JP2004107387A

JP2004107387A - Method of evaluating thickness of carbon deposited on oven wall of coke oven carbonization chamber

Info

Publication number: JP2004107387A
Application number: JP2002268892A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yokoyama; 横山　貴司; Kazukiyo Matsuda; 松田　和清; Kanji Matsudaira; 松平　寛司
Original assignee: Kansai Coke and Chemicals Co Ltd
Current assignee: Kansai Coke and Chemicals Co Ltd
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: JP4073281B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique to contribute to the control of push-out resistance in the coke oven operation by finding an effective means capable of estimating the thickness of carbon to be deposited on the oven wall of a coke carbonization chamber with good accuracy, and furthermore finding a means for a coke oven operator to easily grasp the state of the oven wall. <P>SOLUTION: By using a testing oven or an actual oven to previously find the deposited carbon thickness D<SB>0</SB>on the oven wall of the carbonization chamber of the oven, the surface temperature T<SB>0</SB>of the oven wall of the carbonization chamber at that time, and the atmospheric temperature F<SB>0</SB>relating to the oven inside temperature of the carbonization chamber, a relationship equation or a database with respect to the correlation among these D<SB>0</SB>, T<SB>0</SB>, and F<SB>0</SB>is prepared in advance. And, the surface temperature T at the target site P to be measured of the oven wall of the coke oven carbonization chamber to be evaluated and the temperature F of a combustion chamber adjoining the carbonization chamber are measured, and the deposited carbon thickness D at the target site P to be measured of the oven wall of the carbonization chamber is estimated on the basis of the above correlation. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉炭化室の炉壁に付着した付着カーボンの厚みを、精度良く推定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
（コークス炉）
周知のように、コークス炉は、炭化室と燃焼室とが交互に配置された基本構成を有する。炭化室に装入された石炭は、両側の燃焼室からの熱を受けて乾留される。
【０００３】
（炭化室における押出トラブルとその原因）
炭化室は、平面視では、通常押出機が位置するマシンサイドよりもガイド車および消火車が位置するコークサイドがわずかに広い間隔を有する。乾留後のコークスケーキを炭化室から押し出すには、押出機を正確に炭化室の前に位置させ、押出機に装備したラムを炭化室のマシンサイドからコークサイドに向けて突出させながら、そのラムヘッドにてコークスケーキをコークサイドから押し出す。
【０００４】
