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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024125585
(43)【公開日】2024-09-19
(54)【発明の名称】高炉用コークスの品質評価方法
(51)【国際特許分類】
C21B 5/00 20060101AFI20240911BHJP
【ＦＩ】
C21B5/00 302
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023033498
(22)【出願日】2023-03-06
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100087398
【弁理士】
【氏名又は名称】水野 勝文
(74)【代理人】
【識別番号】100128783
【弁理士】
【氏名又は名称】井出 真
(72)【発明者】
【氏名】夏井 琢哉
(72)【発明者】
【氏名】愛澤 禎典
(72)【発明者】
【氏名】宇治澤 優
(57)【要約】
【課題】 コークスの品質を評価することができる高炉用コークスの品質評価方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、高炉に装入されるコークスの品質を評価する品質評価方法である。まず、コークス炉から高炉にコークスを搬送する搬送経路の途中でコークスを採取する。また、コークスの採取位置から高炉内のストックレベルまでのコークスの搬送経路の一部または全部において、落下を含む搬送に伴ってコークスが受ける衝撃エネルギーを推定する。そして、採取したコークスに衝撃エネルギーを加えた後におけるコークスのドラム強度指数を、コークスの品質を管理するための指標として用いる。
【選択図】 図１
【解決手段】 本発明は、高炉に装入されるコークスの品質を評価する品質評価方法である。まず、コークス炉から高炉にコークスを搬送する搬送経路の途中でコークスを採取する。また、コークスの採取位置から高炉内のストックレベルまでのコークスの搬送経路の一部または全部において、落下を含む搬送に伴ってコークスが受ける衝撃エネルギーを推定する。そして、採取したコークスに衝撃エネルギーを加えた後におけるコークスのドラム強度指数を、コークスの品質を管理するための指標として用いる。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
高炉に装入されるコークスの品質を評価する品質評価方法であって、
コークス炉から前記高炉にコークスを搬送する搬送経路の途中でコークスを採取し、
コークスの採取位置から前記高炉内のストックレベルまでのコークスの搬送経路の一部または全部において、落下を含む搬送に伴ってコークスが受ける衝撃エネルギーを推定し、
採取したコークスに前記衝撃エネルギーを加えた後におけるコークスのドラム強度指数を、コークスの品質を管理するための指標として用いることを特徴とする品質評価方法。
コークス炉から前記高炉にコークスを搬送する搬送経路の途中でコークスを採取し、
コークスの採取位置から前記高炉内のストックレベルまでのコークスの搬送経路の一部または全部において、落下を含む搬送に伴ってコークスが受ける衝撃エネルギーを推定し、
採取したコークスに前記衝撃エネルギーを加えた後におけるコークスのドラム強度指数を、コークスの品質を管理するための指標として用いることを特徴とする品質評価方法。
【請求項2】
機械的外力によって、採取したコークスに前記衝撃エネルギーを加え、
前記衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数を測定し、
このドラム強度指数を前記指標として用いることを特徴とする請求項１に記載の品質評価方法。
前記衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数を測定し、
このドラム強度指数を前記指標として用いることを特徴とする請求項１に記載の品質評価方法。
【請求項3】
採取したコークスの粒度分布に基づいて、前記衝撃エネルギーが加えられたコークスの粒度分布である衝撃後粒度分布を推定し、
採取したコークスの粒径毎の重量比率及び前記衝撃後粒度分布に基づいて、前記コークスのドラム強度指数を算出し、
このドラム強度指数を前記指標として用いることを特徴とする請求項１に記載の品質評価方法。
採取したコークスの粒径毎の重量比率及び前記衝撃後粒度分布に基づいて、前記コークスのドラム強度指数を算出し、
このドラム強度指数を前記指標として用いることを特徴とする請求項１に記載の品質評価方法。
【請求項4】
機械的外力によって、採取したコークスに前記衝撃エネルギーを加え、
前記衝撃エネルギーが加えられたコークスを用いてソリューションロス反応を行った後にドラム強度指数を測定し、
ソリューションロス反応後のドラム強度指数を前記指標として用いることを特徴とする請求項１に記載の品質評価方法。
前記衝撃エネルギーが加えられたコークスを用いてソリューションロス反応を行った後にドラム強度指数を測定し、
ソリューションロス反応後のドラム強度指数を前記指標として用いることを特徴とする請求項１に記載の品質評価方法。
【請求項5】
機械的外力によって、採取したコークスに前記衝撃エネルギーを加え、
前記衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数を測定し、
前記衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数と、前記衝撃エネルギーが加えられたコークスを用いてソリューションロス反応を行った後のドラム強度指数との相関関係に基づいて、前記衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数から、ソリューションロス反応後のドラム強度指数を算出し、
このドラム強度指数を前記指標として用いることを特徴とする請求項１に記載の品質評価方法。
前記衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数を測定し、
前記衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数と、前記衝撃エネルギーが加えられたコークスを用いてソリューションロス反応を行った後のドラム強度指数との相関関係に基づいて、前記衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数から、ソリューションロス反応後のドラム強度指数を算出し、
このドラム強度指数を前記指標として用いることを特徴とする請求項１に記載の品質評価方法。
【請求項6】
採取したコークスの粒度分布に基づいて、前記衝撃エネルギーが加えられたコークスの粒度分布である衝撃後粒度分布を推定し、
採取したコークスの粒径毎の重量比率及び前記衝撃後粒度分布に基づいて、前記コークスのドラム強度指数を算出し、
前記衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数と、前記衝撃エネルギーが加えられたコークスを用いてソリューションロス反応を行った後のドラム強度指数との相関関係に基づいて、前記衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数から、ソリューションロス反応後のドラム強度指数を算出し、
このドラム強度指数を前記指標として用いることを特徴とする請求項１に記載の品質評価方法。
採取したコークスの粒径毎の重量比率及び前記衝撃後粒度分布に基づいて、前記コークスのドラム強度指数を算出し、
前記衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数と、前記衝撃エネルギーが加えられたコークスを用いてソリューションロス反応を行った後のドラム強度指数との相関関係に基づいて、前記衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数から、ソリューションロス反応後のドラム強度指数を算出し、
このドラム強度指数を前記指標として用いることを特徴とする請求項１に記載の品質評価方法。
【請求項7】
前記ソリューションロス反応後のドラム強度指数は、高炉の操業条件から推定された重量減少率を示すコークスのドラム強度指数であることを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載の品質評価方法。
【請求項8】
前記ソリューションロス反応後のドラム強度指数は、予め定められた重量減少率を示すコークスのドラム強度指数であることを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載の品質評価方法。
【請求項9】
前記ドラム強度指数の測定に用いられるドラムを用いて、前記機械的外力を発生させることを特徴とする請求項２、４及び５のいずれか１つに記載の品質評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高炉に装入されるコークスの品質を評価する方法に関し、特に、コークスのドラム強度指数ＤＩを品質評価の管理指標として用いる品質評価方法に関する。
