JP7274993B2 - コークスの製造方法 - Google Patents
コークスの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7274993B2 JP7274993B2 JP2019174177A JP2019174177A JP7274993B2 JP 7274993 B2 JP7274993 B2 JP 7274993B2 JP 2019174177 A JP2019174177 A JP 2019174177A JP 2019174177 A JP2019174177 A JP 2019174177A JP 7274993 B2 JP7274993 B2 JP 7274993B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coke
- fly ash
- coal
- particle size
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Coke Industry (AREA)
Description
コークス製造時の石炭の乾留工程では、石炭が軟化溶融する過程において、石炭中の化学結合が熱分解する(熱により切断される)が、石炭分子内の水素(移行性水素)が結合の切断箇所に移行して安定化するため、低分子化が進行して流動性が高くなると考えられている。しかしながら、酸化鉄などの遷移金属酸化物を石炭に添加すると、酸化鉄が移行性水素を消費してしまい、切断された結合の安定化を果たせなくなってしまう。そのため、再び架橋結合が生じ、低分子化が進まず、最高流動度が低下し、乾留して得られるコークスの強度の低下が生じる。
石炭にフライアッシュを添加し添加炭を得る工程と、
前記添加炭を乾留する工程と
を含むことを特徴とする。
なお、上述したように、フライアッシュは、触媒物質を含有するため、得られるコークスの強度を低下させるおそれはある。
しかしながら、本発明では、フライアッシュを添加しているため、上述の通り、充填密度を高めることによるコークスの高強度化を図ることができる。従って、少なくとも、従来と比較して遜色ない程度にコークスの強度を高く維持することができる。
石炭にフライアッシュを添加して配合炭を得る工程と、
前記配合炭を乾留する工程と
を含む。
なお、上述したように、フライアッシュは、触媒物質を含有するため、得られるコークスの強度を低下させるおそれはある。
しかしながら、本実施形態では、フライアッシュを添加しているため、上述の通り、充填密度を高めることによるコークスの高強度化を図ることができる。従って、少なくとも、従来と比較して遜色ない程度にコークスの強度を高く維持することができる。
前記フライアッシュの粒径45μm以下の割合が30質量%以上であると、前記フライアッシュ全体としての比表面積が比較的大きいため、前記触媒物質との接触面積が広くなり、得られるコークスの熱間反応性をより向上させることができる。
また、前記フライアッシュの粒径45μm以下の割合が90質量%以上であると、前記フライアッシュ全体としての比表面積がさらに大きくなるため、前記触媒物質との接触面積がさらに広くなり、得られるコークスの熱間反応性をさらに向上させることができる。
前記粒径の測定方法は、実施例記載の方法による。
前記フライアッシュの平均粒径が35μm以下であると、乾留前の添加炭の充填密度をより高くすることができる。そして、充填密度のより高い添加炭を乾留することにより、コークスをより高強度化することができる。
また、前記フライアッシュの平均粒径が15μm以下であると、乾留前の添加炭の充填密度をさらに高くすることができる。そして、充填密度のさらに高い添加炭を乾留することにより、コークスをさらに高強度化することができる。前記平均粒径の測定方法は、実施例記載の方法による。
<組成>
本実施例で使用するフライアッシュA及びフライアッシュBの組成を、蛍光X線分析装置(XRF;理学電機工業株式会社製、製品名:ZSX-100e)を用いて、分析した。
結果を表1に示す。
フライアッシュA、フライアッシュBの粒度分布を、レーザ回折式粒度分布測定装置(株式会社島津製作所製、装置名:SALD-2200)を用いて分析した。図1に得られたフライアッシュA、フライアッシュBの粒度分布を示す。
また、フライアッシュ全体に対する粒径45μm以下のフライアッシュの含有量、及び、平均粒径について、表2に示す。
なお、平均粒径は、得られた粒度データの割合をフラクション毎に算出し、それらの加重平均値を求めた。より詳細には、後述するコークスの平均粒径の算出と同様とした。
まず、表3に示す配合炭Xを準備した。
表3には、配合炭Xの性状(VM、ASH、Ro、MF、TI)について示している。
表3中、VM、ASH、Ro、MF、TIは、下記を意味する。
VM:空気との接触を断って、既定の条件のもとで試料を加熱したときの、質量減少率から水分を差引いた値(JIS M 8812に従って測定できる。)
ASH:空気雰囲気下で、既定の条件のもと、試料を燃焼した時に得られる灰の割合(JIS M 8812に従って測定できる。)
Ro:ビトリニット(主として植物の木質部に由来する微細組織)の反射率測定において、1個の研磨試料の50点以上の最大反射率の平均値。原料石炭の石炭化度を示すパラメーター。
MF:ギーセラー最高流動度(ギーセラ-プラストメーターを使用する試験(JISM8801にその詳細が規定されている石炭の加熱軟化溶融特性試験)において回転翼が最高回転数を示す値の対数値。原料石炭の粘結性を代表する指標。)
TI:イナート組織全量の石炭全体に対する体積割合(JIS M 8816に従って測定できる。)
表4中の配合炭Xは、フライアッシュを含まない。例えば、製造例2は、製造例1の配合炭XとフライアッシュAとを、「(配合炭X):(フライアッシュA)=99:1」の比率で配合したことを示す。
