(57)【要約】【課題】本発明は、種々の特性を有する新規銘柄の石炭を配合した原料炭を使用する場合でも、得られる製品コークスの品質の大幅な変動を回避し、その安定化が可能な冶金用コークスの製造方法を提供することを目的としている。【解決手段】複数銘柄の石炭を配合して原料炭を形成し、該原料炭をコークス炉で乾留させて冶金用コークスを製造するに際し、各銘柄の石炭を、それらに固有の石炭化度（ＲＯ）及び流動度（ＭＦ）の値に基づいて分類すると共に、０．８５≦ＲＯ≦１．２５及び５０≦ＭＦ≦５０００を満足する銘柄の石炭を前記原料炭の５０質量％以上とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数銘柄の石炭を配合して原料炭を形成し、該原料炭をコークス炉で乾留させて冶金用コークスを製造するに際し、
各銘柄の石炭を、それらに固有の石炭化度（ＲＯ）及びギーセラー最高流動度（ＭＦ）の値に基づいて分類すると共に、０．８５≦ＲＯ≦１．２５及び５０≦ＭＦ≦５０００を満足する銘柄の石炭を前記原料炭の５０質量％以上とすることを特徴とする冶金用コークスの製造方法。
【請求項２】
さらに、ＭＦ≦１０を呈する銘柄の石炭の配合率を、前記原料炭の１０質量％以下とすることを特徴とする請求項１記載の冶金用コークスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冶金用コークスの製造方法に係わり、特に、原料炭に新規銘柄の石炭を使用するにあたり、製造されるコークスの品質安定を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークスは、工業用原料や燃料として広く利用されているが、特に、高炉製鉄法では、燃料及び還元剤としての機能、並びに炉内の溶銑滓及びガスの流路を形成するという機能を発揮するものとして、極めて重要な材料である。この高炉で使用するコークス（以下、冶金用コークスという）が具備する品質としては、燃料、還元剤として機能発揮に必要な炭素含有量のみならず、炉内に充填層を形成し、溶銑滓及びガスが流通する間隙を保持するために、強度の高いことが要求されている。
【０００３】
この目的のため、従来から、冶金用コークスの製造にあたっては、複数銘柄の石炭を種々に組み合わせて配合し（それを原料炭という）、該原料炭を乾留させるが、配合に際しては、各銘柄の石炭の石炭化度（記号：（ＲＯ））を主たる指標とし、他に、流動性、灰分の割合、イナート等の石炭に固有の指標が測定され、利用されてきた。例えば、コークスの強度を使用に耐える値に維持しつつ、且つ高反応性を有するコークスを製造する目的で、種々の銘柄の石炭を、それらの石炭化度に基づき低炭化度炭（ＲＯ＜０．９）、中炭化度炭（０．９≦ＲＯ＜１．２）及び高炭化度炭（ＲＯ≧１．２）の３種類に分類し、それらの配合割合を、低炭化度炭を３５〜６５質量％、高炭化度炭を１０〜３０質量％、残部を中炭化度炭とした原料炭にすると共に、該原料炭の最高流動度（ＬｏｇＭＦ）に石炭配合率の加重平均で３．０以下とする上限を設ける技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
この技術は、コークスの反応性を高めるために原料炭に低炭化度炭を配合するが、それを多くし過ぎると、製造したコークスの強度が低下してしまうので、コークスの強度向上に寄与する高炭化度炭を１０質量％以上配合すると共に、コークス炉での乾留の際に原料炭の溶融性を確保するために、中炭化度炭を配合するというものである。また、この技術は、高反応性コークスを製造するに際し、石炭化度の大きく異なる銘柄の石炭を配合し、平均的にはコークス製造に好適な石炭化度の原料炭を形成するものである。つまり、本来冶金用コークスの製造のための原料炭に好適な石炭の特性範囲を外れるような石炭化度の石炭を多量に使用する技術である。
【０００５】
しかしながら、配合する石炭の平均的な特性を所定範囲に管理しようとするこのような技術には、現実の実用に際して種々の問題があった。
【０００６】
その問題の一つ目は、昨今の原料炭資源確保の動向によるもので、従来使用されてきた冶金用コークスの製造に好適な特性を有する石炭の入荷量が減少し、従来の志向から乖離した特性を有する新規銘柄の石炭が多くなってきたという点である。このような、新規銘柄の石炭を単純に石炭化度を指針として多量に配合していくと、製造されたコークスは、他の石炭との相互作用によって、想定した性状とならないことが多々あり、製品コークスの品質が不安定になることがあった。
