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公開番号2025049796
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023158226
出願日2023-09-22
発明の名称コークスの製造方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C10B 57/00 20060101AFI20250327BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】成型炭周囲の空隙の影響で生じるコークス強度低下の度合を高精度に見積もることによって、コークス強度を高精度且つ簡便に推定する。
【解決手段】各試験用配合炭の加重平均DI¹⁵⁰ ₆(a1)を算出し、各試験用配合炭の実測DI¹⁵⁰ ₆(b1)に基づいて成型炭部SV下限値(c1)を求め、(c1)未満のSVを有する試験用成型炭を含む低SV試験用配合炭についてΔDIを算出し、ΔDI変化度(d1)を算出し、(d1)と試験用粉炭の空隙充填度との関係式を求め、使用予定の配合炭において加重平均DI¹⁵⁰ ₆(a2)を算出し、(i)使用予定の成型炭のSVが(c1)以上である場合には、(a2)を目的のコークス強度推定値とし、(ii)使用予定の成型炭のSVが(c1)未満である場合には、(c1)と成型炭SVとの差に(d1)を乗じてΔDIを算出し、(a2)からΔDIを減じた値を目的のコークス強度推定値とする、コークス強度の推定方法。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
成型炭と粉炭とを含む配合炭を乾留して製造されるコークスの強度の推定方法であって、
膨張比容積ＳＶと嵩密度ＢＤとの積である空隙充填度（ＳＶ×ＢＤ）が異なる複数種の試験用粉炭の各々と、膨張比容積（ＳＶ）が異なる複数種の試験用成型炭の各々との組合せである複数種の試験用配合炭を準備し、
各試験用粉炭及び各試験用成型炭の実測のＤＩ
150
6
（ドラム指数）に基づいて、各試験用配合炭の加重平均ＤＩ
150
6
（ａ１）を算出し、
各試験用配合炭の実測ＤＩ
150
6
（ｂ１）に基づいて、成型炭部のＳＶを変化させても配合炭のＤＩ
150
6
が一定であるような成型炭部ＳＶ範囲の下限である成型炭部ＳＶ下限値（ｃ１）を求め、
前記複数種の試験用配合炭のうち、前記成型炭部ＳＶ下限値（ｃ１）未満のＳＶを有する試験用成型炭を含む低ＳＶ試験用配合炭について、加重平均ＤＩ
150
6
（ａ１）と実測ＤＩ
150
6
（ｂ１）との差であるΔＤＩを算出し、
前記低ＳＶ試験用配合炭の成型炭部ＳＶと、前記ΔＤＩとの関係に基づいて、成型炭部ＳＶの単位変化量当たりのΔＤＩの変化量であるΔＤＩ変化度（ｄ１）を算出し、
前記ΔＤＩ変化度（ｄ１）と前記試験用粉炭の空隙充填度との関係式を求め、
使用予定の粉炭と使用予定の成型炭とを含む配合炭において、粉炭及び成型炭の各々の実測ＤＩ
150
6
に基づいて配合炭の加重平均ＤＩ
150
6
（ａ２）を算出し、
（ｉ）前記使用予定の成型炭のＳＶが前記成型炭部ＳＶ下限値（ｃ１）以上である場合には、前記配合炭の加重平均ＤＩ
150
6
（ａ２）を目的のコークス強度推定値とし、
（ｉｉ）前記使用予定の成型炭のＳＶが前記成型炭部ＳＶ下限値（ｃ１）未満である場合には、成型炭部ＳＶ下限値（ｃ１）と成型炭のＳＶとの差の値に前記ΔＤＩ変化度（ｄ１）を乗じてΔＤＩを算出し、使用予定の配合炭の加重平均ＤＩ
150
6
（ａ２）から前記ΔＤＩを減じた値を目的のコークス強度推定値とする、
コークス強度の推定方法。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
成型炭と粉炭とを含む配合炭を用いたコークスの製造方法であって、
膨張比容積ＳＶと嵩密度ＢＤとの積である空隙充填度（ＳＶ×ＢＤ）が異なる複数種の試験用粉炭の各々と、膨張比容積（ＳＶ）が異なる複数種の試験用成型炭の各々との組合せである複数種の試験用配合炭を準備し、
各試験用粉炭及び各試験用成型炭の実測のＤＩ
150
6
（ドラム指数）に基づいて、各試験用配合炭の加重平均ＤＩ
150
6
（ａ１）を算出し、
各試験用配合炭の実測ＤＩ
150
6
（ｂ１）に基づいて、成型炭部のＳＶを変化させても配合炭のＤＩ
150
6
が一定であるような成型炭部ＳＶ範囲の下限である成型炭部ＳＶ下限値（ｃ１）を求め、
前記複数種の試験用配合炭のうち、前記成型炭部ＳＶ下限値（ｃ１）未満のＳＶを有する試験用成型炭を含む低ＳＶ試験用配合炭について、加重平均ＤＩ
150
6
（ａ１）と実測ＤＩ
150
6
（ｂ１）との差であるΔＤＩを算出し、
前記低ＳＶ試験用配合炭の成型炭部ＳＶと、前記ΔＤＩとの関係に基づいて、成型炭部ＳＶの単位変化量当たりのΔＤＩの変化量であるΔＤＩ変化度（ｄ１）を算出し、
前記ΔＤＩ変化度（ｄ１）と前記試験用粉炭の空隙充填度との関係式を求め、前記関係式に基づいて、前記ΔＤＩ変化度（ｄ１）が予め設定した値（α）以下となる空隙充填度下限値（ｅ１）を求め、
（ｉ）前記成型炭部ＳＶ下限値（ｃ１）以上のＳＶを有する成型炭を用い、及び／又は
（ｉｉ）前記成型炭部ＳＶ下限値（ｃ１）未満のＳＶを有する成型炭を用い、且つ前記空隙充填度下限値（ｅ１）以上の空隙充填度を有する粉炭を用いる、
