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公開番号2025163422
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-29
出願番号2024066648
出願日2024-04-17
発明の名称コークスの粉化量予測方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C10B 57/00 20060101AFI20251022BHJP(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】コークスの粉化量の予測を簡便、迅速、非破壊で実現する。
【解決手段】反応後コークス塊に対して衝撃を加えたときのコークスの粉化量を予測する粉化量予測方法であって、反応後コークス塊の臨界見掛け密度をX線CT画像に基づき推定する第1工程と、反応後コークス塊のX線CT画像を取得して三次元画像解析をすることにより、高見掛け密度領域に保持された第1の低見掛け密度領域及び低見掛け密度領域に保持された第1の高見掛け密度領域を求める第2工程と、低見掛け密度領域のコークス質量及び第1の高見掛け密度領域のコークス質量の和から第1の低見掛け密度領域のコークス質量を減じることにより、コークスの粉化量を予測する第3工程と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
加熱環境下でＣＯ
２
と反応したコークス塊に対して衝撃を加えたときのコークスの粉化量を予測する粉化量予測方法であって、
加熱環境下でＣＯ
２
と反応したコークス塊の粉化に耐えうる限界の密度である臨界見掛け密度をＸ線ＣＴ画像に基づき推定する第１工程と、
見掛け密度が臨界見掛け密度よりも低い領域を低見掛け密度領域、見掛け密度が臨界見掛け密度以上の領域を高見掛け密度領域と定義したとき、高炉で使用が予定されるコークス塊を加熱環境下でＣＯ
２
と反応させた後、Ｘ線ＣＴ画像を取得して三次元画像解析をすることにより、高見掛け密度領域に保持された第１の低見掛け密度領域及び低見掛け密度領域に保持された第１の高見掛け密度領域を求める第２工程と、
低見掛け密度領域のコークス質量及び第１の高見掛け密度領域のコークス質量の和から第１の低見掛け密度領域のコークス質量を減じることにより、コークスの粉化量を予測する第３工程と、
を有することを特徴とするコークスの粉化量予測方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１工程は、加熱環境下でＣＯ
２
と反応させたコークス塊を複数準備し、各コークス塊のＸ線ＣＴ画像を画像解析して見掛け密度が所定値以下の領域におけるコークス質量を求める質量取得工程と、
コークス塊に衝撃を加えたときの実測粉化量と前記質量取得工程で求めたコークス質量との相関関係を求める相関関係取得工程と、
所定値を変更しながら前記質量取得工程及び相関関係取得工程を複数回実施し、最も相関が高い相関関係に対応する所定値を臨界見掛け密度として決定する臨界見掛け密度決定工程と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のコークスの粉化量予測方法。
【請求項３】
前記第１工程は、加熱環境下でＣＯ
２
と反応させたコークス塊及びこのコークス塊に衝撃を加えたコークス塊のＸ線ＣＴ画像を取得して、これらのＸ線ＣＴ画像を位置合わせして画像解析することにより、粉化領域に対応する二次元又は三次元の差分画像を求める差分画像取得工程と、
前記差分画像取得工程で取得した差分画像を解析することにより、見掛け密度と粉化量との関係を求める関係情報取得工程と、
前記関係情報取得工程で取得した情報に基づき、臨界見掛け密度を決定する臨界見掛け密度決定工程と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のコークスの粉化量予測方法。
【請求項４】
前記第１工程は、加熱環境下でＣＯ
２
と反応させたコークス塊のＸ線ＣＴ画像を取得して画像解析することにより、所定の見掛け密度範囲に含まれるコークス質量を求める第１の質量取得工程と、
反応後のコークス塊に衝撃を加えたコークス塊のＸ線ＣＴ画像を取得して画像解析することにより、所定の見掛け密度範囲に含まれるコークス質量を求める第２の質量取得工程と、
前記第１の質量取得工程及び前記第２の質量取得工程で取得したコークス質量に基づき粉化率を算出する粉化率算出工程と、
見掛け密度範囲を変更しながら、前記第１の質量取得工程、前記第２の質量取得工程及び前記粉化率算出工程を複数回実施することにより、コークス塊の見掛け密度と粉化率との関係を求める関係情報取得工程と、