【背景技術】
【0002】
高炉では、通常、高炉の内部に層状に装入される鉄原料（焼結鉱や鉄鉱石）とコークスに対して高炉の下方から熱風を供給し、熱風とコークスの反応により還元ガスを生成させる。そして、生成した還元ガスにより、鉄原料を金属鉄に還元し、溶融状態の銑鉄を製造している。
【0003】
高炉下部の高温帯において、コークスは、唯一の固体である。このため、高炉における通気性や通液性は、高温帯におけるコークスの性状に依存する。例えば、高温帯のコークスが粉化すると、通気性や通液性が悪化し、高炉の操業不調が生じる。従って、高炉の操業では、コークスの品質を適切に評価し、コークスの品質を管理することが重要である。
【0004】
品質評価を行うコークスは、コークスがコークス炉から押し出されて高炉に装入される前までの搬送経路の途中で採取することが一般的である。
【0005】
しかしながら、コークスは、搬送経路で受ける衝撃により、その性状が変化するため、搬送経路の途中で採取したコークスは、高炉に装入した直後のコークスとは性状が異なる。従って、搬送経路の途中で採取したコークスの品質評価を行う場合には、コークスを採取した位置から高炉の内部のストックレベルにコークスが到達するまでの搬送経路でコークスが受ける衝撃エネルギーについて考慮する必要がある。
【0006】
搬送過程でコークスが受ける衝撃に言及したものとして、品質管理方法ではないが、特許文献１がある。特許文献１には、コークス炉前から高炉前までの輸送過程においてコークスが受ける衝撃がドラム４０～６０回転で受ける衝撃と等価となるように輸送過程を制御することで、コークス強度と塊歩留を向上させるコークスの粒度・強度の管理方法が開示されている。
【0007】
また、特許文献２には、貯鉱槽出側の鉱石粒径、貯骸槽出口側のコークス粒径から装置固有の粒径低下率、各粒子の強度に応じた補正係数を用いて、炉内の装入物粒径を推定し、鉱石／コークスの調和平均径の比率を所定値以上に管理する粒度管理方法が開示されている。特許文献３には、コークス炉から高炉までの輸送過程において生じるコークスの粒度分布の変化を推定し、高炉に装入する前のコークスの粒度分布を調整するコークスの粒度調整方法が開示されている。さらにまた、特許文献４には、コークス搬送過程の少なくとも２箇所以上の任意の位置において同一コークス群からサンプリングしてその粒度分布を測定し、各サンプリング位置におけるコークスの粉率と平均粒径の変化と、各サンプリング位置までの搬送過程で当該コークス群が受ける機械的衝撃量とから、各サンプリング位置におけるコークス強度を推定することを特徴とするコークスのドラム強度推定方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開昭５８－９６６７８号公報
【特許文献2】特開昭６１－１１９６０８号公報
【特許文献3】特開昭６２－７４００８号公報
【特許文献4】特公平４－２３７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
特許文献１に記載の発明は、輸送過程における衝撃力を制御するもの、すなわち、ベルトコンベアやシェードの設計の指針となるものであり、通常の高炉操業における品質管理に応用することはできない。また、特許文献２に記載の発明においては、炉内の装入物粒径を推定する際に装置固有の粒径低下率が必要であるが、この値は高炉火入前の填充時の炉内の装入物をサンプリングして得なければならず、稼働中の高炉には適用できない。
【0010】
特許文献３に記載の発明においても、輸送過程において生じるコークスの粒度分布の変化を推定する際に破砕エネルギーが必要であるが、この値は標準の操業状況においてコークス炉から高炉炉頂までの粒径変化を実測して得るものであり、高炉炉頂でのサンプリングが困難であるのに加え、コークス品質など日々変動する操業に対応することは困難である。特許文献４に記載の発明は、ドラム強度試験法によらずコークス強度の測定個数を増やすことを目的とするが、複数箇所でのサンプリングが必要であることに加え、事前に同一性状のコークスサンプルを用いてドラム試験機における粉化テストを行っておく必要があり、やはり日常的なコークス品質の評価には適用困難である。さらに、ドラム強度を推定する際に、予測したい任意の地点の粒度分布を測定して塊率低下指数を算出する必要があるが、この値は日々変動するため、予め算出した値を用いての日々の品質管理は難しい。
【0011】
そこで、本発明は、コークスを採取した位置から高炉の内部のストックレベルまでの搬送経路においてコークスが受ける衝撃エネルギーを考慮して、コークスの品質を評価することができる高炉用コークスの品質評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、高炉に装入されるコークスの品質を評価する品質評価方法である。まず、コークス炉から高炉にコークスを搬送する搬送経路の途中でコークスを採取する。また、コークスの採取位置から高炉内のストックレベルまでのコークスの搬送経路（一部又は全部）において、落下を含む搬送に伴ってコークスが受ける衝撃エネルギーを推定する。そして、採取したコークスに衝撃エネルギーを加えた後におけるコークスのドラム強度指数を、コークスの品質を管理するための指標として用いる。
【0013】
機械的外力によって、採取したコークスに衝撃エネルギーを加えることができる。そして、衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数を測定し、このドラム強度指数を上記指標として用いることができる。
【0014】
採取したコークスの粒度分布に基づいて、衝撃エネルギーが加えられたコークスの粒度分布である衝撃後粒度分布を推定することができる。そして、採取したコークスの粒径毎の重量比率及び衝撃後粒度分布に基づいて、コークスのドラム強度指数を算出し、このドラム強度指数を上記指標として用いることができる。
【0015】
機械的外力によって、採取したコークスに衝撃エネルギーを加えることができる。そして、衝撃エネルギーが加えられたコークスを用いてソリューションロス反応を行った後にドラム強度指数を測定し、ソリューションロス反応後のドラム強度指数を上記指標として用いることができる。
【0016】
機械的外力によって、採取したコークスに衝撃エネルギーを加え、衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数を測定することができる。そして、衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数と、衝撃エネルギーが加えられたコークスを用いてソリューションロス反応を行った後のドラム強度指数との相関関係に基づいて、衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数から、ソリューションロス反応後のドラム強度指数を算出し、このドラム強度指数を上記指標として用いることができる。
【0017】
採取したコークスの粒度分布に基づいて、衝撃エネルギーが加えられたコークスの粒度分布である衝撃後粒度分布を推定することができる。そして、採取したコークスの粒径毎の重量比率及び衝撃後粒度分布に基づいて、コークスのドラム強度指数を算出することができる。ここで、衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数と、衝撃エネルギーが加えられたコークスを用いてソリューションロス反応を行った後のドラム強度指数との相関関係に基づいて、衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数から、ソリューションロス反応後のドラム強度指数を算出し、このドラム強度指数を上記指標として用いることができる。
【0018】
上述したソリューションロス反応後のドラム強度指数としては、高炉の操業条件から推定された重量減少率を示すコークスのドラム強度指数としたり、予め定められた重量減少率を示すコークスのドラム強度指数としたりすることができる。上述したように機械的外力を発生させるときには、ドラム強度指数の測定に用いられるドラムを用いることができ、これによって従来一般的に用いられているドラム強度指数との比較が容易になる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、採取したコークスに衝撃エネルギーを加えた後におけるコークスのドラム強度指数を品質管理の指標として用いて、衝撃エネルギーを考慮に入れたコークスの品質評価を行うことができる高炉用コークスの品質評価方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】第１実施形態の高炉用コークスの品質評価方法を説明するフローチャートである。
【図2】コークスの搬送経路の一例を示す図である。
【図3】第２実施形態の高炉用コークスの品質評価方法を説明するフローチャートである。
【図4】反応炉の概略図である。
【図5】第３実施形態の高炉用コークスの品質評価方法を説明するフローチャートである。
【図6】第４実施形態の高炉用コークスの品質評価方法を説明するフローチャートである。
【図7】コークスの重量減少率とドラム強度指数ＤＩ３との関係を示す図である。