【０００７】
また二つ目の問題は、極端に石炭化度の異なる銘柄の石炭を従来から行っているコークスの混合工程で混合すると、部分的に配合が偏るのを完全に防ぐことができず、不均一な原料炭になってしまう。このような不均一な原料炭をコークス炉へ装入し、乾留すると、得られた製品コークスの品質に、ばらつきの多くなることがあった。この問題を回避するには混合工程を改良する必要があるが、設備及び運転のためのコストが上昇するという別の問題が生じる。
【特許文献１】特開２００４−２２４８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑み、種々の特性を有する新規銘柄の石炭を配合した原料炭を使用する場合でも、得られる製品コークスの品質の大幅な変動を回避し、その安定化が可能な冶金用コークスの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。その本発明は、複数銘柄の石炭を配合して原料炭を形成し、該原料炭をコークス炉で乾留させて冶金用コークスを製造するに際し、各銘柄の石炭を、それらに固有の石炭化度（ＲＯ）及びギーセラー最高流動度（ＭＦ）の値に基づいて分類すると共に、０．８５≦ＲＯ≦１．２５及び５０≦ＭＦ≦５０００を満足する銘柄の石炭を前記原料炭の５０質量％以上とすることを特徴とする冶金用コークスの製造方法である。この場合、さらに、ＭＦ≦１０を呈する銘柄の石炭の配合率を、前記原料炭の１０質量％以下とするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、原料炭の配合にあたり、石炭化度等の特性が冶金用コークスの製造にとっての好適範囲から離れた新規銘柄の石炭を使用するばかりでなく、既存の石炭混合工程で混合しても、大きな品質変動を生じることなく、安定した品質の冶金用コークスが製造できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の最良の実施形態を説明する。
【００１２】
まず、発明者は、製造した冶金コークスの品質の大幅な変動を回避し、その安定化を図るには、コークス炉の炭化室に充填される原料炭に偏析が存在しないことが前提と考えた。つまり、いずれの炭化室に詰められた原料炭も、それを構成する各銘柄の石炭量がほぼ予定通りに配合されたものであることが重要である。
【００１３】
ところが、このことについて調査したところ、従来より、石炭のホッパからの切出し手段や混合工程の改良である程度の結果が得られており、今以上に偏析を抑えるには大幅な設備改造が必要であることがわかった。しかしながら、そのような改造は、前記したように、経済的に得策でない。
【００１４】
そこで、発明者は、原料炭を構成する石炭の組合わせ（配合内容）に注目し、その組み合わせを支配する石炭の特性で対処することとし、鋭意研究を重ねた。その結果、石炭化度だけでなく、それに別の特性を加えて、従来より厳しい条件下で石炭を配合するようにすれば、製造したコークスの品質の変動、特に強度の変動（日間変動、室間変動、室内の上下間変動等といった全ての挙動）を従来より低減できるようになると考えた。そして、この別の特性としては、炭化室内で石炭ができるだけ均一に溶融されるように、石炭の流動性（ギーセラー最高流動度（記号：ＭＦ）で代表させる）を採用することにした。
【００１５】
具体的には、図１に示すように、各銘柄の石炭を、それらに固有の炭化度（ＲＯ）及びギーセラー最高流動度（ＭＦ）に基づき、二次元マトリックスとして分類、整理し、その中からコークスの品質を良好する領域を見出すことにしたのである。そのためには、試験操業による確認が必要であり、実際に各銘柄の石炭を種々配合した原料炭を多種類にわたって製造し、冶金コークスの製造を試みると共に、高炉での使用試験を行った。試験結果は、高炉の生産性の指標である出銑比で評価した。出銑比は、高炉の１日の出銑量（ｔ／日）を高炉の内容積（ｍ３）で除した数値であり、数値の大きい方が生産性が高いと評価できる指標である。コークスの品質が安定していれば、高炉の炉内状況が安定し、高生産性が達成できるのである。
【００１６】
