JPS6338664B2

JPS6338664B2 -

Info

Publication number: JPS6338664B2
Application number: JP138580A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Sugibe; Tsugio Myagawa; Hidetaro Tanihara
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1980-01-11
Filing date: 1980-01-11
Publication date: 1988-08-01
Also published as: JPS5698653A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はコークス炉装入物等の融着性測定法に
係り、詳しくは、コークス炉装入物、なかでも非
粘結炭、石油コークス等の如く溶着性のない装入
物に対して、融着性を適正に評価でき、この融着
性によりコークス炉装入物の配合管理を円滑化で
きる融着性測定法に係る。一般に、高炉でコークス等に要求される重要な
特性の一つに潰裂強度がある。また、潰裂強度を
維持するためには各装入物粒子の融着が十分でな
ければならない。このコークス炉装入物の融着を
十分にするには各種装入物、例えば石炭の融着性
を事前に把握し、適切な配合管理を行なうことが
必要である。しかし、非粘結炭、石油コークスの
如くほとんど溶融性を示さない物質や、その逆に
ピツチ、アスフアルト、液化炭の如く過大な溶融
性を示す物質等については、原料炭の如く融着性
を評価することは困難であり、配合管理に支承を
きたしている。更に詳しく説明すると、強固なコークスの製造
にはその乾留過程における前駆的段階、つまり、
石炭粒子が軟化溶融する温度領域において、各種
石炭等の各装入物粒子が互いに相溶し強固なる融
着面を生成される必要がある。すなわち、コーク
ス炉の装入物の融着性が不足すると、脆弱な構造
の潰裂強度の低いコークスが製造され、高炉の安
定操業に支障をきたす。この理由から、一般にコ
ークス工場ではコークス炉への装入物の融着性が
十分となるように、各種石炭の配合比率を各々の
石炭の融着性に応じて適正に配合し管理すること
が行なわれている。この場合、通常の原料炭の融
着性に関しては、種々の評価方法が適用し推定す
ることが行なわれ、例えば、Gieseler流動性試験
による最高流動度（JIS.M―8801）やAudibert―
Arnu膨脹試験による全膨脹率（JIS.M―8801）
等により評価される。これら特性値は石炭の軟化
溶融特性を表わす指標であり、各石炭について事
前にこれらの値を測定しておくと、装入物全体と
しての溶融特性が推定でき、適正な配合管理が可
能となる。しかし、これらの評価方法は原料炭に
は有効であるが、原料炭以外のコークス炉への装
入物には有効でなく、その融着性の評価は著しく
困難であつた。例えば、溶融性の劣る非粘結炭な
らびに微粘結炭や石油コークス等について上記の
流動性試験や膨脹性試験を行なうと、流動性がな
く全膨脹率が零となつて何れのものでも常に同一
の結果しか得られず、各試料間で溶融性の差異を
検出することはできない。一方、アスフアルト、
ピツチ、液化炭等は溶融性が原料炭に比べて大き
く、このため、最高流動度は装置の測定可能な上
限値を越えて真の値を求められず、またこれらの
物質では熱分解ガスの放出が極めて多量であるた
め、上記の膨脹性試験を実施しても、その収縮膨
脹の挙動を明確に把握することは不可能である。
この理由から、通常の原料炭範囲外のコークス炉
への装入物につき融着性の評価方法として種々の
方法が提案されているが、適切な評価方法は得ら
れず、このため、実際にコークス工場で配合する
ときには、事前にコークス炉への装入物を配合状
態で乾留し、予め、所定の潰裂強度が得られるか
どうかを確認する必要があり、配合管理の円滑化
に支障をきたしていたのである。本発明は上記欠点の解決を目的とし、とくに、
コークス炉装入物、なかでも、通常の原料炭以外
の各装入物の融着性につき適切に評価でき、実際
の配合管理の円滑化を達成できる融着性測定法を
提案する。すなわち、本発明法は、基準コークス炉装入物