この場合、仮に炭化室の炉壁に異常があると、押出機のラムに無理な力が加わり、極端な場合には押出不能という最悪の事態になる。このように、コークス炉の操業において特に問題となるのは、詰まり窯に代表されるコークス排出の際の押出トラブルである。そして押出トラブルが発生すると、危険な暑熱作業である赤熱コークス掻き出し作業を行わなければならない上、その作業のために生産性が大幅に低下し、さらには押出時に加わる圧力により炉体にも悪影響を及ぼす。
【０００５】
押出トラブルには種々の原因があるが、特に重要な原因として、コークス炉炭化室の炉壁に付着したカーボンがコークス押出時に抵抗を生じさせ、押出ラムの停止をもたらすという現象があげられる。そこで押出トラブルを低減ないし解消するためには、炉壁付着カーボン量を適切に把握して、トラブルが発生する前に効果的にカーボンを除去しなければならない。
【０００６】
（炭化室の炉壁に付着・成長するカーボンの功罪）
コークス炉炭化室の炉壁には、操業の継続と共にカーボンが付着、成長する。その成長初期の炉壁に全体に薄く均一に付着するカーボンは、炉壁面を平滑化して（つまり、炉壁の目地や欠損を平滑化して）押出抵抗を低下させると共に、炉壁の目地切れ等を塞いで燃焼室への発生ガス漏洩を抑制するので、むしろ必要な存在である。
【０００７】
一方、成長後期においては、付着カーボンは、押出抵抗を上昇させて押出トラブルの原因となるなど、コークス炉の操業に対し悪影響を及ぼす存在となる。特に、押出抵抗を大きく上昇させる炉壁カーボンの形態としては、炉壁に部分的に厚く付着するこぶ状カーボンがあげられる。
【０００８】
（炉壁に付着したカーボンの除去方法）
押出抵抗を上昇させるカーボンを除去する方法として、空窯がある。空窯とは、炭化室への石炭投入口である装入孔を開放してエアを自然流入させながら、石炭を装入せずに炭化室を数時間または１ないし数サイクル放置することであり、これにより炭化室に付着したカーボンを焼き落とすことができる。
【０００９】
しかしながら、空窯操作を行うと、当然に生産性が低下することとなり、またエア流入による冷却に起因して炭化室炉壁を傷めることにもなる。従って、空窯の実施回数はできるだけ少ない方が好ましいことは言うまでもなく、そのためには、押出抵抗を上昇させるカーボンの付着量を正確に把握し、空窯を実施すべき時機を適切に知る必要がある。
【００１０】
カーボン除去方法としては、そのほか、空窯にエアを導入して強制的にカーボンを燃焼除去する方法もある。しかしながら、余り多量のカーボンを燃焼させすぎると、炉壁を平滑化させる効果を有する薄く均一なカーボンまで燃焼除去してしまうことになり、かえって押出抵抗を増加させることになる。
【００１１】
（炉壁へのカーボン付着状況の把握方法）
１．日常操業において、コークス炉炭化室炉壁へのカーボン付着状況を把握確認する方法としては、次の方法があげられる。
（Ａ）炉上作業者が装入孔より目視にて判断する方法。
（Ｂ）押出機のオペレータが窯口より目視にて確認する方法。
（Ｃ）押出抵抗が上昇したときに、その原因を炉壁付着カーボンであると想定する方法。
【００１２】
２．また、炭化室炉壁への付着カーボンの厚みを検出するための方法として、次のような方法が提案されている。
【００１３】
（Ｄ）特開昭５４−１３５５９８号公報（特許文献１）には、コークス炉上部空間にプローブを挿入し、プローブに設置された１対の電極の間の電気抵抗を測定して、付着カーボンの厚みを検出する方法（より詳細には、電気回路に接続された第１および第２のワイヤによって取り巻かれたプローブをカーボン生成の原因であるガスの通路に設置し、前記電気回路の手段で前記第１と第２ワイヤ間の電気抵抗を時間の函数として曲線をプロットし、表面上にカーボンが生成するのを制御するために、前記曲線の傾斜に従ってガスの温度を調整するようにした表面上のカーボン生成を制御する方法）が示されている。
【００１４】
３．適当な手段により炭化室の幅を測定して、カーボン付着量や付着位置を把握する方法も提案されている。
【００１５】
（Ｅ）たとえば、特開昭５８−２０８３８４号公報（特許文献２）には、コークス押出機の押出ラムに炉壁面平滑度測定装置を設け、該ラムにラム移動距離計を設けて、ラムの前後進により炉壁面に付着したカーボンの有無とその位置を検出するようにしたコークス炉炭化室におけるカーボン付着の検出方法が示されている。
【００１６】
（Ｆ）特開昭６３−３１２３９０号公報（特許文献３）には、コークス炉の炭化室壁面に付着するカーボン量の分布に応じてカーボン除去量を調整するカーボン除去方法において、押出機ラムヘッド部に設置した光三角法を用いた測定装置によって炭化室幅を測定すると共に、測定した位置を検出し、同一の炭化室を測定したデータの時間的変化からカーボン付着量の分布を解析し、解析したデータをこの炭化室におけるデータとして記憶しておき、さらに記憶した該解析データに基き、押出機ラム部に設置したノズルから噴射するカーボン除去用の気体噴射量を制御し、カーボン除去量を調整するようにしたコークス炉炭化室のカーボン除去方法が示されている。
【００１７】
４．さらに、次に述べるように、カーボンの放射率と炉壁煉瓦の放射率との違いを利用して、放射温度計を用いてカーボン付着位置を検出する方法も提案されている。