【図8】コークスの重量減少率に基づいて、高炉用コークスの品質を評価する方法（一例）を説明する図である。
【図9】ドラム強度指数ＤＩ２とドラム強度指数ＤＩ３との関係を示す図である。
【図10】ドラム強度指数ＤＩ１とドラム強度指数ＤＩ３との関係を示す図である。
【図11】コークス反応性指数ＣＲＩとドラム強度指数ＤＩ３との関係を示す図である。
【図12】コークス反応性指数ＣＲＩと熱間反応後強度ＣＳＲとの関係を示す図である。
【図13】コークスの重量減少率とドラム強度指数ＤＩ３との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
（第１実施形態）
第１実施形態の高炉用コークスの品質評価方法について説明する。なお。高炉用コークスとは、高炉で用いられるコークスであり、以下、コークスともいう。
第１実施形態の高炉用コークスの品質評価方法について説明する。なお。高炉用コークスとは、高炉で用いられるコークスであり、以下、コークスともいう。
【0022】
本実施形態の品質評価方法は、コークス炉から高炉にコークスを搬送する経路（搬送経路）の途中で採取したコークスに対し、コークスの採取位置から高炉の内部のストックレベルにコークスが搬送されるまでの搬送経路でコークスが受ける衝撃エネルギーを加え、衝撃エネルギーが加えられたコークスのドラム強度指数ＤＩ（以下、「ドラム強度指数ＤＩ２」という）を測定して、測定したドラム強度指数ＤＩ２を管理指標として、コークスの品質を評価する方法である。
【0023】
図１は、本実施形態の高炉用コークスの品質評価方法を説明するフローチャートである。
【0024】
ステップＳ１０１では、コークスを採取する。コークスの採取は、コークス炉から炉頂ホッパに装入されるまでのコークスの搬送経路のいずれかの位置で行われる。コークスを採取しやすい点を考慮して、コークスの採取位置を適宜決めることができる。
【0025】
図２は、コークスの搬送経路の一例を示す図である。搬送経路１０は、コークスがコークス炉１１から押し出されて、高炉１６の内部における原料のストックレベル（予め決められた位置）１６ａに搬送されるまでの経路である。搬送経路１０において、コークスは、まず、コークスを製造するコークス炉１１から押し出される。コークス炉１１から押し出されたコークス（赤熱コークス）は、コークス乾式消火設備（ＣＤＱ，Coke Dry Quenching）１２に搬送されて冷却される。ＣＤＱ１２で冷却されたコークスは、ＣＤＱ１２から搬出され、原料槽１３に搬入される。原料槽１３は、所定量のコークスがその内部に維持されるように、コークスを所定の速度で搬出している。原料槽１３から搬出されたコークスは、中継ホッパ１４に搬入される。
【0026】
中継ホッパ１４は、所定量のコークスが搬入されたときに、搬入されたコークス全てを搬出する。中継ホッパ１４から搬出されたコークスは、炉頂ホッパ１５に搬入される。炉頂ホッパ１５は、中継ホッパ１４と同様に、所定量のコークスが搬入されたときに、搬入されたコークス全てを搬出する。そして、炉頂ホッパ１５から搬出されたコークスは、落下して高炉１６の内部に装入され、高炉１６の内部のストックレベル１６ａに到達する。搬送経路１０において、コークスは、コークス炉１１とＣＤＱ１２との間、ＣＤＱ１２と原料槽１３との間、原料槽１３と中継ホッパ１４との間、及び中継ホッパ１４と炉頂ホッパ１５との間をベルトコンベアで搬送される。なお、高炉１６の内部には、コークスに加えて、鉄原料が装入される。
【0027】
コークスの採取は、コークスの搬送経路のいずれかの位置で行われればよく、特に限定されるものではない。図２に示す搬送経路１０でコークスを採取する場合、例えば、ＣＤＱ１２と原料槽１３の間の採取位置Ｐ１や、原料槽１３と中継ホッパ１４の間の採取位置Ｐ２でコークスを採取することができる。
【0028】
図１に示すステップＳ１０２では、コークスの採取位置から高炉１６の内部のストックレベル１６ａにコークスが到達するまでの搬送経路でコークスが受ける衝撃エネルギーを推定する。なお、ステップＳ１０２の処理で推定する衝撃エネルギーは、コークス１個が受ける衝撃エネルギーであってもよい。
【0029】
一例として、図２に示す搬送経路１０において、採取位置Ｐ１からストックレベル１６ａにコークスが到達するまでの搬送経路でコークスが受ける衝撃エネルギーを推定する方法について説明する。
【0030】
採取位置Ｐ１からストックレベル１６ａにコークスが到達するまでの搬送経路でコークスが受ける衝撃エネルギーには、落下衝撃エネルギー及び移動衝撃エネルギーが含まれる。落下衝撃エネルギーとは、コークスが落下して落下面（例えば、ベルトコンベアやストックレベル１６ａ）に衝突したときに受ける衝撃エネルギーである。移動衝撃エネルギーとは、原料槽１３、中継ホッパ１４及び炉頂ホッパ１５のそれぞれの内部でコークスが下方に移動するときに受ける衝撃エネルギーである。このため、落下衝撃エネルギー及び移動衝撃エネルギーのそれぞれを推定し、これらの衝撃エネルギーを合算することにより、採取位置Ｐ１からストックレベル１６ａにコークスが到達するまでの搬送経路でコークスが受ける衝撃エネルギーを推定することができる。
【0031】
まず、落下衝撃エネルギーの推定方法について説明する。
【0032】
採取位置Ｐ１からストックレベル１６ａにコークスが到達するまでの搬送経路において、コークスの落下は、高低差があるベルトコンベア間をコークスが乗り継ぐときと、炉頂ホッパ１５から高炉１６にコークスが装入されるときに生じる。このため、落下衝撃エネルギーは、高低差があるベルトコンベア間をコークスが乗り継ぐときの落下距離に基づく位置エネルギーや、炉頂ホッパ１５の搬出口から高炉１６の内部のストックレベル１６ａまでの落下距離に基づく位置エネルギーとして算出することができる。
【0033】
採取位置Ｐ１からストックレベル１６ａまでの搬送経路において、コークス１個が受ける落下衝撃エネルギーは、下記（１）式に基づき推定（算出）することができる。
【0034】
【数1】
【0035】
上記（１）式において、Ｅｈは、落下衝撃エネルギー（Ｊ/個）を示し，ｍは、採取位置Ｐ１で採取したコークス１個の質量（ｋｇ）を示し，ｇは、重力加速度（９．８ｍ/ｓ２）を示し，ｈは、コークスの落下距離（ｍ）を示し，Ｄｐは、採取位置Ｐ１で採取したコークスの粒径（ｍ）を示し，ρは、採取位置Ｐ１で採取したコークスの見掛密度（ｋｇ/ｍ３）を示す。なお、落下距離ｈとしては、採取位置Ｐ１からストックレベル１６ａにコークスが到達するまでの搬送経路における落下距離の累積距離とする。コークスの見掛密度ρは、コークスの内部に存在している空隙の体積も密度算定の際の体積に含めて算定した密度である。コークスの質量ｍ及び落下距離ｈを予め測定しておいたり、コークスの粒径Ｄｐ、コークスの見掛密度ρ及び落下距離ｈを予め測定しておいたりすることにより、上記（１）式に基づいて、落下衝撃エネルギーＥｈを算出することができる。
【0036】
次に、原料槽１３の内部でコークスが受ける移動衝撃エネルギーの推定方法について説明する。
【0037】
原料槽１３の内部でコークスが受ける移動衝撃エネルギーは、原料槽１３の内部に充填されたコークスの充填層を剛塑性体と近似して力学的状態を解析する剛塑性有限要素法モデルにより推定することができる。なお、原料槽１３の内部でコークスが受ける移動衝撃エネルギーは、コークス１個が受ける移動衝撃エネルギーであってもよい。
【0038】
ここで、原料槽１３は、所定量のコークスがその内部に維持されるように、コークスを所定の速度で搬出している。このため、剛塑性有限要素法モデルによる推定は、原料槽１３に貯留されるコークス占有領域を計算対象として、固定層とみなしたコークス充填層の応力解析により行うことができる。また、コークスの占有領域は、原料槽１３の内部のコークスの貯留量と嵩密度から算出することができる。なお、嵩密度とは、原料槽１３の内部に貯留するコークス間の空隙を含む見掛け密度のことを指す。そして、原料槽１３に貯留されるコークス充填層の上部の応力は、非常に小さいため、原料槽１３の内部におけるコークスの堆積角の影響は、無視することができる。例えば、原料槽１３の壁面及びコークスの内部摩擦角を、それぞれ３２，２０°として、平均排出速度０．００２ｍ／ｓを与えることができる。
【0039】
原料槽１３の内部におけるコークス充填層の応力解析によって、コークス充填層の応力分布を把握することができ、原料槽１３の高さ方向における位置毎に、衝撃エネルギーを算出することができる。そして、原料槽１３の高さ方向における位置毎の衝撃エネルギーを、原料槽１３の高さ方向で積分することにより、原料槽１３の内部でコークスが受ける移動衝撃エネルギーを算出することができる。なお、原料槽１３の内部でコークスが受ける移動衝撃エネルギーを算出するためには、コークス充填層の応力分布を把握することができればよく、応力分布を推定する方法としては、公知の方法を適宜採用することができる。
【0040】
次に、中継ホッパ１４及び炉頂ホッパ１５のそれぞれの内部でコークスが受ける移動衝撃エネルギーの推定方法について説明する。
【0041】
中継ホッパ１４と炉頂ホッパ１５それぞれの内部でコークスが受ける移動衝撃エネルギーは、これらの内部に貯留されるコークスを剛塑性体と近似して力学的状態を解析する剛塑性有限要素法モデルにより推定することができる。なお、中継ホッパ１４と炉頂ホッパ１５それぞれの内部でコークスが受ける移動衝撃エネルギーは、コークス１個が受ける移動衝撃エネルギーであってもよい。
