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JP7252451B2 - Multi-layered coke and method for producing multi-layered coke - Google Patents

Multi-layered coke and method for producing multi-layered coke Download PDF

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JP7252451B2 JP2019105061A JP2019105061A JP7252451B2 JP 7252451 B2 JP7252451 B2 JP 7252451B2 JP 2019105061 A JP2019105061 A JP 2019105061A JP 2019105061 A JP2019105061 A JP 2019105061A JP 7252451 B2 JP7252451 B2 JP 7252451B2
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Description

本発明は、コークスの反応性に優れたコークス及びコークスの製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to coke having excellent coke reactivity and a method for producing coke.

高炉では、鉱石原料及びコークスが炉頂から層状に装入されて充填層を形成し、鉱石原料を高炉内で還元することにより、溶融状態の銑鉄が製造される。高炉にコークスが装入されると、C+CO=2COで表されるコークスのガス化反応(以下、単にコークスのガス化反応と称する場合がある)が起こり、COガスにより鉱石原料が還元される。なお、以下の説明において、このコークスのガス化反応のことをコークスの反応性と言い換える場合がある。 In a blast furnace, ore raw materials and coke are charged in layers from the top of the furnace to form a packed bed, and the ore raw materials are reduced in the blast furnace to produce molten pig iron. When coke is charged into the blast furnace, a coke gasification reaction represented by C + CO 2 = 2CO (hereinafter sometimes simply referred to as coke gasification reaction) occurs, and the ore raw material is reduced by CO gas. be done. In the following description, this coke gasification reaction may be referred to as coke reactivity.

ここで、充填層内の上段では、炉下部から炉頂部に向かって吹き上がる還元ガスの還元力が低下するため、コークスのガス化反応を促進して(つまり、コークスの反応性を高めて)還元ガスを発生させ、鉱石原料を効率的に還元する必要がある。その一方で、充填層内の中段~下段では炉頂部に向かって吹き上がる還元ガスによって鉱石原料が還元され易いため、コークスの反応性を高める必要がない。むしろ、充填層内の中段~下段においてコークスの反応性が高くなると、過度なガス化反応によって強度低下したコークスが潰れて、粉化するため、高炉内部の通気性が阻害されるおそれがある。したがって、充填層内の上段ではコークスの反応性が高く、充填層内の中段~下段ではコークスの反応性が低いコークスが求められている。 Here, in the upper stage of the packed bed, the reducing power of the reducing gas blowing up from the bottom of the furnace toward the top of the furnace is reduced, so the gasification reaction of coke is promoted (that is, the reactivity of coke is increased). It is necessary to generate a reducing gas and efficiently reduce the ore raw material. On the other hand, since the ore raw material is easily reduced by the reducing gas blowing up toward the top of the furnace in the middle to lower stages of the packed bed, there is no need to increase the coke reactivity. Rather, if the reactivity of coke increases in the middle to lower stages of the packed bed, the coke whose strength has decreased due to excessive gasification reaction will be crushed and pulverized, which may hinder the air permeability inside the blast furnace. Therefore, coke with high coke reactivity in the upper part of the packed bed and low coke reactivity in the middle to lower part of the packed bed is required.

特許文献1には、炭素と二酸化炭素から一酸化炭素を生じる反応を活性化させる触媒物質を溶媒中に溶解及び/または分散させた液体を、単一銘柄の石炭または複数銘柄の石炭からなる配合炭を乾留して製造したコークス表面から浸透させ、該コークスの表面から内部に触媒物質の濃度分布を付与することを特徴とする触媒濃度分布の異なる高炉用高反応性コークスの製造方法が記載されている。 In Patent Document 1, a liquid obtained by dissolving and/or dispersing in a solvent a catalyst substance that activates the reaction that produces carbon monoxide from carbon and carbon dioxide is mixed with a single brand of coal or multiple brands of coal. A method for producing highly reactive coke for blast furnaces with different catalyst concentration distributions is described, which is characterized by penetrating from the surface of coke produced by dry distillation of charcoal and imparting a concentration distribution of catalyst substances from the surface to the inside of the coke. ing.

