(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス原料石炭中のＮａ2Ｏ濃度加成平均値、ＣａＯ濃度加成平均値、ＭｇＯ濃度加成平均値の１種又は２種以上を調整することにより、コークス中の塩素濃度を調整することを特徴とするコークスの製造方法。
【請求項２】
コークス原料石炭の灰中のＮａ2Ｏ濃度加成平均値、ＣａＯ濃度加成平均値、ＭｇＯ濃度加成平均値の１種又は２種以上を調整することにより、コークス中の塩素濃度を調整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、コークス、特に高炉用コークスの製造方法において、製造したコークス中の塩素濃度を調整するコークスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭を乾留してコークスを製造する方法において、原料石炭や添加物は微量であるが塩素を含有している。コークス乾留中に原料中に含まれる塩素の一部はガスとともに系外に排出されるものの、一部は製品コークス中に残留する。
【０００３】
製銑原料として上記製造したコークスを高炉に装入すると、コークス中に含まれる塩素は高炉内において揮発し、高炉排ガスに含まれて排出される。コークス中に含まれる塩素濃度が高くなると、高炉排ガス設備の配管腐食等の原因となるため、コークス中塩素濃度はできるだけ低いレベルにすることが望まれる。
【０００４】
一方、石炭中塩素濃度、あるいはコークス中塩素濃度の分析方法として、ボンブ燃焼−イオンクロマト法等を用いることができるが、この分析方法は時間と手間を要するため、通常のコークス製造現場において多数の石炭あるいはコークスの分析を行うには適していない。そのため、従来はコークス中の塩素濃度の調整は行われていなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、簡便な方法で原料石炭を評価して製品コークス中に含まれる塩素濃度を予測し、該予測に基づいて石炭銘柄の配合を調整することによってコークス中の塩素濃度を調整するコークスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、コークス炉に装入する原料石炭中に含まれる塩素濃度は石炭銘柄によって大きく異なること、および原料石炭中塩素がコークスに残留する残留率も石炭銘柄によって大きく異なることを見出した。そして、この事実から、原料石炭中の塩素濃度および原料石炭からコークスへの塩素残留率のいずれもが原料石炭中の他の不純物濃度によって支配されていることを見出した。
【０００７】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、その要旨とするところは以下のとおりである。
（１）コークス原料石炭中のＮａ2Ｏ濃度加成平均値、ＣａＯ濃度加成平均値、ＭｇＯ濃度加成平均値の１種又は２種以上を調整することにより、コークス中の塩素濃度を調整することを特徴とするコークスの製造方法。
（２）コークス原料石炭の灰中のＮａ2Ｏ濃度加成平均値、ＣａＯ濃度加成平均値、ＭｇＯ濃度加成平均値の１種又は２種以上を調整することにより、コークス中の塩素濃度を調整することを特徴とするコークスの製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
原料石炭中の塩素濃度は、図１に示すように原料石炭中のＮａ2Ｏ濃度と強い関係がある。原料石炭として複数銘柄の石炭を用いる場合、塩素濃度の加成平均値はＮａ2Ｏ濃度の加成平均値によって表される。ここで、
石炭中Ｎａ2Ｏ濃度加成平均値（％）＝Σ［（石炭ｉの灰分（％））×（石炭ｉの灰中のＮａ2Ｏ割合（％））／１００］×［石炭ｉの配合割合］／１００
石炭中塩素濃度（ｐｐｍ）＝7593.8×［石炭中Ｎａ2Ｏ濃度加成平均値（％）］＋157.72
である。即ち、石炭中Ｎａ2Ｏ濃度加成平均値を低くするほど、石炭中塩素濃度を低くできることがわかった。