【0042】
中継ホッパ１４や炉頂ホッパ１５は、所定量のコークスが搬入されたときに、搬入されたコークス全てを搬出する。このため、剛塑性有限要素法モデルによる推定は、中継ホッパ１４や炉頂ホッパ１５に貯留されるコークス占有領域を計算対象として、移動層とみなしたコークス充填層の応力解析により行うことができる。例えば、中継ホッパ１４や炉頂ホッパ１５のコークスの排出速度に、それぞれ０．４９ｍ/ｓ，０．９０ｍ/ｓを与えて時間を進め、コークスの排出による体積減少後におけるコークスの応力計算を、コークスの排出完了まで逐次行って平均衝撃エネルギーを算出することができる。この平均衝撃エネルギーは、中継ホッパ１４と炉頂ホッパ１５それぞれの内部でコークスが受ける移動衝撃エネルギーとなる。なお、コークスが受ける移動衝撃エネルギーを算出するためには、コークス充填層の応力分布を把握することができればよく、応力分布を推定する方法としては、公知の方法を適宜採用することができる。
【0043】
以上の通り、ステップＳ１０２の処理で推定する衝撃エネルギーは、コークスが落下することで受ける落下衝撃エネルギーと、原料槽１３、中継ホッパ１４及び炉頂ホッパ１５の内部でコークスが移動するときに受ける移動衝撃エネルギーをそれぞれ推定し、これらの衝撃エネルギーを合算することにより求めることができる。
【0044】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２の処理で推定した衝撃エネルギーを、ステップＳ１０１の処理で採取したコークスに加える。コークスに衝撃エネルギーを加える方法は、機械的外力をコークスに加える方法であればよく、特に限定されるものではない。例えば、コークスを内部に収容した中空のドラムを回転させたり、コークスを所定の高さから落下させたり、コークスにせん断応力を加えたりする方法を挙げることができる。
【0045】
ドラムを回転させたり、コークスを落下させたり、コークスにせん断応力を加えたりするときには、これらの衝撃処理を１回だけ行ったときにコークスに加わる衝撃エネルギーを予め求めておく。そして、ステップＳ１０２の処理で推定した衝撃エネルギーを、１回の衝撃処理での衝撃エネルギーで除算すれば、衝撃処理の回数を算出することができる。この算出した回数だけ、衝撃処理を行えば、ステップＳ１０２の処理で推定した衝撃エネルギーをコークスに加えることができる。ここで、衝撃処理の回数は、整数とする。ステップＳ１０２の処理で推定した衝撃エネルギーを、１回の衝撃処理での衝撃エネルギーで除算したときの値に小数点が含まれるときには、小数点第１位を四捨五入することができる。
【0046】
一例として、ＪＩＳ Ｋ２１５１に規定される中空のドラムの内部にコークスを収容し、このドラムを回転させることでコークスに衝撃エネルギーを加える方法について説明する。
【0047】
まず、ドラムを１回転させることでコークスに加わる衝撃エネルギーを推定する。なお、ドラムを１回転させることでコークスに加わる衝撃エネルギーは、コークス１個に加わる衝撃エネルギーであってもよい。
【0048】
ドラムを１回転させることでコークス１個に加わる衝撃エネルギーは、例えば、下記（２）式に基づいて推定することができる。
【0049】
【数2】
【0050】
上記（２）式において、ＥＤＩは、ドラムを１回転させることでコークス１個に加わる衝撃エネルギー（Ｊ/個/rev.）を示し、ｍは、コークス１個の質量（ｋｇ）を示し，ｇは、重力加速度（９．８ｍ/ｓ２）を示し、Ｈは、ドラム内有効落下高さ（ｍ）を示し、ｘは、ドラムの１回転あたりでコークスがドラムに衝突する回数（－）を示し、Ｄｐは、コークスの粒径（ｍ）を示し、ρは、コークスの見掛密度（ｋｇ/ｍ３）を示す。
【0051】
ここで、ＪＩＳ Ｋ２１５１に規定される中空のドラムは、半径が１．５ｍである。また、ドラムの１回転あたりのコークスの衝突回数ｘと、ドラム内有効落下高さＨは、離散要素法（ＤＥＭ）によるドラム内のコークスの運動解析により求めることができ、例えば、衝突回数ｘは、１．５とすることができ、ドラム内有効落下高さＨは、１．２７５とすることができる。コークスの質量ｍを測定したり、コークスの粒径Ｄｐ及びコークスの見掛密度ρを測定したりすることにより、上記（２）式に基づいて、衝撃エネルギーＥＤＩを算出することができる。なお、質量ｍ、粒径Ｄｐ及び見掛密度ρのそれぞれについては、採取位置Ｐ１で採取されたコークスの代表値（例えば、平均値や中央値）を用いることができる。
【0052】
次に、ステップＳ１０２の処理で推定した衝撃エネルギー（コークスの採取位置から高炉１６のストックレベル１６ａにコークスが到達するまでの搬送経路でコークス１個が受ける衝撃エネルギー）を、ドラムを１回転させることでコークスに加わる衝撃エネルギー（ドラムを１回転させることでコークス１個に加わる衝撃エネルギー）で除算し、ステップＳ１０２の処理で推定した衝撃エネルギーをコークスに加えるために必要なドラムの回転数を算出する。
【0053】
次に、ステップＳ１０１の処理で採取したコークスを、ＪＩＳ Ｋ２１５１に規定される中空のドラムに収容し、上述したように算出した回転数だけ、ドラムを回転させることにより、ステップＳ１０２の処理で推定した衝撃エネルギーをコークスに加えることができる。
【0054】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３の処理で衝撃エネルギーが加えられたコークスについて、ドラム強度指数ＤＩ２を測定する。ドラム強度指数ＤＩ２は、ＪＩＳ Ｋ２１５１の規定に基づき測定することができる。
【0055】
本明細書において、特記しない限り、ドラム強度指数ＤＩは、ＪＩＳ Ｋ２１５１に規定されるドラム強度指数ＤＩ１５０
１５であり、ドラムの１５０回転後のコークスにおける粒径１５ｍｍ以上のコークスの質量百分率を示すが、ドラムの回転数はこれに限定されない。これは、複数のコークスについて、ドラムの回転数を変化させながら、回転数毎にドラム強度指数を測定して比較しても、回転数が同一であるときのドラム強度指数の大小関係は不変であることによる。ただし、ＪＩＳ Ｋ２１５１に合わせてドラムの回転数を１５０回転とするのが、これまで一般的に用いられているドラム強度指数ＤＩ１５０
１５との比較が容易である点で好ましい。なお、篩目も特に限定されるものではないが、実炉で用いられる篩目と同じ１５ｍｍとするのが実態に即しており好ましい。
【0056】
また、ドラム強度指数ＤＩ１は、搬送経路から採取したコークスのドラム強度指数を示し、ドラム強度指数ＤＩ２は、コークスの採取位置から高炉１６のストックレベル１６ａにコークスが到達するまでの搬送経路でコークスが受ける衝撃エネルギーを加えたコークスのドラム強度指数を示す。なお、コークスの粒径は、篩を用いて測定することができ、例えば、ＪＩＳ Ｚ８８０１に準じた篩を用いることができる。
【0057】
本実施形態では、ステップＳ１０４の処理で測定したドラム強度指数ＤＩ２を、コークスの品質を管理するための指標として用い、コークスの品質を評価する。
【0058】
本実施形態の評価方法では、コークスの採取位置から高炉１６のストックレベル１６ａにコークスが到達するまでの搬送経路でコークスが受ける衝撃エネルギーを、搬送経路で採取したコークスに加え、このコークスのドラム強度指数ＤＩ２を管理指標として用いている。このため、コークスの採取位置から高炉１６のストックレベル１６ａにコークスが到達するまでの搬送経路で生じるコークスの性状変化を考慮して、コークスの品質評価を行うことができる。
【0059】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の高炉用コークスの品質評価方法について説明する。
次に、第２実施形態の高炉用コークスの品質評価方法について説明する。
【0060】
本実施形態の品質評価方法は、ドラム強度指数ＤＩ２に基づき、ドラム強度指数ＤＩ３を推定し、このドラム強度指数ＤＩ３を管理指標としてコークスの品質を評価する方法である。
【0061】
図３は、第２実施形態の高炉用コークスの品質評価方法を説明するフローチャートである。なお、ステップＳ２０１～Ｓ２０４は、第１実施形態（図１）で説明したステップＳ１０１～１０４とそれぞれ同じ処理であるため、詳細な説明を省略する。
【0062】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４で測定したドラム強度指数ＤＩ２に基づき、ドラム強度指数ＤＩ３を推定する。ドラム強度指数ＤＩ３は、コークスの採取位置から高炉１６のストックレベル１６ａにコークスが到達するまでの搬送経路でコークスが受ける衝撃エネルギーを加えたコークスに、ソリューションロス反応を生じさせて、重量減少率を２０％としたコークスのドラム強度指数である。一般的な高炉操業においては、コークスの重量減少率が２０％程度であるため、本実施形態では、重量減少率が２０％であるコークスのドラム強度指数ＤＩ３に着目している。
【0063】