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、コークス強度の推定方法、及びコークスの製造方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、高炉操業に使用されるコークスの製造においては、良質の強粘結炭の資源量枯渇化への対処として、成型炭と粉炭とで構成される配合炭における非微粘結炭等の劣質炭の配合割合を多くしつつコークス強度を良好に維持する方法が種々検討されている。劣質炭を含む配合炭を用いて所望のコークス強度を得るためには、石炭の事前処理プロセスが有用であり得る。例えば、石炭の乾燥プロセスとして、調湿炭装入法（Coal Moisture Coal; CMC）、微粉炭塊成化法（Dry-cleaned and Agglomerated Pre-compaction System; DAPS）等、成型炭など成型物を配合するプロセスとして、微粉炭塊成化法（Dry-cleaned and Agglomerated Precompaction System; DAPS）、成型炭配合法、そのほか石炭の粉砕粒度調整方法等がそれぞれ知られており、これらは適宜組合される。
【０００３】
上記のような石炭の事前処理プロセスを適宜に利用して粉炭の粒度構成及び水分率を調整することは、粉炭の膨張性が比較的低い場合であってもコークス中の残存空隙を低減して良好なコークス強度を得る観点から有用である。但し、成型炭を配合した場合には、成型炭の周囲に空隙が生じ、乾留後にも成型炭周囲の空隙が残存することがある。良好なコークス強度を得るためには、配合炭が、乾留時に成型炭周囲の空隙を充填するだけの膨張性を有することが有利である。
【０００４】
特許文献１は、成型炭と粉炭との混合物を用いて得られるコークスの強度を、成型炭部と粉炭部のコークス強度を推定した後、両者のコークス化時の重量割合に応じて加重平均して求める方法であって、成型炭部のユークス強度は、成型炭を構成する原料の粒度、真比重、揮発分、膨張率、微細組織成分の含有率、及び成型炭の見掛密度と、乾留条件としての加熱速度及び最終乾留温度とから成型炭のコークス強度を推定し、粉炭部のコークス強度は、粉炭部を構成する原料の粒度、真比重、揮発分、膨張率、徴細組織成分の含有率、及び粉炭部の嵩密度と、乾留条件としての加熱速度よび最終乾留温度とから粉炭部のコークス強度を推定するとともに、成型炭の見掛密度及び粉炭の嵩密度は、成型炭部の軟化溶融温度域での膨張体積が乾留前の成型炭体積を越える場合粉炭部を圧密することを考慮して求めることを特徴とするコークス強度の推定方法を記載する。
【０００５】
特許文献２は、高石炭化度炭と低石炭化度炭とを配合し、配合する各石炭について乾留前に測定した石炭性状に基づいて、コークスの表面破壊により生成する粉コークス量（表面破壊粉コークス量）及びコークスの体積破壊により生成する粉コークス量（体積破壊粉コークス量）を推定し、前記表面破壊粉コークス量及び体積破壊粉コークス量の和より乾留後のコークス強度を推定するコークス強度の推定方法において、配合炭の平均反射率に基づいて体積破壊粉コークス量を推定することを特徴とするコークス強度の推定方法を記載する。
【０００６】
特許文献３は、成型炭と石炭を粉砕した粉炭を配合した配合炭とをコークス炉に装入して乾留するコークスの製造方法において、試験装置を用いて自然落下により成型炭と石炭を粉砕した粉炭を配合した配合炭とを容器に充填して、Ｘ線ＣＴにより容器内の断面画像を撮像し、得られた断面画像から、成型炭周囲に形成されている空隙の最大幅Ｗを定量化し、さらに、試験装置を用いて成型炭の乾留時の最大膨張体積を測定して、成型炭の膨張量を膨張前後の円相当径の変化量Δｒ（ｍｍ）として求め、求められた変化量Δｒが前記最大幅Ｗ（ｍｍ）の４０％未満の場合は成型炭を構成する石炭配合を変更し、前記変化量Δｒが前記最大幅Ｗの４０％以上となる石炭配合を求め、この配合に基づき製造した成型炭を用いることを特徴とするコークスの製造方法を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開昭６０－１７４９５１号公報
特開２００５－１９４３５８号公報
特開２０１４－２２４２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載される方法では、成型炭部と粉炭部との推定コークス強度を加重平均して配合炭の推定コークス強度を求めているが、このような加成性が成り立たない場合もあることから、コークス強度の正確な推定にはなお課題があった。特許文献２は、粉炭から製造されるコークスのコークス強度の推定方法を記載するが、成型炭と粉炭とを含む配合炭から製造されるコークスのコークス強度の推定には言及していない。
【０００９】
特許文献３に記載される方法において、成型炭周囲の空隙の影響によるコークス強度低下を引き起こさない膨張性（具体的には膨張比容積ＳＶ）を担保した成型炭の配合を決定することは、高強度なコークスの製造に有用であり得る。しかし、この方法では、粉炭の種類を変更すると、目標コークス強度に基づいて決定された配合の成型炭が有するＳＶ値と当該目標コークス強度との間の対応関係が、成型炭の実測ＳＶ値とコークス強度の実測値との間の対応関係と必ずしも一致しない場合があることが判明した。したがって、コークス強度をより高精度に推定するためには、成型炭周囲の空隙の影響によるコークス強度の低下度合をより高精度に見積もることが望まれていた。
【００１０】
本発明の一態様は、上記の課題を解決し、配合炭を乾留した際に成型炭周囲の空隙の影響で生じるコークス強度低下の度合を、高精度に見積もることによって、コークス強度を高精度且つ簡便に推定し、又は所望強度のコークスを簡便に製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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