図6を参照して、特許文献1に記載された製造方法によれば、コークスの表面から内部にかけて触媒物質の濃度分布を制御し、濃度分布を曲線状に変化させた(曲線(a)、曲線(a´)参照)高反応性コークスを製造することができる。 Referring to FIG. 6, according to the production method described in Patent Document 1, the concentration distribution of the catalyst substance is controlled from the surface to the inside of the coke, and the concentration distribution is changed in a curve (curve (a), See curve (a')) highly reactive coke can be produced.

特開2004-315664号公報JP 2004-315664 A

特許文献1の方法では、コークスの内部よりも外部の方が、コークスの反応性が高いコークスが得られる。すなわち、充填層内の上段ではコークスの反応性が高く、充填層内の中段~下段ではコークスの反応性が低いコークスが得られる。しかし、特許文献1の方法では、コークス中に水分をある程度含むため、水分を蒸発させるための熱量が高炉で必要となり、還元材比が高くなることから、コークス中の水分は低いことが望まれる。 In the method of Patent Literature 1, coke with higher coke reactivity in the outside than in the inside of the coke can be obtained. That is, coke with high coke reactivity is obtained in the upper stage of the packed bed, and coke with low coke reactivity is obtained in the middle to lower stages of the packed bed. However, in the method of Patent Document 1, since the coke contains a certain amount of water, the blast furnace requires a heat amount to evaporate the water, and the reducing agent ratio increases, so it is desirable that the water content in the coke is low. .

上記課題を解決するために、本願発明に係る複層構造のコークスは、(1)高炉に装入されるコークスが複層構造であって、内層コークスよりも、外層コークスの方が、コークス反応性CRIが高いことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the multi-layered coke according to the present invention is provided by: (1) The coke charged into the blast furnace has a multi-layered structure, and the outer layer coke is more likely to react with coke than the inner layer coke. It is characterized by a high sexual CRI.

(2)前記外層コークスのコークス反応性CRIは、35超であることを特徴とする上記(1)に記載の複層構造のコークス。 (2) The multi-layered coke according to (1) above, wherein the coke reactivity CRI of the outer layer coke is greater than 35.

(3)コークスの全体を100質量%としたとき、前記外層コークスの質量比率は10質量%以上50質量%以下であることを上記(1)又は(2)に記載の複層構造のコークス。 (3) The multi-layered coke according to (1) or (2) above, wherein the mass ratio of the outer layer coke is 10% by mass or more and 50% by mass or less when the total coke is 100% by mass.

本願発明に係る複層構造のコークスの製造方法は、(4)複層構造のコークスを製造する方法であって、内層コークス用の原料石炭を中心部に配し、コークス化したときのコークス反応性CRIが、前記内層コークス用の原料石炭をコークス化したときのコークス反応性CRIよりも高い石炭を、外層コークス用の原料石炭として外層に配した複層構造の成形炭を製造し、前記成形炭を乾留することによりコークスを製造することを特徴とする。 The method for producing multi-layered coke according to the present invention is (4) a method for producing multi-layered coke, wherein raw coal for inner layer coke is placed in the center and coke reaction occurs when coking Coal having a higher reactive CRI than the coke-reactive CRI when the raw coal for the inner layer coke is coked is placed in the outer layer as the raw coal for the outer layer coke. It is characterized by producing coke by carbonizing charcoal.

(5)前記内層コークス用の原料石炭と、前記外層コークス用の原料石炭とは、互いに炭種が異なることを特徴とする上記(4)に記載の複層構造のコークスの製造方法。 (5) The method for producing multi-layered coke according to (4) above, wherein the raw coal for the inner layer coke and the raw coal for the outer layer coke are of different coal types.

本発明によれば、コークスの内層よりも外層の方がコークスの反応性が高く、水分が低いコークスを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide coke having a higher coke reactivity and a lower water content in the outer coke layer than in the inner coke layer.