後述する実施例で示すように、ドラム強度指数ＤＩ２とドラム強度指数ＤＩ３との間には相関関係があることが分かった。具体的には、ドラム強度指数ＤＩ２が高いほど、ドラム強度指数ＤＩ３が高くなり、ドラム強度指数ＤＩ２が低いほど、ドラム強度指数ＤＩ３が低くなる。このため、例えば、ドラム強度指数ＤＩ２とドラム強度指数ＤＩ３との相関関係を表す式を予め規定しておけば、ドラム強度指数ＤＩ２に基づき、ドラム強度指数ＤＩ３を推定することができる。
【0064】
ドラム強度指数ＤＩ２とドラム強度指数ＤＩ３の相関関係を表す式としては、まず、ドラム強度指数ＤＩ２及びドラム強度指数ＤＩ３を測定しておき、ドラム強度指数ＤＩ２，ＤＩ３の関係から求められる回帰式を使用することができる。以下、ドラム強度指数ＤＩ３を測定（実測）する方法の一例を説明する。
【0065】
まず、図４に示す反応炉２０を用意する。反応炉２０は、ロードセル２６を介して吊り下げられる反応容器２１と、反応容器２１の側面を囲う発熱体２２ａを有する炉本体２２と、反応容器２１の下部に接続する反応管２３と、反応容器２１の上部に接続する反応管２４と、反応容器２１の内部に挿入され、コークス１の温度を測定するための熱電対２５と、により構成される。ＣＯ２ガスは、反応管２３を介して反応容器２１の内部に流通し、反応容器２１の内部で発生したガスは、反応管２４を介して反応容器２１の外部に排出される。発熱体２２ａは、通電されることで発熱し、反応容器２１の内部に装入されるコークス１を加熱する。炉本体２２は、炉本体２２の温度を測定するための複数の熱電対２２ｂを有しており、熱電対２２ｂによって測定された温度に基づいて発熱体２２ａの通電を制御することにより、炉本体２２の上部、中部、下部の温度を異なる温度に調整することができる。
【0066】
次に、ステップＳ２０３の処理により衝撃エネルギーを加えたコークス１を、反応容器２１に装入する。反応容器２１には、図４に示すように、ＣＯ２ガスの流れを整えるアルミナ球２７が装入されていてもよい。アルミナ球２７が装入される場合、コークス１は、アルミナ球２７の層の上方に装入される。
【0067】
次に、発熱体２２ａに通電し、反応容器２１に装入されたコークス１を加熱する。ソリューションロス反応（Ｃ+ＣＯ２→２ＣＯ）は、コークス１の温度が１０００℃～１３００℃であるときに生じやすくなるため、コークス１は、１０００℃～１３００℃に加熱しておくことが好ましい。また、コークス１の温度が１３００℃以下であれば、ドラム強度指数ＤＩ３に対する温度依存性を無視することができる。なお、ソリューションロス反応は、吸熱反応であるため、反応容器２１にＣＯ２ガスを流通させたときの温度低下を考慮して、１０００℃を超える温度にコークス１を加熱しておくことが好ましい。
【0068】
次に、反応容器２１の内部において、ＣＯ２ガスの濃度が１００％となるように、所定の速度でＣＯ２ガスを、反応管２３を介して反応容器２１の内部に流通させる。反応容器２１にＣＯ２ガスを流通することで、コークス１とＣＯ２ガスとが反応し、ＣＯガスが生成される。反応容器２１で生成したＣＯガスなどのガスは、反応管２４を介して反応容器２１の外部に排出される。なお、反応容器２１で生成したガスは、反応管２４に接続される冷却装置（不図示）や除塵器（不図示）により、冷却されたり塵が取り除かれたりした後に、反応容器２１の外部に排出されてもよい。
【0069】
ソリューションロス反応を生じさせている間は、ロードセル２６を用いてコークス１の重量変化を随時測定する。なお、ロードセル２６を用いて測定するコークス１の重量変化の正確性は、反応管２４から排出されるガスの組成とガスの排出量に基づいて算出できるカーボン反応量（ＣＯ２ガスと反応したコークス１の炭素量）を使用して随時確認してもよい。
【0070】
次に、コークス１の重量減少率（すなわち、反応容器２１の内部に装入したコークス１の重量に対する、ソリューションロス反応によるコークス１の重量減少量の割合）が２０％となったときに、ＣＯ２ガスの流通及び発熱体２２ａによる加熱を中止させる。高炉１６に装入されたコークスについて、ソリューションロス反応によるコークス反応量は略２０％であることを考慮し、上述したように、重量減少率が２０％となったときに、ＣＯ２ガスの流通及び発熱体２２ａによる加熱を中止させている。
【0071】
次に、ソリューションロス反応を生じさせたコークスのドラム強度指数ＤＩ３を測定する。ドラム強度指数ＤＩ３の測定方法においては、ドラム強度指数ＤＩ２の測定方法と同じくＪＩＳ Ｋ２１５１の規定に基づき、ドラムの回転数を１５０回転として測定してもよいし、コークスがストックレベル１６ａから高炉炉下部まで移動するときにコークスが受ける衝撃エネルギーを、離散要素法（ＤＥＭ）モデル等を利用して見積り、この衝撃エネルギーに相当する回転数（ｎ回転）をドラムの回転数として単独で付与してＤＩｎ
１５を測定したり、ドラムの回転数として１５０回転に回転数（ｎ回転）を追加で付与してＤＩｎ＋１５０
１５を測定したりしてもよい。これらの処理により測定したドラム強度指数ＤＩ３と、ステップＳ２０４で測定したドラム強度指数ＤＩ２とに基づき、ドラム強度指数ＤＩ２とドラム強度指数ＤＩ３の相関関係を表す式（回帰式）を得ることが出来る。
【0072】
本実施形態では、ステップＳ２０５の処理で推定したドラム強度指数ＤＩ３を管理指標として、コークスの品質を評価する。
【0073】
本実施形態の評価方法では、ドラム強度指数ＤＩ２に基づき、ドラム強度指数ＤＩ３を推定し、このドラム強度指数ＤＩ３を管理指標として用いている。このため、コークスの採取位置から高炉１６のストックレベル１６ａまでの搬送過程で生じるコークスの性状変化だけなく、高炉１６の内部で生じるソリューションロス反応を考慮した品質評価を行うことができる。従って、本実施形態のコークスの品質評価方法は、第１実施形態のコークスの品質評価方法と比較して、より適切にコークスの品質を評価することができる。
【0074】
（変形例）
本実施形態では、ドラム強度指数ＤＩ２に基づいてドラム強度指数ＤＩ３を推定していたが、これに限るものではない。具体的には、ドラム強度指数ＤＩ２を測定せずに、反応炉２０を用いて、衝撃エネルギーを加えたコークスにソリューションロス反応を発生させた後、ドラム強度指数ＤＩ３を実測することができる。そして、このドラム強度指数ＤＩ３を管理指標として、コークスの品質を評価することができる。
本実施形態では、ドラム強度指数ＤＩ２に基づいてドラム強度指数ＤＩ３を推定していたが、これに限るものではない。具体的には、ドラム強度指数ＤＩ２を測定せずに、反応炉２０を用いて、衝撃エネルギーを加えたコークスにソリューションロス反応を発生させた後、ドラム強度指数ＤＩ３を実測することができる。そして、このドラム強度指数ＤＩ３を管理指標として、コークスの品質を評価することができる。
【0075】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の高炉用コークスの品質評価方法について説明する。
次に、第３実施形態の高炉用コークスの品質評価方法について説明する。
【0076】
本実施形態の品質評価方法は、搬送経路で採取したコークスの粒度分布に基づいて、コークスの採取位置から高炉１６のストックレベル１６ａにコークスが到達するまでの搬送経路でコークスが受ける衝撃エネルギーを加えたコークスの粒度分布を推定し、さらに、この粒度分布に基づいて、ドラム強度指数ＤＩ２を推定し、このドラム強度指数ＤＩ２を管理指標として用いる方法である。
【0077】
【0078】
ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１で採取したコークスの粒度分布（以下、「初期粒度分布」ともいう）を測定する。粒度分布は、上述した篩を用いて測定することができる。
【0079】
ステップＳ３０３では、コークスの採取位置から高炉１６のストックレベル１６ａにコークスが到達するまでの搬送経路でコークスが受ける衝撃エネルギーを推定する。ステップＳ３０３の処理は、第１実施形態（図１）のステップＳ１０２と同じ処理であるため、説明を省略する。
【0080】
ステップＳ３０４では、ステップＳ３０２で測定した初期粒度分布に基づき、ステップＳ３０１で採取したコークスに対してステップＳ３０３で算出した衝撃エネルギーを加えて得られるコークスの粒度分布を推定する。衝撃エネルギーを加えたコークスの粒度分布の推定方法は、特に限定されない。
【0081】
以下、衝撃エネルギーを加えたコークスの粒度分布の推定方法の一例について説明する。なお、以下に説明する推定方法は、第１実施形態のステップＳ１０３で例示したように、ＪＩＳ Ｋ２１５１に規定されるドラムの内部にコークスを装入し、そのドラムを回転させることでコークスに衝撃エネルギーを加えることを想定した推定方法である。
【0082】
まず、ステップＳ３０２で測定したコークスの初期粒度分布に、下記（３）式で表されるＲｏｓｉｎ－Ｒａｍｍｌｅｒ式を適用して、初期粒度分布を統計的に再現する。初期粒度分布は、篩を用いた測定結果であり、篩いサイズに応じてコークスの粒径区分が規定されてしまう。そこで、粒径区分の粗さを解消して連続的な粒度分布を得るために、Ｒｏｓｉｎ－Ｒａｍｍｌｅｒ式を適用して、初期粒度分布を統計的に再現する。
【0083】
【数3】
【0084】
上記（３）式において、Ｒ（Ｄｐ）は、篩上（残留）分布（％）を示し、Ｄｐは、コークスの粒径を示し、ａは、定数を示し、ｎは、均等数（１を超える整数）を示す。
【0085】