【００１８】
（Ｇ）たとえば、特開平１−１７８５９０号公報（特許文献４）には、ラムヘッドの上部、下部にそれぞれ輻射温度検出器を設けた押出機により、炭化室から乾留されたコークスを窯出しする際に、前記輻射温度検出器により炭化室の内壁の上部、下部の温度分布を測定し、両者の温度分布の差により炭化室に付着したカーボンの付着量と付着位置とを測定するコークス炉の炉壁カーボン測定方法が示されている。
【００１９】
（Ｈ）同様に、特開平３−４３４９０号公報（特許文献５）には、炭化室の長さ方向の炉壁の温度を押出機のラムヘッドに取り付けた輻射式温度計により測定し、その測定結果より求めた温度分布からカーボン付着箇所を検出するようにしたコークス炉の炉壁異常検査方法が示されている。
【００２０】
（Ｉ）本出願人の出願にかかる特開平１１−６１１３８号公報（特許文献６）には、ラムヘッドに設置した放射温度計（Ａ）　によりコークス炉炭化室の炉壁温度分布を測定するにあたり、前記放射温度計（Ａ）　として単色式放射温度計（ａ_１）と２色式放射温度計（ａ_２）とを同時に使用して温度Ｔ_１　，　Ｔ_２　を測定し、その温度差ΔＴに基いて炉壁へのカーボン付着位置および付着量の推定を行うようにしたコークス炉炭化室の炉壁付着カーボンの検出方法が示されている。
【００２１】
【特許文献１】
特開昭５４−１３５５９８号公報
【特許文献２】
特開昭５８−２０８３８４号公報
【特許文献３】
特開昭６３−３１２３９０号公報
【特許文献４】
特開平１−１７８５９０号公報
【特許文献５】
特開平３−４３４９０号公報
【特許文献６】
特開平１１−６１１３８号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
（各方法の問題点）
上記１の（Ａ）の方法（カーボン付着位置を炉上作業者が装入孔より目視にて判断する方法）は、従来より行われている一般的な方法であるが、炭化室内を観察する機会はカーボン焼き落としのための空窯操作を行った直後などに限られるため、適切な時機にカーボン焼き落としを行うべく定期的に炭化室炉壁の観察を行うことが困難である。
【００２３】
上記１の（Ｂ）の方法（押出機のオペレータが窯口より目視にて確認する方法）は、窯出しの都度炭化室内を確認することができるが、押出中の炭化室内は発塵や火炎などで目視による内部観察が困難であり、さらには押出機から距離が離れているコークサイド側の観察が難しいという問題もある。
【００２４】
上記１の（Ｃ）の方法（コークス窯出し時の押出電流値や押出電力値などを指標とした押出抵抗の大きさにより、カーボン付着量を想定する方法）は、押出抵抗に異常が現れるのは炉壁にカーボンが付着している場合だけでなく、炉壁に欠損が生じた場合や、炭化室自体が湾曲している場合についても異常な押出抵抗を示す場合があるため、原因をカーボンと特定することが困難である。また、押出抵抗はあくまで間接的なカーボン検出方法であり、直接的にカーボンを測定しているわけではない。
【００２５】
上記２の（Ｄ）の特開昭５４−１３５５９８号公報（特許文献１）の方法は、（ｉ）　炭化室上部空間に、間隔をおいた１対の電極を有するプローブを挿入する、（ｉｉ）電極の間にカーボンが付着することにより、電極間の電気抵抗が変化する、（ｉｉｉ）　電極間の電気抵抗と付着カーボン厚みとの関係を事前に求めておく、（ｉｖ）電極間の電気抵抗を測定することで付着カーボンの厚みを検知する、という方法である。しかしながら、この方法は、あくまでプローブに付着したカーボンの厚みを測定することにより周辺部の炭化室付着カーボン厚みを推定する方法であり、直接的に炭化室付着カーボンを測定しているとは言えない。また、電極を有するプローブを炉内に挿入する必要があることから、カーボンを測定できる場所は炭化室上部空間や上昇管など、ある程度の空間容積を有する部分に限られ、押出抵抗に大きな影響を与える炉壁付着カーボンの測定を行うことは難しい。
【００２６】
上記３の（Ｅ）の特開昭５８−２０８３８４号公報（特許文献２）や（Ｆ）の特開昭６３−３１２３９０号公報（特許文献３）の方法は、炭化室の幅を測定し、炭化室プロフィルの設計値との差に基いてカーボン付着を検知する方法である。この方法は、カーボン付着状況を正確に把握することができるが、炭化室の幅の測定を行うためには、レーザー距離計などの高価で精密な機器を使用する必要がある。さらには、測定装置を炉内に挿入する必要のあるこの方法を用いる場合、精密な距離測定装置を常に断熱、冷却し続ける必要があるため、操業中に定常的に測定し続けることが難しい。
【００２７】
上記４の（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）の方法（特許文献４〜６の方法）は、炉壁温度を測定してカーボンの付着状態を推定しようとするものである。この方法は、現場での応用に適しているので、興味のあるものである。
【００２８】
しかしながら、これら（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）の方法（特許文献４〜６の方法）は、本発明者らの検討によれば、カーボン付着厚みを推定する上では、精度が必ずしも充分とは言えないことが判明した。炉壁の測温結果とカーボン付着厚みとの間には、ある程度の相関関係が見られるものの、その相関関係が弱いのである。これらの方法にあっては、カーボン付着厚みを精度良く推定するための何かの要因が欠けているようである。