の一部を融着性を測定すべき少なくとも１種のコ
ークス炉装入物で置換して焼成し、この焼成後の
コークスの引張強度を測定しかつその引張強度か
ら前記コークス炉装入物の融着性を求めることを
特徴とする。以下、本発明法について詳しく説明する。まず、コークス炉の装入物の融着性とはその各
粒子がいかに融着して強固なコークス組織を形成
するのかを示す尺度であつて、この値はコークス
中において亀裂等のマクロ的欠陥を除いてコーク
ス基地自体の強度を示している。このため、本発
明者らは融着性がコークス基地強度に関連してい
るところからコークス基地強度として引張強度に
着目し、この引張強度に対する通常融着性を表わ
すと言われている軟化溶融特性の関係について研
究した。この結果、いわゆる軟化溶融特性は一面
において焼成コークスの引張強度を示すのにほか
ならないことがわかつた。すなわち、一つの例と
して種々の原料炭を配合比率を変えて配合してコ
ークス炉で焼成し、この場合の焼成コークスの引
張強度と各原料炭単味の最高流動度の常用対数値
（以下、logMFと示す）の加重平均値との関係を
求めたところ、第１図に示す通りであつた。詳しく説明すると、第１図に示した如く、焼成
コークスの引張強度は配合された各原料炭の
logMF加重平均値に対しほぼ１対１の割合で対
応し、焼成コークスの引張強度を測定すると、そ
の値から各配合炭のlogMF値を求めることがで
きる。また、第１図から、原料炭のほかに、通常
流動性の評価が困難な非粘結炭や微粘結炭、更
に、粘結剤等であつても焼成コークスの引張強度
に対する各配合炭の寄与の程度として、その融着
性はlogMFとして表わすことができ、原料炭と
同様に融着性の評価ができる。この点から、本発
明法においては、原料炭等のコークス炉装入物の
一部は原料炭以外の物質で置換し、これらを全体
として焼成してから、そのコークスの引張強度を
求め、この値から原料炭以外の物質の融着性を評
価する。すなわち、基準コークス炉装入物として適当な
原料炭を一種若しくは二種以上を選んで、単味若
しくは配合状態でそのlogMF加重平均値（とく
に、logMF₀で表わす）を求める。次に、基準コ
ークス炉装入物の一部を融着性を測定すべき物質
を置換し、この置換の割合は基準コークス炉装入
物のｘ重量％とする。この場合、融着性を測定す
べき物質のlogMF値をlogMFsで示すと、置換試
料全体のlogMF加重平均値は、 100−ｘ／100logMF₀＋ｘ／100logMFs となる。従つて、試料を焼成し、その焼成コーク
スの引張強度σ_TSであれば第１図に示す通り直線
的比例関係にあるため、 σ_TS＝ａ（100−ｘ／100logMF₀ ＋ｘ／100logMFs）＋ｂ …(1) が得られる。ここで、第１図に示す関係を求めて
おくと、ｘ、logMF₀、ａ，ｂは求められるから、
引張強度σ_TSを測定するとこれにより、logMFsが
求められる。なお、第１図の関係は乾留条件によつて当然変
化し、即ち、ａ，ｂ値が変わるので、(1)式を適用
してlogMFsを求める場合には実験条件を同一に
することが重要である。上記の通りに求める場合、基準コークス炉装入
物のみも焼成し、その焼成コークスの引張強度
σ_TOを測定し、精密に融着性を評価することもで
きる。すなわち、この時は(2)式が成り立つ。 σ_TS＝ａ logMF₀＋ｂ …(2) (1)，(2)式よりlogMF₀を消去することにより、
logMFsは次式で与えられる。 logMFs＝｛100（σ_TS−ｂ） −（100−ｘ）（σ_TO−ｂ）｝／ax …(3) 従つて、logMF₀を消去すると、logMFsは完
全に引張強度のみから求めることになり、必ずし
も第１図に示す如く実測点に近い回帰線を求め
て、この回帰線から求めるという不都合をなくす
ことができる。要するに、本発明によれば原料炭は無論、従来
融着性の評価が困難であつたコークス炉装入物で
あつて、焼成後のコークスの引張強度かつ融着性
を求めることができる。次に、実施例について説明する。実施例１まず、石炭ピツチについて、とくに、(3)式にし
たがつて本発明方法によつてlogMF値を求めた。
この場合、比較のためにJIS M8801によつて実測
し、外挿法によつても測定し、これらの値を含め
て表１に示した。