前記関係情報取得工程で取得した情報に基づき、臨界見掛け密度を決定する臨界見掛け密度決定工程と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のコークスの粉化量予測方法。
【請求項５】
前記第２工程の三次元画像解析において、クロージング処理を複数回実施することにより、前記第１の低見掛け密度領域を求める、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一つに記載のコークスの粉化量予測方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークスの粉化量を予測する予測方法に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
高炉操業において、コークスは、羽口から吹き込まれる熱風との燃焼反応によって熱を
発生させる燃料としての役割と、コークス自身の炭素（Ｃ）によって酸化鉄を直接、或いはコークスのガス化により生成したＣＯを介して間接的に還元する還元剤としての役割
を担っている。
【０００３】
高炉操業においては、コークスの粉化による炉内通気性の低下が問題点として挙げられており、高炉操業の安定維持を図るために、炉内に投入されるコークスの性状評価が種々の方法により行われている。
【０００４】
コークスはＣＯ
２
との反応劣化により、気孔率が増加し、高気孔率領域と粉化量と密接な関係にあることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。ＣＯ
２
と反応した後におけるコークスの気孔率の評価に関しては、樹脂埋め研磨サンプルの顕微鏡観察や、水銀圧入法、Ｘ線ＣＴ、ＪＩＳＫ２１５１により、真密度および見掛け密度を測定し、気孔率を算出する方法などが知られている。
【０００５】
特許文献１には、加熱環境下でＣＯ
２
と反応したコークスの反応劣化に伴う粉化量の予測方法であって、Ｘ線ＣＴ装置を用いてＣＯ
２
との反応後のコークス塊内の気孔率分布を求める第１の工程と、前記反応後のコークス塊の粉化に耐えうる限界の気孔率である臨界気孔率を算出する第２の工程と、前記第１の工程により求めたコークス塊内の気孔率分布と前記第２の工程により算出したコークス塊の臨界気孔率とに基づいて前記コークス塊の粉化量を予測する第３の工程とを有するコークスの粉化量予測方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００５－０８９６１７号公報
【非特許文献】
【０００７】
鐵と鋼：８７（５），２５９－２６６，２００１－０５－０１
Ｓ．Ｎｏｍｕｒａｅｔａｌ．，ＩＳＩＪＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，４７，８３１（２００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、コークスの粉化量の予測を簡便、迅速、非破壊で実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るコークスの粉化量予測方法は、（１）加熱環境下でＣＯ
２
と反応したコークス塊に対して衝撃を加えたときのコークスの粉化量を予測する粉化量予測方法であって、加熱環境下でＣＯ
２
と反応したコークス塊の粉化に耐えうる限界の密度である臨界見掛け密度をＸ線ＣＴ画像に基づき推定する第１工程と、見掛け密度が臨界見掛け密度よりも低い領域を低見掛け密度領域、見掛け密度が臨界見掛け密度以上の領域を高見掛け密度領域と定義したとき、高炉で使用が予定されるコークス塊を加熱環境下でＣＯ
２
と反応させた後、Ｘ線ＣＴ画像を取得して三次元画像解析をすることにより、高見掛け密度領域に保持された第１の低見掛け密度領域及び低見掛け密度領域に保持された第１の高見掛け密度領域を求める第２工程と、低見掛け密度領域のコークス質量及び第１の高見掛け密度領域のコークス質量の和から第１の低見掛け密度領域のコークス質量を減じることにより、コークスの粉化量を予測する第３工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
（２）前記第１工程は、加熱環境下でＣＯ
２
と反応させたコークス塊を複数準備し、各コークス塊のＸ線ＣＴ画像を画像解析して見掛け密度が所定値以下の領域におけるコークス質量を求める質量取得工程と、コークス塊に衝撃を加えたときの実測粉化量と前記質量取得工程で求めたコークス質量との相関関係を求める相関関係取得工程と、所定値を変更しながら前記質量取得工程及び相関関係取得工程を複数回実施し、最も相関が高い相関関係に対応する所定値を臨界見掛け密度として決定する臨界見掛け密度決定工程と、を有することを特徴とする上記（１）に記載のコークスの粉化量予測方法。
（【００１１】以降は省略されています）

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