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公開番号2025133900
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2025114365,2022567031
出願日2025-07-07,2021-05-03
発明の名称高品質コークス製品
出願人サンコークテクノロジーアンドディベロップメントリミテッドライアビリティカンパニー
代理人弁理士法人谷・阿部特許事務所
主分類C10B 57/00 20060101AFI20250904BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】最適化された配合炭から、熱回収炉、非回収炉、トムソン炉などの水平炉で製造される高品質なコークス製品の提供。
【解決手段】細長い形状、改善された反応後コークス強度(CSR)、および改善されたコークス反応度指数(CRI)のような独特の特性を有するコークス製品。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
鋳物用コークスの実直径よりも大きな水力直径（Ｄｈ）を有する鋳物用コークスであって、前記鋳物用コークスは、２０％と４５％との間の反応性指数（ＣＲＩ）、１５％と４０％との間の反応後のコークス強度（ＣＳＲ）、および１％未満の硫黄含有量を有することを特徴とする、鋳物用コークス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱回収炉、非回収炉、トンプソン(Thompson)炉などの水平炉を含む炉で製造される、独特の特性を有する高品質のコークス製品に関する。
続きを表示（約 4,000 文字）【背景技術】
【０００２】
本願は、参照によりその全体が本明細書の一部をなすものとする、２０２０年５月３日に出願された米国特許仮出願第６３／０１９，４０５号の優先権を主張する。
【０００３】
コークスは、鉄鋼の生産において鉄鉱石を溶融および還元するために使用される固体炭素燃料および炭素源である。鋳物用コークスは、非常に大きな寸法（通常は直径４インチ以上）を有し、ならびに、非常に少ない不純物の含有量、かつ、非常に高い炭素含有量、非常に高い強度、非常に高い安定性のような非常に優れた品質を有するコークスである。鋳物用コークスは、鋳造用キュポラで鉄を溶融し、鋳鉄製品およびダクタイル鋳鉄製品を製造するために使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、鋳物用コークスの製造コスト（製造コスト、輸送コストおよび環境コストを含む）は高い。したがって、当技術分野では、製造プロセスを改善し、それによって、より高い歩留まりおよび／またはより低コストで、高品質の鋳物用コークスを得ることの必要性が存在する。本発明は、多くの独特かつ改善された特性を有する高品質の鋳物用コークスを提供することにより、この必要性を満たすものである。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
１０重量％の粉コークスとともに製造されるＨＤ＋（商標）鋳物用コークスの形状、大きさ、色を市販の鋳物用コークスと比較した図である。市販鋳物用コークス１は、米国で従来の副産物工場で製造されており、８．５インチ×１１インチの紙の上に示されている。市販鋳物用コークス２は、非常に高い密度を有し、外国でスタンプチャージ式の副産物工場で製造されており、８．５インチ×１１インチの紙の上に示されている。
５重量％の粉コークス配合量（ダイヤモンド）および８．５重量％の粉コークス配合量（丸）とともに得られるＨＤ＋（商標）鋳物用コークスのＣＳＲおよびＣＲＩを、文献（Diez et al., International Journal of Coal Geology 50: 389-412 (2002)）から得られる通常の製司コークス(Met Coke)（正方形）のＣＳＲとＣＲＩと比較した図である。
均一な寸法（１０インチ×１０インチ）のコークス片に関する充填試験のシミュレーション結果を示す図である。
均一な寸法（４インチ×１０インチ）のコークス片に関する充填試験のシミュレーション結果を示す図である。
ランダムな寸法のコークス片に関する充填試験のシミュレーション結果を示す図である。
キュポラの充填試験のシミュレーションの確率的性質に由来する繰り返し実行による変動性を示す図である。
水力半径の計算の例、およびその計算結果のユーザー出力の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本願は、少なくとも１枚のカラー図面を含む。カラー図面を含む本願の写しは、請求と必要な費用の支払いに応じて事務局から提供される。
【０００７】
本明細書において、高品質のＨＤ＋（商標）コークス製品、特に、独特の特性を有するＨＤ＋（商標）鋳物用コークスを開示する。コークス化工程では、種々のサイズのコークスを種々の分率で生産する。慣用的には、コークス製品は実質的に球状の形状を有し、寸法に基づいて以下のように分類される：直径４インチより大きい寸法を有する鋳物用コークス、２～４インチの寸法を有するエッグ（egg、産業用コークス）、１～２インチまたは１～１．５インチのサイズを有するストーブ（stove）、３／８～１インチのサイズを有するナット（nut）、および３／８インチ未満のサイズを有する粉コークス(breeze)。本開示の態様において、本明細書に開示されるＨＤ＋（商標）コークス製品は、熱回収炉、非回収炉、またはトンプソン炉などの水平炉において、特定比率の不活性物質または粉コークスを含む所定の石炭ブレンドを用いる独自のコークス化プロセスによって製造される。ＨＤ＋（商標）コークス製品は、種々の分類をすることができる。１つの例では、ＨＤ＋（商標）コークス製品は、３．５インチ超の水力直径を有するＨＤ＋（商標）鋳物用コークス、１．５～３．５インチの水力直径を有するＨＤ＋（商標）エッグコークス、０．５～１．５インチの水力直径を有するＨＤ＋（商標）粉コークス、０．５インチ未満のサイズを有するＨＤ＋（商標）廃棄微粉を含む。ＨＤ＋（商標）粉コークスの全ては３／８インチ以下に破砕し、コークス化プロセス用の混合炭にリサイクルすることができるが、廃棄微粉は、潜在的な燃焼損失および高灰分に起因して熱回収の問題を提起するおそれがある。そのため、コークス化プロセスに応じて、一部または全ての廃棄微粉はリサイクルされる。ＨＤ＋（商標）エッグコークスは、追加の粉コークス配合量が必要な場合のみリサイクルされるが、大抵の場合、ＨＤ＋（商標）エッグコークスは販売され、テンサイ生産およびミネラルウールまたはロックウール生産に使用される。
【０００８】
特定の実施形態において、本明細書は、市販の鋳物用コークス（実質的に球状の形状および少なくとも４インチの直径を有する）と区別できる形状を有するＨＤ＋（商標）コークスを開示する。慣用の球状の黒色鋳物用コークスとは異なり、本明細書に開示されるＨＤ＋（商標）鋳物用コークスは、図１に示すような細長い「指状の形状」を有する。特定の実施形態において、本明細書に開示されるＨＤ＋（商標）コークスは、灰色または淡灰色を有する。
【０００９】
特定の実施形態において、ＨＤ＋（商標）鋳物用コークスは、大きなアスペクト比（幅に対する長さの比）を有する。たとえば、ＨＤ＋（商標）鋳物用コークスは、２インチおよび３６インチの間、３インチおよび１５インチの間、４インチおよび１２インチの間、または４インチおよび１０インチの間の長さと、１．５インチおよび１２インチの間、２インチおよび８インチの間、３インチおよび７インチの間、２インチおよび４インチの間、または４インチおよび６インチの間の幅を有する。いくつかの実施形態において、ＨＤ＋（商標）鋳物用コークスは、少なくとも２インチ、少なくとも３インチ、少なくとも４インチ、少なくとも５インチ、少なくとも６インチ、少なくとも７インチ、少なくとも８インチ、少なくとも９インチ、少なくとも１０インチ、少なくとも１１インチ、少なくとも１２インチ、少なくとも１３インチ、少なくとも１４インチ、少なくとも１５インチ、少なくとも１６インチ、少なくとも１７インチ、少なくとも１８インチ、少なくとも１９インチ、少なくとも２０インチ、少なくとも２１インチ、少なくとも２２インチ、少なくとも２３インチ、少なくとも２４インチ、少なくとも２５インチ、少なくとも２６インチ、少なくとも２７インチ、少なくとも２８インチ、少なくとも２９インチ、少なくとも３０インチ、少なくとも３１インチ、少なくとも３２インチ、少なくとも３３インチ、少なくとも３４インチ、少なくとも３５インチ、または、少なくとも３６インチの長さを有してもよい。いくつかの実施形態では、ＨＤ＋（商標）鋳物用コークスは、少なくとも１．５インチ、少なくとも２インチ、少なくとも３インチ、少なくとも４インチ、少なくとも５インチ、少なくとも６インチ、少なくとも７インチ、少なくとも８インチ、少なくとも９インチ、少なくとも１０インチ、少なくとも１１インチ、少なくとも１２インチ、少なくとも１３インチ、少なくとも１４インチ、少なくとも１５インチ、少なくとも１６インチ、少なくとも１７インチ、少なくとも１８インチの幅を有する。特定の実施形態において、ＨＤ＋（商標）鋳物用コークスは、少なくとも１．１、少なくとも１．５、少なくとも２．０、少なくとも２．５、少なくとも３．０、少なくとも３．５、少なくとも４．０、少なくとも４．５、少なくとも５．０、少なくとも５．５、少なくとも６．０、少なくとも６．５、少なくとも７．０、少なくとも７．５、少なくとも８．０、少なくとも８．５、少なくとも９．０、少なくとも９．５、または少なくとも１０．０の、長さ：幅の比を有する。いくつかの実施形態において、ＨＤ＋（商標）鋳物用コークスは、少なくとも２．０、少なくとも３．０、または少なくとも４．０の長さ：幅の比を有する。
【００１０】
特定の実施形態において、ＨＤ＋（商標）鋳物用コークスは、独自のプロセスにより、熱回収炉、非回収炉、またはトンプソン炉などの水平炉で製造される。特定の実施形態では、単一の製造工程または単一の炉からのコークスの総量の少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも４５％、少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％が、上記の長さ、幅および長さ：幅の比の範囲内に収まる。特定の実施形態では、単一の生産工程または単一の炉からの全鋳物用コークスの少なくとも４０％、少なくとも４５％、少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％が、上記の長さ、幅および長さ：幅の比の範囲内に収まる。
（【００１１】以降は省略されています）

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