【００２９】
（本発明の目的）
本発明は、このような背景下において、コークス炉炭化室の炉壁に付着するカーボンの厚みを精度良く推定できる有効な手段を見い出すこと、さらにはコークス炉オペレータが炉壁状況を把握しやすい手段を見い出すことにより、コークス炉の操業における押出抵抗の管理に貢献する技術を提供することを目的とするものである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明のコークス炉炭化室炉壁の付着カーボン厚みの評価方法は、
（イ）試験炉または実炉を利用して、該炉の炭化室の炉壁または炉壁に相当する部位における付着カーボン厚みＤ_０　と、そのときの炭化室の炉壁または炉壁に相当する部位の表面温度Ｔ_０　と、その炭化室の炉内温度に関連する雰囲気温度Ｆ_０　とを求めることにより、予め、これらＤ_０　，Ｔ_０　，Ｆ_０　間の相関関係についての関係式ないしデータベースを作成しておくこと、および、
（ロ）評価対象とするコークス炉炭化室炉壁の測定対象部位Ｐの表面温度にかかる指標Ｔと、その炭化室に隣接する燃焼室の温度Ｆとを測定し、その炭化室炉壁の測定対象部位Ｐにおける付着カーボン厚みＤを、上記（イ）の相関関係についての関係式ないしデータベースに基いて推定すること
を特徴とするものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
【００３２】
〈（イ）相関関係についての関係式ないしデータベースの作成〉
本発明においては、まず、試験炉または実炉を利用して、該炉の炭化室の炉壁または炉壁に相当する部位における付着カーボン厚みＤ_０　と、そのときの炭化室の炉壁または炉壁に相当する部位の表面温度Ｔ_０　と、その炭化室の炉内温度に関連する雰囲気温度Ｆ_０　とを求めることにより、予め、これらＤ_０　，Ｔ_０　，Ｆ_０　間の相関関係についての関係式ないしデータベースを作成しておく。
【００３３】
試験炉を利用する場合は、たとえば、該炉の炭化室の炉壁（または炉壁に相当する部位、たとえば炉内に設置した台座煉瓦の上面）に所定の厚みＤ_０　のカーボン付着層を形成させておき、炉内をたとえば窒素雰囲気に保ちながら、雰囲気温度Ｆ_０　を数水準に変更し、炉壁が一定温度になるまで保ってから、その炉壁の表面温度Ｔ_０　を測定する。このようにして、後述の実験例１の図２（イ）、（ロ）、（ハ）のように、各雰囲気温度Ｆ_０　についての付着カーボン厚みＤ_０　と炉壁の表面温度Ｔ_０　との間の相関関係が得られるので、それを関係式ないしデータベースとして準備しておく。
【００３４】
実炉を利用する場合は、たとえば、押出機ラムから炉壁までの距離をレーザ距離計などで測定して炉壁の付着カーボン厚みＤ_０　を測定すると共に、雰囲気温度Ｆ_０　（炉内温度または燃焼室温度、特に燃焼室の上部空間温度）および炉壁の当該部位の表面温度Ｔ_０　を測定して、これらの間の相関関係についての関係式ないしデータベースを作成すればよい。
【００３５】
試験炉または実炉のいずれを利用する場合も、上記の相関関係を、関係式、グラフ、コンピュータ利用の統計的ないし演算処理などの形態で準備しておく。
【００３６】
上記の表面温度Ｔ_０　および雰囲気温度Ｆ_０　の測定は、任意の測温手段を用いて行うことができる。
【００３７】
〈（ロ）付着カーボン厚みＤの推定〉
そして、評価対象とするコークス炉炭化室炉壁の測定対象部位Ｐの表面温度にかかる指標Ｔと、その炭化室に隣接する燃焼室の温度Ｆとを測定し、その炭化室炉壁の測定対象部位Ｐにおける付着カーボン厚みＤを、上記（イ）の相関関係についての関係式ないしデータベースに基いて推定する。
【００３８】
燃焼室の温度Ｆは、たとえば、炉長方向に数１０室存在する燃焼室のうち、コークサイド（またはマシンサイド）からｎ番目の燃焼室を選んで、その上部空間の温度を測定して、温度Ｆとして用いればよい。
【００３９】
炭化室炉壁の測定対象部位Ｐの表面温度にかかる指標Ｔは、炭化室の装入口の外部に設けた温度計により、その装入孔のほぼ直下付近の特定高さの部位の炉壁温度を測定したり、あるいは、押出機のラムに設けた温度計により、炉壁の特定の高さの部位を炉長方向に走査しながら測定したりするようにすればよい。
【００４０】
このときの指標Ｔは、測定対象部位Ｐの表面温度そのものであってもよく、あるいは、測定対象部位Ｐとその周辺の一定距離離れた点（たとえば、前後方向または上下方向に一定距離離れた１点（または数点の平均）との間の温度差であってもよい。
【００４１】
炉壁の表面温度にかかる指標Ｔを求めるために用いる温度測定手段としては、押出機のラムヘッドに設置した放射温度計（単色式放射温度計、２色式放射温度計、あるいはそれらの併用）で測温する方法、炉壁撮像による炉壁の輝度に基いて測温する方法、サーモグラフィを用いて測温する方法などがあげられる。これらのうち、非接触測定法にかかる放射温度計を用いたときには、付着カーボン厚みだけでなく、適当な手段で炭化室炉壁を走査することによって、カーボンの付着分布も知ることができる。