コークスの断面図である。1 is a cross-sectional view of coke; FIG. 成形炭製造装置の立面図である。1 is an elevational view of a coal briquetting apparatus; FIG. 成形炭製造装置をA面に沿って切断した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the coal briquette manufacturing apparatus cut along the A plane; 成形炭製造装置に含まれる成形ロールの斜視図である。1 is a perspective view of a forming roll included in a charcoal forming apparatus; FIG. 成形炭の断面図である。1 is a cross-sectional view of coal briquette; FIG. 従来の高反応性コークスにおける触媒の濃度分布を示す概念模式図である。FIG. 2 is a conceptual schematic diagram showing the concentration distribution of catalyst in conventional high-reactivity coke.

(第1実施形態)
図1は、本実施形態のコークスの断面図である。コークス10は、内層コークスよりも外層コークスの方が、コークス反応性CRI(以降、単に「CRI」と記載する場合がある。)が高い二層構造のコークスである。ここでは、内層コークスをCRIが低い低反応層部11、外層コークスをCRIが高い高反応層部12と呼ぶ。低反応層部11はコークス10の中心に位置して内層を形成している。高反応層部12は、低反応層部11の全体を覆うようにコークス10の外層を形成している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of coke according to this embodiment. The coke 10 has a two-layer structure in which the outer layer coke has a higher coke reactivity CRI (hereinafter sometimes simply referred to as “CRI”) than the inner layer coke. Here, the inner coke layer is referred to as a low-reactive layer portion 11 having a low CRI, and the outer coke layer is referred to as a high-reactive layer portion 12 having a high CRI. The low reaction layer portion 11 is located in the center of the coke 10 and forms an inner layer. The highly reactive layer portion 12 forms an outer layer of the coke 10 so as to cover the entire low reactive layer portion 11 .

CRIは、コークスとCOガスとの反応性を評価する評価値であり、20±1mmの大きさにサイズ調整されたコークス200g(試料)を、ガス組成:二酸化炭素(100容量%)、反応温度1100℃、反応時間2時間の条件で反応させた後に試料の質量を測定し、(反応前質量-反応後質量)/反応前質量×100で表される、反応による質量減少率を示す指数である。CRIが高くなるほど、コークスの反応性は良くなり、CRIが低くなるほど、コークスの反応性は悪くなる。 CRI is an evaluation value that evaluates the reactivity between coke and CO2 gas. Measure the mass of the sample after reacting at a temperature of 1100 ° C. and a reaction time of 2 hours. is. The higher the CRI, the more reactive the coke, and the lower the CRI, the less reactive the coke.

CRIは、炭種によって制御することができる。具体的には、炭種が互いに異なる複数の石炭について、コークス化したときのそれぞれのCRIを測定しておき、CRIが低くなる単味の石炭を低反応層部11を形成する石炭として使用し、CRIが高くなる単味の石炭を高反応層部12を形成する石炭として使用する。 CRI can be controlled by coal type. Specifically, a plurality of coals of different coal types are measured for their respective CRIs when coked, and a single coal with a low CRI is used as the coal for forming the low reaction layer portion 11. , plain coal having a high CRI is used as the coal forming the highly reactive layer 12 .

また、コークスの反応性を高める触媒物質を石炭に添加することによって、CRIを制御してもよい。この種の触媒物質として、例えば、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物、遷移金属、および、遷移金属化合物のうちの1種または2種以上からなる混合物等を用いることができる。触媒物質は、固体であることが好ましい。但し、石炭をコークス炉で乾留する際に、用いるコークス炉で許容される熱量の範囲内で、触媒物質を溶媒中に溶解及び/又は分散させた液体を用いてもよい。 CRI may also be controlled by adding catalytic materials to the coal that increase coke reactivity. As this type of catalyst material, for example, alkali metals, alkali metal compounds, alkaline earth metals, alkaline earth metal compounds, transition metals, and mixtures of two or more of transition metal compounds are used. be able to. Preferably, the catalytic material is solid. However, when coal is carbonized in a coke oven, a liquid obtained by dissolving and/or dispersing a catalyst substance in a solvent may be used within the range of heat quantity allowed by the coke oven used.