次に、ステップＳ３０３で推定したコークスが受ける衝撃エネルギーを、ドラムを１回転させることでコークスに加わる衝撃エネルギーで除算し、ステップＳ３０３で推定した衝撃エネルギーをコークスに加えるために必要なドラムの回転数ｔ（下記（６）式～（９）式に示す回転数ｔ）を算出する。ここで、ドラムを１回転させることでコークスに加わる衝撃エネルギーは、第１実施形態のステップＳ１０３で説明した方法により推定できるため、詳細な説明は省略する。
【0086】
次に、上記（３）式で求められる初期粒度分布のうち、１ｍｍから最大粒径までの各粒径に対し、下記（４）式～（９）式を適用し、単一粒径の粒子に衝撃エネルギーを加えた後の粒度分布を粒径毎に求める。
【0087】
【数4】
【0088】
上記（４）式～（９）式において、Ｒ（Ｄｐ，ｔ）は、衝撃エネルギーが加えられたコークス破砕粉の篩上比率（％）を示し、Ｄｐは、衝撃エネルギーが加えられる前のコークスの粒径（ｍｍ）を示し、Ｄｐｍａｘは、衝撃エネルギーが加えられたコークス破砕粉の最大粒径（ｍｍ）を示し、φは、粉化指数を示し、βは、破砕されない粒子の粒度分布指数を示し、γは、破砕された粒子の粒度分布指数を示し、ｅは、衝撃エネルギー（Ｊ/ｋｇ）を示し、ｔは、ドラムの回転数（rev.）を示し、Ｄｐｓは、衝撃エネルギーが加えられる前のコークスの粒径（ｍｍ）を示し、Ｖは、コークスがドラムに衝突する速度（以下、「衝突速度」という）（ｍ/ｓ）を示し、［Ｅ/Ｍ］は、粉化抵抗エネルギー（Ｊ/ｋｇ）を示し、ｘは、ドラムを１回転させることでコークスがドラムに衝突する回数（以下、「衝突回数」という）を示し、δは補正係数（－）を示す。
【0089】
上記（５）式に基づいて衝撃エネルギーｅを算出するとともに、上記（９）式に基づいて粉化抵抗エネルギー［Ｅ／Ｍ］を算出することにより、上記（６）式に基づいて粉化指数φを算出できる。そして、粉化指数φと、上記（７）式から算出される粒度分布指数βと、上記（８）式から算出される粒度分布指数γとを上記（４）式に代入することにより、単一粒径Ｄｐの粒子に衝撃エネルギーを加えた後の篩上比率Ｒ（Ｄｐ，ｔ）を算出できる。
【0090】
粒度分布指数βは、コークスの塊の粒度分布を決定するパラメータであり、粒度分布指数βが大きいほど、コークスが塊として残留しやすいことを意味する。粒度分布指数γは、破砕された粒子の粒度分布を決定するパラメータであり、粒度分布指数γが大きいほど、微粉が発生しやすくなる。各粒度分布指数β，γは、衝撃エネルギーを加える前のコークスの粒径Ｄｐｓ及び回転数ｔに依存するため、上記（７）式，（８）式によって表される。粉化抵抗エネルギー［Ｅ／Ｍ］は、単位質量の粉を生成するために必要なエネルギーであり、粉化抵抗エネルギー［Ｅ／Ｍ］が大きいほど、粉化が抑制される。粉化抵抗エネルギー［Ｅ／Ｍ］は、衝撃エネルギーを加える前のコークスの粒径Ｄｐｓ及び回転数ｔに依存するため、上記（９）式によって表される。
【0091】
なお、上記（５）式における衝突回数ｘ及び衝突速度Ｖは、離散要素法（ＤＥＭ）によるドラム内のコークス粒子の運動解析により算出することができ、例えば、衝突回数ｘは、１．５回とすることができ、衝突速度Ｖは、５．０（ｍ／ｓ）とすることができる。また、コークス破砕粉の最大粒径Ｄｐｍａｘは、粒径Ｄｐの１/２以上になることはないので、コークス破砕粉の最大粒径Ｄｐｍａｘは、１/２Ｄｐとすることができる。また、上記（９）式における補正係数δは、後述するようにドラム強度指数ＤＩの計算値を実測値に一致させるために用いられる。
【0092】
次に、単一粒径の粒子に衝撃エネルギーを加えた後の粒度分布（上記（４）式から算出された篩上比率Ｒ（Ｄｐ，ｔ））を、下記（１０）式に基づき、上記（３）式によって特定された初期粒度分布で重量按分することで、衝撃エネルギーを加えた後のコークスの粒度分布を求めることができる。
【0093】
【数5】
【0094】
上記（１０）式において、Ｒ（Ｄｐ，ｔ）は、コークスに衝撃エネルギーを加えた後の篩上比率（％）を示し、Ｒ（Ｄｐ，ｔ）ijは、単一粒径の粒子に衝撃エネルギーを加えた後の篩上比率（％）を示し、Ｘは、衝撃エネルギーを加える前のコークスの重量比率（初期重量比率）を示し、添字ｉは、衝撃エネルギーが加えられる前のコークスの粒径（ｍｍ）を示し、添字ｊは、衝撃エネルギーを加えた後のコークスの粒径（ｍｍ）を示し、ｋは、初期粒度分布の最大粒径を示す。篩上比率Ｒ（Ｄｐ，ｔ）ijとしては、上記（４）式で算出された値が用いられる。粒径ｉは、上述したように、初期粒度分布のうち、１ｍｍから最大粒径ｋまでの値である。また、上述したように、コークス破砕粉の最大粒径Ｄｐｍａｘを１/２Ｄｐとしたため、粒径ｊは、初期粒度分布のうち、０．５ｍｍから最大粒径ｋまでの値である。
【0095】
以上の推定方法により、ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３で算出した衝撃エネルギーを加えて得られるコークスの粒度分布が推定される。ステップＳ３０５では、ステップＳ３０４で算出したコークスの粒度分布に基づき、さらにＪＩＳ Ｋ２１５１に規定する回転強度試験方法において、コークスが受ける衝撃エネルギーを加えてコークスのドラム強度指数ＤＩ２を推定する。
【0096】
具体的には、上記（１０）式で得られたコークスの粒度分布を初期粒度分布と読み替え、ドラム回転数ｔを１５０回転として再度上記（４）式～（１０）式の計算を繰り返して回転強度試験後の粒度分布を求め、当該回転強度試験後の粒度分布において粒径が１５ｍｍ以上のコークスの質量百分率を計算することで、ドラム強度指数ＤＩ２を推定することができる。より簡便には、上記（４）式～（１０）式において、ドラム回転数ｔを、ステップＳ３０３で推定した衝撃エネルギーをコークスに加えるために必要なドラムの回転数ｔに１５０（回転強度試験での回転数）を足した回転数にしておくことにより、採取したコークスの初期粒度分布から直接ドラム強度指数ＤＩ２を推定することができる。ここで、コークスの粒度分布から推定されるドラム強度指数ＤＩ２が実測値と一致するように、上記（９）式に示す補正係数δを予め決めておくことができる。
【0097】
本実施形態では、ステップＳ３０５の処理で推定したドラム強度指数ＤＩ２を管理指標として、コークスの品質を評価する。
【0098】
本実施形態の評価方法は、採取したコークスの初期粒度分布に基づき、コークスの採取位置から高炉１６のストックレベル１６ａにコークスが到達するまでの搬送経路でコークスが受ける衝撃エネルギーが加えられたコークスの粒度分布を推定し、さらに、推定した粒度分布に基づいてドラム強度指数ＤＩ２を推定し、推定したドラム強度指数ＤＩ２を管理指標として用いている。このため、コークスを採取した位置から高炉１６のストックレベル１６ａまでの搬送経路で生じるコークスの性状変化を考慮したコークスの品質評価を行うことができる。
【0099】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の高炉用コークスの品質評価方法について説明する。
次に、第４実施形態の高炉用コークスの品質評価方法について説明する。
【0100】
本実施形態の品質評価方法は、採取したコークスの初期粒度分布を用いて推定したドラム強度指数ＤＩ２から、さらに、ドラム強度指数ＤＩ３を推定し、このドラム強度指数ＤＩ３を管理指標として用いる方法である。
【0101】
図６は、第４実施形態の高炉用コークスの品質評価方法を説明するフローチャートである。なお、ステップＳ４０１～Ｓ４０５は、第３実施形態（図５）で説明したステップＳ３０１～３０５とそれぞれ同じ処理であるため、説明を省略する。
【0102】
ステップＳ４０６では、ステップＳ４０５で推定したドラム強度指数ＤＩ２に基づき、ドラム強度指数ＤＩ３を推定する。ドラム強度指数ＤＩ３の推定方法は、第２実施形態（図３）のステップＳ２０５と同じ推定方法を用いることができるため、詳細な説明を省略する。
【0103】
本実施形態では、ステップＳ４０６の処理で推定したドラム強度指数ＤＩ３を管理指標として、ステップＳ４０１の処理で採取したコークスの品質を評価する。
【0104】
本実施形態の評価方法では、ドラム強度指数ＤＩ２に基づき、ドラム強度指数ＤＩ３を推定し、推定したドラム強度指数ＤＩ３を管理指標として用いている。このため、コークスの採取位置から高炉１６のストックレベル１６ａまでの搬送経路で生じるコークスの性状変化だけなく、高炉の内部で生じるソリューションロス反応を考慮した品質評価を行うことができる。従って、本実施形態のコークスの品質評価方法は、第３実施形態のコークスの品質評価方法と比較して、より適切にコークスの品質を評価することができる。
【0105】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態の高炉用コークスの品質評価方法について説明する。
次に、第５実施形態の高炉用コークスの品質評価方法について説明する。
【0106】
上述した第２実施形態及び第４実施形態では、重量減少率が２０％であるコークスのドラム強度指数ＤＩ３をコークスの品質を評価するための管理指標としているが、高炉の操業条件によっては、コークスの重量減少率が２０％からずれることがある。例えば、高炉操業において、水素系ガスの吹込み量を変更するときには、コークスの重量減少率が変化しやすくなる。このため、本実施形態の品質評価方法は、高炉の操業条件に応じたコークスの重量減少率を考慮してドラム強度指数ＤＩ３を推定し、このドラム強度指数ＤＩ３を管理指標として用いる方法である。