【００４２】
ここで放射温度計は、物体の表面から放射される熱放射エネルギーの量または強さを測定する温度計である。単色式放射温度計は、ある不完全放射体より放射される放射エネルギーを狭い範囲の波長帯域で測定し、その値をその物体の放射率で補正して真温度を求める温度計であるため、測定対象物の放射率の影響を受けやすい。一方、２色式放射温度計は、ある不完全放射体より放射される放射エネルギーを互いに異なる二つの波長帯域で測定し、それらの比率より温度表示する温度計であるため、測定対象物の放射率の影響を受けにくい。
【００４３】
単色式放射温度計と２色式放射温度計とを同時に使用して、同一部位についてのそれぞれの温度を測定するときは、それらの温度差を用いることもできる。温度差の大きい部分にはカーボンの付着があり、温度差が小さい部分にはカーボンの付着がないか少ないと判断されるので、炉壁の表面温度にかかる指標Ｔとして信頼性が高くなるからである。
【００４４】
放射温度計を用いるときの温度測定は、押出機のラムヘッドへの放射温度計の設置高さを選び、炭化室の炉壁の上段−中段−下段とか、上段−下段とかいうように、高さの異なる数個所に対して行うことが好ましい。ラムヘッドは炭化室のマシンサイド−コークサイドを往復するので、炉長方向（つまり炉壁横方向）の温度分布も測定することができる。
【００４５】
次に、炉内温度にかかる指標Ｆを求めるための手段としては、熱電対（熱起電力温度計）、膨張温度計、圧力温度計、抵抗温度計などの任意の測温手段があげられる。
【００４６】
なお、温度の測定値の処理、温度差の計算処理、それらの記録は、ケーブル、コンピュータ、ディスプレイ、プリンタなどを用いて自動的に処理・記録することができる。
【００４７】
〈画像表示〉
上記（ロ）の付着カーボン厚みＤの推定を行うときには、評価対象とするコークス炉炭化室炉壁の多数点の測定対象部位Ｐにつき付着カーボン厚みＤを推定すると共に、その推定に基いて、炭化室炉壁における付着カーボン厚みＤの分布を画像表示できるようにすることが特に好ましい。
【００４８】
【実施例】
次に実施例をあげて本発明をさらに説明する。
【００４９】
実験例１
図１は、この実験例１で用いた試験装置を示した説明図である。部材の説明は図中に記入してある。
【００５０】
炭化室の炉壁または炉壁に相当する部位における付着カーボン厚みＤ_０　と、そのときの炭化室の炉壁または炉壁に相当する部位の表面温度Ｔ_０　と、その炭化室の炉内温度に関連する雰囲気温度Ｆ_０　との関係を求めるため、炉長１６０ｍｍ、炉幅６０ｍｍ、炉高１２０ｍｍの小型試験炉を用いて、煉瓦およびカーボンの測温試験を行った。
【００５１】
炉内には、図１のように硅石煉瓦でできた台座煉瓦を設置した。この台座煉瓦の上面の右半分の部位には、コークス炉から脱落した炉壁付着カーボンを採取して所定の厚みＤ_０　（１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ）に切断したものを、アルミナ系接着剤を用いて台座煉瓦に接着した。台座煉瓦の上面の左半分の部位には、使用した炉壁付着カーボンと同じ厚みの硅石煉瓦を同様にして接着し、炉壁に相当する部位とした。実験は、カーボン厚みＤ_０　が０ｍｍ（煉瓦面）および２０ｍｍの場合について同時に測定し、またカーボン厚みＤ_０　が１０ｍｍおよび３０ｍｍの場合について同時に測定した。
【００５２】
実炉における燃焼室に模して、図１のように、試料を設置した試験炉内に仕切り壁を設置し、窒素雰囲気下にシリコニット発熱体で加熱を行い、そのときの雰囲気温度Ｆ_０　を熱電対にて測定しながら炉内温度の制御を行った。ただし、実炉のように燃焼室で燃料ガスを燃焼させることにより炭化室を加熱しているわけではないので、制御用熱電対測定温度は試料温度よりも低い値を示す。
【００５３】
炉内をまず設定温度の最大値である１０００℃以上に保持し、その後炉内温度を降温させながら、雰囲気温度Ｆ_０　を１０００℃、９００℃、８００℃の各設定温度（温度制御用熱電対で確認）に保持して、台座煉瓦上の硅石煉瓦の表面温度（厚みＤ_０　＝０に相当）および厚みＤ_０　の付着カーボンの表面温度Ｔ_０　を、それぞれ煉瓦測温用熱電対およびカーボン測温用熱電対を用いて測定した。なお、各設定温度への保持時間は、対象物の表面温度が１分間以上変化しなくなるまでとした。結果を次の表１に示す。
【００５４】
【表１】

【００５５】
図２（イ）、（ロ）、（ハ）は、表１における雰囲気温度Ｆ_０　と付着カーボン厚みＤ_０　との関係を表面温度Ｔ_０　ごとに図示したものである。図１から、付着カーボン厚みＤ_０　が厚いほど表面温度Ｔ_０　が高くなり（正の相関関係を有しており）、またその傾きが表面温度Ｔ_０　により相違していることがわかる。
【００５６】
上記の測定結果から、付着カーボン厚みＤ_０　ごとの表面温度Ｔ_０　と雰囲気温度Ｆ_０　との関係を数式化すると、
Ｔ_０　＝（ａ・Ｆ_０　＋ｂ）×　ｅｘｐ［（ｃ・Ｆ_０　＋ｄ）×Ｄ_０　］　　　（１）
（ａ，ｂ，ｃ，ｄは定数）
となる。
【００５７】
これを実炉に適用すると、
Ｔ＝（ａ’・Ｆ＋ｂ’）×　ｅｘｐ［（ｃ’・Ｆ＋ｄ’）×Ｄ］　　　（２）
Ｔ：炉壁の測定対象部位Ｐの表面温度にかかる指標（炉壁表面温度）
Ｆ：燃焼室の温度
Ｄ：付着カーボン厚み
（ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’は定数）
となる。
【００５８】
そして、この（２）　式を変形すると、
Ｄ＝ｌｎ［Ｔ／（ａ’・Ｆ＋ｂ’）］／（ｃ’・Ｆ＋ｄ’）　　（３）
となり、炉壁表面温度Ｔと燃焼室の温度Ｆとから、付着カーボン厚みＤを推定することができる。
【００５９】
実験例２
図３は、押出機のラムのラムヘッド周りの説明図である。（１）　は押出ビーム、（２）　はラムヘッド、（３）　は分岐ボックスである。（４）　は検出ヘッドであり、（４ａ）は上段検出ヘッド、（４ｂ）は中段検出ヘッド、（４ｃ）は下段検出ヘッドである。（５）　はラムビームである。
【００６０】
図４は、炉壁の温度測定部位を示した説明図である。図中、Ｃ／Ｓはコークサイド、Ｍ／Ｓはマシンサイドの意味である。
【００６１】
コークス炉の特定の窯を用いて、以下に述べる測定を行った。すなわち、窯出し時に、押出機のラムの上段検出ヘッド（４ａ）、中段検出ヘッド（４ｂ）および下段検出ヘッド（４ｃ）に設置した単色式放射温度計により、炉壁の上段、中段、下段における炉長方向多数点の炉壁温度を測定した。燃焼室の温度Ｆについては、炉長方向に複数室存在する燃焼室のうち中央付近の燃焼室の上部空間の温度を熱電対にて測定した値を用いた。炉壁温度の測定結果を、表２〜４に分けて示す。
【００６２】
【表２】

【００６３】
【表３】

【００６４】
【表４】

【００６５】
炉高方向３箇所のデータから、直線近似で測定位置間のデータを補完し、先に実験例１において述べた（３）　式から炉壁各部位の推定付着カーボン厚みＤを算出して、画像表示した。画像表示した結果を図５に示す。
【００６６】
図５から、他の部分よりもカーボンが付着しやすくかつ成長しやすいと言われる装入孔直下位置付近と、ラムビーム（５）　通過高さ付近となる中段検出ヘッド（４ｂ）走査部位の近くにおいて、炉壁に厚い付着カーボンが存在していることがわかる。
【００６７】
一般に、コークス炉炉壁において、ラムビーム（５）　通り高さは、特に炉壁の肌荒れが激しい部位である。また、装入孔直下の位置は、石炭落下による冷却および衝撃により、他の部分よりも特に炉壁の肌荒れが激しい部分である。そして、肌荒れが激しい部位は、他の部位よりもカーボンが付着しやすくかつ成長しやすい。その結果、これらの部位においては、操業の継続と共に押出抵抗が増加するケースが多いことが経験的に見い出されている。
【００６８】
実験例２の結果は、このような経験的知見と合っており、またその知見を定量化しており、さらには図５のように画像化したことにより、オペレータが炉壁に対するカーボン付着状況と付着厚みとを把握しやすくなっている。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、炉壁付着カーボンの厚みを定量的にかつ精度良く推定することができる。従って、付着カーボンを除去すべき時機を適正に選択することができ、コークス窯出し時の押出抵抗を管理することができる。
【００７０】
また、付着カーボン厚みを把握することにより、付着しているカーボンが押出抵抗に悪影響を及ぼす厚いカーボンであるか、あるいは炉壁目地切れを塞いで炉壁を平滑化させる薄いカーボンなのかを判別することができるので、付着カーボンを除去すべきかどうかを判断することができ、付着カーボンが少ないことによる炭化室から燃焼室への発生ガス漏洩、それに続く煙突からの黒煙発生を抑制することができる。
【００７１】
温度測定手段として放射温度計を用いた場合には、放射温度計を炉壁に対して走査することにより、付着カーボンの厚みだけでなく、カーボンの付着状況を知ることができる。なお、本発明にあっては温度測定手段は任意でありその種類を問うものではないが、放射温度計による非接触測定法を用いた場合には、炉内に挿入する測定機器は非常に小さいものとなり、冷却手段も空冷などの簡易なもので足りる。
【００７２】
このように、押出抵抗を増大させる原因となるカーボン付着状況を把握することにより、コークス押出トラブルの低減が可能となり、炉体の損傷を抑えることができる。押出トラブルに伴なう生産性の低下も防ぐことができる。また、炭化室容積の減少による生産性の低下を防止することができる。
【００７３】
そして、適切なタイミングで空窯作成を行うことができるので、カーボンの少ない窯を空窯にして炉体を傷めるようなことがない。さらには、空窯作成による生産性低下を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実験例１で用いた試験装置を示した説明図である。
【図２】表１における雰囲気温度Ｆ_０　と付着カーボン厚みＤ_０　との関係を表面温度Ｔ_０　ごとに図示したものである。
【図３】押出機のラムのラムヘッド周りの説明図である。
【図４】炉壁の温度測定部位を示した説明図である。
【図５】実験例２における結果を画像表示したものである。
【符号の説明】
（１）　…押出ビーム、
（２）　…ラムヘッド、
（３）　…分岐ボックス、
（４）　…検出ヘッド、
（４ａ）…上段検出ヘッド、（４ｂ）…中段検出ヘッド、（４ｃ）…下段検出ヘッド、
（５）　…ラムビーム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for accurately estimating the thickness of carbon deposited on a furnace wall of a coke oven carbonization chamber.
[0002]
[Prior art]
(Coke oven)
As is well known, a coke oven has a basic configuration in which carbonization chambers and combustion chambers are alternately arranged. The coal charged into the coking chamber is carbonized by receiving heat from the combustion chambers on both sides.
[0003]
(Extrusion trouble in carbonization chamber and its cause)
In the carbonization chamber, in plan view, the coke side where the guide wheel and the fire extinguisher are located is slightly wider than the machine side where the extruder is usually located. To extrude the coke cake after carbonization from the carbonization chamber, place the extruder exactly in front of the carbonization chamber, and make the ram equipped on the extruder protrude from the machine side of the carbonization chamber toward the coke side, while holding the ram head. Press the coke cake out of the coke side at.
[0004]
In this case, if there is an abnormality in the furnace wall of the carbonization chamber, an excessive force is applied to the ram of the extruder, and in an extreme case, the worst case in which extrusion is impossible. As described above, a particular problem in the operation of a coke oven is an extrusion trouble at the time of coke discharge typified by a clogging kiln. When extrusion trouble occurs, it is necessary to carry out red hot coke scraping work, which is dangerous hot work, and that work greatly reduces productivity, and furthermore, the pressure applied at the time of extrusion adversely affects the furnace body. Exert.
[0005]
Although there are various causes for the extrusion trouble, a particularly important cause is a phenomenon that carbon adhered to the furnace wall of the coke oven carbonization chamber generates resistance during coke extrusion and causes the extrusion ram to stop. Therefore, in order to reduce or eliminate the extrusion trouble, it is necessary to properly grasp the amount of carbon adhered to the furnace wall and to remove the carbon effectively before the trouble occurs.
