(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射率Ｒｏが0.9以下、揮発分ＶＭが２５％以上、かつ最大流動度ＭＦ(log ddpm)が３以下の石炭である非微粘結炭と粘結炭とからなるコークス炉用配合炭を用いて高反応性コークスを製造するに際し、前記非微粘結炭として、２ｍｍ以下の大きさに微粉砕されたものが100wt％になると同時に、0.5ｍｍ以下の大きさに微粉砕されたものが20wt％以上となる粒度構成にしたものを、２wt％以上10wt％未満配合したものを用いることを特徴とする高反応性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、高反応性コークスの製造方法に関し、とくにTI(6, 400)≧84以上が求められるような大型の高炉に対して用いられるコークスの製造方法について提案する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉等の竪型反応炉において、コークスは熱源や還元剤として、装入物を支えるための充填材として、あるいは熱の交換媒体などとしての役割を担う重要な装入原料の１つである。
一般に、高炉での操業条件は、鉄鋼製品の品質や価格に与える影響が大きく、とくに製造原価への影響は大である。即ち、高炉操業、就中銑鉄の原価を低減することができれば、それが下工程の製造にも反映され、ひいては製品原価構成の改善にもよい影響を与えるのである。例えば、高炉での操業温度を幾らかでも下げて操業できれば、装入主原料、装入副原料、羽口吹き込み燃料、高炉ガス発生状態、炉体保守、炉体寿命、その他の関連する諸技術の改善につながるのである。
【０００３】
このような高炉の操業温度を下げるという考え方は、例えば、ウスタイト  鉄還元平衡に近い熱保存領域の温度を下げて高炉内還元効率の向上をもたらす上で有益である。そのためには、炉内の低温域においても良好な還元反応が進行するような操業を行うことが必要であり、そのためには高反応性コークスの使用が不可欠となる。
また、このことは、近年の高炉操業の本科にも影響された動きでもある。というのは、近年の高炉では、コークス炉の老朽化問題に対応して微粉炭の吹き込み量が増加していることに加え、コストダウンを目指した低燃料費操業が指向されている状況にある。即ち、コークスの求められる特性の一つであるＣＯ２とよく反応しＣＯを生成しやすい高反応性コークスへの要望の高まりというのは、まさしく上述した高炉を取りまく環境変化に対応したものと言える。
【０００４】
従来、こうした高反応性コークスの製造方法としては、コークス炉配合炭中の非微粘結炭の割合を増加させる方法や不活性炭材の添加、つまり特開平６−３１３１７１号公報に開示のように不活性物質を配合したり、特開平２−１１７９９１号公報のように低炭化度炭由来のチャーを配合したりする方法などが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非微粘結炭の配合量を増加させる方法や不活性炭材を添加する方法は、コークスの反応性が高くなるが、その反面、粒子どうしの融着度の低下によりコークス強度が低下するという問題があった。このような強度の低下を補うためには、一般に、非微粘結炭以外の石炭つまり粘結炭の品位の向上やピッチ等の粘結材の添加を余儀なくされることになるが、高品位粘結炭の配合増やピッチ等の添加は、コストの面で不利を免れないという欠点があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記した非微粘結炭の配合を増加させた場合のコークス強度の低下という問題を解消し、コークス強度の低下を招くことなしに、低コストでコークスの反応性を増加させる方法を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、従来技術が抱えている上述した問題点を解決できる高反応性コークスの製造に当たり、通常は３ｍｍ以下がおおよそ60〜90％となるように粉砕して使用される原料炭、とくに反射率Ｒｏが0.9以下、揮発分ＶＭが２５％以上、かつ最大流動度ＭＦ(log ddpm)が３以下の石炭である非微粘結炭について、２ｍｍ以下の大きさに微粉砕されたものが100wt％になると同時に、0.5ｍｍ以下の大きさに微粉砕されたものが20wt％以上となる粒度構成にしたものを、２wt％以上10wt％未満配合したものを用いることを特徴とする高反応性コークスの製造方法を提案する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
一般に、コークス塊中には気孔が存在し、この気孔が増加すると、いわゆる比表面積が大きくなり、その比表面積の増加を通じてコークスの反応性が増加すると考えられる。
ところで、コークス強度というのは、コークスの全気孔率に比例すると考えられているが、その全気孔率を殆ど変えずに（増加させずに）、たとえば微細気孔の量を増加させることができれば、前記比表面積が相対的に大きくなり、ひいてはコークスの反応性が向上してコークス強度の向上を図ることができる筈である。