【０００９】
また、図２に示すように石炭中塩素濃度は灰中Ｎａ2Ｏ濃度の加成平均値とも良い相関があるので、簡易的には例えば下記の式で表すことも可能である。
灰中Ｎａ2Ｏ濃度加成平均値（％）＝Σ［石炭ｉの灰中のＮａ2Ｏ濃度（％）］×［石炭ｉの配合割合］／１００
石炭中塩素濃度（ｐｐｍ）＝670.618×［灰中Ｎａ2Ｏ濃度加成平均値（％）］＋165.45
ここで、石炭の灰中Ｎａ2Ｏ濃度加成平均値を調整することは、とりもなおさず石炭中のＮａ2Ｏ濃度加成平均値を調整することにほかならない。
【００１０】
次に、コークス中塩素残留率（＝コークス中塩素分／原料石炭中塩素分×１００）は、図３に示すように石炭中ＣａＯ濃度の加成平均値と良い関係があり、一般的な配合炭中のＣａＯ濃度である０．３０％近傍においては、例えば下記の式で表される。
石炭中ＣａＯ濃度加成平均値（％）＝Σ［（石炭ｉの灰分（％））×（石炭ｉの灰中のＣａＯ濃度（％））／１００］×［石炭ｉの配合割合］／１００
塩素残留率（％）＝183.73×［石炭中ＣａＯ濃度加成平均値（％）］−7.4865
また、コークス中塩素残留率は灰中ＣａＯ濃度の加成平均値とも良い相関があるので、簡易的には灰中ＣａＯ濃度加成平均値の一次式で表すことも可能である。
【００１１】
あるいは、さらにＣａＯ濃度の広い範囲については、図４に示すように塩素残留率を石炭中塩素濃度の２次式で表すことも可能である。
塩素残留率（％）＝−290.44×Ｘ2＋342.45×Ｘ−28.454
（ここでＸは石炭中ＣａＯ濃度加成平均値（％））
さらに、灰中ＣａＯ濃度とＭｇＯ濃度には相関があるので、塩素残留率を石炭中ＭｇＯ濃度の加成平均値、灰中ＭｇＯ濃度の加成平均値、石炭中ＣａＯ＋ＭｇＯ濃度の加成平均値、灰中ＣａＯ＋ＭｇＯ濃度の加成平均値の一次式あるいは二次式で表すことも可能である。
【００１２】
また、石炭の灰中ＣａＯ濃度とＭｇＯ濃度加成平均値を調整することは、とりもなおさず石炭中のＣａＯ濃度とＭｇＯ濃度加成平均値を調整することにほかならない。
【００１３】
上記のように、コークス中の塩素残留率は石炭中のアルカリ土類金属であるＣａ量と良い相関がある。これは、コークス炉内においては石炭は９００〜１２００℃の高温にさらされるが、この温度ではＮａの塩化物よりもＣａの塩化物（ＣａＣｌ2）の方が安定であるためと考えられる。
【００１４】
これらの事実から、石炭中塩素濃度の値がたとえ同一であっても、石炭中のＣａＯ濃度やＭｇＯ濃度の加成平均値を低減すれば、コークス中塩素濃度を低減することができることが明らかになった。
【００１５】
以上より、原料石炭中のＮａ2ＯやＣａＯ、ＭｇＯ濃度の加成平均値を調整することにより、原料石炭中の塩素濃度やコークス製造における塩素残留率を調整することができ、結果としてコークス中の塩素濃度を調整することが可能になった。即ち、コークス中の塩素濃度を低減する必要がある場合は、原料石炭のＮａ2Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ濃度を測定し、最終的なコークス中の塩素濃度を低く抑えることができるように原料石炭を配合することができる。
【００１６】
上記のように原料石炭を選別してコークス中の塩素濃度を低減することが可能になったが、Ｎａ2Ｏ濃度やＣａＯ濃度、ＭｇＯ濃度が高いために選別で除外された石炭を使用せずにおくわけにはいかない。複数の高炉が稼動している場合において、高炉の排ガス系統の腐食耐性に優劣がある場合、設備が腐食に弱い側の高炉にはコークス中塩素濃度を低く調整したコークスを使用し、設備が腐食に強い側の高炉には選別で除外された石炭を混合して製造したコークスを使用することとすれば、購入した石炭をすべて使用しつつ、総合的に高炉炉寿命の改善を得ることができる。
【００１７】