図2は、かさ密度の測定に使用した設備の側面図であり、図3は、その平面図である。図2、図3に示すように、下面にゲートを有するホッパーに、断面がゲートと同一形状の筒状の受け皿を接続したかさ密度を測定するための設備を準備した。ゲートは、縦25cm×横9cmの長方形である。また、ゲートは、受け皿の最下面から高さ132cmの位置にある。
次に、前記設備の前記ホッパーに添加炭(製造例1についてはフライアッシュが添加されていない配合炭)を7kg溜めた。添加炭は、装入時を考慮して水分を7.5%±0.2%に調整したものを用いた。
次に、前記ゲートを開放して添加炭を落下させた。その後、受け皿に落ちた添加炭の高さを6カ所測定して平均値を求め、受け皿の面積を掛け合わせて落下後の体積を求めた。次に、落下させた重量(7kg)を落下後の体積で割ることにより、かさ密度(kg/m3)を求めた。
フライアッシュの添加率とかさ密度との関係を図4に示す。
図4から分かるように、添加炭におけるフライアッシュの添加率が大きくなるにつれて、かさ密度が向上する。従って、実際の操業において、フライアッシュが添加された添加炭を用いれば、高強度なコークスが得られることになることが分かる。つまり、フライアッシュが添加された添加炭を高炉内に装入すると、高い充填密度で装入されることになり、充填密度の高い添加炭を乾留すれば、高強度なコークスが得られることになる。
(製造例10)
製造例1の評価用配合炭を、L:235mm×W:300mm×H:235mmの缶容器に充填密度735dry-kg/m3で充填した。
次に、乾留温度1050℃で約19時間乾留して評価用コークスを得た。
製造例3の評価用配合炭を用いたこと以外は、製造例10と同様にして評価用コークスを得た。
缶容器への充填密度を761dry-kg/m3に変更したこと以外は、製造例11と同様にして評価用コークスを得た。
なお、製造例12において缶容器への充填密度を761dry-kg/m3に変更した理由としては、実際の操業において製造例3の配合炭を使用した場合、製造例1の配合炭と比較して充填密度は高くなるためである。すなわち、製造例3の評価用配合炭を用いた場合、図4より、充填密度は、製造例1と比較して約(730/705)倍になるはずである。つまり、図4によれば、製造例1の充填密度が約705dry-kg/m3であるときに製造例3の充填密度が約730dry-kg/m3であるので、製造例10において充填密度735dry-kg/m3として評価用コークスを製造するならば、同一の操業条件であるとしてコークスを評価するならば、製造例13では、充填密度を735dry-kg/m3×(730/705)、すなわち、約761dry-kg/m3として評価用コークスを製造して評価する方がより正確な対比となると考えたためである。
製造例5の評価用配合炭を用いたこと以外は、製造例10と同様にして評価用コークスを得た。
缶容器への充填密度を790dry-kg/m3に変更したこと以外は、製造例13と同様にして評価用コークスを得た。
なお、製造例14において缶容器への充填密度を790dry-kg/m3に変更した理由としては、上記と同じ理由による。
得られた評価用コークスを高さ2mのところから2回落下させた(シャッター試験)。その後、ドラム(内径1.5m×胴長1.5m)に入れ、15rpmで2分間回転させた。以上により、評価用コークスを粉砕した。
表6に示した各粒度分布の代表粒度と割合から加重平均により算出した。具体的には、下記のようにして算出した。
100mm以上のフラクションの代表粒度を115mm、割合をA%、
75mm以上100mm未満のフラクションの代表粒度87.5mm、割合をB%、
50mm以上75mm未満のフラクションの代表粒度を67.5mm、割合をC%、
38mm以上50mm未満のフラクションの代表粒度を44.0mm、割合をD%、
25mm以上38mm未満のフラクションの代表粒度を31.5mm、割合をE%、
15mm以上25mm未満のフラクションの代表粒度を20.0mm、割合をF%、
15mm未満のフラクションの代表粒度を7.5mmとし、割合をG%とした。
(平均粒径(mm))=(115×A+87.5×B+67.5×C+44.0×D+31.5×E+20.0×F+7.5×G)/100
結果を表6に示す。また、フライアッシュの添加率とコークスの平均粒径との関係を図6に示す。図6から分かるように、コークスの平均粒径は、フライアッシュの添加率が増加するほど大きくなる傾向にある。
得られた評価用コークスについて、JIS-K2151で規格化された落下強度試験法に準拠したシャッター試験を2回施した試料から25mm篩上のコークス塊を採取した。次に、これを用いてJIS-K2151に準拠したドラム強度指数(DI150 15)を測定した。結果を表6に示す。また、フライアッシュの添加率とコークス強度DIとの関係を図7に示す。
図7から分かるように、フライアッシュの添加率が3%である場合(製造例11、製造例12)、フライアッシュの添加率0%(製造例10)と比較して、コークス強度が大きく低下することはなかった。特に、乾留時(コークス製造時)の充填密度が高い製造例12の場合は、コークス強度が向上することが分かった。
また、フライアッシュの添加率が10%である場合(製造例13、製造例14)、乾留時(コークス製造時)の充填密度が同じである製造例10と製造例13との比較では、フライアッシュの添加率が10%であると、フライアッシュを添加しない場合に比べて、コークス強度は1.2%程度低下した。しかしながら、乾留時(コークス製造時)の充填密度が高い製造例14の場合は、フライアッシュを添加しない場合と同等程度のコークス強度を有することが分かった。
得られた評価用コークスについて、平均粒径19~21mmに整粒した。この試料より19mm篩上から21mm篩下のコークス塊200gを用い、1100℃で2時間CO2(5L/min)と反応させた。反応後のコークス重量を測定し、反応前試料重量に対する、反応前試料重量から反応後試料重量を減算した値の割合を熱間反応性指数(CRI)とした。結果を表7に示す。また、フライアッシュの添加率と熱間反応性指数との関係を図8に示す。
