特許 6979267 コークスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6979267

(24)【登録日】2021年11月17日

(45)【発行日】2021年12月8日

(54)【発明の名称】コークスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C10B 57/04 20060101AFI20211125BHJP

【ＦＩ】

   C10B57/04

【請求項の数】1

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-172948(P2016-172948)

(22)【出願日】2016年9月5日

(65)【公開番号】特開2018-39868(P2018-39868A)

(43)【公開日】2018年3月15日

【審査請求日】2019年4月8日

【審判番号】不服2020-10819(P2020-10819/J1)

【審判請求日】2020年8月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000156961

【氏名又は名称】関西熱化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】尾方 敏匡

(72)【発明者】

【氏名】大八木 勇樹

(72)【発明者】

【氏名】西端 裕子

(72)【発明者】

【氏名】竹中 尚一

【合議体】

【審判長】 門前 浩一

【審判官】 川端 修

【審判官】 亀ヶ谷 明久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１４８０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−２７５３８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１０Ｂ ５７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数種の単味炭を配合して得られる装入炭を乾留することによりコークスを製造するコークスの製造方法であって、
ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ未満の単味炭に対して、以下の工程Ａ〜工程Ｃを行い、
ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ以上の単味炭に対して、以下の工程Ｄ〜工程Ｆを行い、
その後、以下の工程Ｇ、及び、工程Ｈを行うコークスの製造方法。
下記手順（ａ）〜（ｃ）により、各単味炭の指標ｄＨＩを得る工程Ａ、
手順（ａ）：単味炭を加熱した際の加熱減量を用いて下記式（１）により算出される値を指標Ｉ_Ｈ／Ｃとする。
Ｉ_Ｈ／Ｃ＝ａＸ_０＋ｂ・・・式（１）
（ただし、Ｘ_０＝加熱減量(mg/g-coal.daf)、また、ａ及びｂは多数の測定データを統計的に解析することによって求まる定数）
手順（ｂ）：前記手順（ａ）の際に発生したガス中のＣＨ_４，ＣＯ，ＣＯ_２の発生量を用いて下記式（２）により算出される値を指標Ｉ_Ｏ／Ｃとする。
Ｉ_Ｏ／Ｃ＝ｃＸ_１＋ｄ・・・式（２）
（ただし、Ｘ_１＝１−［ＣＨ_４／（ＣＨ_４＋ＣＯ＋ＣＯ_２）］、また、ｃ及びｄは多数の測定データを統計的に解析することによって求まる定数）
手順（ｃ）：指標ｄＨＩ＝（指標Ｉ_Ｈ／Ｃ−指標Ｉ_Ｏ／Ｃ）を算出する。
各単味炭を、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が８０％となるように粉砕したときの、単味炭組織全体に対する、面積が３４５００μｍ^２以上のイナートの含有量（ｇ／１００ｇ−Ｃｏａｌ）と、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が１００％となるまで粉砕したときの、単味炭組織全体に対する、面積が３４５００μｍ^２以上のイナートの含有量（ｇ／１００ｇ−Ｃｏａｌ）との差であるΔ大イナートサイズ（ｇ／１００ｇ−Ｃｏａｌ）を求める工程Ｂ、
各単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（３）により算出する工程Ｃ、
Ｙ＝ｅ×Ｘ_２＋ｆ×Ｘ_３＋ｇ×Ｘ_４＋ｈ・・・・・・・式（３）
（ただし、Ｘ_２は、指標ｄＨＩであり、Ｘ_３は、ＴＩ（イナート組織全量の石炭全体に対する体積割合）であり、Ｘ_４は、Δ大イナートサイズであり、ｅ、ｆ、ｇ及びｈは炉の型式や操業方法によって決まる定数であり、多数の測定データを統計的に解析することによって求まる定数である。）
目開きが３．０ｍｍ以下の篩で各前記単味炭を篩分けする工程Ｄ、
前記工程Ｄにより篩分けされた前記目開き以下のフラクションの全膨張率を、ジラトメーターにより測定する工程Ｅ、
粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（４）により算出する工程Ｆ、
Ｙ＝ｉ×Ｘ_５＋ｊ×Ｘ_６＋ｋ・・・・・・・式（４）
（ただし、Ｘ_５は、ギーセラー最高流動度（ｄｄｐｍ）であり、Ｘ_６は、前記工程Ｄにより篩分けされた前記目開き以下のフラクションの全膨張率であり、ｉ、ｊ及びｋは炉の型式や操業方法によって決まる定数であり、多数の実操業データを統計的に解析することによって求まる定数である。）
前記値Ｙの値が大きい順に単味炭の順位を決定する工程Ｇ、
前記値Ｙの値が大きい順に、目標とする装入炭全体の粉砕粒度になるまで単味炭を粉砕する工程Ｈ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コークスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、製鉄原料として用いられるコークスは、高炉内での通液性を確保するため、高強度であることが求められる。