【表】なお、ここで外挿法とは、石炭ピツチの流動性
が極めて高く、その真の値が仲々つかみにくいた
め、低流動性の豪州弱粘結炭（logMF＝1.45）を
ベースとし、その中の例えば１％を石炭ピツチで
置換したものにつき流動性を実測してlogMF値
を求め、その後、２％、３％…の順に石炭ピツチ
の置換比率を高めて、各々につき流動性を測定
し、この石炭ピツチの置換率とlogMF値との関
係に石炭ピツチ100％を外挿して求めた時の
logMFである。次に、上記の結果に基ずいて、本発明法と外挿
法とによつて求めた石炭ピツチのlogMFの値の
優劣を明らかにするために、1/4ton試験炉に於い
て、次の通りに缶焼試験（JIS、Ｍ―8801）を実
施した。すなわち、まず表２に示す如く、配合
ならびに配合の通りに石炭類を配合し、これに
つき予め、缶焼試験を実施した。

【表】この缶焼試験において、配合は配合に比べ
てlogMF加重平均値が小さく、融着性が劣るよ
う配合されており、焼成されたコークス強度は配
合のものが低下している。この表２の結果にもとずいて、上記の石炭ピツ
チを配合のものに添加し、logMF加重平均値
が配合の値になるよう表３の通りに配合した。
この場合、logMFの値は比較例の外挿法と本発
明法で求めた値を用いたところ、配合率は外挿法
の場合は0.9％、本発明法の場合は3.8％であり、
配合ならびにの缶焼試験結果は表３の通りで
あつた。

【表】この結果、外挿法による値を用いた時には石炭
ピツチ0.9％配合すれば（配合）良いが、この
配合では実際の焼成コークスの潰裂強度表２の配
合に示す値より低く、実際には石炭ピツチの融
着性について真の値を示していないことがわか
る。一方、本発明法によると、石炭ピツチの融着
性が適切に求められていることがわかつた。実施例２まず、豪州非粘結炭について、本発明法で(3)式
を使用してlogMF値を求めた。この際、実施例
１と同様に、実測による値、外挿法による値も求
め、これらも併せて表４に示した。

【表】ここで外挿法による値は、この非粘結炭の流動
性が著しく低く、その真の値が仲々求められない
ため、米国高揮発分炭（logMF＝4.30）をベース
とし、その一部を順次該非粘結炭で置換して流動
性を実測し、実施例１と同様にlogMF値と置換
率の関係からこの非粘結炭のlogMF値を求めた。
このように求めた各非粘結炭のlogMF値を使用
して、表２の配合炭に非粘結炭を添加していず
れも表２の配合のlogMF加重平均値になるよ
う配合した。従つて、非粘結炭のlogMF値は外
挿法では−5.35であり、本発明法では−1.75であ
るため、表５に示す如く、配合では非粘結炭
2.6％、では4.9％配合され、試験の結果は、表
５に示す焼成コークス潰裂強度が得られた。

【表】この表５から、外挿法による値によつて配合す
ると、表２の配合の潰裂強度より高い値とな
り、豪州非粘結炭の融着性を実際よりも低く評価
していることがわかる。一方、本発明法による
logMF値によつて配合した場合には、配合と
ほぼ同一の潰裂強度が得られ、豪州非粘結炭の融
着性につき真の値に近いことがわかる。以上、実施例１ならびに２に示した如く、本発
明法によれば特に粘結剤、非微粘結炭の融着性を
直接的に焼成コークスの引張強度から求められ、
適宜に融着性を評価できる。すなわち、融着性の良好な原料炭は地域的に偏
在しており、また埋蔵量も非微粘結炭に比べて少
ない。このため、我国鉄鋼業界としては、資源の
有効な利用、原料供給の安定確保という観点から
粘結剤により融着性を確保し、併せて非微粘結炭
等を利用するというコークス製造法が要望されて
いる。しかしながら、この時に最も問題となるの
が粘結剤、非微粘結炭の融着性の評価である。こ
の点、本発明法によると、従来その評価が困難で
あつた粘結剤や非微粘結炭等のコークス炉装入物
の融着性が適正に評価でき、資源の有効利用、供
給安定の一助となる。また、実際には、配合管理
の円滑化、製造コークスの強度維持による高炉操
業の安定化をもたらし、我国鉄鋼業界の進展に寄
与する所が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は配合炭のlogMF加重平均値とそれら
の焼成コークスの引張強度との関係を示すグラフ
である。

Claims

【特許請求の範囲】

１基準コークス炉装入物の一部を融着性を測定
すべき少なくとも１種のコークス炉装入物で置換
して焼成し、この焼成後のコークスの引張強度を
測定しかつその引張強度から前記コークス炉装入
物の融着性を求めることを特徴とするコークス炉
装入物等の融着性測定法。