また、従来のようにコークス中の塩素濃度を全く調整せずにコークスの製造を行うと、ある一定の期間においてコークス中塩素濃度が高めに推移する期間が継続し、その間に高炉設備の腐食が一気に進行する事態が発生する。本発明によってコークス中の塩素濃度を調整することにより、高炉に使用するコークス中の塩素濃度を常に一定に保ち、設備の腐食の急激な進行を防止することができる。このような調整を行う場合には、石炭の選別によって使用不可能な石炭銘柄が残ってしまう問題を回避することができる。
【００１８】
高炉には装入主原料として焼結鉱及びコークス、それに微粉炭吹き込みが行われる。そのため、高炉へのインプット塩素量は、焼結鉱、コークス、微粉炭からの持ち込み塩素量の合計となる。ここで、微粉炭中の含有塩素量は、本発明によれば微粉炭中のＮａ2Ｏ濃度を分析することにより推定することができる。従って、高炉へのインプット塩素量合計の目標値から該推定した微粉炭からの塩素持ち込み量推定値を差し引くことにより、コークスからの持ち込み塩素量の目標を定めることができる。次に本発明によってコークス中の塩素濃度を当該目標以下となるように制御すれば、高炉へのインプット塩素量合計を目標以下に調整することが可能になる。
【００１９】
原料石炭のＮａ2Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ濃度測定方法としては、ＪＩＳ  Ｍ８８１５「石炭灰およびコークス灰の分析方法」に記載の方法に従い石炭を灰化した後、蛍光Ｘ線分析装置等の機器分析装置、あるいはＪＩＳ  Ｍ８８１５に記載の方法に従い、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇの定量分析を行い、すべてＮａ2Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ等の酸化物に換算して評価することができる。
【００２０】
また、石炭およびコークス中の塩素の評価においては、ボンブ燃焼−イオンクロマト法によって分析した。即ち、ボンブあるいは燃焼管において高温で石炭あるいはコークス試料を燃焼させ、燃焼ガスを吸収液に吸収させた後、吸収液中の塩素をイオンクロマト法で測定する方法を採用した。
【００２１】
【実施例】
原料石炭中のＮａ2Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ濃度の加成平均値からコークス中の塩素濃度を推定する発明を適用し、高炉用コークスの塩素濃度の低減を図った。対象とする高炉におけるコークス塩素濃度の上限目標値は１０００ｐｐｍであるが、図５に示すように本発明実施前は石炭配合の変化に従って目標値を超える塩素濃度となることがしばしばあった。これに対し、本発明により原料石炭中のＮａ2Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ濃度を分析し、その加成平均値からコークス中の塩素濃度を推定し、推定塩素濃度が１０００ｐｐｍを超えないように石炭配合を調整した結果、図５の本発明実施後に見られるごとく、コークス中塩素濃度を目標値以下に保つことができた。
【００２２】
【発明の効果】
本発明により、コークス原料石炭の簡便な分析結果に基づき、コークス中の塩素濃度を調整することが可能になった。これにより、高炉に装入するコークス中の塩素濃度を低減し、あるいは塩素濃度の期間変動を抑制し、その結果として高炉設備の配管腐食等を抑制することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】石炭中のＮａ2Ｏ濃度と石炭中の塩素濃度との関係を示す図である。
【図２】灰中のＮａ2Ｏ濃度と石炭中の塩素濃度との関係を示す図である。
【図３】石炭中のＣａＯ濃度とコークスの塩素残留率との関係を示す図である。
【図４】石炭中のＣａＯ濃度とコークスの塩素残留率との関係を示す図である。
【図５】本発明の適用によるコークス中の塩素濃度の推移を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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