【０００９】
そこで発明者らは、こうした微細気孔の量を増加させる目的で種々の実験を行った。その結果、コークス塊中の微細気孔の量は、コークス炉向け配合炭中に、原料炭の１つとして微粉砕した非微粘結炭を配合することが有効であり、このような微粉砕非微粘結炭を配合することで増加することがわかった。この理由としては、コークス塊中の微細気孔というのは、配合炭中に分散した微粉砕非微粘結炭がガス化して生成するものだからであると考えられる。
【００１０】
即ち、コークス塊中の微細気孔の生成には、上記非微粘結炭の粉砕粒度も強く影響すると考えられる。しかし、非微粘結炭をあまり細かく粉砕し過ぎると、時間とコストがかかり過ぎるので、適当な粒度のものにしなければならない。こうした微粉砕非微粘結炭の配合率は、全配合炭量の２〜１０wt％未満程度が適当だと考えられる。
【００１１】
その理由は、このような微粉砕の非微粘結炭の配合率が１０wt％を超えると、粉砕コストアップと粉砕時間の増加が顕著であり、一方、２wt％未満の非微粘結炭配合率では反応性の向上に与える効果が少ないからである。
【００１２】
なお、本発明において、上記非微粘結炭とは、反射率Ｒｏが0.9 以下でかつ揮発分ＶＭが２５％以上でかつ最大流動度ＭＦ (log ddpm) が３以下の石炭、またはＭＦが1.0 以下の石炭を言う。
【００１３】
なお、コークス塊中にできる微細気孔のサイズ (気孔径) については、強度低下につながるような気孔径にすることは避けることが必要であり、一方で反応率の向上に寄与する気孔径の気孔量を増大させることが好ましいと言える。こうした要請に応えられる微細気孔としては、１μｍ以下の気孔径を有する微細気孔がコークス塊中に５ vol％以上含有することが好ましい。
【００１４】
次に、コークス塊中に上記微細気孔 (１μｍ以下) を生成させる方法として、本発明では、配合炭中に非微粘結炭の粒度を２ｍｍ以下、好ましくは1.5 ｍｍ以下とし、原則としてこの粒度をもつ非微粘結炭を配合する (１００wt％が−２ｍｍである) 。
【００１５】
コークス塊中の微細気孔 (≦１μｍ) を５ vol％以上生成させるさらによい方法は、配合する上記非微粘結炭として、粒度が２ｍｍ以下１００wt％であると同時に０．５ｍｍ以下の大きさのものを２０wt％以上含有するものを用いることが有効である。
【００１６】
【実施例】
非微粘結炭：粘結炭＝４０wt％：６０wt％の割合で配合炭を調整し、比較試験に供した。従来法では、原料炭の全量を−３ｍｍの粒径が80％を占めるように粉砕したものを用いたが、本発明例では、揮発分の異なる各種非微粘結炭のうちＸ炭（Ａ炭，Ｂ炭，Ｃ炭）だけを微粉砕した。即ち、実施例１では、Ｘ炭の一部を−２ｍｍ１００％に、実施例２では、Ｘ炭の一部を−２ｍｍ１００％かつ−0.5ｍｍ  ２０％に、実施例３では、Ｘ炭の一部を−２ｍｍ１００％かつ−0.1 ｍｍ２０％に、実施例４では、Ｘ炭全量を−２ｍｍ１００％かつ−0.1 ｍｍ  ２０％に微粉砕したものについて試験した。
石炭を乾留する条件は一定とし、石炭重量４８kg (dry)、水分６％、充填密度７７５ kg/m３ (dry)、乾留温度１０５０℃、昇温時間室温から１０５０℃まで２hr、乾留時間８hr、２０min の条件で乾留してコークスを製造し、得られたコークスについてタンブラー強度 (400 回転後の＋６ｍｍの重量％、その他はＪＩＳの測定法に準ずる) の測定と反応率ＣＲＩの測定を行った。それぞれの配合率と粉砕粒度ならびに試験結果を表１〜３に示す。
即ち、表１は、揮発分３６％のＡ炭の結果を示し、表２は揮発分２５％のＢ炭の結果を示し、表３は揮発分１７％のＣ炭の結果を示す。
【００１７】
これらの試験結果について考察すると、実施例１に示すように、いずれの揮発分量の石炭においても粉砕粒度を細かくして微粉砕にすることによっても強度は低下せず、反応性を増加させることができた。また実施例２、３に示すように、その粉砕粒度をさらに細かくすると、その効果はより一層顕著となり、反応率は明らかな増加傾向を示し、強度は低下せず若干の増加を示した。また、実施例４に示すような微粉砕した非微粘結炭の配合割合を増加させる試験を行ってみると、強度はほとんど低下することはなく、却って反応率は増加させることができた。
【００１８】
【表１】
0004099920.tif 000002
【００１９】
【表２】
0004099920.tif 000003
【００２０】
【表３】
0004099920.tif 000004
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コークス炉配合炭として、微粉砕によって粒度が２ｍｍ以下となった非微粘結炭を１０wt％以下配合したものを用いることにより、さらにはこれらの−２ｍｍ微粉砕非微粘結炭を１０％未満配合することによって、強度低下なしに高反応性のコークスを製造することができるようになった。