本実施形態では、コークス10の原料石炭に固体の触媒物質を添加することができるため、コークス炉で水分を蒸発させるための熱量が極小化できるとともに、乾留後のコークスは水分が低いため、水分が低いコークスを高炉へ提供することができる。これにより、コークスの反応性が制御された有用なコークス10を、含水率を高めることなく製造することができる。コークス10の含水率は、好ましくは、1質量%未満である。なお、触媒物質の詳細は、特許文献1に開示されているから、上述の説明に留める。 In the present embodiment, since a solid catalyst substance can be added to the raw coal of the coke 10, the amount of heat required to evaporate the moisture in the coke oven can be minimized. can provide coke with a low coke to the blast furnace. As a result, useful coke 10 with controlled coke reactivity can be produced without increasing the moisture content. The moisture content of coke 10 is preferably less than 1% by weight. The details of the catalyst substance are disclosed in Patent Document 1, so the description is limited to the above.

低反応層部11のCRIは、好ましくは35以下である。低反応層部11のCRIの下限値は、特に限定しないが、一般的なコークス製造用原料炭から製造するコークスのCRIの最小値を考慮すると、概ね15程度である。高反応層部12のCRIは、好ましくは35超である。高反応層部12の上限値は、特に限定しないが、一般的なコークス製造用原料炭から製造するコークスのCRIの最大値を考慮すると、概ね60程度である。 The CRI of the low reaction layer portion 11 is preferably 35 or less. Although the lower limit of the CRI of the low-reaction layer 11 is not particularly limited, it is approximately 15 considering the minimum CRI of coke produced from general coke-making coking coal. The CRI of the highly reactive layer portion 12 is preferably greater than 35. Although the upper limit of the highly reactive layer 12 is not particularly limited, it is approximately 60 considering the maximum CRI of coke produced from general coke-producing coking coal.

高炉内では、コークスのガス化反応により消費されるコークスは概ね20質量%である。したがって、コークス10の全体を100質量%としたとき、反応性に優れる高反応層部12の質量比は、好ましくは10質量%以上50質量%以下であり、より好ましくは10質量%以上30質量%以下であり、さらに好ましくは15質量%以上25質量%以下である。 In a blast furnace, approximately 20% by mass of coke is consumed by the coke gasification reaction. Therefore, when the entire coke 10 is 100% by mass, the mass ratio of the highly reactive layer 12 having excellent reactivity is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 30% by mass. % or less, more preferably 15 mass % or more and 25 mass % or less.

コークス10を高炉に装入するとコークスの反応性が高い高反応層部12が選択的にガス化されるため、効率的に還元ガスを生成することができる。一方、コークスの反応性が低い低反応層部11は、強度の高い塊の状態を維持しながら充填層内を落下するため、コークスが粉化して、通気性が阻害されることを抑制できる。 When the coke 10 is charged into the blast furnace, the highly reactive layer 12 with high coke reactivity is selectively gasified, so that reducing gas can be efficiently generated. On the other hand, the low reaction layer portion 11 with low coke reactivity falls in the packed bed while maintaining a high-strength lump state, so it is possible to suppress coke pulverization and obstruction of air permeability.

次に、コークス10の製造方法について詳細に説明する。図2は、成形炭製造装置の立面図である。図3は、成形炭製造装置をA面に沿って切断した断面図である。図4は、成形炭製造装置に含まれる成形ロールの斜視図である。これらの図において、X軸、Y軸及びZ軸は互いに直交する異なる三軸を示している。 Next, a method for producing coke 10 will be described in detail. FIG. 2 is an elevational view of the coal briquetting apparatus. FIG. 3 is a cross-sectional view of the coal briquetting apparatus cut along the A plane. FIG. 4 is a perspective view of a forming roll included in the charcoal forming apparatus. In these figures, the X-axis, Y-axis and Z-axis indicate different three axes orthogonal to each other.