コークス炉の操業条件（乾留温度、消火方法、篩等）や高炉の操業条件は、通常行われているものを採用して行った試験結果の一例を、０．８５≦ＲＯ≦１．２５及び５０≦ＭＦ≦５０００を満足する石炭の原料炭を占める割合（配合率（質量％）で表す）と高炉生産性との関係として、図２に示す。
【００１７】
図２より、０．８５≦ＲＯ≦１．２５及び５０≦ＭＦ≦５０００を満足する石炭の原料炭を占める割合を５０質量％以上にしてコークスを製造すると、高炉操業で非常に高い生産性が得られ、高炉の安定操業を達成できる冶金用コークスになっていることが明らかである。そこで、複数銘柄の石炭を配合して原料炭を形成し、該原料炭をコークス炉で乾留させて冶金用コークスを製造するに際し、各銘柄の石炭を、それらに固有の石炭化度（ＲＯ）及び流動度（ＭＦ）の値に基づいて分類すること、並びに０．８５≦ＲＯ≦１．２５及び５０≦ＭＦ≦５０００を満足する銘柄の石炭を前記原料炭の５０質量％以上とすることを要件にして本発明を完成させたのである。
【００１８】
引き続き、発明者は、上記した本発明のさらなる改良も検討した。それは、原料炭を構成する石炭のうちで、低流動性石炭の配合量を制限すれば、もっとコークス品質が良好になると考えたからである。そして、実際にこの考えを試みたところ、図３に示すような関係が得られた。つまり、上記した２つの要件に、さらに、ＭＦ≦１０を呈する銘柄の石炭の配合率を、前記原料炭の１０質量％以下とするという要件を加えると、高炉の生産性が一層高くなることが確認された。そのため、この３つの要件でコークスを製造することも本発明に加えることにした。
【実施例】
【００１９】
表１に示す銘柄Ａ〜Ｋまでの１１種の石炭を配合して３種類の原料炭を形成し、各原料炭をコークス炉に装入、乾留して、それぞれ５万トンの冶金用コークスを製造した。コークス炉の操業条件は、通常通り乾留を２０時間とした。得られた冶金用コークスは、５０００ｍ３級の高炉操業に使用し、溶銑を溶製した。なお、表１から明らかなように、銘柄Ａ〜Ｅの石炭は、炭化化度及び流動性が０．８５≦ＲＯ≦１．２５及び５０≦ＭＦ≦５０００を満足するものであり、銘柄Ｆ〜Ｋの石炭は、上記範囲から外れるものである。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
操業結果は、それぞれの操業において、１千トンのコークスが得られる毎にサンプリングを行って試料を得て、日本工業規格であるＪＩＳ  Ｋ  ２１５１，７／２節に規定されている「ドラム法」によって、強度試験を行い、それらの強度を測定することで評価した。この試験条件は、ドラムの回転数が３０回転、篩目が６ｍｍである。
【００２２】
試験結果は、ドラム強度のバラツキを標準偏差で評価したが、比較例の原料炭３では、１．０であったのに対して、本発明を適用して原料炭１及び２で製造したコークスについては、それぞれ０．５及び０．７であった。つまり、本発明を適用すると、従来より強度のバラツキを小さくして製品である冶金用コークスの製造ができることが確認された。
【００２３】
また、高炉での使用成績については、それぞれ３種類のコークスを使用した期間中の１日当たりに風圧上昇減風を行った回数で評価し、原料炭１、原料炭２の場合がそれぞれ０．２回及び０．３回（１日の平均値）であったのに対して、比較例の原料炭３の場合には、０．５回であった。この風圧上昇減風とは、操業中に炉内の圧損が上昇することで送風圧力が上昇する時に、送風量を低減して圧力上昇を抑制することを言い、この回数が多いことは、操業が不安定であることを意味する。従って、上記結果は、本発明に係る冶金用コークスを高炉に利用すると、その操業を安定させたことを示唆している。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】原料炭を構成する各銘柄の石炭を、それらに固有の炭化度（ＲＯ）及び最高流動度（ＭＦ）に基づき、二次元マトリックスとして分類、整理した状況を示す図である。
【図２】コークス製造における０．８５≦ＲＯ≦１．２５及び５０≦ＭＦ≦５０００を満足する石炭の原料炭を占める割合（配合率（質量％）で表す）と高炉生産性との関係を示す図である。
【図３】ＭＦ≦１０を呈する銘柄の石炭の配合率を、図２の原料炭の１０質量％以下とするという要件をさらに加え場合の高炉生産性を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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