図8より、フライアッシュの添加率と熱間反応性とは、フライアッシュの添加率が多くなるほど熱間反応性が高くなるという正の相関があることが分かった。これは、フライアッシュ中の触媒物質が還元反応を促進していることを示していると推察される。
JIS-K2151に準拠し、得られた評価用コークスとCO2とを950℃で反応させ、反応時のCOとCO2の濃度を測定した。測定したCOとCO2の濃度に基づいて、下記数式によりJIS反応性を算出した。結果を表7に示す。また、フライアッシュの添加率とJIS反応性との関係を図9に示す。
[JIS反応性]=[(CO濃度)/[(CO濃度)+2×(CO2濃度)]]×100
JIS反応性の試験は、粒径が0.75~1.5mmのコークスについての反応性を試験するものである。
図9より、フライアッシュの添加率とJIS反応性とは、フライアッシュの添加率が多くなるほどJIS反応性が高くなるという正の相関があることが分かった。
上述の熱間反応性試験では、評価対象のコークス径が大きいため、コークスに形成されている気孔の影響で反応性が向上しているとの見方をする余地もある。しかしながら、気孔の影響を排除したJIS反応性の試験においてもフライアッシュの添加率が多くなるほどJIS反応性が高くなっている。これにより、気孔ではなくコークスの基質部分においても反応性が向上していることが確認された。
Claims (3)
- 石炭にフライアッシュを添加して配合炭を得る工程と、
前記配合炭を乾留する工程と
を含み、
前記フライアッシュは、フライアッシュ全体に対する粒径45μm以下のフライアッシュの割合が99.7質量%以上であり、
前記フライアッシュの平均粒径は、35μm以下であることを特徴とするコークスの製造方法。 - 前記フライアッシュの添加量は、配合炭全体に対して10質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載のコークスの製造方法。
- 前記フライアッシュの添加量は、配合炭全体に対して3質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載のコークスの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019174177A JP7274993B2 (ja) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | コークスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019174177A JP7274993B2 (ja) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | コークスの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021050279A JP2021050279A (ja) | 2021-04-01 |
JP7274993B2 true JP7274993B2 (ja) | 2023-05-17 |
Family
ID=75157078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019174177A Active JP7274993B2 (ja) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | コークスの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7274993B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114656988B (zh) * | 2022-04-02 | 2023-05-05 | 重庆大学 | 一种低碳炼铁用铁钛复合焦炭及其制造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011133344A (ja) | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Taiheiyo Cement Corp | 石炭灰の強度発現性の評価方法及び強度発現性の改善方法 |
JP2013107930A (ja) | 2011-11-17 | 2013-06-06 | Kansai Coke & Chem Co Ltd | コークスの製造方法 |
JP2015232102A (ja) | 2014-06-11 | 2015-12-24 | 株式会社トクヤマ | 軟質塩化ビニル樹脂組成物 |
CN105295973A (zh) | 2014-05-30 | 2016-02-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法 |
JP2017165929A (ja) | 2016-03-18 | 2017-09-21 | 東京電力ホールディングス株式会社 | クリンカ付着抑制用添加剤及びクリンカ付着抑制方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101619793B1 (ko) * | 2015-08-07 | 2016-05-13 | 주식회사 후상 | 성형률 및 강도가 우수한 성형탄 성형용 바인더와 이를 이용한 성형탄 그리고 이의 제조방법 |
-
2019
- 2019-09-25 JP JP2019174177A patent/JP7274993B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011133344A (ja) | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Taiheiyo Cement Corp | 石炭灰の強度発現性の評価方法及び強度発現性の改善方法 |