成形炭製造装置30は、外部石炭供給ホッパー31、内部石炭供給ノズル32及び一対の成形ロール33,34を含む。成形ロール33は、円筒状に形成されており、X軸方向に延びる軸周りに回転する。図2の矢印K1は、成形ロール33の回転方向を示している。成形ロール33の外周面には、成形カップ33aが形成されている。成形カップ33aは、後述する成形炭20を二分割した形状(例えば、半球状)に形成されている。成形カップ33aは、成形ロール33の周方向に向かって略等間隔に配列されており、これらの一群の成形カップ33aが成形ロール33の長手方向(X軸方向)に所定の間隔を隔てて複数列設けられている。 Coal forming apparatus 30 includes an external coal feed hopper 31 , an internal coal feed nozzle 32 and a pair of forming rolls 33 , 34 . The forming roll 33 is cylindrical and rotates around an axis extending in the X-axis direction. An arrow K1 in FIG. 2 indicates the direction of rotation of the forming roll 33 . Forming cups 33 a are formed on the outer peripheral surface of the forming roll 33 . The molded cup 33a is formed in a shape (for example, a hemispherical shape) obtained by dividing the molded charcoal 20, which will be described later. The forming cups 33a are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction of the forming roll 33, and a group of forming cups 33a are arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction (X-axis direction) of the forming roll 33. Queues are provided.

成形ロール34は、成形ロール33と同様の形状であり、ロールの外周面には複数の成形カップ34aが形成されている。成形ロール34は、Y軸方向において成形ロール33と向き合う位置に配置されている。図2の矢印K2は、矢印K1とは反対方向であり、成形ロール34の回転方向を示している。つまり、成形ロール33は半時計周り方向に連続的に回転し、成形ロール34は時計周り方向に連続的に回転する。 The forming roll 34 has the same shape as the forming roll 33, and a plurality of forming cups 34a are formed on the outer peripheral surface of the roll. The forming roll 34 is arranged at a position facing the forming roll 33 in the Y-axis direction. The arrow K2 in FIG. 2 is the opposite direction to the arrow K1 and indicates the rotation direction of the forming roll 34. As shown in FIG. That is, the forming roll 33 continuously rotates counterclockwise, and the forming roll 34 continuously rotates clockwise.

外部石炭供給ホッパー31は、成形ロール33の長手方向に並ぶ成形カップ33aの数だけ設けられている。言い換えると、周方向に向かって配列された一群の成形カップ33aに対して一つの外部石炭供給ホッパー31が割り当てられている。外部石炭供給ホッパー31のホッパー排出口31aは、成形ロール33及び成形ロール34の上端部に近接した位置に設けられている。外部石炭供給ホッパー31には、コークス10の高反応層部12を形成するための原料石炭(以下、外部石炭と称する場合がある)が貯留されており、この外部石炭は外部石炭供給ホッパー31から連続的に排出される。 The external coal supply hoppers 31 are provided in the same number as the forming cups 33 a arranged in the longitudinal direction of the forming rolls 33 . In other words, one external coal supply hopper 31 is assigned to a group of forming cups 33a arranged in the circumferential direction. A hopper discharge port 31 a of the external coal supply hopper 31 is provided at a position close to the upper ends of the forming rolls 33 and 34 . The external coal supply hopper 31 stores raw material coal (hereinafter sometimes referred to as external coal) for forming the highly reactive layer 12 of the coke 10, and this external coal is supplied from the external coal supply hopper 31. discharged continuously.

内部石炭供給ノズル32は、一対の成形ロール33,34が互いに対向する領域に向かって延びており、内部供給ノズル32のノズル排出口32aは外部石炭供給ホッパー31のホッパー排出口31aよりも下方に位置している。内部石炭供給ノズル32の内部には図示しない供給スクリューが設けられており、この供給スクリューが回転動作することによって、成形カップ33a,34aに向かって石炭(低反応層部11を形成するための原料石炭であり、以下、内部石炭と称する場合がある)を供給することができる。内部石炭供給ノズル32の供給スクリューは、間欠的に駆動される。 The internal coal supply nozzle 32 extends toward the region where the pair of forming rolls 33 and 34 face each other, and the nozzle discharge port 32a of the internal supply nozzle 32 is located below the hopper discharge port 31a of the external coal supply hopper 31. positioned. A supply screw (not shown) is provided inside the internal coal supply nozzle 32, and the rotation of the supply screw causes the coal (raw material for forming the low reaction layer 11) toward the forming cups 33a and 34a. coal, hereinafter sometimes referred to as internal coal). The feed screw of internal coal feed nozzle 32 is driven intermittently.

一対の成形ロール33,34は、成形カップ33a,34aが互いに同じ位相となるように回転動作を行う。つまり、成形カップ33a,34aがY軸方向において互いに向き合う状態が間欠的に発生するように、一対の成形ロール33,34は回転動作を行う。 The pair of forming rolls 33 and 34 rotate so that the forming cups 33a and 34a are in the same phase. That is, the pair of forming rolls 33 and 34 rotate so that the forming cups 33a and 34a face each other in the Y-axis direction intermittently.

ここで、一対の成形カップ33a,34aが外部石炭供給ホッパー31の排出口直下に進入すると、これらの成形カップ33a,34aに対して外部石炭供給ホッパー31から外部石炭が落下供給される。一対の成形ロール33,34がさらに回転すると、成形カップ33a,34aに溜まった外部石炭の上に内部石炭供給ノズル32を介して内部石炭が供給される。内部石炭の供給量は予め定められており、目標供給量に到達すると、内部石炭の供給動作が直ちに停止される。一方、外部石炭は常時連続的に供給されているため、内部石炭の上に更に外部石炭が積層される。これにより、中心部分に内部石炭を配し、外層部分に外部石炭を配した二層構造の石炭が形成される。 Here, when the pair of forming cups 33a and 34a enter directly below the outlet of the external coal supply hopper 31, the external coal is dropped and supplied from the external coal supply hopper 31 to these forming cups 33a and 34a. Further rotation of the pair of forming rolls 33, 34 feeds the internal coal through the internal coal feeding nozzle 32 onto the external coal accumulated in the forming cups 33a, 34a. The supply amount of the internal coal is predetermined, and when the target supply amount is reached, the supply operation of the internal coal is immediately stopped. On the other hand, since the external coal is always continuously supplied, the external coal is further layered on the internal coal. As a result, coal having a two-layer structure is formed in which the inner coal is arranged in the central portion and the outer coal is arranged in the outer layer portion.

この二層構造の石炭は、一対の成形カップ33a,34aがY軸方向において向き合うときに、成形カップ33a,34aに対して圧接され、コークス10のベースとなる成形炭20が成形される。図5は、成形炭20の断面図である。成形炭20は、内部石炭層21及び外部石炭層22からなる二層構造であり、乾留すると、内部石炭層21が低反応層部11になり、外部石炭層22が高反応層部12になる。なお、成形炭20の乾留処理は、例えば、縦型シャフト乾留炉において行うことができる。成形炭20の大きさは、特に限定しないが、例えば30~70mm程度とすることができる。 The two-layered coal is pressed against the forming cups 33a and 34a when the pair of forming cups 33a and 34a face each other in the Y-axis direction, forming the formed coal 20 serving as the base of the coke 10. FIG. 5 is a cross-sectional view of the coal briquette 20. As shown in FIG. The coal briquette 20 has a two-layer structure consisting of an inner coal bed 21 and an outer coal bed 22. When carbonized, the inner coal bed 21 becomes the low reaction layer 11 and the outer coal bed 22 becomes the high reaction layer 12. . In addition, the carbonization process of the coal briquette 20 can be performed, for example, in a vertical shaft carbonization furnace. The size of the coal briquette 20 is not particularly limited, but can be, for example, about 30 to 70 mm.

成形炭製造装置30は、予め定められた低反応層部11及び高反応層部12の質量比に基づき駆動され、この質量比は適宜変更することができる。例えば、内部石炭の供給速度を上げると、内部石炭層21(低反応層部11)の質量比が増加し、内部石炭の供給速度を下げると、内部石炭層21(低反応層部11)の質量比が低下する。内部石炭の供給速度は、供給スクリューの回転速度を制御したり、供給ノズルの断面積を変えることにより変更することができる。 The molded coal production apparatus 30 is driven based on a predetermined mass ratio of the low-reactive layer portion 11 and the high-reactive layer portion 12, and this mass ratio can be changed as appropriate. For example, when the supply speed of the internal coal is increased, the mass ratio of the internal coal bed 21 (low reaction layer portion 11) increases, and when the supply speed of the internal coal is decreased, the mass ratio of the internal coal bed 21 (low reaction layer portion 11) increases. The mass ratio is lowered. The feed rate of the internal coal can be changed by controlling the rotation speed of the feed screw or by changing the cross-sectional area of the feed nozzle.

(変形例)
上述の実施形態では、CRIが互いに異なる二層構造のコークスについて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、CRIが互いに異なる三層以上のコークスとすることもできる。三層の場合、内層と外層の間に中間層が形成されるが、中間層のCRIは、内層のCRIより高く、外層のCRIよりも低い。また、中間層が複数形成される場合は、内層側から外層側に向けてCRIが高くなる様に形成される。これにより、高炉の充填層内の上段から下段にかけて、コークスの反応性をより細かく調整するコークスを提供することができる。この場合、例えば、内部石炭供給ノズル32を多重管構造とすることにより、複層構造のコークスを製造することができる。
(Modification)
In the above-described embodiment, two-layered coke with different CRIs has been described, but the present invention is not limited to this, and three or more layers of coke with different CRIs can also be used. In the case of three layers, an intermediate layer is formed between the inner layer and the outer layer, the CRI of the intermediate layer being higher than the CRI of the inner layer and lower than the CRI of the outer layer. Also, when a plurality of intermediate layers are formed, they are formed so that the CRI increases from the inner layer side to the outer layer side. As a result, it is possible to provide coke whose reactivity is more finely adjusted from the upper stage to the lower stage in the packed bed of the blast furnace. In this case, for example, coke having a multi-layer structure can be produced by forming the internal coal supply nozzle 32 into a multi-pipe structure.

(実施例)
実施例を示して、本発明については詳細に説明する。まず、単一銘柄の石炭A~Bについてそれぞれ成形コークスを製造し、コークスの反応性を評価した。石炭A~Bを3mm以下100質量%に粉砕した後、加温して液状になった軟ピッチを石炭に対して外数で10質量%添加、混錬した。混錬炭を通常のダブルロールで球相当径45mmに成形し、成形炭を試験コークス炉で乾留した後、CRIを測定した。表1は、石炭A~Bの性状と各成形コークスのCRIである。石炭AはCRIが35超の反応性が高いコークスとなり、石炭BはCRIが35以下の反応性が低いコークスとなることがわかった。

Figure 0007252451000001
(Example)
The present invention will be described in detail with reference to examples. First, molded coke was produced for each of single brand coals A to B, and coke reactivity was evaluated. After the coals A to B were pulverized to 100% by mass of 3 mm or less, 10% by mass of soft pitch liquefied by heating was added to the coal and kneaded. The kneaded coal was formed into a sphere equivalent diameter of 45 mm with a normal double roll, and after the formed coal was carbonized in a test coke oven, the CRI was measured. Table 1 shows the properties of coals A to B and the CRI of each formed coke. It was found that coal A resulted in highly reactive coke with a CRI greater than 35, and coal B resulted in less reactive coke with a CRI of 35 or less.
Figure 0007252451000001

表1の結果に基づき、内部石炭として石炭Bを選択し、外部石炭として石炭Aを選択した。石炭Aを3mm以下100質量%に粉砕した後、加温して液状になった軟ピッチを粉砕した石炭に対して外数で10質量%添加、混錬し、外部石炭供給ホッパーに導入した。石炭Aと同様の方法により処理した石炭Bを、内部石炭供給ノズルに供給した。表2に示す条件にしたがって製造した結果、外部石炭層22(高反応層部12)の質量比率が10質量%~40質量%の成形炭(成形コークス)を製造することができた。成形コークスに含まれる水分を測定したところ、全て1質量%未満であった。これに対し、前記の石炭Bのみで上記と同じサイズに成形した成形炭を試験コークス炉で乾留して、成形コークスを作製し、この成形コークスに触媒物質としてCaClの5質量%水溶液をコークスの表面から浸透させて水分を調べた。液体の浸透条件としては、前記の水溶液を10秒間噴霧する方式と、前記の水溶液に10秒間浸漬する方式で行った。その結果、コークスの水分は、噴霧方式では3.5質量%、浸漬方式では4.5質量%となり、いずれの水分も本発明のコークスよりも高い値となった。以上により、本発明によれば、コークスの内層よりも外層の方がコークスの反応性が高く、水分が低いコークスが得られることが確認された。

Figure 0007252451000002
Based on the results in Table 1, coal B was selected as the internal coal and coal A was selected as the external coal. Coal A was pulverized to 100% by mass of 3 mm or less, then warmed and liquefied soft pitch was added to the pulverized coal in an external number of 10% by mass, kneaded, and introduced into an external coal supply hopper. Coal B, treated in the same manner as coal A, was fed to an internal coal feed nozzle. As a result of production under the conditions shown in Table 2, it was possible to produce coal briquette (coke briquette) with a mass ratio of the outer coal layer 22 (highly reactive layer 12) of 10% by mass to 40% by mass. When the moisture contained in the formed coke was measured, it was all less than 1% by mass. On the other hand, the coal formed into the same size as the above using only the coal B was carbonized in a test coke oven to prepare formed coke, and a 5% by mass aqueous solution of CaCl 2 was added to the formed coke as a catalyst substance. The water content was examined by penetrating from the surface of the As conditions for liquid penetration, a method of spraying the aqueous solution for 10 seconds and a method of immersing the substrate in the aqueous solution for 10 seconds were used. As a result, the water content of the coke was 3.5% by mass for the spray method and 4.5% by mass for the immersion method, both of which were higher than the coke of the present invention. From the above, it was confirmed that according to the present invention, coke with a higher coke reactivity and a lower water content can be obtained in the outer layer of coke than in the inner layer of coke.
Figure 0007252451000002

10 コークス
11 低反応層部
12 高反応層部
20 成形炭
21 内部石炭
22 外部石炭
10 coke 11 low reaction layer 12 high reaction layer 20 coal briquette 21 internal coal 22 external coal

Claims (5)

高炉に装入されるコークスが複層構造であって、
内層コークスよりも、外層コークスの方が、コークス反応性CRIが高いことを特徴とする複層構造のコークス。
The coke charged into the blast furnace has a multilayer structure,
A multi-layer structure coke characterized in that the outer layer coke has a higher coke reactivity CRI than the inner layer coke.
前記外層コークスのコークス反応性CRIは、35超であることを特徴とする請求項1に記載の複層構造のコークス。 2. The multi-layered coke according to claim 1, wherein the coke reactivity CRI of said outer layer coke is greater than 35. コークスの全体を100質量%としたとき、前記外層コークスの質量比率は10質量%以上50質量%以下であることを請求項1又は2に記載の複層構造のコークス。 3. The multi-layered coke according to claim 1 or 2, wherein the outer layer coke has a mass ratio of 10% by mass or more and 50% by mass or less when the total coke is 100% by mass. 複層構造のコークスを製造する方法であって、
内層コークス用の原料石炭を中心部に配し、コークス化したときのコークス反応性CRIが、前記内層コークス用の原料石炭をコークス化したときのコークス反応性CRIよりも高い石炭を、外層コークス用の原料石炭として外層に配した複層構造の成形炭を製造し、
前記成形炭を乾留することによりコークスを製造することを特徴とする複層構造のコークスの製造方法。
A method for producing multi-layered coke, comprising:
The raw coal for the inner layer coke is placed in the center, and the coke reactivity CRI when coked is higher than the coke reactivity CRI when the raw coal for the inner layer coke is coked. As the raw material coal for the
A method for producing multi-layered coke, comprising producing coke by carbonizing the coal briquette.
前記内層コークス用の原料石炭と、前記外層コークス用の原料石炭とは、互いに炭種が異なることを特徴とする請求項4に記載の複層構造のコークスの製造方法。


5. The method for producing multi-layered coke according to claim 4, wherein the raw coal for the inner layer coke and the raw coal for the outer layer coke are of different coal types.


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