JPH10273672A

JPH10273672A - 粒度の大きいコークスの製造できるコークス炉への石炭装入方法

Info

Publication number: JPH10273672A
Application number: JP9295497A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Igawa; 勝利井川; Koji Hanaoka; 浩二花岡
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】原料炭の特性やコークス炉の稼動率を変化さ
せることなく、粒度の大きいコースを製造できるコーク
ス炉への石炭装入方法を提供する。【解決手段】石炭を室炉式コークス炉の炭化室へ落
下、装入するに当り、前記石炭のうちコークス炉炉幅方
向の壁側に装入される石炭に対してのみコークス粒度を
増加させる添加剤を添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室炉を用いた冶金用コ
ークスの製造方法に係り、特に、粒度の大きいコークス
を製造するためのコークス炉への石炭の装入方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】冶金用コークスの製造に当っては、粒度
の大きいコークスを製造することが目標とされ、原料炭
の選択、配合、及びコークス炉の操業条件、特に稼動率
の制御によってコークス粒度の調整が行われる。

【０００３】一般に、コークスの製造においては、石炭
の乾留過程においてセミコークスの再固化後の収縮によ
って発生する熱応力と基質強度の相対関係によってコー
クスの粒度が決定される。すなわち、熱応力が基質強度
を上まわるとコークス内に亀裂が発生伝播し、コークス
が細分化され、従って発生熱応力が小さいかあるいは基
質強度が大きい場合にはコークスの粒度は大きくなるの
である。一方、熱応力は上記再固化後の収縮量が大きい
場合、あるいは再固化後の温度勾配が高い場合に大きく
なる。前者は配合炭の石炭化度が低い場合に生じ、後者
はコークス炉の稼動率が高い場合に生ずる。また、基質
強度は石炭化度と軟化溶融性が高い方が高くなる。した
がって理論的には石炭の炭化度、軟化溶融性およびコー
クス炉稼動率の制御によってコークス粒度の調整は可能
である。また、粉コークス、石油コークス、無煙炭等の
不活性物質の添加により粒度が変化することも公知であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら実際のコ
ークス炉操業ではコークス強度を一定値に管理するよう
に操業が行なわれ、前記石炭化度、軟化溶融性はコーク
ス強度を決定する因子であるから、これらをコークス粒
度の調整のため大きく変化させることは困難である。ま
た稼動率は生産計画によって決められるためやはり自由
度は低い。従って、理論上、コークス粒度を上記因子に
よって調整することができるように考えられるが、現実
には不可能である。また、粉コークスなどの不活性物質
を単に添加することは一般にコークス強度の低下を招く
ため、強度維持のための粘結剤などを別途添加する必要
があり、コストアップを招く欠点がある。本発明は、原
料炭の特性を変化させることなく、また稼動率も変化さ
せず、更に、強度維持のための粘結剤の添加も行なわ
ず、経済的、合理的に大きい粒度のコークスを製造する
石炭の装入方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等等は、室炉で
製造されるコークスは炉壁からの伝熱で乾留が進行する
ため、壁側の昇温速度が中心側にくらべ３〜４倍も高
く、そのため熱応力が大きくなり、亀裂の核が壁側で発
生し、中心側に向って伝播してコークス粒度を決定する
こと、従って壁側での熱応力のみを緩和できればコーク
スの細粒化を抑制できること、および、粉コークス等の
不活性物質を上記熱応力の高い壁側に添加すれば、発生
応力の分散を通じて亀裂の核を低減させることが可能で
あること、さらに、一般的には不活性物質の添加はコー
クス強度を低下させ不都合であるが、壁側は昇温速度が
速いため中心側にくらべ強度が十分あり、その部分の強
度が多少低下しても全体としての強度低下はほぼ無視で
きることを知見し、本発明を完成した。

【０００６】従って、本発明は、粒度の大きいコークス
の製造方法として、石炭を室炉式コークス炉の炭化室へ
落下、装入するに当り、前記石炭のうちコークス炉幅方
向の壁側に装入される石炭に対してのみコークス粒度を
増加させる添加剤を添加するものである。また、本発明
の実施に当りコークス粒度を増加させる添加剤は粉コー
クス、石油コークス又は無煙炭から選ばれた不活性物質
を選択し使用するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明においては、上記知見に基
づき、石炭を室炉式コークスの炭化室へ落下、装入する
に当り、コークス炉炉幅方向の壁側に装入される石炭に
対してのみコークス粒度を増大させる添加剤を添加す
る。熱応力そのものを現状の室炉式で低下させることは
稼動率を低下させる以外に不可能であるが、粉コークス
などの不活性物質は石炭から生成するコークスと収縮量
に差があるため、これらの境界面で収縮のずれが生じ、
境界面でミクロクラックが発生し、応力が緩和され、亀
裂の核の発生と成長が抑制されることを利用するのであ
る。

【０００８】ここにおいて、上記コークス粒度を増大さ
せる添加剤としては、粉コークス、石油コークス、無煙
炭などの不活性物質が好適に使用しうる。また、上記添
加剤の添加される範囲は、以下の実験などから明らかに
されるように、炉幅の１／８程度の壁側とし、添加剤の
粒度は１ｍｍ以下とするのが好ましい。なお、添加率は
冶金用コークスに要求される粒度に応じて調整すればよ
い。

【０００９】以下、実施例、実験例に基づき、本発明を
具体的に説明する。図１に示すように石炭５は、石炭ホ
ッパー１０からテーブルフィーダー１１、装入筒２、コ
ークス炉の装入孔（その内径は装入筒２の外径と一致し
ている）を経て、炭化室３に装入される。その際、装入
筒２内を仕切板４により、中央部２１、壁部２２ａ、２
２ｂに３分割し、炭化室の壁側に装入される石炭に対し
てのみコークス粒度を増加させる添加剤を添加する。具
体的には壁側２２ａ、２２ｂを流れる石炭に対してのみ
に添加剤ホッパー６からスクリューフィーダー７、添加
剤供給管８を経て、添加剤３１が添加される。このため
添加剤添加装置１の添加剤供給管８は前記仕切板４によ
り仕切られた装入筒２の壁部２２ａ、２２ｂの上部（又
は内部）に分枝しているように構成し、壁側２２ａ、２
２ｂに流れる石炭のみに添加剤３１が添加できるように
するのがよい。しかし、仕切板４は、省略し、添加剤供
給管８の開口部を十分装入筒２の壁側に向けるようにす
ることによって上記目的の達成を図ることもできる。

【００１０】図２は、本発明にかかる石炭装入方法の効
果を確認するためのモデル装入装置の斜視図である。本
図において、装置の記号は、便宜のため、図１に示す実
機装置と一致させてある。本モデル装置は実機と同様の
条件で炭化室３に石炭を装入して、装入炭の状態を調査
し、また、乾留用レトルト（巾３７５×長さ４１０×高
さ２９０（単位ｍｍ））をセットして、本モデル装入装
置で装入した石炭を乾留し、コークス粒度強度などの特
性を測定できるようになっている。

【００１１】表１は、上記モデル装入装置を用いて、本
発明の効果を確認するための実験に用いたコークス粒度
を増加させる添加剤（不活性物質として粉コークスを使
用）の性状を示し、表２は、上記モデル装入装置に乾留
用レトルトをセットして、モデル装置において堆積する
石炭を乾留した場合の装入条件、壁側堆積石炭の性状、
成品コークスの特性値を通常の条件で装入、乾留したも
のと比較した結果である。本発明にかかる石炭装入方
法を用いた場合には、比較例に比べ炉幅方向の壁側のの
石炭の揮発分が低下、灰分が増加し、コークス粒度が比
較例に比べて大きくなっている。しかし強度には大差は
みられない。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】図３は、本発明に従い、壁側５０ｍｍの部
分にのみコークス粒度を増加させる添加剤を１．５％添
加したときの、壁側から１００ｍｍ以内の部分と、中心
部１００ｍｍの部分のコークス強度を比較したものであ
り、この図から壁側から１００ｍｍ以内の部分の強度
は、添加剤を添加したときやや劣化しているが、元来、
高い強度を有していた部分であるから、成品コークスと
しては何ら問題がないことがわかる。図４は、壁側から
いかなる範囲まで添加剤を添加するのが効果的かを調査
した結果であるが、コークス強度の低下の影響が生じな
いようにするためには、壁側から約１００ｍｍ以内、望
ましくは約５０ｍｍ以内に添加剤を添加するのが好適な
ことがわかる。この値をコークス炉炭化室の巾に対する
比に換算するとそれぞれ約１／４以内、１／８以内とな
り、従って本発明においては、上記添加物の添加範囲と
して、炉壁から炉巾の１／４以内、好ましくは１／８以
内とする。図５は、添加剤を壁側５０ｍｍ以内相当部分
に添加したときの添加剤添加率（対石炭、重量％）と成
品コークスのコークス強度、コークス平均粒度の関係を
示すものであるが、コークス強度が添加率１．５％まで
不変であるのに対し、コークス平均粒度の増加はその範
囲でも著しいことがわかる。従って、冶金用コークスの
特性値に従って添加剤の添加率を定めればよいが、一般
的には、１．５％以下とするのがよい。

【００１５】

【発明の効果】本発明により、コークス強度を損なうこ
となく、又、操業度（コークス炉の稼動率）を損なうこ
となく、コークス粒度の増大を図ることができた。その
結果、高炉の通気性が改善され、その生産性が大きく向
上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用されるコークス炉装入装置の要部
の断面図である。（ａ）は、縦断面図、（ｂ）は、
（ａ）図Ａ−Ａ矢視の横断面図である。

【図２】本発明にかかる石炭装入方法の研究のために用
いたモデル装置の斜視図である。

【図３】粉コークスの添加、無添加によるコークス強度
の差を壁側から１００ｍｍ以内の部分と中心部１００ｍ
ｍ以内の部分のコークス強度によって示した比較図であ
る。

【図４】コークス強度を増加させる添加剤の添加範囲と
成品コークス特性との関係図である。

【図５】コークス炉壁側へのコークス強度増加添加剤の
添加率と成品コークス特性の関係図である。

【符号の説明】

１添加剤添加装置２装入筒３炭化室４仕切板５石炭６添加剤ホッパー７スクリューフィーダー８添加剤供給管１０石炭ホッパー１１テーブルフィーダー２１中央部２２ａ、２２ｂ壁側３１添加剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石炭を室炉式コークス炉の炭化室へ落
下、装入するに当り、前記石炭のうちコークス炉幅方向
の壁側に装入される石炭に対してのみコークス粒度を増
加させる添加剤を添加することを特徴とする粒度の大き
いコークスの製造できるコークス炉への石炭装入方法。
【請求項２】コークス粒度を増加させる添加剤は、粉
コークス、石油コークス又は無煙灰から選ばれた不活性
物質であることを特徴とする請求項１記載の粒度の大き
いコークスの製造できるコークス炉への石炭装入方法。