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公開番号2025078950
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-21
出願番号2023191289
出願日2023-11-09
発明の名称成型炭の製造方法、成型炭及びコークスの製造方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C10B 53/08 20060101AFI20250514BHJP(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】石炭粉にバインダを添加して混練する場合に、バインダの周囲への飛散を抑制できる成型炭の製造方法を提供する。
【解決手段】成型炭の製造方法であって、石炭粉と、粒子径が100μm以上200μm以下の粉米と、を混練して混練物とする混練工程と、当該混練物を成型して成型炭を製造する成型工程と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
石炭粉と、粒子径が１００μｍ以上２００μｍ以下の粉米と、を混練して混練物とする混練工程と、
前記混練物を成型して成型炭を製造する成型工程と、
を有する、成型炭の製造方法。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記混練物における前記粉米の含有量は１．０質量％以上３．０質量％以下である、請求項１に記載の成型炭の製造方法。
【請求項３】
前記粉米は、備蓄米を粉砕することで生成される、請求項１または請求項２に記載の成型炭の製造方法。
【請求項４】
前記粉米はα米を粉砕して生成されたものであり、
前記混練工程では、水蒸気を供給して前記混練物の水分含有量を１１質量％以上１５質量％以下に調整する、請求項１または請求項２に記載の成型炭の製造方法。
【請求項５】
前記粉米はα米を粉砕して生成されたものであり、
前記混練工程では、水蒸気を供給して前記混練物の水分含有量を１１質量％以上１５質量％以下に調整する、請求項３に記載の成型炭の製造方法。
【請求項６】
前記粉米はβ米を粉砕して生成されたものであり、
前記混練工程では、水蒸気を供給して前記混練物の水分含有量を１１質量％以上１５質量％以下に調整するとともに、前記混練物を７０℃以上に加熱する、請求項１または請求項２に記載の成型炭の製造方法。
【請求項７】
前記粉米はβ米を粉砕して生成されたものであり、
前記混練工程では、水蒸気を供給して前記混練物の水分含有量を１１質量％以上１５質量％以下に調整するとともに、前記混練物を７０℃以上に加熱する、請求項３に記載の成型炭の製造方法。
【請求項８】
粒子径が３．０ｍｍ以下の割合が８０質量％以上である石炭粉と、
粒子径が１００μｍ以上２００μｍ以下の粉米と、
を含む、成型炭。
【請求項９】
前記粉米の含有量が１．０質量％以上３．０質量％以下である、請求項８に記載の成型炭。
【請求項１０】
請求項１または請求項２に記載の成型炭の製造方法で製造された成型炭をコークス炉に装入し、乾留してコークスを製造する、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、成型炭の製造方法、成型炭及びコークスの製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
製鉄プロセスにおいては、原料コストの低減、飛散防止による環境負荷低減を目的として様々な粉状原料がブリケット化されて使用されている。例えば、コークスの製造に粉状石炭がブリケット化された塊状の成型炭が使用されている。成型炭は粉状石炭を塊状に成形したものであるので、貯蔵時や輸送時のハンドリングにおいても粉塵の飛散を抑制できる。また、安価で低品位な粉状石炭を高品質なコークスとすることができるので、天然資源の有効活用が図られ、原料コストを低減できる。
【０００３】
一般的に、粉状石炭はそのままでは塊状にならない。このため、粉状石炭にバインダを混合し、その後、成型機で加圧成型することにより成型炭が製造される。ハンドリング中の粉化を抑制するため、成型炭には一定以上の強度が必要とされる。
【０００４】
成形炭を製造する技術として、特許文献１には、固形粘結補填材として、粒径が０．０１～０．３ｍｍの微細粒子を５０質量％以上かつ１００質量％以下含有する粉砕粘結補填材（バインダ）を用いて成型炭を製造する技術が開示されている。特許文献２には、粉状石炭等の粉状固体燃料に、デンプンをデンプン糊化装置により糊化した後に添加し、混練および成型を行うことにより塊状化する技術が開示されている。特許文献２によれば、粉状固体燃料に対して糊化したデンプンを１０～１７重量％添加するとしている。
【０００５】
特許文献３には、粉状石炭にデンプンを添加し、混合および加圧成型して成型炭を製造する方法として、デンプンを熱水で溶解してゲル化させた後に乾燥させて粉末状としたものを粉状石炭に添加する技術が開示されている。特許文献３によれば、デンプンは、成型物の質量に対して１～１０質量％添加するのがよいとしている。特許文献４には、粉状石炭などの粉体と、バインダであるデンプンとを混合するにあたり、粉体とデンプンとを未加熱状態で混合し、その後、加熱状態で混合して得られる混合物を成型する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０１１／０６５３０３号
特開昭６２－１５２９４号公報
特開２００３－６４３７７号公報
特開２０２２－１１２２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術には以下のような課題がある。特許文献１では、固形粘結補填材として、石油系ピッチや石炭系ピッチを用いている。コールタールピッチなどのピッチは、人体に有害であり、取扱いには安全衛生上のリスクがある。このため、成型炭を製造する際の混合体のハンドリングや成型作業においても作業者との接触を防止する対策にコストがかかるという課題がある。また、石油系ピッチや石炭系ピッチは、臭気を発するので、成型炭の製造工程の作業環境が悪化するという課題もある。
【０００８】
特許文献２では、バインダに用いるデンプン粉として、とうもろこしデンプン、馬鈴薯デンプンを例示している。これらは主としてβデンプンを原料として、糊化装置により糊化したαデンプンをバインダに使用するものである。しかし、糊化したαデンプンはゲル状の粘着物質となっているので、混練機により混練する際に粉状石炭とバインダとを均一に混合させることが難しい。このため、混練機による混練工程の生産性が低下するという課題がある。一方、粉状石炭とバインダとを均一に混合させようとすると、粉状固体燃料に対してデンプンを比較的多量に添加する必要が生じる。これにより、成型炭の製造コストが増加するという課題がある。
【０００９】
特許文献３では、デンプンを熱水で溶解してゲル化させた後に、乾燥させて粉末状としたバインダを粉状石炭に添加している。特許文献２と異なり、βデンプンを糊状のαデンプンにした後に粉末化しているので、混練機により混練する際に粉状石炭とバインダとが混合されやすく、バインダの添加量も低減できると考えられる。しかし、特許文献３では、デンプンとして粉末状のタピオカが用いられることが記載されている。一般に、タピオカ粉は、球形又は半球形で粒径は４～３５μｍ程度であり、タピオカ粉の粒子径が小さいために、混練工程においてタピオカ粉が周囲に飛散して作業環境が悪化するという課題がある。また、タピオカ粉が周囲に飛散すると、バインダの消費量が増加して生産コストが増加するという課題もある。一方、タピオカ粉の飛散を防止するために水を添加すると、粉末が塊状となったダマが生じやすい。そのため、混練工程において粉状石炭とバインダとを均一に混合させることが難しいという課題が生じる。
【００１０】
特許文献４では、粉状石炭とデンプン粉との混合を未加熱状態で行い、その後加熱状態でさらに混合することにより、混合体を生成する過程でβデンプンが糊化して結合強度を高めると共に、バインダの均一な分散を実現している。しかし、一般に、デンプン粉の粒径は１～５０μｍ程度であるので、混練工程においてデンプン粉が周囲に飛散して作業環境が悪化するという課題がある。また、デンプン粉が周囲に飛散すると、バインダの添加量が増加して生産コストが増加するという課題がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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