【0003】

しかしながら、高強度なコークスを製造する、高品質な石炭を多く使用するとコークス製造コストが増加する。そこで、安価で高強度なコークス製造技術について、様々な検討がされてきており、その一環として粉砕粒度を適正化することで強度を制御する方法が検討されてきた。

【0004】

一般に石炭をコークス炉へ装入した際の充填密度が一定であれば、同一配合において石炭を細かく粉砕するほど均質性が増加し、乾留して得られるコークスの強度が高まると言われている。

【0005】

しかしながら、粉砕粒度を細かくすることで充填密度が低下し、生産性が低下することが懸念されてきた。そこで、充填密度の低下を抑制するため、配合前の各単味炭を各石炭性状により整理し、各石炭の適切な粉砕粒度を設定する方法が報告されている。

【0006】

例えば、特許文献１には、原料炭のイナート組織の長さサイズに応じて、粉砕粒度を決定することが開示されている。特許文献１では、すべての原料炭について、イナート組織の長さサイズに応じて、粉砕粒度を決定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−１３８２５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

粉砕粒度の決定方法については、より高い精度が求められる。本発明の目的は、原料炭の粉砕粒度をより適正化して、製造されるコークスの強度を高強度化することが可能なコークスの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者らは、イナートのサイズに応じて石炭の粉砕粒度を決定する方法について鋭意検討した。その結果、流動性の高い石炭では、イナートのサイズと粉砕により得られる高強度化（粉砕効果）との間の相関性が低く、流動性の低い石炭では、相関性が高いことを見出した。本発明は、上記知見を基になされたものである。

【0010】

すなわち、本発明は、以下のようなものを提供する。
複数種の単味炭を配合して得られる装入炭を乾留することによりコークスを製造するコークスの製造方法であって、
ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ未満の単味炭に対して、以下の工程Ａ〜工程Ｃを行うコークスの製造方法。
下記手順（ａ）〜（ｃ）により、各単味炭の指標ｄＨＩを得る工程Ａ、
手順（ａ）：単味炭を加熱した際の加熱減量を用いて下記式（１）により算出される値を指標Ｉ_Ｈ／Ｃとする。
Ｉ_Ｈ／Ｃ＝ａＸ_０＋ｂ・・・式（１）
（ただし、Ｘ_０＝加熱減量(mg/g-coal.daf)、また、ａ及びｂは定数）
手順（ｂ）：前記手順（ａ）の際に発生したガス中のＣＨ_４，ＣＯ，ＣＯ_２の発生量を用いて下記式（２）により算出される値を指標Ｉ_Ｏ／Ｃとする。
Ｉ_Ｏ／Ｃ＝ｃＸ_１＋ｄ・・・式（２）
（ただし、Ｘ_１＝１−［ＣＨ_４／（ＣＨ_４＋ＣＯ＋ＣＯ_２）］、また、ｃ及びｄは定数）
手順（ｃ）：指標ｄＨＩ＝（指標Ｉ_Ｈ／Ｃ−指標Ｉ_Ｏ／Ｃ）を算出する。
各単味炭を、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が８０％となるように粉砕したときの、単味炭組織全体に対する、面積が３４５００μｍ^２以上のイナートの含有量（ｇ／１００ｇ−Ｃｏａｌ）と、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が１００％となるように粉砕したときの、単味炭組織全体に対する、面積が３４５００μｍ^２以上のイナートの含有量（ｇ／１００ｇ−Ｃｏａｌ）との差であるΔ大イナートサイズ（ｇ／１００ｇ−Ｃｏａｌ）を求める工程Ｂ、及び、
各単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（３）により算出する工程Ｃ。
Ｙ＝ｅ×Ｘ_２＋ｆ×Ｘ_３＋ｇ×Ｘ_４＋ｈ・・・・・・・式（３）
（ただし、Ｘ_２は、指標ｄＨＩであり、Ｘ_３は、ＴＩ（イナート組織全量の石炭全体に対する体積割合）であり、Ｘ_４は、Δ大イナートサイズであり、ｅ、ｆ、ｇ及びｈは定数である。）

【0011】

前記構成によれば、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ未満の単味炭に対して、指標ｄＨＩ、ＴＩ、及び、Δ大イナートサイズに基づいて、粉砕効果を示す値Ｙを算出する（工程Ａ〜工程Ｃ）。これは、流動性が低い単味炭については、指標ｄＨＩ、ＴＩ、及び、Δ大イナートサイズと、粉砕効果との相関性が良いことを本発明者らが見出したことによる。粉砕効果が大きいとは、同量の単味炭を粉砕した際に、コークス強度の向上の程度が大きいことをいう。
その結果、流動性の低い単味炭の中で、粉砕の順位付けや粉砕粒度を決定することができる。
以上により、粉砕粒度をより適正化して、製造されるコークスの強度を高強度化することが可能となる。
なお、特許文献１では、すべての原料炭について、イナート組織の長さサイズに応じて、粉砕粒度を決定しており、各原料炭の流動性を考慮していない。

【0012】

前記構成においては、さらに、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ以上の単味炭に対して、以下の工程Ｄ〜工程Ｆを行うことが好ましい。
所定の目開きの篩で各前記単味炭を篩分けする工程Ｄ、
前記工程Ｄにより篩分けされた所定粒度以下のフラクションの全膨張率を、ジラトメーターにより測定する工程Ｅ、及び、
粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（４）により算出する工程Ｆ。
Ｙ＝ｉ×Ｘ_５＋ｊ×Ｘ_６＋ｋ・・・・・・・式（４）
（ただし、Ｘ_５は、ギーセラー最高流動度（ｄｄｐｍ）であり、Ｘ_６は、所定粒度以下のフラクションの全膨張率であり、ｉ、ｊ及びｋは定数である。）

【0013】

前記構成によれば、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ以上の単味炭に対して、ギーセラー最高流動度、及び、所定粒度以下のフラクションの全膨張率に基づいて、粉砕効果を示す値Ｙを算出する（工程Ｄ〜工程Ｆ）。これは、流動性が高い単味炭については、ギーセラー最高流動度、及び、所定粒度以下のフラクションの全膨張率と、粉砕効果との相関性が良いことを本発明者らが見出したことによる。
その結果、流動性の低い単味炭と流動性の高い単味炭とを合わせた全部の単味炭の中で、粉砕の順位付けや粉砕粒度を決定することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、原料炭の粉砕粒度をより適正化して、製造されるコークスの強度を高強度化することが可能なコークスの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】ドラム強度試験により実際に求めた「実測粉砕効果」と、工程Ａ〜工程Ｆの手順により算出した石炭Ａ〜Ｈの値Ｙ「推定粉砕効果」との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について説明する。

【0017】

本実施形態に係るコークスの製造方法は、
複数種の単味炭を配合して得られる装入炭を乾留することによりコークスを製造するコークスの製造方法であって、
ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ未満の単味炭に対して、以下の工程Ａ〜工程Ｃを少なくとも行うコークスの製造方法。
下記手順（ａ）〜（ｃ）により、各単味炭の指標ｄＨＩを得る工程Ａ、
手順（ａ）：単味炭を加熱した際の加熱減量を用いて下記式（１）により算出される値を指標Ｉ_Ｈ／Ｃとする。
Ｉ_Ｈ／Ｃ＝ａＸ_０＋ｂ・・・式（１）
（ただし、Ｘ_０＝加熱減量(mg/g-coal.daf)、また、ａ及びｂは定数）
手順（ｂ）：前記手順（ａ）の際に発生したガス中のＣＨ_４，ＣＯ，ＣＯ_２の発生量を用いて下記式（２）により算出される値を指標Ｉ_Ｏ／Ｃとする。
Ｉ_Ｏ／Ｃ＝ｃＸ_１＋ｄ・・・式（２）
（ただし、Ｘ_１＝１−［ＣＨ_４／（ＣＨ_４＋ＣＯ＋ＣＯ_２）］、また、ｃ及びｄは定数）
手順（ｃ）：指標ｄＨＩ＝（指標Ｉ_Ｈ／Ｃ−指標Ｉ_Ｏ／Ｃ）を算出する。
各単味炭を、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が８０％となるように粉砕したときの、単味炭組織全体に対する、面積が３４５００μｍ^２以上のイナートの含有量（ｇ／１００ｇ−Ｃｏａｌ）と、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が１００％となるまで粉砕したときの、単味炭組織全体に対する、面積が３４５００μｍ^２以上のイナートの含有量（ｇ／１００ｇ−Ｃｏａｌ）との差であるΔ大イナートサイズ（ｇ／１００ｇ−Ｃｏａｌ）を求める工程Ｂ、及び、
各単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（３）により算出する工程Ｃ。
Ｙ＝ｅ×Ｘ_２＋ｆ×Ｘ_３＋ｇ×Ｘ_４＋ｈ・・・・・・・式（３）
（ただし、Ｘ_２は、指標ｄＨＩであり、Ｘ_３は、ＴＩ（イナート組織全量の石炭全体に対する体積割合）であり、Ｘ_４は、Δ大イナートサイズであり、ｅ、ｆ、ｇ及びｈは定数である。）

【0018】

以下、各工程について説明する。

【0019】

本実施形態に係るコークス製造方法では、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ未満の単味炭に対して、以下の工程Ａ〜工程Ｃを行う。

【0020】

［工程Ａ］
まず、工程Ａにおいて、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ未満の単味炭に対して、下記手順（ａ）〜（ｃ）により、各単味炭の指標ｄＨＩを得る。
手順（ａ）：単味炭を加熱した際の加熱減量を用いて下記式（１）により算出される値を指標Ｉ_Ｈ／Ｃとする。
Ｉ_Ｈ／Ｃ＝ａＸ_０＋ｂ・・・式（１）
（ただし、Ｘ_０＝加熱減量(mg/g-coal.daf)、また、ａ及びｂは定数）
手順（ｂ）：前記手順（ａ）の際に発生したガス中のＣＨ_４，ＣＯ，ＣＯ_２の発生量を用いて下記式（２）により算出される値を指標Ｉ_Ｏ／Ｃとする。
Ｉ_Ｏ／Ｃ＝ｃＸ_１＋ｄ・・・式（２）
（ただし、Ｘ_１＝１−［ＣＨ_４／（ＣＨ_４＋ＣＯ＋ＣＯ_２）］、また、ｃ及びｄは定数）
手順（ｃ）：指標ｄＨＩ＝（指標Ｉ_Ｈ／Ｃ−指標Ｉ_Ｏ／Ｃ）を算出する。

【0021】

前記指標Ｉ_Ｈ／Ｃ及び指標Ｉ_Ｏ／Ｃは、配合炭のドラム強度ＤＩを推定するのに用いることのできる指標である。詳しくは、特開平４−２７５３８９号公報（特に、段落［００１９］〜段落［００２７］）に記載されているので、詳細な説明はここでは省略する。

【0022】

また、前記加熱減量を用いて上記式（１）により算出される値を指標Ｉ_Ｈ／Ｃとすることができ、前記手順（ａ）の際に発生したガス中のＣＨ_４，ＣＯ，ＣＯ_２の発生量を用いて上記式（２）により算出される値を指標Ｉ_Ｏ／Ｃとすることができる点についても、詳しくは、特開平４−２７５３８９号公報（特に、段落［００３９］）に記載されているので、詳細な説明はここでは省略するが、本出願人に係る発明者らは、以前、Ｉ_Ｈ／Ｃと原料石炭の加熱減量との間には高度の相関関係の存在すること、及び、Ｉ_Ｏ／Ｃと原料石炭の発生ガス中のＣＯ発生量との間には高度の相関関係があることを見出しており、さらに、これらの値は、たとえば熱天秤とガスクロマトグラフを組み合わせた装置で比較的簡単に同時測定することができることを見出している。本発明は、これに基づいて、各単味炭の指標Ｉ_Ｈ／Ｃ及び指標Ｉ_Ｏ／Ｃの値を得ることとした。

【0023】

なお、定数a〜ｄは、測定方法によって決まる定数であり、多数の測定データを統計的に解析することによって求めることができる。

【0024】

［工程Ｂ］
次に、各単味炭を、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が８０％となるように粉砕したときの、単味炭組織全体に対する、面積が３４５００μｍ^２以上のイナートの含有量（ｇ／１００ｇ−Ｃｏａｌ）と、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が１００％となるまで粉砕したときの、単味炭組織全体に対する、面積が３４５００μｍ^２以上のイナートの含有量（ｇ／１００ｇ−Ｃｏａｌ）との差であるΔ大イナートサイズ（ｇ／１００ｇ−Ｃｏａｌ）を求める。

【0025】

具体的には、実施例記載の方法によって求めることができる。

【0026】

［工程Ｃ］
次に、各単味炭の粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（３）により算出する。
Ｙ＝ｅ×Ｘ_２＋ｆ×Ｘ_３＋ｇ×Ｘ_４＋ｈ・・・・・・・式（３）
（ただし、Ｘ_２は、指標ｄＨＩであり、Ｘ_３は、ＴＩ（イナート組織全量の石炭全体に対する体積割合）であり、Ｘ_４は、Δ大イナートサイズであり、ｅ、ｆ、ｇ及びｈは定数である。）
なお、定数ｅ〜ｈは、炉の型式や操業方法によって決まる定数であり、多数の測定データを統計的に解析することによって求めることができる。

【0027】

本実施形態に係るコークス製造方法では、さらに、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ以上の単味炭に対して、以下の工程Ｄ〜工程Ｆを行うことが好ましい。

【0028】

［工程Ｄ］
工程Ｄにおいて、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ以上の単味炭に対して、所定の目開きの篩で各前記単味炭を篩分けする。

【0029】

前記篩の目開きとしては、後述する工程Ｅにおいて測定されるフラクションの全膨張率と、実測粉砕効果とがある程度相関が得られる範囲内であることが好ましい。具体的に、前記篩の目開きとしては、例えば、３．０ｍｍ、１．５ｍｍ、０．５ｍｍが挙げられる。篩の目開きが、３．０ｍｍ以下の範囲内で選択されると、当該フラクションの全膨張率と実測の粉砕効果との相関が高くなる。従って、前記篩の目開きを、３．０ｍｍ以下の範囲内で選択すれば、粉砕効果の推定値がより正確となる。

【0030】

［工程Ｅ］
次に、前記工程Ｄにより篩分けされた所定粒度以下のフラクションの全膨張率を、ジラトメーターにより測定する。

【0031】

［工程Ｆ］
次に、粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（４）により算出する工程Ｆ。
Ｙ＝ｉ×Ｘ_５＋ｊ×Ｘ_６＋ｋ・・・・・・・式（４）
（ただし、Ｘ_５は、ギーセラー最高流動度（ｄｄｐｍ）であり、Ｘ_６は、所定粒度以下のフラクションの全膨張率であり、ｉ、ｊ及びｋは定数である。）

【0032】

なお、定数ｉ、ｊ及びｋは、炉の型式や操業方法によって決まる定数であり、多数の実操業データを統計的に解析することによって求めることができる。具体的には、重回帰分析により求めることができる。

【0033】

［工程Ｇ］
工程Ａ〜工程Ｆの後、すべての単味炭（ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ未満の単味炭、及び、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ以上の単味炭）の中から、少なくとも前記値Ｙの一番大きい単味炭を決定する。本実施形態では、少なくとも前記値Ｙの一番大きい単味炭がどれであるかを決定するのが好ましいが、前記値Ｙの値が大きい順に単味炭の順位を決定することがより好ましい。なお、順位を決定する場合、すべての単味炭について順位をつけてもよいが、上位の数種類にのみ順位をつけてもよい。例えば、１０種の単味炭を配合する場合に、前記値Ｙの大きい５番目までにのみ順位をつけることとしてもよい。
本実施形態では、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ未満の単味炭と、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ以上の単味炭とで、値Ｙを求めるための式を変更している。これは、単味炭の流動性に応じて、粉砕効果と相関するパラメータが異なることを本発明者らが発見したことによる。
本実施形態では、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ未満の単味炭と、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ以上の単味炭とで、値Ｙを求めるための式を変更し、流動性に関わらず、算出される粉砕効果（推定粉砕効果）が、実際の粉砕効果と高い相関が得られるようになっている。その結果、流動性の低い単味炭と流動性の高い単味炭とを合わせた全部の単味炭の中で、粉砕の順位付けや粉砕粒度を決定することができる。

【0034】

［工程Ｈ］
次に、少なくとも前記値Ｙが一番大きいと決定された単味炭を粉砕することが好ましい。工程Ｇにおいて決定された、前記値Ｙの一番大きい単味炭は、粉砕効果の最も大きい単味炭である。粉砕効果が大きいとは、同量の単味炭を粉砕した際に、コークス強度の向上の程度が大きいことをいう。
つまり、工程Ｇにおいて複数種のなかで粉砕効果の最も大きいと決定された単味炭を、工程Ｈにおいて粉砕すれば、装入炭全体の粉砕粒度が細かくなりすぎない態様で、コークス強度を効率的に高強度化することができる。

【0035】

また、工程Ｇにおいて前記値Ｙの値が大きい順に単味炭の順位を決定した場合、工程Ｈにおいて、前記値Ｙの値が大きい順に単味炭を粉砕する。例えば、目標とする装入炭全体の粉砕粒度になるまで、工程Ｇで決定した順位で単味炭を粉砕すれば、コークス強度をより効率的に高強度化することができる。

【0036】

上述した実施形態では、工程Ｇにおいて前記値Ｙの値が大きい順に単味炭の順位を決定した場合、工程Ｈにおいて、前記値Ｙの値が大きい順に単味炭を粉砕する場合について説明した。しかしながら、本発明はこの例に限定されず、順位をつけたものについて１又は複数種ごとにグループ化（好ましくは３つ以上にグループ化）し、グループごとに粉砕することとしてもよい。

【実施例】

【0037】

以下、本発明に関し、実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

【0038】

（実施例１）
＜コークス強度ＤＩの実測値と推定値との相関関係の検証＞
まず、表１に示す８種類の銘柄の単味炭（Ａ炭〜Ｈ炭）を準備した。
表１には、これらの単味炭の性状（ＶＭ、Ｒｏ_、ＭＦ、ＴＩ、Ｉ_Ｈ／Ｃ、Ｉ_Ｏ／Ｃ、ｄＨＩ、Δ大イナートサイズ、全膨張率、−０．５ｍｍ全膨張率）について、示している。ｄＨＩは、Ｉ_Ｈ／ＣからＩ_Ｏ／Ｃを引いた値、すなわち、ｄＨＩ＝［Ｉ_Ｈ／Ｃ−Ｉ_Ｏ／Ｃ］である。
なお、指標Ｉ_Ｈ／Ｃと指標Ｉ_Ｏ／Ｃとを求めるのに必要な加熱減量、及び、ＣＨ_４，ＣＯ，ＣＯ_２の発生量は、リガク社製の装置名:示差熱天秤―質量分析同時測定装置 ThermoMass (TG-MS)を用い、８００℃になるまで加熱して得た値を用いた。
表１中、ＶＭ、Ｒｏ_、ＭＦ、ＴＩ、全膨張率、−０．５ｍｍ全膨張率は、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。）
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。）
全膨張率：篩分けしていない状態の単味炭の全膨張率
−０．５ｍｍ全膨張率：篩分けしていない状態の単味炭を目開き０．５ｍｍの篩で篩分けした後の、粒度０．５ｍｍ以下のフラクションの全膨張率
上記全膨張率、及び、−０．５ｍｍ全膨張率は、いずれも、ＪＩＳ Ｍ８８０１に記載の膨張性測定方法（ジラトメーター法）により測定される収縮率及び膨張率の和（Total Dilatation）である。

【0039】

【表1】

【0040】

ここで、Δ大イナートサイズの求め方について説明する。
まず、各単味炭を、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が８０％となるように粉砕した場合と、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が１００％となるまで粉砕した場合とについて、粒径ごとに区切り、各粒径範囲に含まれる単味炭の重量割合を求めた。結果を表２に示す。
各粒径範囲に含まれる単味炭の重量割合は、以下のようにして求めた。
まず、下記目開きの篩を用いて、ロータップ型ふるい振とう機（飯田製作所製）にて各粒径に篩分けした。
目開き：50mm、25mm、15mm、9.5mm、5.6mm、3.0mm、1.5mm、0.5mm、0.25mm、0.15mm、0.075mm
次に、下記式にて重量割合を求めた。なお、重量割合は、各篩上の重量の百分率である。
（重量割合，%）=［（各篩上の重量，g）/（全重量，g）］×１００
例えば、銘柄Ａについて見てみると、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が８０％となるまで粉砕した場合、粒径が９．５−５．６ｍｍの範囲内となる石炭は、５．５％であり、粒径が３．０−１．５ｍｍの範囲内となる石炭は、１９．６％であり、粒径が１．５−０．５ｍｍの範囲内となる石炭は、３１．１％であり、粒径が０．５−０．２５ｍｍの範囲内となる石炭は、１２．５％である。一方、銘柄Ａを、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が１００％となるまで粉砕した場合粒径が３．０−１．５ｍｍの範囲内となる石炭は、１９．１％であり、粒径が１．５−０．５ｍｍの範囲内となる石炭は、２６．２％であり、粒径が０．５−０．２５ｍｍの範囲内となる炭は、９．２％である。

【0041】

【表2】

【0042】

また、各単味炭を、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が８０％となるように粉砕した場合と、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が１００％となるまで粉砕した場合とについて、粒径ごとに区切り、イナート（石炭の軟化溶融性を示さない組織の面積）の面積率を求めた。具体的には、特開2016-065821号広報に開示されている方法によりイナートの識別を行い、イナートの全面積を算出した。また同様の方法により、石炭部分（イナート含む）の識別を行い、石炭部分の全面積を算出し、（イナート面積率）＝（全イナート面積）／（全石炭部分面積）により算出した。結果を表３に示す。
例えば、銘柄Ａについて見てみると、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が８０％となるまで粉砕した場合、粒径が９．５−５．６ｍｍの範囲内となる石炭に含まれるイナートの面積率は、０．３１７であり、粒径が３．０−０．２５ｍｍの範囲内となる石炭に含まれるイナートの面積率は、０．１５５である。一方、銘柄Ａを、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が１００％となるまで粉砕した場合、粒径が３．０−１．５ｍｍの範囲内となる石炭に含まれるイナートの面積率は、０．２３４であり、粒径が１．５−０．５ｍｍの範囲内となる石炭に含まれるイナートの面積率は、０．１５０であり、粒径が０．５−０．２５ｍｍの範囲内となる石炭に含まれるイナートの面積率は、０．１５５である。

【0043】

【表3】

【0044】

また、各単味炭を、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が８０％となるように粉砕した場合と、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が１００％となるまで粉砕した場合とについて、粒径ごとに区切り、イナート（石炭の軟化溶融性を示さない組織の面積）のうち、面積が３４５００μｍ^２以上のイナートの面積率を求めた。具体的には、特開2016-065821号広報に開示されている方法によりイナートの識別を行い、イナートの全面積を算出した。また、識別したイナートのうち、面積が３４５００μｍ^２以上のイナートを選別し、（３４５００μｍ^２以上のイナートの面積率）＝（３４５００μｍ^２以上のイナートの総和面積）／（全イナート面積）により算出した。結果を表４に示す。
例えば、銘柄Ａについて見てみると、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が８０％となるように粉砕した場合、粒径が９．５−５．６ｍｍの範囲内となる石炭に含まれるイナートのうち、面積が３４５００μｍ^２以上のイナートの面積率は、０．３５３であり、粒径が３．０−０．２５ｍｍの範囲内となる石炭に含まれるイナートの面積率は、０．３１３である。一方、銘柄Ａを、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が１００％となるまで粉砕した場合、粒径が３．０−１．５ｍｍの範囲内となる石炭に含まれるイナートのうち、面積が３４５００μｍ^２以上のイナートの面積率は、０．４２４であり、粒径が１．５−０．５ｍｍの範囲内となる石炭に含まれるイナートの面積率は、０．０００であり、粒径が０．５−０．２５ｍｍの範囲内となる石炭に含まれるイナートの面積率は、０．０００である。

【0045】

【表4】

【0046】

次に、各単味炭を、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が８０％となるように粉砕した場合と、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が１００％となるまで粉砕した場合とについて、粒径ごとに区切り、各粒径範囲に含まれる大イナート（面積が３４５００μｍ^２以上のイナート）の含有割合（ｇ／１００ｇ−Ｃｏａｌ）を求めた。
例えば、銘柄Ａについて見てみると、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が８０％となるまで粉砕した場合、粒径が９．５−５．６ｍｍの範囲内となる石炭に含まれる大イナートの割合は、（重量割合）×（イナート面積割合）×（大イナート面積割合）／（全体の重量割合）＝（５．５×０．３１７×０．３５３）／（５．５＋１９．６＋３１．１＋１２．５）＝０．００９０となった。
その後、各単味炭ごとに大イナートの含有割合の合計を求めた。
例えば、銘柄Ａについて見てみると、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が８０％となるように粉砕した場合、大イナートの含有割合の合計は、０．００９０＋０．０４４５＝０．０５３５となった。また、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が１００％となるまで粉砕した場合、大イナートの含有割合の合計は、０．０３４７となった。

【0047】

その後、Δ大イナートサイズ（ｇ／１００ｇ−Ｃｏａｌ）を求めた。具体的には、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が１００％となるまで粉砕した場合の大イナートの含有割合の合計から、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が８０％となるまで粉砕した場合の大イナートの含有割合を引き、これを、Δ大イナートサイズ（ｇ／１００ｇ−Ｃｏａｌ）とした。結果を表５に示す。
例えば、銘柄Ａについて見てみると、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が１００％となるまで粉砕した場合の大イナートの含有割合の合計である０．０３４７から、粉砕粒度３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合が８０％となるように粉砕した場合の大イナートの含有割合の合計である０．０５３５を引き、Δ大イナートサイズとして、−０．０１８８を得た。

【0048】

【表5】

【0049】

＜実測粉砕効果と推定粉砕効果との相関性＞
（製造例１〜製造例８）
ベースとなる配合炭に、表６の「配合率」に示す配合率でＡ炭〜Ｈ炭のいずれかが配合された評価用配合炭を作製した。ベースとなる配合炭と、評価対象の石炭（Ａ炭〜Ｈ炭）との合計が１００％となるように配合した。例えば、製造例１では、ベースとなる配合炭８０％に対して、Ａ炭を２０％配合して評価用配合炭とした。
配合する際には、粉砕粒度が３．０ｍｍ以下のものが含まれる割合を、表６の「３．０ｍｍ以下割合」に示す割合となるように、ハンマーミル、ジョークラッシャーあるいはコーヒーミルで粉砕した上で、配合した。
具体的には、各製造例において、それぞれ評価石炭（Ａ炭〜Ｈ炭）の粉砕粒度を３．０ｍｍ以下が約８０％となるものと、１００％となるものとの２水準に粉砕した。
例えば、製造例１において製造例１−Ａでは、評価石炭Ａ（Ａ炭）の粉砕粒度を、３．０ｍｍ以下が７９．５％（Ａ炭全体を１００％としたときの３．０ｍｍ以下のものの割合が７９．５％）となるようにする一方、製造例１−Ｂでは、１００％とした。

【0050】

評価用配合炭を作成後、水分を７．５％±０．２％に調整した。

【0051】

次に、水分調整した試料をＬ：２３５ｍｍ×Ｗ：３００ｍｍ×Ｈ：２３５ｍｍの缶容器に充填密度７３５ｄｒｙ−ｋｇ／ｍ^３で充填した。

【0052】

次に、乾留温度１，０００℃で約１９時間乾留してコークスを得た。

【0053】

［ドラム強度試験］（実測粉砕効果の算出）
得られたコークスをシャッター試験２回実施後、ドラム試験機で１５０回転させ、ＤＩ^１５０_１５を測定した。結果を表６に示す。また、実測粉砕効果も表６に示した。実測粉砕効果は、粒度３．０ｍｍ以下の石炭１％当たりのＤＩ向上量である。例えば、製造例１では、粒度３．０ｍｍ以下の炭が２０．５％増加すると（１００％−７９．５％＝２０．５％）、ＤＩが０．２向上しているから（８４．７−８４．５＝０．２）、実測粉砕効果は、約０．０１０となる（０．２／２０．５≒０．０１０）。ここで、実測粉砕効果の値が大きいほど、粉砕による強度向上の効果が大きいことを意味する。

【0054】

（推定粉砕効果の算出）
＜ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ未満の単味炭について＞
Ａ炭〜Ｅ炭は、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ未満である。そこで、Ａ炭〜Ｅ炭については、推定粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（３）により算出した。結果を表６に示す。
Ｙ＝ｅ×Ｘ_２＋ｆ×Ｘ_３＋ｇ×Ｘ_４＋ｈ・・・・・・・式（３）
（ただし、Ｘ_２は、指標ｄＨＩであり、Ｘ_３は、ＴＩ（イナート組織全量の石炭全体に対する体積割合）であり、Ｘ_４は、Δ大イナートサイズであり、ｅ、ｆ、ｇ及びｈは定数である。具体的なｅ、ｆ、ｇ及びｈは、下記の通りであり、炉の型式や操業方法によって決まる定数であり、多数の測定データを統計的に解析することによって求めることができる。）
ｅ：−０．１６７９８
ｆ：０．００１３７
ｇ：−１．５０６５０
ｈ：−０．０９５８９

【0055】

＜ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ以上の単味炭について＞
Ｆ炭〜Ｈ炭は、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ以上である。そこで、Ｆ炭〜Ｈ炭については、推定粉砕効果を示す値Ｙを、下記式（４）により算出した。結果を表６に示す。
Ｙ＝ｉ×Ｘ_５＋ｊ×Ｘ_６＋ｋ・・・・・・・式（４）
（ただし、Ｘ_５は、ギーセラー最高流動度（ｄｄｐｍ）であり、Ｘ_６は、所定粒度以下のフラクションの全膨張率であり、ｉ、ｊ及びｋは定数である。具体的なｉ、ｊ及びｋは、下記の通りであり、重回帰分析により求めた。）
ｉ：４．４８×１０^−６
ｊ：０．０００８３４
ｋ：−０．０３２０

【0056】

【表6】

【0057】

図１は、上記ドラム強度試験により実際に求めた「実測粉砕効果」と、工程Ａ〜工程Ｆの手順により算出したＡ炭〜Ｈ炭の値Ｙ「推定粉砕効果」との関係を示すグラフである。
図１からわかるように、実測粉砕効果の値と、本発明に係る推定粉砕効果の値とはよい相関を示している。従って、推定粉砕効果の値に基づいて各単味炭を粉砕すれば、装入炭全体の粉砕粒度が細かくなりすぎない態様で、コークス強度を効率的に高強度化することができることがわかる。

【0058】

なお、仮に、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ以上のＦ炭〜Ｈ炭に対して、式（４）を用いずに、Ａ炭〜Ｅ炭と同様の式（３）を用いた場合、表６の「推定粉砕効果、仮に式（３）を用いた場合」に記載した値となった。この結果からわかるように、ギーセラー最高流動度が３５０ｄｄｐｍ以上のＦ炭〜Ｈ炭に対して、式（３）を用いると、実際粉砕効果とかけ離れた値となってしまうことがわかった。

【図1】