剤添加率で装入が可能となり、安価な粘結性の劣る非微粘結炭を、従来の方法による配合割合以上に多量に配合しても、良質な高炉用コークスの製造が可能なった。その結果、コークスの製造コストの低下が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するコークス製造プロセスのフローを示す図。
【図１】
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