【0107】
図７に示すように、ドラム強度指数ＤＩ３及びコークスの重量減少率の間には負の相関関係（一次関数）Ｌ１０が成り立ち、コークスの重量減少率が上昇するほど、ドラム強度指数ＤＩ３が低下する。言い換えれば、コークスの重量減少率が低下するほど、ドラム強度指数ＤＩ３が上昇する。この相関関係Ｌ１０を用いれば、高炉の操業条件に応じてコークスの重量減少率が変化した場合において、変化後の重量減少率に応じたドラム強度指数ＤＩ３を推定することができる。そして、この推定したドラム強度指数ＤＩ３に基づいて、コークスの品質を評価することができる。
【0108】
コークスの種類毎に図７に示す相関関係Ｌ１０を予め求めておけば、コークスの重量減少率を推定することにより、この重量減少率に対応するドラム強度指数ＤＩ３を推定することができる。一方、以下に説明する方法によってもドラム強度指数ＤＩ３を推定することができる。
【0109】
図７に示す相関関係Ｌ１０によれば、重量減少率Ｒｒの所定変化量ΔＲｒに対するドラム強度指数ＤＩ３の変化量ΔＤＩ３の比率（ΔＤＩ３／ΔＲｒ）を予め求めておくことができる。また、基準とする重量減少率（例えば、２０％）Ｒｒ＿ｒｅｆと、この重量減少率Ｒｒ＿ｒｅｆに対応するドラム強度指数ＤＩ３（以下、「ＤＩ３＿ｒｅｆ」という）を予め決めておく。そして、高炉の操業条件に基づいてコークスの重量減少率Ｒｒ＿ｅｓｔを推定し、重量減少率（推定）Ｒｒ＿ｅｓｔ及び重量減少率（基準）Ｒｒ＿ｒｅｆの差ΔＲｒ＿ｍを求める。この差ΔＲｒ＿ｍと上述した比率（ΔＤＩ３／ΔＲｒ）に基づいて、重量減少率（推定）Ｒｒ＿ｅｓｔに対応するドラム強度指数ＤＩ３を求めることができる。
【0110】
具体的には、比率（ΔＤＩ３／ΔＲｒ）に差ΔＲｒ＿ｍを乗算することにより、ドラム強度指数の変化量ΔＤＩ３＿ｍを求めることができ、この変化量ΔＤＩ３＿ｍをドラム強度指数ＤＩ３＿ｒｅｆに対して加算又は減算することにより、重量減少率（推定）Ｒｒ＿ｅｓｔに対応するドラム強度指数ＤＩ３を特定することができる。ここで、重量減少率（推定）Ｒｒ＿ｅｓｔが重量減少率（基準）Ｒｒ＿ｒｅｆよりも高い場合には、ドラム強度指数ＤＩ３＿ｒｅｆに対して変化量ΔＤＩ３＿ｍを減算すればよい。一方、重量減少率（推定）Ｒｒ＿ｅｓｔが重量減少率（基準）Ｒｒ＿ｒｅｆよりも低い場合には、ドラム強度指数ＤＩ３＿ｒｅｆに対して変化量ΔＤＩ３＿ｍを加算すればよい。
【0111】
コークスの重量減少率（言い換えれば、コークス反応率）は、公知の手法を用いて推定することができる。例えば、以下に説明する仮定条件を設定し、下記（１１）式～（１５）式に基づいて重量減少率を推定することができる。
【0112】
高炉の羽口から微粉炭を吹き込むときには、微粉炭の全量が羽口先で燃焼されず、燃焼率に応じて未燃焼の微粉炭が発生するものとする。ここで、羽口先における微粉炭の燃焼率は、実炉で採取した未燃チャーの気孔率から推定した結果を参考にして７０％とすることができる。未燃焼の微粉炭については、還元材に対する微粉炭の重量比率に応じた量が浸炭で消費され、残りの未燃焼の微粉炭は、ソリューションロス反応によってコークスよりも優先的に消費されるものとする。高炉内のソリューションロスカーボン量から未燃焼の微粉炭による消費分を差し引いた残りのソリューションロス反応をコークスが担うものとする。微粉炭中の炭素濃度や、コークス中の炭素濃度は一定とする。
【0113】
【数6】
【0114】
上記（１１）式～（１５）式において、ＵＰＣは、銑鉄の単位重量当たりの未燃焼の微粉炭の量［ｋｇ／ｔ］、ＰＣＲは微粉炭比［ｋｇ／ｔ］、ηＰＣは羽口先の微粉炭の燃焼率（７０［％］とする）である。ＣＢＰＣは、浸炭で消費される微粉炭量であって、銑鉄の単位重量当たりの微粉炭量［ｋｇ／ｔ］、ＲＡＲは還元材比［ｋｇ／ｔ］である。ＳＬＣＰＣは、ソリューションロス反応で消費される微粉炭量［ｋｇ／ｔ］、ＣＰＣは微粉炭中に占める炭素の質量割合（８２［％］とする）である。ＳＬＣＣＫはソリューションロス反応で消費されるコークス量［ｋｇ／ｔ］、ＳＬＣはソリューションロスカーボン量［ｋｇ／ｔ］、ＣＣＫはコークス中に占める炭素の質量割合（８５［％］とする）である。ＲＤＣＫはコークスの重量減少率（コークス反応率）［％］、ＣＲはコークス比［ｋｇ／ｔ］である。
【0115】
次に、コークスの品質を評価する方法（一例）について、図８を用いて説明する。図８は、図７と同様に、コークスの重量減少率及びドラム強度指数ＤＩ３の関係を示す。例えば、図８に示す相関関係（一次関数）Ｌ２１に基づいて、コークスの重量減少率が２０％である高炉操業においては、ドラム強度指数ＤＩ３の基準値を７０％に設定したとする。
【0116】
操業条件の変更によって、例えば、コークスの重量減少率が２０％から１５％に低下したときには、図８に示す相関関係（一次関数）Ｌ２１において、１５％の重量減少率に対応するドラム強度指数ＤＩ３が基準値（７０％）よりも高くなってしまう。すなわち、重量減少率が１５％である高炉操業において、重量減少率が２０％である高炉操業で用いられているコークスを使用すると、コークスの品質としてはオーバースペックとなってしまう。そこで、図８に示す相関関係（一次関数）Ｌ２２を示すコークスに変更すれば、言い換えれば、重量減少率が２０％である高炉操業で用いられているコークスよりも強度が低いコークスに変更すれば、重量減少率が１５％である高炉操業において、ドラム強度指数ＤＩ３を基準値（７０％）とすることができる。相関関係Ｌ２２では、１５％の重量減少率に対応するドラム強度指数ＤＩ３は７０％となる。
【0117】
一方、操業条件の変更によって、例えば、コークスの重量減少率が２０％から２５％に上昇したときには、図８に示す相関関係（一次関数）Ｌ２１において、２５％の重量減少率に対応するドラム強度指数ＤＩ３が基準値（７０％）よりも低くなってしまう。すなわち、重量減少率が２５％である高炉操業において、重量減少率が２０％である高炉操業で用いられているコークスを使用すると、コークスの品質としてはロースペックとなってしまう。そこで、図８に示す相関関係（一次関数）Ｌ２３を示すコークスに変更すれば、言い換えれば、重量減少率が２０％である高炉操業で用いられているコークスよりも強度が高いコークスに変更すれば、重量減少率が２５％である高炉操業において、ドラム強度指数ＤＩ３を基準値（７０％）とすることができる。相関関係Ｌ２３では、２５％の重量減少率に対応するドラム強度指数ＤＩ３は７０％となる。
【0118】
本実施形態のように、コークスの重量減少率に応じたドラム強度指数ＤＩ３を推定することにより、推定したドラム強度指数ＤＩ３が基準となるドラム強度指数ＤＩ３よりも高いか又は低いかを把握することができる。そして、推定したドラム強度指数ＤＩ３と、基準となるドラム強度指数ＤＩ３との間の高低関係を考慮して、高炉操業で用いられるコークスの種類を決めることができる。これにより、高炉の操業条件に適した品質のコークスを用いることができる。
【0119】
以上の第１～第５実施形態においては、コークスの採取位置から高炉１６のストックレベル１６aまでの一連の搬送経路でコークスが受けると考えられる全ての衝撃エネルギーを考慮に入れたが、上述した搬送経路の一部でコークスが受ける衝撃エネルギーのみを考慮するようにしてもよい。この場合であっても、採取したコークスのドラム強度指数ＤＩ１を管理指標として用いることと比べれば、コークスの品質を評価する上で好ましい。例えば、コークスの採取位置から炉頂ホッパ１５までの搬送経路でコークスが受ける衝撃エネルギーを推定し、当該衝撃エネルギーを採取したコークスに加えて各ドラム強度指数ＤＩ２，ＤＩ３を測定又は推定してもよい。
【実施例0120】
以下、本発明の実施例について説明する。
【0121】
図２に示す搬送経路１０を搬送されるコークスＡ～Ｃを、ＣＤＱ１２と原料槽１３との間（採取位置Ｐ１）で採取した。採取したコークスＡ～Ｃそれぞれについて、ドラム強度指数ＤＩ１，コークス反応性指数ＣＲＩ，及び熱間反応後強度ＣＳＲを以下に示す条件で測定した。
【0122】
［ドラム強度指数ＤＩ１の測定条件］
ＪＩＳ Ｋ２１５１に基づき、ドラム強度指数ＤＩ１５０ １５（ドラムの１５０回転後のコークスにおける粒径１５ｍｍ以上のコークスの質量百分率）を測定した。
ＪＩＳ Ｋ２１５１に基づき、ドラム強度指数ＤＩ１５０ １５（ドラムの１５０回転後のコークスにおける粒径１５ｍｍ以上のコークスの質量百分率）を測定した。
【0123】
［コークス反応性指数ＣＲＩの測定条件］
粒径を２０±１ｍｍに調製したコ－クス２００ｇを、反応温度１１００℃、ＣＯ２ガス流量５ＮＬ／分の条件で２時間反応させ、２時間の反応後、反応前のコークスに対する反応後のコ－クスの重量減少率を算出し、コークス反応性指数ＣＲＩを測定した。
粒径を２０±１ｍｍに調製したコ－クス２００ｇを、反応温度１１００℃、ＣＯ２ガス流量５ＮＬ／分の条件で２時間反応させ、２時間の反応後、反応前のコークスに対する反応後のコ－クスの重量減少率を算出し、コークス反応性指数ＣＲＩを測定した。
【0124】
［熱間反応後強度ＣＳＲの測定条件］
熱間反応後強度ＣＳＲの測定は、ＡＳＴＭ－Ｄ５３４１に基づき行った。すなわち、粒径を２０±１ｍｍに調製したコ－クス２００ｇを、反応温度１１００℃、ＣＯ２ガス流量５ＮＬ／分の条件で２時間反応させ、２時間の反応後、Ｉ型ドラムで６００回転させて、反応後のコークスにおける９．５６ｍｍ篩上のコークスの質量百分率を算出し、熱間反応後強度ＣＳＲを測定した。
熱間反応後強度ＣＳＲの測定は、ＡＳＴＭ－Ｄ５３４１に基づき行った。すなわち、粒径を２０±１ｍｍに調製したコ－クス２００ｇを、反応温度１１００℃、ＣＯ２ガス流量５ＮＬ／分の条件で２時間反応させ、２時間の反応後、Ｉ型ドラムで６００回転させて、反応後のコークスにおける９．５６ｍｍ篩上のコークスの質量百分率を算出し、熱間反応後強度ＣＳＲを測定した。
【0125】
上述した測定の結果を下記表１に示す。
【表1】
【0126】
コークスＡ～Ｃの粒径（ベース）を測定した。また、粒径による影響を調べるため、コークスＡ～Ｃそれぞれについて、粒径のみ異なるケース１～３のコークスを用意した。各コークスの粒径及び重量比率を下記表２に示す。なお、下記表２において、ケース１～３の平均粒径は、粒径区間の中間粒径を示し、ベースの平均粒径は、ケース１～３の中間粒径を重量比率で按分した加重平均を示す。下記表２に示すように、コークスＡ～Ｃとしては、粒径が２５ｍｍ以上であるコークスを用いた。この理由は、ＪＩＳ Ｋ２１５１に規定する回転強度試験方法において、２５ｍｍ以上又は５０ｍｍ以上の塊コークスを試料とすることが定められていることや、通常、コークスは原料槽１３において３０～６０ｍｍの篩目で篩われることにより、高炉１６に装入されるコークスのうち、粒径が２５ｍｍ以下であるコークスの重量比率が低いことを考慮したものである。
【0127】
【表2】
【0128】
採取位置Ｐ１からストックレベル１６ａまでの搬送経路１０でコークスＡ～Ｃが受ける衝撃エネルギー（コークス１個が受ける衝撃エネルギー）を、第１実施形態で説明した方法に基づき推定した。ＪＩＳ Ｋ２１５１に規定されるドラムを１回転することでコークスに加わる衝撃エネルギー（ドラムを１回転することでコークス１個に加わる衝撃エネルギー）を上記（２）式に基づき推定した。コークスＡ～Ｃが受ける衝撃エネルギーそれぞれを、ドラムを１回転することでコークスに加わる衝撃エネルギーで除算し、衝撃エネルギーをコークスＡ～Ｃに加えるために必要なドラムの回転数をそれぞれ算出した。
【0129】
本実施例において、採取位置Ｐ１からストックレベル１６ａまでの落下衝撃エネルギーはドラム４０回転数分、原料槽１３内での移動衝撃エネルギーはドラム１５回転数分、中継ホッパ１４内での移動衝撃エネルギーはドラム２０回転数分、炉頂ホッパ１５内での移動衝撃エネルギーはドラム３０回転数分と算出された。このため、ドラムの総回転数は、１０５回転数であった。上記表２に示すコークスを、ＪＩＳ Ｋ２１５１に規定されるドラムの内部にそれぞれ装入し、算出した上記総回転数だけドラムを回転させて衝撃エネルギーをコークスに加えた。衝撃エネルギーを加えた各コークスのドラム強度指数ＤＩ２を、ドラム強度指数ＤＩ１と同じ測定条件で測定した。
【0130】
図４に示す反応炉２０を用意した。φ３００ｍｍ×高さ１６００ｍｍの反応容器２１の内部に、アルミナ球２０．０ｋｇを装入した。また、アルミナ球の層の上方に、衝撃エネルギーを加えたコークス１５．０ｋｇを反応容器２１の内部にそれぞれ装入した。発熱体２２ａに通電し、反応容器２１に装入されたコークスを１０５０℃に加熱した。次に、反応容器２１の内部がＣＯ２ガス濃度１００％となるように、２００ＮＬ/ｍｉｎ（ガス線速度：０．０５ｍ/ｓ）の速度でＣＯ２ガスを、反応管２３を介して反応容器２１の内部に流通した。ＣＯ２ガス流通後、３０分でコークスの温度が１０００℃まで降下し、その後１０００℃で安定した。ＣＯ２ガスの流通後は、ロードセル２６を用いてコークスの重量変化を随時測定し、コークスの重量減少率が２０％となったときに、ＣＯ２ガスの流通及び発熱体２２ａによる加熱を中止した。コークスを冷却した後、ドラム強度指数ＤＩ３を測定した。
【0131】
【0132】
図９に示すように、ドラム強度指数ＤＩ２が高いほど、ドラム強度指数ＤＩ３は高くなり、ドラム強度指数ＤＩ２とドラム強度指数ＤＩ３とが正の相関関係（一次関数）Ｌ３０を有していることが分かる。一方、図１０に示すように、ドラム強度指数ＤＩ１が高いほど、ドラム強度指数ＤＩ３が高くなる傾向が確認できたが、ドラム強度指数ＤＩ１とドラム強度指数ＤＩ３との相関性は、ドラム強度指数ＤＩ２とドラム強度指数ＤＩ３との相関性よりも低かった。従って、ドラム強度指数ＤＩ２を管理指標として用いた場合、ドラム強度指数ＤＩ１を管理指標として用いた場合と比較して、コークスの品質をより適切に評価できることが理解できた。
【0133】
コークスＡ～Ｃについて、コークス反応性指数ＣＲＩとドラム強度指数ＤＩ３との関係を図１１に示す。また、コークスＡ～Ｃについて、コークス反応性指数ＣＲＩと熱間反応後強度ＣＳＲとの関係を図１２に示す。なお、図１２には、実炉で測定されたデータも示している。
【0134】
図１１に示すように、コークス反応性指数ＣＲＩとドラム強度指数ＤＩ３との間には、相関性を確認できなかった。また、図１２に示すように、コークス反応性指数ＣＲＩと熱間反応後強度ＣＳＲとは、負の相関関係（一次関数）Ｌ４０を有しているが、高炉内でのソリューションロス反応によるコークス反応量がほぼ一定（略２０％）であることを考慮すると、反応時間が一定（ここでは２時間）であるときのコークス反応性指数ＣＲＩ及び熱間反応後強度ＣＳＲの相関性を確認しただけでは、コークスの品質を適切に評価できていない可能性がある。これらの結果から理解できるように、ドラム強度指数ＤＩ２を管理指標として用いた場合、熱間反応後強度ＣＳＲやコークス反応性指数ＣＲＩを管理指標として用いた場合と比較して、コークスの品質をより適切に評価できることが理解できた。
【0135】
次に、上述した反応炉２０を用いたドラム強度指数ＤＩ３の測定において、コークスＢの重量減少率を変更しながら、コークスＢのドラム強度指数ＤＩ３を測定した。ここで、反応容器２１に装入したコークスＢにＣＯ２ガスを供給し、コークスＢ及びＣＯ２ガスの反応時間を調整することにより、コークスＢの重量減少率を変更した。なお、反応容器２１に装入したコークスＢに供給するガスとして、ＣＯ２ガスに加えてＨ２Ｏガスを用い、これらのガスの混合比率を変更することにより、コークスＢの重量減少率を変更することもできる。ここで、水素系ガスを高炉に吹き込む操業を行うことを想定してＨ２Ｏガスを用いることができる。この測定結果を図１３に示す。図１３において、丸印は実測値であり、直線Ｌ５０は近似直線である。
【0136】
図１３から分かるように、ドラム強度指数ＤＩ３及びコークスの重量減少率の間には、負の相関関係（直線Ｌ５０で規定される一次関数）が成り立つ。すなわち、コークスの重量減少率が上昇するほど、ドラム強度指数ＤＩ３が低下し、コークスの重量減少率が低下するほど、ドラム強度指数ＤＩ３が上昇した。このように、コークスの重量減少率に応じてドラム強度指数ＤＩ３が変化するため、上述した第５実施形態で説明したように、コークスの重量減少率を考慮してドラム強度指数ＤＩ３を推定することが好ましいことが分かった。
【0137】
次に、高炉に水素系ガスを吹き込むときにおいて、コークスの重量減少率への影響を確認した。下記表３に示す高炉操業諸元において、公知の高炉数学モデル（例えば、Kouji Takatani, Takanobu Inada, Yutaka Ujisawa、「Three-dimensional Dynamic Simulator for Blast Furnace」、ISIJ International、一般社団法人日本鉄鋼協会、１９９９年、Vol.39、No.1、ｐ15-22）を用いてソリューションロスカーボン量（ＳＬＣ）とコークスの重量減少率を推定したところ、下記表４に示す結果が得られた。なお、下記表３，４において、ベースは、水素系ガスを吹き込まないときの条件を示す。
【0138】
【表3】
【0139】
【表4】
【0140】
上記表４から分かるように、水素系ガスの吹込み量を変更することにより、ソリューションロスカーボン量（ＳＬＣ）やコークスの重量減少率が変化した。具体的には、水素系ガスの吹込み量が増加するほど、ソリューションロスカーボン量が減少するとともに、コークスの重量減少率が低下した。言い換えれば、水素系ガスの吹込み量が減少するほど、ソリューションロスカーボン量が増加するとともに、コークスの重量減少率が上昇した。
【0141】
このため、高炉操業において、水素系ガスの吹込み量を変更するときには、コークスの重量減少率が変化しやすくなるため、上述した第５実施形態で説明したように、コークスの重量減少率を考慮してドラム強度指数ＤＩ３を推定することが好ましいことが分かった。
【符号の説明】
【0142】
１：コークス，１０：搬送経路，１１：コークス炉，１２：コークス乾式消火設備（ＣＤＱ），１３：原料槽，１４：中継ホッパ，１５：炉頂ホッパ，１６：高炉，１６ａ：ストックレベル，Ｐ１・Ｐ２：採取位置，２０：反応炉，２１：反応容器，２２：炉本体，２２ａ：発熱体，２２ｂ：熱電対，２３・２４：反応管，２５：熱電対，２６：ロードセル，２７：アルミナ球
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