JP2013107930A (ja) | 2011-11-17 | 2013-06-06 | Kansai Coke & Chem Co Ltd | コークスの製造方法 |
CN105295973A (zh) | 2014-05-30 | 2016-02-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种利用粉煤灰替代部分煤生产焦炭的方法 |
JP2015232102A (ja) | 2014-06-11 | 2015-12-24 | 株式会社トクヤマ | 軟質塩化ビニル樹脂組成物 |
JP2017165929A (ja) | 2016-03-18 | 2017-09-21 | 東京電力ホールディングス株式会社 | クリンカ付着抑制用添加剤及びクリンカ付着抑制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021050279A (ja) | 2021-04-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220056342A1 (en) | Multi-modal beds of coking material | |
Nomura et al. | Improvement in blast furnace reaction efficiency through the use of highly reactive calcium rich coke | |
JP6633781B2 (ja) | カルシウム−マグネシウム化合物および鉄ベースの化合物を含むブリケットを製造するための方法、並びに、それにより得られるブリケット | |
JP7274993B2 (ja) | コークスの製造方法 | |
JP2010095711A (ja) | 高反応性小塊コークスとその製造方法 | |
US8465720B2 (en) | Aluminum oxycarbide composition and production method therefor | |
JP2008038181A (ja) | 製鉄用含鉄集塵ダスト類の造粒方法 | |
WO2013153557A1 (en) | A process for the manufacture of coke from coal with improved cri and csr values by early catalytic devolatilisation. | |
JP2019521252A (ja) | 生のカルシウム−マグネシウム化合物を含むブリケット形態の組成物、その製造方法およびその使用 | |
Hughes et al. | Changes in Limestone Sorbent Morphology during CaO‐CaCO3 Looping at Pilot Scale | |
CN102300965A (zh) | 铁矿石烧结用炭材 | |
CN110191867A (zh) | 煤灰的改性方法及混凝土混合材料用粉煤灰的制造方法 | |
JP5309966B2 (ja) | 高反応性コークスの製造方法 | |
JP2006290925A (ja) | 焼結用粒状燃料及びその製造方法 | |
US3058821A (en) | Manufacture of coke | |
Nomura et al. | Improvement in blast furnace reaction efficiency through the use of catalyst-doped highly reactive coke | |
JP7143714B2 (ja) | 焼結用炭材の製造方法、焼結用炭材の原料選定方法及び焼結鉱の製造方法 | |
JP4818573B2 (ja) | 焼結用燃料コークスの製造方法 | |
WO2024070135A1 (ja) | 鉄鉱石ペレットの製造方法 | |
JP2004300170A (ja) | 高炉用高反応性成型コークスの製造方法 | |
WO2004099452A1 (en) | Iron ore pellets with reduction of abrasion, sticking, degradation and dust emission, and its production process | |
Bäck | Influence of bio-coal ash respectively coal structure on coke production and coke quality | |
JP2003306681A (ja) | 高炉用高反応性コークスの製造方法 | |
CN117095766A (zh) | 铁矿石的评估方法 | |
JP2004315918A (ja) | 低SiO2焼結鉱の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220308 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221122 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221125 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230110 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230426 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230502 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7274993 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |