JP2002173687A - Method for estimating pushing load of coke and method for operation of coke oven to prevent clogging trouble in coke pushing work - Google Patents

Method for estimating pushing load of coke and method for operation of coke oven to prevent clogging trouble in coke pushing work

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JP2002173687A
JP2002173687A JP2000370349A JP2000370349A JP2002173687A JP 2002173687 A JP2002173687 A JP 2002173687A JP 2000370349 A JP2000370349 A JP 2000370349A JP 2000370349 A JP2000370349 A JP 2000370349A JP 2002173687 A JP2002173687 A JP 2002173687A
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JP
Japan
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coal
coke
carbon
furnace
amount
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JP2000370349A
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Japanese (ja)
Inventor
Asayuki Nakagawa
朝之 中川
Shintaro Ikemoto
慎太郎 池本
Makoto Ando
真 安藤
Shin Matsuura
慎 松浦
Tatsuya Kudo
達也 工藤
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the clogging of coke in coke pushing work by estimating the load on the motor for the driving of a pusher ram. SOLUTION: The load applied to the ram-driving motor in the coke pushing work is estimated from the relationship between the load on the ram-driving motor and a carbon resistance index calculated from the carbon quantity on the furnace wall and the carbon quantity in the furnace top space estimated from the coal nature and the operating conditions of the furnace. When a high pushing load is estimated, the load is lowered by controlling the coal nature and the operation conditions to prevent the occurrence of the push clogging.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コークスの押し詰
りを防止することを可能とするコークス炉の操業方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of operating a coke oven which can prevent the coke from being clogged.

【0002】[0002]

【従来の技術】コークス炉を安定に操業することは、生
産量の確保、製造コストの低減、そして、炉体保護の観
点から重要なことと認識されている。しかし、実際に
は、様々なことが原因でトラブルが発生し、操業の安定
が維持できないことが多い。その原因の一例を挙げれ
ば、移動機(装入車、押し出し機、ガイド車)の故障
や、炭化室炉壁を構成する煉瓦の損傷等、設備上のトラ
ブルがある。あるいは、コークス押し出しの際に、押し
出し機ラムの負荷が異常に上昇し、ラムの駆動モーター
保護回路が作動してコークスの排出ができなくなるとい
うトラブルも現実に発生する。
2. Description of the Related Art It is recognized that stable operation of a coke oven is important from the viewpoints of securing the production amount, reducing the production cost, and protecting the furnace body. However, in practice, trouble often occurs due to various reasons, and stable operation cannot be maintained in many cases. As an example of the cause, there is a trouble in equipment such as a failure of a mobile device (a charging vehicle, an extruder, a guide vehicle) and a damage of a brick constituting a coking chamber furnace wall. Alternatively, when coke is extruded, the load of the extruder ram rises abnormally, and the trouble occurs in which the drive motor protection circuit of the ram is activated and the coke cannot be discharged.

【0003】近年のコークス炉操業では、装入炭の水分
を低下させてコークス品質向上、生産量確保、生産コス
ト低減等を達成してきた。しかし、水分の低下によって
石炭の装入密度が上昇し、石炭の膨張圧による炉壁への
押し圧や、コークスを押し出す際に炉壁にかかる荷重が
上昇する等、煉瓦で構成される炭化室炉壁に対して、今
までより大きなダメージを与える可能性がある。建設さ
れて30年以上が経過したコークス炉が目立ち始め、炉
体の老朽化が進展する中で、逆に炉体に対する負荷が増
大しているのが現状である。
In recent coke oven operations, the quality of coke has been improved, the production amount has been secured, the production cost has been reduced, etc., by reducing the water content of the charged coal. However, due to the decrease in moisture, the charge density of coal rises, and the pressure on the furnace wall due to the expansion pressure of coal and the load on the furnace wall when extruding coke rise. The furnace wall may be damaged more than ever. The coke oven, which has been constructed for more than 30 years, has started to stand out, and as the furnace body has deteriorated, the load on the furnace body has increased.

【0004】コークスを押し出す際には、押し出し機ラ
ムによる押し力の一部が側圧として炉壁面にかかる(例
えば、Ironmaking Conference Proceedings, AIME、1
998年、頁1155−1159、以下押し出し側圧と
記す)。該押し出し側圧は、コークスの押し出しに必要
な力(押し出し機ラムの駆動モーター出力)が大きいほ
ど高くなり、時として、煉瓦の破孔や炉壁損壊等のトラ
ブルを発生させる。
[0004] When extruding coke, part of the pushing force of the extruder ram is applied to the furnace wall as side pressure (for example, Ironmaking Conference Proceedings, AIME, 1).
998, pp. 1155-1159, hereinafter referred to as extrusion side pressure). The extruding side pressure increases as the force required for extruding coke (output of the driving motor of the extruder ram) increases, and sometimes causes troubles such as a hole in a brick or damage to a furnace wall.

【0005】コークス押し出し力は、コークスをガイド
車側に移動させるときの抵抗で決まり、一般的には、
炉底面の抵抗、炉壁面の抵抗、及び、押し出し時に炉
高方向へコークスケーキの盛り上がりが発生する際は、
炉頂空間面(炭化室内部にあって、石炭やコークスが
充填されている際に、該石炭またはコークスと接触して
いない部分)の抵抗が考えられる。このうち、炉底面の
抵抗は、移動させるコークスの重さと炉底面の摩擦係数
で決まり、炉底面に損傷や変形がない限りは、通常の操
業を行っていれば大きく変動することはない。これに対
して、コークス炉と炉壁面、及び、炉頂空間面の抵抗は
大きく変動すると考えられる。すなわち、押し出し時に
コークスが炉壁面から受ける抵抗は、炉壁面とコークス
の摩擦力、及び、炉壁面の平滑度で決まり、摩擦力が小
さいほど、平滑度が高いほど押し出し時の抵抗は小さく
なる。ここで、炉壁面とコークスの摩擦力は摩擦係数と
押し出し側圧で決まると考えられる。また、炉壁面の平
滑度は、炉壁面に存在する付着物(カーボン)や煉瓦欠
損の状態に依存する。ここで、摩擦係数は材質が決まれ
ばほぼ一定と考えられ、稼働中のコークス炉では任意に
操作することは不可能である。したがって、押し出し力
を操作する因子は、押し出し側圧と炉壁面の平滑度(煉
瓦欠損や付着物の有無)である。
[0005] The coke pushing force is determined by the resistance when the coke is moved to the guide vehicle side, and generally,
When the resistance of the furnace bottom, the resistance of the furnace wall, and the rise of coke cake in the furnace height direction during extrusion,
The resistance of the furnace top space surface (the portion that is inside the carbonization chamber and is not in contact with the coal or coke when filled with coal or coke) is considered. Among these, the resistance of the furnace bottom is determined by the weight of the coke to be moved and the coefficient of friction of the furnace bottom, and does not fluctuate significantly during normal operation unless the furnace bottom is damaged or deformed. On the other hand, it is considered that the resistance of the coke oven and the furnace wall surface and the resistance of the furnace top space greatly vary. That is, the resistance that coke receives from the furnace wall surface during extrusion is determined by the frictional force between the furnace wall surface and coke and the smoothness of the furnace wall surface. The smaller the frictional force and the higher the smoothness, the smaller the resistance during extrusion. Here, it is considered that the frictional force between the furnace wall and the coke is determined by the friction coefficient and the extrusion side pressure. Further, the smoothness of the furnace wall surface depends on the state of deposits (carbon) and brick defects existing on the furnace wall surface. Here, the coefficient of friction is considered to be substantially constant once the material is determined, and it is impossible to arbitrarily operate the coke oven in operation. Therefore, factors that control the extrusion force are the extrusion side pressure and the smoothness of the furnace wall surface (the presence or absence of brick loss or adhesion).

【0006】押し出し側圧は、主に炉壁面とコークス間
の隙間量に依存することが知られているが(Ironmaking
Conference Proceedings, AIME、1998年、頁11
55−1159)、該隙間量は乾留時の石炭膨張圧とコ
ークスの焼き減り量で決まる。したがって、石炭配合や
炉温管理によってコークス炉操業において制御可能な因
子である。また、煉瓦欠損については、溶射補修や部分
積み替えを実施することで、表面の平滑度を保つことが
できる。付着カーボンは、炉壁面のみでなる炉頂空間面
に生成するが、コークスを排出した後に機械的に除去し
たり、含酸素気体を導入して燃焼除去したりする。
It is known that the extrusion side pressure mainly depends on the gap amount between the furnace wall and the coke (Ironmaking
Conference Proceedings, AIME, 1998, page 11
55-1159), the gap amount is determined by the coal expansion pressure during carbonization and the amount of coke burned out. Therefore, it is a factor that can be controlled in coke oven operation by coal blending and furnace temperature management. In addition, with regard to brick defects, the surface smoothness can be maintained by performing thermal spray repair and partial reloading. The attached carbon is generated on the furnace top space surface consisting only of the furnace wall, and is mechanically removed after the coke is discharged, or is burned and removed by introducing an oxygen-containing gas.

【0007】ところで、炉壁面の平滑度を低下させる煉
瓦欠損は、乾留1回毎に発生することは先ずあり得な
い。すなわち、欠損が発生しても、該部位を補修すれ
ば、数ヶ月から数年は平滑度を高く保持される。一方、
付着カーボンの生成は石炭乾留中に必ず発生する現象で
あり、付着カーボンによる平滑度の低下は、乾留1回毎
に発生する問題となる。したがって、該付着カーボンに
よる押し出し抵抗の増加は、炉操業を円滑に行う場合に
おいて最も留意すべき管理項目である。
By the way, it is unlikely that a brick defect that lowers the smoothness of the furnace wall surface occurs every time carbonization is performed. That is, even if a defect occurs, if the part is repaired, the smoothness is maintained high for several months to several years. on the other hand,
The formation of attached carbon is a phenomenon that always occurs during coal carbonization, and the reduction in smoothness due to carbon attachment is a problem that occurs each time carbonization is performed. Therefore, the increase in the extrusion resistance due to the attached carbon is the most important control item when the furnace operation is performed smoothly.

【0008】炭化室炉壁面へのカーボン付着や煉瓦欠損
等の損傷を判定する方法として、過去に多くの検討がな
されている。例えば、特開昭63−68690号公報や
特開平3−146589号公報、特開平8−53676
号公報では、コークス押し出し時のラムの駆動モーター
にかかる負荷情報に基づいてコークス炉の炉壁の損傷を
判定する方法が提案されている。また、特開平3−16
2490号公報では、コークス押し出しヘッドのコーク
ス押し出しの往動負荷電流と対応復動負荷電流との差か
ら負荷電流を演算し、これをコークス重量に基づく負荷
電流値で補正し、カーボン付着度を精度良く検出する方
法が提案されている。
[0008] Many studies have been made in the past as a method of determining damage such as carbon adhesion to a furnace wall of a carbonization chamber or brick loss. For example, JP-A-63-68690, JP-A-3-146589, and JP-A-8-53676.
Japanese Patent Laid-Open Publication No. HEI 9-214605 proposes a method of determining damage to a furnace wall of a coke oven based on load information applied to a ram drive motor during coke extrusion. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Japanese Patent No. 2490 discloses that a load current is calculated from a difference between a forward load current and a corresponding backward load current of coke pushing of a coke pushing head, and the load current is corrected by a load current value based on coke weight, and the degree of carbon adhesion is accurately determined. A good detection method has been proposed.

【0009】これらの方法は、炭化室の炉長方向に往復
運動する押し出し機ラムの駆動モーターにかかる負荷抵
抗を利用して、コークスを押し出す毎に炉壁面の情報が
得られる点で優れており、その情報に基づいて炉壁面の
異常を早期に検出して、損傷が拡大することを防止でき
る。また、カーボン付着度を精度良く検出できること
は、含酸素気体等を導入して、該付着カーボンを除去す
る作業が効率的に行うことが可能となる等、コークス炉
の操業安定を確保する点で優れている。
These methods are excellent in that information on the furnace wall surface can be obtained every time coke is extruded by utilizing the load resistance applied to the drive motor of the extruder ram which reciprocates in the furnace length direction of the coking chamber. Based on the information, the abnormality of the furnace wall can be detected at an early stage to prevent the damage from expanding. In addition, the fact that the degree of carbon deposition can be detected with high accuracy is achieved by introducing an oxygen-containing gas or the like and performing the operation of removing the deposited carbon efficiently. Are better.

【0010】しかし、これらの方法は、コークスの押し
出しを行って初めて情報が得られるものであり、押し出
しの前に当該窯のコークスの押し出しがスムーズに行え
るか否か(すなわち、押し出し負荷が低いか高いか)を
推定し、最適な押し出しのタイミングを判断することは
不可能である。
However, in these methods, information can be obtained only by extruding the coke, and it is determined whether or not the coke of the kiln can be smoothly extruded before the extrusion (that is, whether the extrusion load is low). It is impossible to estimate the timing of the extrusion and determine the optimal extrusion timing.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】炉壁面や炉頂空間面へ
のカーボン付着による押し出し抵抗の増加を回避するた
めには、コークスを押し出してから次に石炭を装入する
までの間に、炭化室内のカーボン除去を的確に行うこと
が対策の一つである。しかし、稼働率の高い場合には、
カーボン付着量が増加するにも拘わらず、製骸量確保の
ために、生成した付着カーボン量に見合った除去作業時
間が確保できない状況がしばしば発生する。かかる状況
下では、上述した理由により押し出し抵抗が増加し、最
悪の場合には押し詰りが発生する。
In order to avoid an increase in the extrusion resistance due to the adhesion of carbon to the furnace wall and the top space of the furnace, the carbonization must be performed between the extruding of coke and the subsequent charging of coal. One of the countermeasures is to remove indoor carbon accurately. However, if the utilization rate is high,
Despite the increase in the amount of attached carbon, a situation often arises in which it is not possible to secure a removal operation time commensurate with the amount of attached carbon generated in order to secure the amount of skeleton. In such a situation, the push-out resistance increases for the above-mentioned reason, and in the worst case, the jamming occurs.

【0012】このような場合の対策として、通常は、そ
のまま炉蓋を閉じて乾留を継続し、炉幅方向のコークス
収縮量を確保したのちに、再度、押し出し機による押し
出しを実施する。それでも押し出しが不可能な状況に陥
った場合は、人力によるコークス排出作業が実施される
が、900℃前後の赤熱コークスを取扱う劣悪な作業環
境となるため好ましくない。
As a countermeasure in such a case, usually, the furnace lid is closed and the carbonization is continued, and after the coke shrinkage in the furnace width direction is secured, the extruder is again extruded. In the case where extrusion is still impossible, coke discharging work by human power is performed, but it is not preferable because it becomes a poor working environment for handling red hot coke at around 900 ° C.

【0013】本発明では上述したような炉壁面や炉頂空
間面に付着したカーボンによる押し出し抵抗の増加に起
因する問題点を解決するために、装入石炭の性状や炉の
操業条件を基に、押し出し前に当該窯において押し出し
機ラムでコークスを押し出すのに必要な負荷を予測し、
最適な押し出し条件を見い出す手段を提供することを目
的とするものである。
In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems caused by the increase in the extrusion resistance due to the carbon adhering to the furnace wall surface and the furnace top space surface, the properties of the charged coal and the operating conditions of the furnace are determined based on the properties. Predicting the load required to extrude coke with an extruder ram in the kiln before extrusion,
It is an object of the present invention to provide a means for finding optimal extrusion conditions.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点を解決するために種々検討した結果、従来から用い
ていた石炭水分や揮発分、温度等に加えて、石炭へのオ
イルの添加、装入時の発塵、及び、炉頂空間部の容積を
考慮し、該推定手法を用いて付着カーボン生成量を推定
した炉壁面の付着カーボン量と炉頂空間面の付着カーボ
ン量を組み合わせた指数が、押し出し抵抗の最大値と良
好な相関があることを見出し、その知見に基づいて本発
明を完成するに至ったものである。すなわち、本発明の
要旨とするところは、 (1)コークス押し出し時の負荷を、炭化室炉壁面に生
成するカーボン量と、炭化室の炉頂空間面に生成するカ
ーボン量をパラメーターとして下記の(A)式で推定す
ることを特徴とするコークス押し出し負荷の推定方法、
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted various studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, in addition to conventionally used coal moisture, volatile matter, temperature, etc., the oil The amount of deposited carbon on the furnace wall and the amount of deposited carbon on the furnace top space surface were estimated using the estimation method, taking into account the addition of dust, dust generation during charging, and the volume of the furnace top space. Have been found to have a good correlation with the maximum value of the extrusion resistance, and have completed the present invention based on the finding. That is, the gist of the present invention is as follows: (1) The load at the time of coke extrusion is expressed by the following equation using the amount of carbon generated on the furnace wall of the coking chamber and the amount of carbon generated on the furnace top space surface of the coking chamber as the following parameters. A) A method for estimating a coke extrusion load, wherein the method is estimated by the equation (A).

【0015】[0015]

【数5】 (Equation 5)

【0016】k11:係数 (2)(1)に記載の炉壁に生成するカーボンの推定量
を、石炭へのオイルの添加率、石炭の揮発分、石炭の水
分含有率を用いて、下記の(B)式で求め、炉頂空間面
に生成するカーボンの推定量を、石炭へのオイルの添加
率、炭化室への石炭装入量、温度、石炭の揮発分、石炭
の水分含有率、石炭の発塵率を用いて、下記の(C)式
で求めることを特徴とするコークス押し出し負荷の推定
方法、
K11: Coefficient (2) The estimated amount of carbon generated on the furnace wall described in (1) is calculated using the oil addition rate to coal, the volatile matter of coal, and the moisture content of coal as follows. The estimated amount of carbon generated on the furnace top space surface obtained by the equation (B) is calculated as follows: the addition rate of oil to coal, the amount of coal charged into the carbonization chamber, temperature, volatile matter of coal, moisture content of coal, A method for estimating a coke extrusion load, wherein the method is obtained by the following equation (C) using the dust generation rate of coal.

【0017】[0017]

【数6】 (Equation 6)

【0018】 Dw:炉壁カーボンの生成速度(mm/日)、 k1:係数、 OL:石炭へのオイル添加率(質量%)、 Tw:炉壁温度(K)、 VM:石炭の揮発分(質量%)、 M:石炭の水分含有率(質量%)。Dw: rate of furnace wall carbon generation (mm / day), k1: coefficient, OL: oil addition rate (mass%) to coal, Tw: furnace wall temperature (K), VM: volatile matter of coal ( Mass%), M: moisture content of coal (mass%).

【0019】[0019]

【数7】 (Equation 7)

【0020】 Dr:炉頂空間面のカーボン生成速度(mm/日)、 W:石炭装入量(ton)、 k7〜k10:係数、 H:石炭の発塵率(質量%)、 ξ(τ):補正係数、 τ:石炭装入からの経過時間。 (3)(2)に記載の石炭の発塵率を、石炭の粉砕性を
示す指数、発生ガスの流速、石炭の粒度を示す指数、石
炭の水分含有率、石炭へのオイル添加率を用いて、下記
の(D)式で推定することを特徴とするコークス押し出
し負荷の推定方法、
Dr: carbon generation rate (mm / day) on the furnace top space surface, W: coal charge (ton), k7 to k10: coefficient, H: coal dust generation rate (mass%), ξ (τ ): Correction factor, τ: Elapsed time since coal charging. (3) The dust generation rate of the coal described in (2) was calculated using an index indicating the crushability of the coal, a flow rate of the generated gas, an index indicating the particle size of the coal, the water content of the coal, and the oil addition rate to the coal. A method for estimating a coke pushing load, characterized by estimating by the following equation (D):

【0021】[0021]

【数8】 (Equation 8)

【0022】 HGI:石炭の粉砕性を示す指数、 Gv:発生ガスの流速(m/s)、 Dp:石炭の粒度を示す指数、 k2〜k6:係数。 (4)(1)〜(3)のいずれかに記載の方法を用いて
推定したコークス押し出し負荷の値に応じて、炭化室か
らコークスを押し出すタイミングを設定することを特徴
とするコークスの押し詰りを防止するコークス炉の操業
方法、である。
HGI: Index indicating coal crushability, Gv: Flow rate of generated gas (m / s), Dp: Index indicating coal particle size, k2 to k6: Coefficient. (4) Coke compaction characterized by setting the timing for extruding coke from the coking chamber according to the value of the coke extrusion load estimated using the method according to any one of (1) to (3). Operating method of the coke oven, which prevents the

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】石炭乾留ガスからの熱分解カーボ
ン(付着カーボン)生成速度に関しては、いくつか報告
されている。(例えば、燃料協会誌、第48巻第510
号、1969年、頁732−737、及び、Ironmaking
Conference Proceedings, AIME、1985年、頁35
5−362)。これらの知見を用いれば、炭化室の炉壁
に生成する熱分解カーボン量を、装入した石炭の性状
(揮発分、水分)やコークス炉の操業条件(炉壁温
度)、炉壁とコークス間の隙間量から推定することが可
能である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Several reports have been made on the rate of pyrolytic carbon (adhered carbon) production from coal carbonization gas. (For example, Journal of Fuel Association, Vol. 48, No. 510
No., 1969, pp. 732-737, and Ironmaking
Conference Proceedings, AIME, 1985, p. 35
5-362). Based on these findings, the amount of pyrolytic carbon generated on the furnace wall of the coking chamber can be determined by the properties of the charged coal (volatile matter and moisture), the operating conditions of the coke oven (furnace wall temperature), and the distance between the furnace wall and coke. Can be estimated from the gap amount.

【0024】そこで、本発明者らは、文献(燃料協会
誌、第48巻第510号、1969年、頁732−73
7)で述べられている次式を用いてカーボン生成量を推
定し、上述の考えに基づいて、コークス押し出し時の押
し出し機ラムの駆動モーターにかかる負荷との関連性に
ついて調査した。
Therefore, the present inventors have reported in the literature (Fuel Association, Vol. 48, No. 510, 1969, pp. 732-73).
The amount of carbon generated was estimated using the following equation described in 7), and based on the above idea, the relationship between the coke extrusion and the load on the drive motor of the extruder ram was investigated.

【0025】[0025]

【数9】 (Equation 9)

【0026】 Do:カーボン生成速度 (mm/日)、 Tw:炉壁温度 (K)、 VM:石炭の揮発分 (%)、 M:石炭の水分含有率 (%)。Do: carbon formation rate (mm / day), Tw: furnace wall temperature (K), VM: volatile matter (%) of coal, M: moisture content (%) of coal.

【0027】調査した期間は約4ヶ月間であり、該期間
における炉の操業条件(炉壁温度、総炭化時間、石炭装
入量)と装入石炭の性状(水分含有率、揮発分、オイル
の添加率、粒度)、及び、押し出し負荷が取り得た値の
範囲を表1に示した。
The investigation period was about four months, and the furnace operating conditions (furnace wall temperature, total carbonization time, coal charge amount) and the properties of the charged coal (moisture content, volatile matter, oil Are shown in Table 1.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】コークス押し出し時の負荷を示す尺度とし
て通常用いられる押し出し電流値(押し出し機の駆動モ
ーターに発生する二次電流の最大値)と、(1)式で推
算したカーボン量の対応関係を図1に示す。図1におい
て、横軸は調査を行った日を連続して順に示しており、
左縦軸は押し出し電流値であり、この値が小さいほど押
し出しに要する負荷が低く、好ましいことを意味する。
右縦軸は、表1の各項目の日平均値を(1)式に適用し
て推算したカーボン量の推定値である。押し出し電流と
カーボン量の時経的変化の傾向が一致していれば、
(1)式で求めたカーボン量を押し出し負荷の目安とし
て、炉の操業管理が可能となる。しかし、図1からわか
るように、該調査中に両者の時経的変化が一致している
と思われる期間(図中に矢印で表示)は少なく、(1)
式で推定したカーボン量を押し出し負荷の目安にはし難
い。このような不一致は、カーボン付着がコークスを押
し出す際の抵抗に全く関係ないか、(1)式によるカー
ボン量の推定が実態と合っていないためと考えられる。
FIG. 4 is a diagram showing a correspondence relationship between an extruding current value (a maximum value of a secondary current generated in a driving motor of an extruder) which is usually used as a scale indicating a load at the time of extruding coke, and a carbon amount estimated by the equation (1). It is shown in FIG. In FIG. 1, the horizontal axis indicates the dates of the surveys in succession,
The left vertical axis indicates the pushing current value, and the smaller the value is, the lower the load required for pushing is, and the more preferable.
The right vertical axis is the estimated carbon amount estimated by applying the daily average value of each item in Table 1 to the expression (1). If the extrusion current and the tendency of the chronological change of the carbon amount match,
The operation of the furnace can be controlled by using the carbon amount obtained by the equation (1) as a measure of the extrusion load. However, as can be seen from FIG. 1, there are few periods (indicated by arrows in the figure) during which the temporal changes seem to coincide during the survey.
It is difficult to use the carbon amount estimated by the equation as a measure of the extrusion load. It is considered that such a discrepancy is due to the fact that carbon deposition has nothing to do with the resistance when extruding coke, or that the estimation of the carbon amount by the equation (1) does not match the actual situation.

【0030】上述したように、カーボン付着は炉壁面に
凹凸を形成し、明らかに押し出し抵抗に影響する。そこ
で、本発明者らは、図1に示したような不一致の原因
は、乾留中に生成するカーボン量を温度と石炭水分、及
び、石炭揮発分の三因子だけで推定していること、及
び、炉壁のカーボンだけでなく、炉頂空間面に生成する
カーボンも押し出し抵抗に影響しているためではないか
と考え、さらに検討を加えた。
As described above, carbon adhesion forms irregularities on the furnace wall, and obviously affects the extrusion resistance. Therefore, the present inventors have estimated that the cause of the discrepancy as shown in FIG. 1 is that the amount of carbon generated during carbonization is estimated only by the three factors of temperature, coal moisture, and coal volatile content, and We considered that not only the carbon on the furnace wall, but also the carbon generated on the furnace top surface might affect the extrusion resistance, and further studied.

【0031】最近のコークス炉操業では、生産量確保と
品質向上のために装入炭の水分を低下させてきた。その
結果、石炭の発塵性が高くなり、乾留の初期段階でキャ
リーオーバー(乾留の初期段階で、石炭ガスの流れに乗
って上昇管から炭化室外に搬送される微粉体粒子)の発
生量が増加した。このキャリーオーバーは、タール中の
スラッジ量を増加させるだけでなく、炭化室の炉頂空間
から上昇管にかけて生成する付着カーボン量を増加させ
る原因になることが示されている(例えば、Ironmaking
Conference Proceedings, AIME、1998年、頁10
41−1051)。
In recent coke oven operations, the water content of coal has been reduced in order to secure production and improve quality. As a result, the dusting properties of the coal are increased, and the amount of carryover (fine powder particles transported from the riser pipe to the outside of the carbonization chamber along with the flow of coal gas in the initial stage of carbonization) in the initial stage of carbonization is reduced. Increased. It has been shown that this carryover not only increases the amount of sludge in the tar, but also increases the amount of attached carbon generated from the top space of the carbonization chamber to the riser (for example, Ironmaking).
Conference Proceedings, AIME, 1998, p. 10
41-1051).

【0032】また、石炭資源選択性の拡大を狙いとし
て、コークスになり易い粘結炭の割合を低下させて、非
微粘結炭の使用割合を増加させるために、オイルの粘結
補填剤を加えるが、文献(例えば、Ironmaking Confere
nce Proceedings, AIME、1985年、頁355−36
2)に示されているように、石炭とオイルを混合する
と、コークス炉で乾留中に生成するカーボン量が、揮発
分換算で評価して推定した量よりも多くなる。
Further, in order to increase the selectivity of coal resources, in order to reduce the proportion of caking coal which is liable to become coke and to increase the usage rate of non-fine caking coal, an oil caking filler is used. In addition, the literature (eg, Ironmaking Confere
nce Proceedings, AIME, 1985, pp. 355-36.
As shown in 2), when coal and oil are mixed, the amount of carbon generated during carbonization in a coke oven becomes larger than the amount estimated by evaluating in terms of volatile matter.

【0033】さらには、実操業において、押し出し負荷
が高くなった場合、炭化室への石炭の装入量を減ずるこ
とがある。これは、炉低面とコークスの摩擦に由来する
抵抗力を低下させ、押し出し負荷を下げる観点からは効
果的な方法であるが、後述するように、装入量を減らす
と炉頂空間容積が増加し、その結果、炉頂空間温度の上
昇と、石炭ガスの滞留時間の増加をもたらし、その理由
により、該空間部から上昇管にかけての付着カーボン量
が増加する。
Further, in an actual operation, when the pushing load is increased, the amount of coal charged into the coking chamber may be reduced. This is an effective method from the viewpoint of reducing the resistance derived from the friction between the furnace lower surface and coke and reducing the extrusion load, but as will be described later, when the charging amount is reduced, the furnace top space volume is reduced. As a result, the temperature of the furnace top space is increased, and the residence time of coal gas is increased. For this reason, the amount of deposited carbon from the space to the riser increases.

【0034】以上のことから、最近のコークス炉操業に
相応しいカーボン付着量を推定するには、(1)式で取
り込んでいる温度、石炭揮発分、石炭水分の三因子に加
えて、オイルの添加、装入時の発塵(あるいは、キ
ャリーオーバー)、炉頂空間容積、を考慮する必要が
あるとの結論に至った。以下に、これらの因子を考慮し
たカーボン量の推定方法について検討した結果を説明す
る。
From the above, in order to estimate the amount of carbon deposition suitable for recent coke oven operation, the addition of oil in addition to the three factors of temperature, coal volatiles and coal moisture taken in equation (1) It was concluded that dust generation (or carryover) at the time of charging and the volume of the furnace top space had to be taken into account. The following describes the results of a study on a method for estimating the amount of carbon in consideration of these factors.

【0035】先ず、石炭にオイルを添加した場合の付着
カーボン量への影響を、モデル実験で検討した結果を説
明する。実験方法は、文献(FUEL、Vol.77、
No.11、1998年、頁1141−1146)に述
べられている方法に準拠して測定した。すなわち、所定
量のオイルの添加物を混合した石炭を容器内で加熱し、
発生する乾留ガスから試験片(煉瓦小片)に付着カーボ
ンを生成させる。付着したカーボンの量と試験片の面
積、及び、乾留ガスとの接触時間からカーボン生成速度
を求めた。得られた結果の一例を図2に示す。図2にお
いて、横軸は、石炭へ添加したオイルの割合、縦軸は、
カーボン生成速度(煉瓦小片へ付着したカーボン量を、
炉内に懸垂していた時間と煉瓦小片の表面積で除した
値)である。カーボン生成速度はオイルの添加率ととも
に増加することがわかる。この関係を指数関数で定式化
し、カーボン生成速度に対する温度、石炭の揮発分、石
炭の水分含有率の影響を示す(1)式と組み合わせるこ
とにより次式が得られた。
First, the effect of adding oil to coal on the amount of deposited carbon will be described with reference to the results of a model experiment. The experimental method is described in the literature (FUEL, Vol. 77,
No. 11, 1998, pp. 1141-1146). That is, the coal mixed with a predetermined amount of oil additives is heated in a container,
From the generated carbonized gas, carbon is generated on the test piece (brick small piece). The carbon generation rate was determined from the amount of the attached carbon, the area of the test piece, and the contact time with the carbonization gas. One example of the obtained result is shown in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis is the ratio of oil added to coal, and the vertical axis is
Carbon generation rate (the amount of carbon attached to the brick
Time divided by the time spent hanging in the furnace and the surface area of the brick pieces). It can be seen that the carbon generation rate increases with the oil addition rate. This relationship was formulated by an exponential function, and the following expression was obtained by combining the expression (1) showing the effects of temperature, coal volatile content, and coal moisture content on the carbon generation rate.

【0036】[0036]

【数10】 (Equation 10)

【0037】 Dw:オイルの添加を考慮したカーボン生成速度(mm
/日)、 Tw:炉壁温度(K)、 k1:係数(−)、 OL:オイルの添加率(質量%)、 VM:石炭の揮発分(質量%、JIS M8812によ
る)、 M:石炭の水分含有率(質量%、JIS M8812に
よる)。 (2)式は、温度、石炭揮発分、石炭水分、オイルの添
加率を考慮したカーボン生成速度であり、炭化室炉壁面
に生成するカーボンに対して適用されるべきものであ
る。
Dw: Carbon generation rate in consideration of addition of oil (mm
/ Day), Tw: furnace wall temperature (K), k1: coefficient (-), OL: oil addition rate (mass%), VM: volatile matter of coal (mass%, according to JIS M8812), M: coal Moisture content (% by mass, according to JIS M8812). Equation (2) is a carbon generation rate in consideration of the temperature, coal volatiles, coal moisture, and the addition rate of oil, and should be applied to carbon generated on the furnace wall of the coking chamber.

【0038】一方、炉頂空間面に生成するカーボンに対
しては、上述したように、装入時の発塵と、炉頂空間容
積の影響が考慮されていなければならない。すなわち、
炉頂空間カーボンには、装入時の発塵で発生するキャリ
ーオーバーが含まれており、該キャリーオーバー量が付
着カーボン量を増加させている。また、炉頂空間の温度
が石炭装入後の炉頂空間容積によって変化するため、
(2)式で用いた温度を炉頂空間カーボンの生成速度の
推定に適用するには問題がある。これら二つ要因(キャ
リーオーバーと炉頂空間容積)の影響について検討した
結果を以下に説明する。
On the other hand, as described above, it is necessary to consider the influence of the dust generated at the time of charging and the effect of the volume of the furnace top space on the carbon generated on the furnace top space surface. That is,
The furnace top space carbon includes carryover generated by dust generation at the time of charging, and the carryover amount increases the amount of adhered carbon. Also, since the temperature of the furnace top space changes according to the furnace space volume after charging coal,
There is a problem in applying the temperature used in the equation (2) to the estimation of the rate of formation of carbon in the furnace top space. The results of an examination of the effects of these two factors (carry-over and furnace top space volume) are described below.

【0039】初めに、第一の要因であるキャリーオーバ
ーがカーボン付着に与える影響について、実際のコーク
ス炉で調査した結果について説明する。付着カーボンが
石炭乾留ガスの熱分解のみで生成する場合は、該カーボ
ンに含まれる成分は主として炭素と水素である。しか
し、実際の付着カーボンを回収して分析すると、Al2
3やCaO、SiO2等の金属酸化物が含まれている。
炭化室内から回収した付着カーボン中に該酸化物が含ま
れる場合、その原因は二つある。一つは炭化室内部の煉
瓦を補修する際に使用される補修剤中の成分、もう一つ
は装入石炭に含まれる灰分である。炭化室内の煉瓦表面
に生成した付着カーボン中に含まれる前述の金属酸化物
が補修剤に由来するのか、それともキャリーオーバー中
の灰分に由来するかを判断するのは難しい。
First, the effect of carry-over, which is the first factor, on carbon deposition will be described with reference to the results of an investigation in an actual coke oven. When the attached carbon is generated only by the thermal decomposition of the coal carbonization gas, the components contained in the carbon are mainly carbon and hydrogen. However, when it recovered the actual deposited carbon analysis, Al 2
Metal oxides such as O 3 , CaO, and SiO 2 are contained.
When the oxide is contained in the adhered carbon recovered from the carbonization chamber, there are two causes. One is the component in the repair agent used when repairing the brick inside the carbonization chamber, and the other is the ash contained in the charged coal. It is difficult to judge whether the above-mentioned metal oxide contained in the adhered carbon generated on the brick surface in the carbonization chamber is derived from the repair agent or the ash during carryover.

【0040】そこで、本発明者らは、炭化室内の炉頂空
間の所定位置に煉瓦小片を試験片として懸垂し、補修剤
の影響を受けない状況下で該試験片にカーボンを付着さ
せ、回収した付着カーボンを分析した。得られた分析値
から、次式によって付着カーボンに対するキャリーオー
バーの寄与率を求めた。
Therefore, the present inventors hanged a small piece of brick as a test piece at a predetermined position in the furnace top space in the carbonization chamber, attached carbon to the test piece under a condition unaffected by the repair agent, and recovered it. The deposited carbon was analyzed. From the obtained analysis values, the contribution ratio of carry-over to the attached carbon was determined by the following equation.

【0041】[0041]

【数11】 [Equation 11]

【0042】 Ψdepo:付着カーボン中の灰分含有率(質量%)、 Ψcoal:装入石炭中の灰分含有率 (質量%)、 VMcoal:装入石炭中の揮発成分含有率(質量%)。Ψdepo: ash content in attached carbon (% by mass), Ψcoal: ash content in charged coal (% by mass), VMcoal: volatile component content (% by mass) in charged coal.

【0043】コークス炉の炉頂空間に懸垂した煉瓦小片
に付着したカーボンの組成分析値を(3)式に適用して
求めた炭化室内のキャリーオーバー寄与率の分布を図3
に示す。図3において、縦軸は(3)式で計算したキャ
リーオーバー寄与率を示し、この値が高いほど付着カー
ボン中に装入時に発生したキャリーオーバーが多く含ま
れることを示す。また、横軸は炉頂空間に煉瓦小片を設
置した位置を示すが、ここでは、石炭乾留ガスが集中す
る上昇管の基部、及び、炉長方向に5箇所設けられた装
入口(上昇管から遠い方から順に、1番〜5番の番号を
付してある)のうち、1番、3番、5番の3つの装入口
を選択した。図3より、炉頂空間面で生成する付着カー
ボンには、石炭乾留ガスに由来する成分以外に、キャリ
ーオーバーに由来するカーボン成分がかなり含まれてい
ることがわかる。特に、乾留ガスの集中する上昇管基部
の付着カーボンでは、該キャリーオーバーの割合が、図
3に示した測定例では20%を越えている。以上の結果
は、炉頂空間から上昇管にかけて生成する付着カーボン
量を正確に推定するためには、付着カーボン生成に対す
るキャリーオーバーの影響を正しく把握する必要がある
ことを示している。そこで、カーボン付着挙動に対する
キャリーオーバーの影響を定量化するための検討を行っ
た結果について、以下に述べる。
FIG. 3 shows the distribution of the carryover contribution ratio in the coking chamber obtained by applying the compositional analysis value of the carbon attached to the brick pieces suspended in the furnace head space of the coke oven to the equation (3).
Shown in In FIG. 3, the vertical axis indicates the carry-over contribution rate calculated by the equation (3), and the higher this value is, the more the carry-over generated at the time of charging is included in the attached carbon. The horizontal axis indicates the position where the small brick pieces were placed in the furnace top space. Here, the base of the riser where coal carbonization gas is concentrated, and the charging inlets provided at five places in the furnace length direction (from the riser (No. 1 to No. 5 are assigned in order from the farthest). From FIG. 3, it can be seen that the carbon deposited on the furnace top surface surface contains a considerable amount of carbon components derived from carryover in addition to the components derived from coal carbonization gas. In particular, in the case of carbon adhering to the riser tube base where the carbonization gas is concentrated, the carry-over ratio exceeds 20% in the measurement example shown in FIG. The above results indicate that in order to accurately estimate the amount of attached carbon generated from the furnace top space to the riser, it is necessary to correctly understand the effect of carryover on the attached carbon generation. Therefore, the results of a study for quantifying the effect of carryover on the carbon adhesion behavior will be described below.

【0044】初めに、キャリーオーバーの発生挙動と石
炭性状の関係について検討した結果を述べる。図4に検
討に用いた実験装置の概略を示す。アクリル製パイプ
(φ150×2000mm)6の上部に設置した試料容
器2に所定量の測定試料(石炭)1を充填する。該アク
リルパイプ内に所定の流速で上方向に空気を流通させた
状態で、上部のスライドゲート3を操作して測定試料1
を重力落下させる。試料の大部分が下部のスライドゲー
ト3の上に落下したと同時に吸引ブロアー(図示せず)
を作動させ、該アクリルパイプ内に発生した飛散粒子を
飛散粒子吸込口5から外部に取り出す。飛散粒子がなく
なったら吸引ブロアーを停止し、下部のスライドゲート
3を操作して、残試料を試料受器8に格納して質量を測
定する。最初の測定試料に対する非回収試料(アクリル
容器の外部に吸い出された試料)の質量割合(%)をも
って該測定試料の発塵率とした。ブロアーの吸引量を実
炉における石炭装入時の炭化室内吸引ガス流速に設定す
れば、実炉のキャリーオーバーに相当する値が得られ
る。発塵率に対する影響要因として石炭の種類、水分含
有率、粒度、ガス流速、オイルの添加率を考え、表2に
示した水準で試験を行った。
First, the results of an examination of the relationship between the behavior of carryover and the properties of coal will be described. FIG. 4 shows an outline of the experimental apparatus used for the study. A predetermined amount of a measurement sample (coal) 1 is filled in a sample container 2 installed on an acrylic pipe (φ150 × 2000 mm) 6. In a state where air is circulated upward at a predetermined flow rate in the acrylic pipe, the upper slide gate 3 is operated to measure the measurement sample 1.
Is dropped by gravity. Suction blower (not shown) at the same time that most of the sample falls onto the lower slide gate 3
Is operated to take out the scattered particles generated in the acrylic pipe from the scattered particle suction port 5 to the outside. When the flying particles disappear, the suction blower is stopped, the lower slide gate 3 is operated, the remaining sample is stored in the sample receiver 8, and the mass is measured. The mass ratio (%) of the non-recovered sample (sample sucked out of the acrylic container) to the first measurement sample was defined as the dust generation rate of the measurement sample. If the suction amount of the blower is set to the suction gas flow rate in the coking chamber at the time of charging coal in the actual furnace, a value corresponding to carry-over of the actual furnace can be obtained. Considering the type of coal, moisture content, particle size, gas flow rate, and oil addition rate as factors affecting the dust generation rate, tests were performed at the levels shown in Table 2.

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】ここで、石炭の種類は粉砕時の固さ指標で
あるハードグローブ指数(HGI)を用いて区別した。
また、HGIとは別に、実際に粉砕された石炭の粒度を
表す指数として、粒子径3mm以下の石炭の質量割合
(%)(以下、−3mm%と記す)を用いた。さらに、
添加するオイルの成分は特に限定するものではなく、例
えば、タールやタールスラッジ、その他の炭化水素系化
合物等、石炭のコークス化性を補填する作用のある物質
なら何でもよい。
Here, the types of coal were distinguished by using a hard globe index (HGI) which is an index of hardness at the time of grinding.
Further, apart from HGI, a mass ratio (%) of coal having a particle diameter of 3 mm or less (hereinafter, referred to as -3 mm%) was used as an index representing the particle size of actually pulverized coal. further,
The component of the oil to be added is not particularly limited, and may be any substance having an effect of compensating the coking properties of coal, such as tar, tar sludge, and other hydrocarbon compounds.

【0047】石炭の発塵率が前述した影響要因の線形一
次結合で表されると仮定して、試験結果を以下に示す
(4)式で回帰分析した。
Assuming that the dusting rate of coal is represented by a linear combination of the above-mentioned influence factors, the test results were regression-analyzed by the following equation (4).

【0048】[0048]

【数12】 (Equation 12)

【0049】 H:石炭の発塵率(質量%)、 HGI:石炭の粉砕性を示す指数(−)(JIS M8
801 石炭類の試験方法による)、 Gv:発生ガスの流速(m/s)(JIS Z8808
排ガス中のダスト濃度の測定方法による)、 −3mm%:粒子径3mm以下の石炭の質量割合(質量
%)、 M:石炭の水分含有率(質量%)(JIS M8812
による)、 OL:石炭へのオイル添加率(質量%)、 k2〜k6:係数。
H: Coal dusting rate (% by mass), HGI: Index (−) indicating the pulverizability of coal (JIS M8)
Gv: flow rate of generated gas (m / s) (JIS Z8808)
-3 mm%: mass ratio of coal having a particle diameter of 3 mm or less (mass%), M: moisture content of coal (mass%) (JIS M8812)
OL: oil addition rate to coal (% by mass), k2 to k6: coefficient.

【0050】なお、炭化室のガスの流速は、基本的には
開口部から流量測定用プローブを挿入して、炉頂空間部
で測定する。開口部とは、具体的には、炭化室上部の装
入口と上昇管に設けられた火落ち判定口が該当する。こ
のうち、装入口は炭化室1つ当たり、通常、4〜5個
(ほとんどの炭化室は5個)ある。また、火落ち判定口
は、炭化炉におっては必ずしも常設されておらず、必要
に応じて設置する。測定は上記の各位置のいずれか、ま
たは、全てであり、全ての位置で測定することが望まし
い。
The flow rate of the gas in the carbonization chamber is basically measured at the furnace top space by inserting a flow rate measurement probe from the opening. More specifically, the opening corresponds to a charging port in the upper part of the carbonization chamber and a fire judging port provided in the riser. Of these, there are usually 4 to 5 inlets per carbonization chamber (5 for most carbonization chambers). In addition, the burnout judging port is not always provided in the carbonization furnace, and is installed as necessary. The measurement is any or all of the above-mentioned positions, and it is desirable to measure at all the positions.

【0051】(4)式による発塵率の計算値と実測値の
関係を図5に示す。図5において、横軸は前述の実験に
よる実測値であり、縦軸は回帰分析して得られたk2〜
k6の係数を用いて計算した値である。両者の対応関係
は良好であり、この結果をもって(4)式により石炭装
入時の発塵率が推定可能と判断できる。なお、装入石炭
の粒度を表す指標として−3mm%を用いたが、特にこ
れに限るものではなく、篩い粒子径0.3mm以下の割
合や0.1mm以下の割合等、石炭の種類や粉砕の程
度、水分含有率によって変わる粒度構成を正しく表すな
らば、どのような数値でも用いることができる。
FIG. 5 shows the relationship between the calculated value of the dust generation rate according to the equation (4) and the actually measured value. In FIG. 5, the abscissa represents the actually measured values obtained by the above-described experiment, and the ordinate represents k2 to k2 obtained by regression analysis.
This is a value calculated using the coefficient of k6. The correspondence between the two is good, and based on this result, it can be determined that the dust generation rate at the time of charging coal can be estimated by equation (4). In addition, although -3 mm% was used as an index indicating the particle size of the charged coal, the present invention is not particularly limited to this. Any numerical value can be used as long as it correctly represents the particle size composition that varies depending on the degree of water content.

【0052】ここで、留意すべきは、(4)式で得られ
る発塵率は、炭化室へ石炭を装入した直後の値であり、
一般的には、時間が経過すると発塵率が減少することで
ある。発生ガス量と発塵率の双方について時間的な変化
がわからないと、次に述べるキャリーオーバーを考慮し
たカーボン生成速度を求めることはできない。
Here, it should be noted that the dust generation rate obtained by the equation (4) is a value immediately after charging coal into the coking chamber.
Generally, as time passes, the dust generation rate decreases. Unless the change over time is known for both the amount of generated gas and the dust generation rate, it is impossible to calculate the carbon generation rate in consideration of the carryover described below.

【0053】この点については、本発明者らが実炉測定
を実施し、図6に示すような結果を報告している(Iron
making Conference Proceedings, AIME、1998年、
頁1041−1051)。図6において、縦軸は、JI
S Z8808(排ガス中のダスト濃度の測定方法、1
995年)に準拠して測定したキャリーオーバー濃度で
あり、横軸は石炭水分(M)と石炭装入からの経過時間
(t)の対数値との積である。この関係を定式化するこ
とで、石炭装入後のキャリーオーバー濃度の時間的な変
化を推定することが可能となる。
In this regard, the present inventors have conducted actual furnace measurements and reported results as shown in FIG. 6 (Iron
making Conference Proceedings, AIME, 1998,
Pp. 1041-1051). In FIG. 6, the vertical axis is JI
SZ8808 (Method of measuring dust concentration in exhaust gas, 1
995), and the horizontal axis is the product of the coal moisture (M) and the logarithmic value of the elapsed time (t) from the coal charge. By formulating this relationship, it is possible to estimate a temporal change in the carry-over concentration after charging coal.

【0054】次に、キャリーオーバーと付着カーボン生
成速度の関係について説明する。該関係については、本
発明者らによる既報(FUEL、Vol.77、No.
11、1998年、頁1141−1146)がある。キ
ャリーオーバーと石炭乾留ガスが共存する場合の温度と
カーボン生成速度の関係を図7に、キャリーオーバー濃
度との関係を図8にそれぞれ示す。図7は石炭乾留ガス
中のキャリーオーバー濃度=20g/m3(Norma
l)で一定である場合の該関係である。図7より、キャ
リーオーバーが共存する場合でも付着カーボン生成速度
は温度に依存して変化することがわかる。図8は温度一
定の場合において、キャリーオーバー濃度を変えた場合
であるが、キャリーオーバー濃度の増加に伴って付着カ
ーボン量が著しく増加することがわかる。
Next, the relationship between carryover and the rate of attached carbon generation will be described. Regarding this relationship, a report by the present inventors (FUEL, Vol. 77, No.
11, 1998, pp. 1141-1146). FIG. 7 shows the relationship between the temperature and the carbon generation rate when carryover and coal carbonization gas coexist, and FIG. 8 shows the relationship between the carryover concentration and the carryover concentration. FIG. 7 shows the carry-over concentration in coal dry distillation gas = 20 g / m 3 (Norma
This is the case where the relationship is constant in l). FIG. 7 shows that even when carryover coexists, the attached carbon generation rate changes depending on the temperature. FIG. 8 shows the case where the carry-over concentration is changed when the temperature is constant. It can be seen that the amount of deposited carbon significantly increases as the carry-over concentration increases.

【0055】第二の要因である炉頂空間容積の影響につ
いてであるが、文献(アロマティックス、第41巻 第
3・4号、1989年、頁10−17)によれば、コー
クス炉の炉頂空間温度は炉頂空間容積に比例して上昇す
ることが述べられている。この原因は、空間容積が増
加すると輻射面である炉壁表面の暴露面積が大きくな
り、輻射量が増加して雰囲気温度が上昇すること、該
空間部における乾留ガスの滞留時間が長くなり温度が上
昇すること、が考えられる。これらの結果、反応速度が
上昇して付着カーボン量は増加する。
Regarding the effect of the furnace top space volume, which is the second factor, according to the literature (Aromatics, Vol. 41, No. 3, No. 4, 1989, pp. 10-17), the coke oven has the following characteristics. It is stated that the top space temperature rises in proportion to the top space volume. The cause is that when the space volume increases, the exposed area of the furnace wall surface, which is the radiation surface, increases, the radiation amount increases, the ambient temperature rises, and the residence time of the carbonized gas in the space increases, and the temperature increases. To rise. As a result, the reaction rate increases and the amount of deposited carbon increases.

【0056】以上の知見を基に、キャリーオーバーと炉
頂空間容積の影響を考慮したカーボン生成速度式を求め
た内容を次に説明する。
Based on the above findings, the content of obtaining the carbon generation rate equation taking into account the effects of carryover and furnace top space will be described below.

【0057】先ず、石炭装入量の影響を考慮する方法を
説明する。前述した様に、炉頂空間温度は炉頂空間容積
と一定の関係にある。ここで、炉頂空間容積は、炭化室
容積と装入炭容積の差で求められる。また、装入炭容積
は、装入炭量と嵩密度から知ることができるから、炉頂
空間温度は装入炭量から推定することが可能となる。こ
の関係を(2)式に適用したところ、以下に示す(5)
式が得られた。
First, a method of considering the influence of the amount of coal charged will be described. As described above, the furnace head space temperature has a fixed relationship with the furnace head space volume. Here, the furnace top space volume is determined by the difference between the carbonization chamber volume and the charged coal volume. Further, since the charged coal volume can be known from the charged coal amount and the bulk density, the furnace top space temperature can be estimated from the charged coal amount. When this relationship is applied to equation (2), the following equation (5) is obtained.
The formula was obtained.

【0058】[0058]

【数13】 (Equation 13)

【0059】Do,s:石炭へのオイル添加率と炉頂空間
容積の影響を考慮したカーボン生成速度(mm/日)、 Ts:炉頂空間温度(℃)、 W:石炭装入量(ton)、 k7,k8:係数(−)。
Do, s: carbon formation rate (mm / day) in consideration of the effect of the oil addition rate to coal and the furnace top space volume, Ts: furnace top space temperature (° C.), W: coal charge (ton) ), K7, k8: coefficient (-).

【0060】次に、キャリーオーバーの影響を定式化し
た。図8に示したキャリーオーバー濃度とカーボン生成
速度の関係を指数関数で定式化して(5)式に適用した
ところ、次の結果が得られた。
Next, the effect of carryover was formulated. When the relationship between the carryover concentration and the carbon generation rate shown in FIG. 8 was formulated by an exponential function and applied to the equation (5), the following results were obtained.

【0061】[0061]

【数14】 [Equation 14]

【0062】Dr:石炭へのオイル添加率と炉頂空間容
積の影響とキャリーオーバーの影響を考慮したカーボン
生成速度(mm/日)、 OL:石炭へのオイル添加率(質量%)、 W:炭化室への石炭装入量(ton)、 VM:石炭の揮発分(質量%)(JIS M8812に
よる)、 M:石炭の水分含有率(質量%)(JIS M8812
による)、 H:(4)式で求める石炭の発塵率 (%)、 ξ(τ):補正係数(−)、 τ:石炭装入からの経過時間(h)、 k9,k10:係数。
Dr: carbon addition rate (mm / day) in consideration of the oil addition rate to coal, the effect of furnace top space volume and the effect of carryover, OL: oil addition rate to coal (mass%), W: The amount of coal charged to the coking chamber (ton), VM: volatile matter (% by mass) of coal (according to JIS M8812), M: moisture content (% by mass) of coal (JIS M8812)
), H: Coefficient of dust generation (%) determined by equation (4), ξ (τ): Correction coefficient (-), τ: Elapsed time (h) from charging coal, k9, k10: Coefficient.

【0063】補正係数ξ(τ)について補足する。図6
に示したように、装入時の発塵は時間経過とともに減少
するから、(6)式に記述したExp(k9+k10×
H)の項をそのまま用いると、装入時の発塵率で乾留1
サイクルのカーボン量を計算することになってしまい、
カーボン量が著しく多い結果を与える。補正係数ξ
(τ)は、このような問題点を解決するために導入した
係数であり、石炭装入からの経過時間τ(無次元化する
ために、乾留1サイクルに対する相対値として与える)
ととも、0≦ξ(τ)<1の範囲で変化する。
A supplementary explanation will be given for the correction coefficient ξ (τ). FIG.
As shown in the figure, since the dust generation at the time of charging decreases with the passage of time, Exp (k9 + k10 ×
If the item of H) is used as it is, the dry distillation 1
Calculating the amount of carbon in the cycle,
Significantly higher amounts of carbon give results. Correction factor ξ
(Τ) is a coefficient introduced to solve such a problem, and the elapsed time τ from coal charging (given as a relative value to one cycle of carbonization in order to make dimensionless).
At the same time, it changes in the range of 0 ≦ ξ (τ) <1.

【0064】さらに、実コークス炉を考慮すると、温度
やガス流速、キャリーオーバー濃度は時々刻々と変化す
ることから、より正確にカーボン量を推定するために
は、以下の(7)式に示すように、微小時間毎にカーボ
ンの生成量を求め、これを火落ち時間まで積算すること
が望ましい。
Further, considering the actual coke oven, the temperature, the gas flow rate, and the carry-over concentration change every moment. Therefore, in order to more accurately estimate the carbon amount, the following equation (7) is used. In addition, it is desirable to determine the amount of carbon generated at every minute time and integrate the calculated amount up to the burnout time.

【0065】[0065]

【数15】 (Equation 15)

【0066】ここで、総和を火落ち時間までとしたの
は、火落ち以降では付着カーボン源となる乾留ガスの発
生量が著しく減少してしまうこと、したがって、推定カ
ーボン量が大幅に増えてしまう可能性があるからであ
る。
The reason why the sum is set to the burn-down time is that the amount of the carbonized gas that becomes a carbon source is significantly reduced after the burn-down, and the estimated carbon amount is greatly increased. This is because there is a possibility.

【0067】以上説明した各式を用いて押し出し負荷を
推定するロジックのフローを図9に示す。先ず、装入石
炭の性状である水分含有率M、揮発分VM、オイルの添
加率OL、炉の操業条件である炉壁温度Twを(2)式
に適用して、炉壁面に生成するカーボン量Dwを推定す
る(図9中の矢印9、10)。次いで、石炭の性状であ
るHGI、M、OL、粒度(−3mm%)と、炉の操業
条件である炉壁温度と石炭装入量Wからガス流速Gvを
計算(図9中の矢印17、18)、または、炉頂空間で
実測し、その値を(4)式に適用して、石炭の発塵率H
を推定する(図9中の矢印11、16)。このHと、O
L、W、VM、Mを(6)式に適用して炉頂空間面に生
成するカーボン量を推定する(図9中の矢印19)。
FIG. 9 shows a flow of logic for estimating the pushing load by using the above-described equations. First, the water content M, the volatile content VM, the oil addition rate OL, which is the properties of the charged coal, and the furnace wall temperature Tw, which is the furnace operating condition, are applied to the equation (2) to obtain carbon generated on the furnace wall. The quantity Dw is estimated (arrows 9 and 10 in FIG. 9). Next, the gas flow rate Gv is calculated from the HGI, M, OL and particle size (-3 mm%) of the properties of the coal, the furnace wall temperature and the coal charge W which are the operating conditions of the furnace (arrows 17 in FIG. 18) Or, by actually measuring in the furnace top space and applying the value to equation (4), the dust generation rate H of the coal
Is estimated (arrows 11 and 16 in FIG. 9). This H and O
By applying L, W, VM, and M to the equation (6), the amount of carbon generated on the furnace top space surface is estimated (arrow 19 in FIG. 9).

【0068】(2)式で炉壁面の付着カーボン量を推定
する場合、炉壁温度の時系的変化が情報として得られる
場合は、(7)式と同様に微小区間毎のカーボン生成量
を積算することが望ましい。この場合は、炉の操業条件
である火落ち時間を考慮する必要がある(図9中の矢印
15)。なお、石炭の粒度として−3mm%を用いた
が、特にこれに限るものではなく、篩い目で0.3mm
以下の割合や0.1mm以下の割合等、石炭の種類や粉
砕の程度、水分含有率、オイルの添加率によって変わる
粒度分布を正しく表す指標ならならば、どのような指標
でも用いることができる。また、炉壁温度としては、例
えば、押し出し機のラムヘッドに取り付けた温度計によ
る測定値を用いることが望ましいが、該測定システムが
設置されておらず、炉壁温度が直接測定できない場合に
は、炉壁の温度推移と関連性がある指標ならどのような
値でもよく、例えば、放射温度計等で燃焼室の温度を測
定し、その値を基に伝熱計算で推定した温度や、あるい
は、炉温管理のために炉体の所定箇所に設置されている
温度計の指示値を用いることも可能である。
When estimating the amount of carbon adhering to the furnace wall by the equation (2), if the temporal change of the furnace wall temperature can be obtained as information, the amount of carbon generated for each minute section is calculated in the same manner as in the equation (7). It is desirable to add up. In this case, it is necessary to consider the burnout time, which is the operating condition of the furnace (arrow 15 in FIG. 9). In addition, although -3 mm% was used as the particle size of the coal, it is not particularly limited to this, and the sieve size is 0.3 mm.
Any index can be used as long as it is an index that correctly represents the particle size distribution that varies depending on the type of coal, the degree of pulverization, the water content, and the addition rate of oil, such as the following ratio and the ratio of 0.1 mm or less. Further, as the furnace wall temperature, for example, it is desirable to use a measurement value by a thermometer attached to the ram head of the extruder, but when the measurement system is not installed and the furnace wall temperature cannot be directly measured, Any value may be used as long as the index is related to the temperature change of the furnace wall.For example, the temperature of the combustion chamber is measured with a radiation thermometer or the like, and the temperature estimated by heat transfer calculation based on the value, or It is also possible to use the indicated value of a thermometer installed at a predetermined location of the furnace body for furnace temperature management.

【0069】これらの方法で推算した炉壁カーボン量と
炉頂空間カーボン量から押し出し負荷を推定する(図9
中の矢印13、14)方法について説明する。押し出し
負荷に対して炉頂空間面に生成したカーボンが影響する
のは、押し出し機ラムでコークスケーキを押した際に、
炉長方向へ圧縮されるだけでなく、炉高方向への盛り上
がりが発生するためである。この盛り上がる量に関する
定量的な知見は得られていないが、操業従事者の目視に
よる観察では日常的に認められる現象である。したがっ
て、石炭の装入量が多い場合や、炉頂空間面の付着カー
ボン量が多い場合には、盛り上がったコークス表層部と
炉頂空間面の付着カーボンが接触して押し出し抵抗を増
加させる。
The extrusion load is estimated from the furnace wall carbon amount and the furnace top space carbon amount estimated by these methods (FIG. 9).
The method of arrows 13 and 14) in the middle will be described. The influence of the carbon generated on the furnace top space surface on the extrusion load is that when the coke cake is pushed by the extruder ram,
This is because not only the furnace is compressed in the furnace length direction, but also a swelling in the furnace height direction occurs. Although no quantitative knowledge on the amount of this swelling has been obtained, it is a phenomenon that is routinely observed by visual observation of operators. Therefore, when the amount of coal charged is large or the amount of carbon deposited on the furnace top space is large, the raised coke surface layer and the carbon deposited on the furnace top surface come into contact with each other to increase the extrusion resistance.

【0070】押し出し抵抗に対する炉壁カーボンと炉頂
カーボンの寄与率を定量的に解析することは極めて困難
と考えられる。そこで、次に示すカーボン抵抗指数なる
ものを導入した。
It is considered extremely difficult to quantitatively analyze the contribution ratio of the furnace wall carbon and the furnace top carbon to the extrusion resistance. Therefore, the following carbon resistance index was introduced.

【0071】[0071]

【数16】 (Equation 16)

【0072】k11:係数。K11: coefficient.

【0073】すなわち、炉壁に生成するカーボンの推定
量と、炉頂空間面に生成するカーボンの推定量に係数k
11を掛けた値を加算してカーボン抵抗指数として定義
し、該指数が実際の押し出し負荷と一定の対応関係にあ
ると仮定した。ここで、係数k11を炉頂空間面に生成す
るカーボンの推定量に掛けたのは、炉頂空間面に生成す
るカーボンの全量が押し出し抵抗に関与するわけではな
く、コークスの盛り上がりと重なる部分のみが関与する
と考えられるからである。この重なりを推定できる場合
には両者の接触面積と摩擦係数から抵抗を推定できる
が、実コークス炉の操業において、コークスの盛り上が
り量を推定するのは現状では極めて困難である。そこ
で、炉頂空間面のカーボンと盛り上がりコークスの相互
作用による抵抗を考慮する係数として、k11を導入し
た。
That is, the estimated amount of carbon generated on the furnace wall and the estimated amount of carbon generated on the furnace top space surface have a coefficient k
The value multiplied by 11 was added to define a carbon resistance index, and it was assumed that the index had a certain correspondence with the actual extrusion load. Here, the coefficient k11 was multiplied by the estimated amount of carbon generated on the furnace top surface because the entire amount of carbon generated on the furnace top surface did not contribute to the extrusion resistance, but only the part overlapping with the rise of coke. Is considered to be involved. If the overlap can be estimated, the resistance can be estimated from the contact area and the friction coefficient of both, but it is extremely difficult at present to estimate the amount of coke swelling in the operation of an actual coke oven. Therefore, k11 was introduced as a coefficient in consideration of the resistance due to the interaction between the carbon on the furnace top surface and the raised coke.

【0074】係数k11決めるにはいくつかの方法が考え
られる。例えば、ある一定の期間において、(8)式に
示した押し出し抵抗(実測値)とカーボン抵抗指数(計
算値)の関係をプロットする。このときに、両者の相関
係数が最も高くなるように係数k11を選定する。
There are several methods for determining the coefficient k11. For example, during a certain period, the relationship between the extrusion resistance (actually measured value) and the carbon resistance index (calculated value) shown in the equation (8) is plotted. At this time, the coefficient k11 is selected so that the correlation coefficient between them becomes the highest.

【0075】さらに精度を上げるためには、炉頂空間面
に生成するカーボン量の推定に関与する因子、すなわ
ち、装入石炭の性状である水分含有率、揮発分、オイル
の添加率、及び、粒度と、炉の操業条件である石炭装入
量のいずれか、または、全てを層別してグループ化し、
好ましくは全てを層別して、各グループにおいて、
(8)式で最も相関係数の高くなる係数k11を求めてお
く。そして、実際に押し出し負荷を推定するには、先
ず、炉頂空間面に生成するカーボン量を推定する。次い
で、該推定値がどのグループに属するかを判断し、該当
するグループに対して最も相関の高い係数k11を用いて
カーボン抵抗指数を算出する。
In order to further improve the accuracy, factors involved in estimating the amount of carbon generated on the furnace top space surface, that is, the water content, the volatile content, the oil addition rate, which are the properties of the charged coal, and Grain size and any or all of the coal charge, which is the operating condition of the furnace, are stratified and grouped,
Preferably all stratified, in each group,
The coefficient k11 having the highest correlation coefficient is obtained from the equation (8). Then, in order to actually estimate the extrusion load, first, the amount of carbon generated on the furnace top space surface is estimated. Next, it is determined to which group the estimated value belongs, and the carbon resistance index is calculated using the coefficient k11 having the highest correlation with the corresponding group.

【0076】こうして得られたカーボン抵抗指数を、予
め求めておいた押し出し抵抗とカーボン抵抗指数の関係
に適用することにより、押し出し負荷の推定値が得られ
る。押し出し負荷が推定できると、炉団単位、あるい
は、窯ごとに押し出し負荷の管理値を定め、その値を超
えないように、予め装入石炭の性状や炉の操業条件を調
整することができる。コークスの品質や生産量の確保が
優先されて、該条件の変更にあまり自由度が無い場合で
も、例えばAI(人工知能)等の制御理論を活用するこ
とにより、図9に示した要因を最適化することが可能で
ある。特に、石炭を装入した後では、当該窯の押し出し
負荷を制御するために石炭性状や石炭装入量を変更する
のは不可能である。
By applying the obtained carbon resistance index to the relationship between the extrusion resistance and the carbon resistance index determined in advance, an estimated value of the extrusion load can be obtained. When the extrusion load can be estimated, the management value of the extrusion load is determined for each furnace group or for each kiln, and the properties of the charged coal and the operating conditions of the furnace can be adjusted in advance so as not to exceed the value. Even if priority is given to ensuring coke quality and production volume and there is not much freedom in changing the conditions, the factors shown in FIG. 9 are optimized by utilizing a control theory such as AI (artificial intelligence). It is possible to In particular, after charging coal, it is impossible to change the coal properties or the amount of coal charged in order to control the extrusion load of the kiln.

【0077】また、炉壁温度を変えるために、一々燃焼
室の温度を変更するのは非現実的である。石炭装入後に
押し出し負荷を制御するには、火落ちからコークスを押
出しまでの置き時間を調整するのが唯一の方法となる。
一般的には、置き時間を長くするほど押し出し負荷は低
下するが、生産量を確保する必要がある場合には、置き
時間をできるだけ短くしなければならず、押出しに必要
な負荷が高くなってしまう。通常、押出し負荷が高くな
った場合は、押出し機のラム駆動モーターに過負荷が掛
かって損傷するのを防止するためのリミッターが作動す
るような仕組みになっている。この限界値は押出し機の
能力によって異なる。したがって、少なくともこの限界
値以下の値になるまで、コークスの押出しを待つ(すな
わち置き時間を長くする)必要がある。本発明によれ
ば、その待ち時間を正確に予測できるので、駆動モータ
ーの過負荷回路作動による押し詰まりの発生を防止する
ことができる。
Further, it is impractical to change the temperature of the combustion chamber one by one in order to change the furnace wall temperature. The only way to control the extrusion load after charging the coal is to adjust the time from when the fire goes out to when the coke is extruded.
In general, the longer the placing time, the lower the extrusion load, but if it is necessary to secure the production volume, the placing time must be shortened as much as possible, and the load required for extrusion increases. I will. Usually, when the extrusion load is increased, a limiter is operated to prevent the ram drive motor of the extruder from being overloaded and damaged. This limit depends on the capacity of the extruder. Therefore, it is necessary to wait for the coke to be extruded at least until the value becomes equal to or less than the limit value (that is, to increase the setting time). According to the present invention, the waiting time can be accurately predicted, so that it is possible to prevent the occurrence of the pressing jam due to the operation of the overload circuit of the drive motor.

【0078】さらには、駆動モーターの過負荷に至らな
い場合でも、ラム押し力が高い場合には、押出し側圧も
高くなるので炉壁に損傷を与える可能性がある。炉壁に
損傷を与える側圧の限界値が決まっている場合には、予
測される押し力から側圧を推定し、該推定値が限界値以
下になるまで、押出しを行わないようにする。このよう
な方法は、結果的に置き時間が長くなるが、押し詰まり
の発生を防止することで、押し詰まり発生の事後処置に
要する時間と労力を考えると、結果的にはメリットをも
たらす。
Further, even when the drive motor is not overloaded, if the ram pressing force is high, the pressure on the extrusion side also increases, which may damage the furnace wall. When the limit value of the lateral pressure that damages the furnace wall is determined, the lateral pressure is estimated from the predicted pushing force, and the extrusion is not performed until the estimated value becomes equal to or less than the limit value. Although such a method results in a longer storage time, it is advantageous in terms of the time and labor required for the post-treatment of the occurrence of the jam by preventing the occurrence of the jam.

【0079】[0079]

【実施例】(実施例1)図1に示した実際のコークス炉
において得られた約4ヶ月間の日平均データを(8)式
に適用してカーボン抵抗指数を算出し、コークスの押し
出し負荷との対応関係を検討した結果を図10に示す。
図1の場合と比較して、両者の時系的対応関係は格段に
向上している。このことは、カーボン抵抗指数が押し出
し負荷の管理指標として実コークス炉の操業管理に適し
ていることを示している。
(Example 1) The carbon resistance index was calculated by applying the average data of about four months obtained in the actual coke oven shown in FIG. 1 to the equation (8), and the coke extrusion load was calculated. FIG. 10 shows the result of examining the corresponding relationship with.
Compared with the case of FIG. 1, the temporal relationship between the two is significantly improved. This indicates that the carbon resistance index is suitable for operation control of an actual coke oven as a control index of the extrusion load.

【0080】(実施例2)実施例1に示したとは別の期
間において得られた約3ヶ月間の日平均データを(8)
式に適用してカーボン抵抗指数を算出し、過去に求めた
押し出し負荷との関係との対比から押し出し機ラムの駆
動モーターにかかる負荷電流値(最大値)を低位安定に
なるように、置き時間を調整してコークスを押し出すタ
イミングを設定した。
(Example 2) The daily average data for about three months obtained in a period different from that shown in Example 1 was
Calculate the carbon resistance index by applying the formula, and set the load current value (maximum value) applied to the drive motor of the extruder ram from the comparison with the relationship with the extruded load obtained in the past so that the lowering time is set to be stable Was adjusted to set the timing for extruding coke.

【0081】本発明を適用しなかった期間と適用した期
間で、該負荷電流値(最大値)の出現度数をヒストグラ
ムで比較した結果を図11に示す。(a)は本発明を適
用しない場合、(b)は本発明を適用した場合であり、
どちらもサンプリング数は同じとした。この図におい
て、横軸は押し出し負荷としてラム駆動モーターの負荷
電流値(アンペア、A)の範囲を、縦軸は該負荷電流値
の範囲が出現した度数を示す。図より、本発明を適用し
た場合には、そうでない場合と比べて負荷が低下し、且
つ、分布幅が狭くなっている。このことは、本発明によ
り、押し出し負荷が低位に安定化したことを示してい
る。
FIG. 11 shows the result of comparing the frequency of occurrence of the load current value (maximum value) in a histogram between a period in which the present invention was not applied and a period in which the present invention was applied. (A) is a case where the present invention is not applied, (b) is a case where the present invention is applied,
In both cases, the sampling numbers were the same. In this figure, the horizontal axis indicates the range of the load current value (ampere, A) of the ram drive motor as the pushing load, and the vertical axis indicates the frequency at which the range of the load current value appears. As can be seen from the figure, when the present invention is applied, the load is reduced and the distribution width is narrower than when the present invention is not applied. This indicates that the present invention has stabilized the extrusion load to a low level.

【0082】[0082]

【発明の効果】本発明により、装入石炭の性状と炉の操
業条件からコークスの押し出し負荷(押出し機ラムの駆
動モーターにかかる負荷)が推定でき、高負荷が予測さ
れる場合は、石炭性状や炉の操業条件を適宜制御するこ
とにより、押し出し時の負荷上昇を抑制できる。その結
果、押し出し側圧が低下して炉体に対するダメージを少
なくすることができる。また、押し詰り(コークス押し
出し中にラムビームの動きが停止してしまうこと)等の
トラブルが回避でき、該トラブルの復帰対策の一つであ
る人力によるコークス排出作業からの解放、あるいは、
該作業中に炭化室の両端部近傍において、珪石煉瓦の表
面温度が低下して煉瓦が損傷するのを防ぐことがで、経
済的、技術的効果が極めて高い。
According to the present invention, the coke extrusion load (load applied to the drive motor of the extruder ram) can be estimated from the properties of the charged coal and the operating conditions of the furnace. By appropriately controlling the operating conditions of the furnace and the furnace, a load increase during extrusion can be suppressed. As a result, the extrusion side pressure is reduced, and damage to the furnace body can be reduced. In addition, troubles such as jamming (stopping the movement of the ram beam during coke extrusion) can be avoided, and release from manual coke discharging work, which is one of the measures to recover from such troubles, or
During the work, near the both ends of the carbonization chamber, it is possible to prevent the surface temperature of the silica brick from being lowered and the brick from being damaged, so that the economic and technical effects are extremely high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 (1)式で推定した炉壁の付着カーボン量
と、押し出し機ラムの駆動モーターにかかる負荷電流値
(最大値)との比較を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a comparison between the amount of carbon deposited on a furnace wall estimated by equation (1) and a load current value (maximum value) applied to a drive motor of an extruder ram.

【図2】 オイルの添加率と付着カーボン生成速度の関
係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between an oil addition rate and an attached carbon generation rate.

【図3】 炉頂空間の所定の位置で採取した付着カーボ
ン中のキャリーオーバーの割合を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a carry-over ratio in adhered carbon collected at a predetermined position in a furnace top space.

【図4】 石炭の発塵率を測定する装置の概略を示す図
面である。
FIG. 4 is a schematic view of an apparatus for measuring the dust generation rate of coal.

【図5】 発塵率の実測値と推定値の関係を示すグラフ
である。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between an actually measured value and an estimated value of the dust generation rate.

【図6】 キャリーオーバー濃度の時間変化と装入炭の
水分含有率との関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the change over time of the carry-over concentration and the moisture content of the charged coal.

【図7】 付着カーボン生成速度と温度の関係を示すグ
ラフである。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between an attached carbon generation rate and a temperature.

【図8】 キャリーオーバー濃度と付着カーボン生成速
度の関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the carry-over concentration and the attached carbon generation rate.

【図9】 本発明によるコークス押し出し負荷推定のフ
ローを示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a flow of estimating a coke pushing load according to the present invention.

【図10】 本発明によるカーボン抵抗指数と、押し出
し機ラムの駆動モーターにかかる負荷電流値(最大値)
の比較を示すグラフである。
FIG. 10 shows a carbon resistance index according to the present invention and a load current value (maximum value) applied to a drive motor of an extruder ram.
6 is a graph showing a comparison.

【図11】 押し出し機ラムの駆動モーターにかかる負
荷電流値(最大値)のヒストグラムの比較を示すグラフ
である。
FIG. 11 is a graph showing a comparison of histograms of load current values (maximum values) applied to the drive motor of the extruder ram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…測定試料 2…試料容器 3…スライドゲート 4…ブロアー吸引 5…飛散粒子吸込口 6…アクリルパイプ 7…空気吸込口 8…試料受器 9〜19…フローの方向を示す矢印 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Measurement sample 2 ... Sample container 3 ... Slide gate 4 ... Blower suction 5 ... Scattered particle suction port 6 ... Acrylic pipe 7 ... Air suction port 8 ... Sample receiver 9-19 ... Arrow indicating the direction of flow

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 真 大分県大分市大字西ノ洲1番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 松浦 慎 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 工藤 達也 北海道室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式 会社室蘭製鐵所内 Fターム(参考) 4H012 EA00 LA03  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Makoto Ando 1-Nishinosu, Oita-shi, Oita-shi, Nippon Steel Corporation Oita Works (72) Inventor Shin Matsuura 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Japan-made (72) Inventor Tatsuya Kudo 12th Nakamachi, Muroran-shi, Hokkaido F-term in Muroran Works, Nippon Steel Corporation 4H012 EA00 LA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コークス押し出し時の負荷を、炭化室炉
壁面に生成するカーボン量と、炭化室の炉頂空間面に生
成するカーボン量をパラメーターとして下記の(A)式
で推定することを特徴とするコークス押し出し負荷の推
定方法。 【数1】 k11:係数。
1. The load at the time of coke extrusion is estimated by the following equation (A) using the amount of carbon generated on the furnace wall of the coking chamber and the amount of carbon generated on the furnace top space of the coking chamber as parameters. Method for estimating the coke extrusion load. (Equation 1) k11: coefficient.
【請求項2】 請求項1に記載の炉壁に生成するカーボ
ンの推定量を、石炭へのオイルの添加率、石炭の揮発
分、石炭の水分含有率を用いて、下記の(B)式で求
め、炉頂空間面に生成するカーボンの推定量を、石炭へ
のオイルの添加率、炭化室への石炭装入量、温度、石炭
の揮発分、石炭の水分含有率、石炭の発塵率を用いて、
下記の(C)式で求めることを特徴とするコークス押し
出し負荷の推定方法。 【数2】 Dw:炉壁カーボンの生成速度(mm/日)、 k1:係数、 OL:石炭へのオイル添加率(質量%)、 Tw:炉壁温度(K)、 VM:石炭の揮発分(質量%)、 M:石炭の水分含有率(質量)。 【数3】 Dr:炉頂空間面のカーボン生成速度(mm/日)、 W:石炭装入量(ton)、 k7〜k10:係数、 H:石炭の発塵率(質量%)、 ξ(τ):補正係数、 τ:石炭装入からの経過時間。
2. The following formula (B) is used to calculate the estimated amount of carbon generated on the furnace wall according to claim 1 using an oil addition rate to coal, volatile matter of coal, and a moisture content of coal. The estimated amount of carbon generated on the furnace top surface is calculated based on the oil addition rate to coal, the amount of coal charged into the coking chamber, temperature, coal volatiles, coal moisture content, and coal dust generation. Using the rate
A method for estimating a coke pushing load, which is obtained by the following equation (C). (Equation 2) Dw: generation rate of furnace wall carbon (mm / day), k1: coefficient, OL: oil addition rate to coal (mass%), Tw: furnace wall temperature (K), VM: volatile matter of coal (mass%) , M: Coal moisture content (mass). (Equation 3) Dr: carbon generation rate (mm / day) on the furnace top surface, W: coal charge (ton), k7 to k10: coefficient, H: coal dust rate (mass%), % (τ): correction Coefficient, τ: Time elapsed since coal loading.
【請求項3】 請求項2に記載の石炭の発塵率を、石炭
の粉砕性を示す指数、発生ガスの流速、石炭の粒度を示
す指数、石炭の水分含有率、石炭へのオイル添加率を用
いて、下記の(D)式で推定することを特徴とするコー
クス押し出し負荷の推定方法。 【数4】 HGI:石炭の粉砕性を示す指数、 Gv:発生ガスの流速(m/s)、 Dp:石炭の粒度を示す指数、 k2〜k6:係数。
3. The dust generation rate of the coal according to claim 2, wherein the index indicates the pulverizability of the coal, the flow rate of the generated gas, the index indicating the particle size of the coal, the moisture content of the coal, and the oil addition rate to the coal. A method for estimating a coke extrusion load, wherein the estimation is performed by the following equation (D). (Equation 4) HGI: index indicating the crushability of coal, Gv: flow rate (m / s) of generated gas, Dp: index indicating the particle size of coal, k2 to k6: coefficients.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の方法を
用いて推定したコークス押し出し負荷の値に応じて、炭
化室からコークスを押し出すタイミングを設定すること
を特徴とするコークスの押し詰りを防止するコークス炉
の操業方法。
4. A compaction of coke characterized by setting a timing for extruding coke from a coking chamber according to a value of a coke pushing load estimated by using the method according to any one of claims 1 to 3. To prevent coke oven operation.
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