[0006]
(Actuality of carbon adhering and growing on the furnace wall of the carbonization chamber)
Carbon adheres and grows on the furnace wall of the coke oven carbonization chamber as the operation continues. The carbon that adheres thinly and uniformly to the entire furnace wall at the initial stage of growth reduces the extrusion resistance by smoothing the furnace wall (that is, smoothing the joints and defects of the furnace wall), as well as cutting the joints of the furnace wall. It is rather necessary because it blocks the generated gas from leaking into the combustion chamber.
[0007]
On the other hand, in the late growth stage, the adhered carbon has an adverse effect on the operation of the coke oven, such as increasing the extrusion resistance and causing extrusion trouble. In particular, as a form of the furnace wall carbon that greatly increases the extrusion resistance, a flaky carbon that partially adheres thickly to the furnace wall can be mentioned.
[0008]
(Method of removing carbon adhering to the furnace wall)
There is an empty kiln as a method for removing carbon that increases the extrusion resistance. An empty kiln is to leave the carbonization chamber for several hours or one to several cycles without charging coal while opening the charging hole that is the coal inlet to the carbonization chamber and allowing air to flow naturally. Thus, carbon attached to the carbonization chamber can be burned off.
[0009]
However, if the empty kiln operation is performed, the productivity naturally decreases, and the furnace wall of the carbonization chamber is damaged due to the cooling due to the inflow of air. Therefore, it is needless to say that the number of times the empty kiln is performed is preferably as small as possible, and for that purpose, it is necessary to accurately grasp the amount of carbon that increases the extrusion resistance and to appropriately know the time when the empty kiln should be performed. is there.
[0010]
As another method for removing carbon, there is a method in which air is introduced into an empty kiln to forcibly burn and remove carbon. However, if too much carbon is burned too much, thin and uniform carbon having the effect of smoothing the furnace wall will be burned off, and the extrusion resistance will be increased instead.
[0011]
(How to grasp the state of carbon adhesion to the furnace wall)
1. In daily operation, the following method can be used as a method for grasping and confirming the state of carbon adhesion to the coke oven carbonization chamber furnace wall.
(A) A method in which an on-furnace worker visually judges from a charging hole.
(B) A method in which the operator of the extruder visually confirms from the kiln mouth.
(C) A method in which when the extrusion resistance is increased, it is assumed that the cause is carbon deposited on the furnace wall.
[0012]
2. In addition, the following method has been proposed as a method for detecting the thickness of carbon adhered to the furnace wall of the coking chamber.
[0013]
(D) Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-135598 (Patent Document 1) discloses that a probe is inserted into a space above a coke oven, and the electric resistance between a pair of electrodes installed on the probe is measured to determine the amount of carbon deposited. (More specifically, a probe surrounded by first and second wires connected to an electric circuit is installed in a path of a gas that causes carbon generation, and the electric circuit means A surface plotted as a function of time with the electrical resistance between the first and second wires and adjusting the temperature of the gas according to the slope of the curve to control the formation of carbon on the surface. The above method of controlling carbon production) is shown.
[0014]
3. A method has been proposed in which the width of the carbonization chamber is measured by appropriate means to determine the amount and position of carbon deposition.
[0015]
(E) For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-208384 (Patent Document 2) discloses that an extruding ram of a coke extruder is provided with a furnace wall smoothness measuring device, and a ram moving distance meter is provided on the ram. There is shown a method for detecting carbon deposition in a coke oven carbonization chamber, which detects the presence or absence and the position of carbon deposited on the furnace wall by moving forward and backward.
[0016]
(F) Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-313390 (Patent Document 3) discloses a method of removing carbon in accordance with the distribution of the amount of carbon adhering to the wall surface of a carbonization chamber of a coke oven. The width of the carbonization chamber is measured by a measuring device using the optical triangulation method installed at the site, the measured position is detected, and the distribution of the amount of carbon deposition is analyzed based on the temporal change of the data obtained by measuring the same carbonization chamber. The obtained data is stored as data in this carbonization chamber, and based on the stored analysis data, the amount of carbon injected from the nozzle installed in the extruder ram is controlled to adjust the amount of carbon removed. A method for removing carbon in a coke oven carbonization chamber is described.
[0017]
4. Further, as described below, a method has been proposed in which the difference between the emissivity of carbon and the emissivity of furnace wall bricks is used to detect a carbon attachment position using a radiation thermometer.
[0018]
(G) For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-178590 (Patent Document 4) discloses a method in which coke dry-distilled from a carbonization chamber is discharged from a carbonization chamber by an extruder provided with a radiation temperature detector at an upper portion and a lower portion of a ram head. A coke oven furnace in which the radiation temperature detector measures the temperature distribution of the upper and lower portions of the inner wall of the coking chamber, and measures the amount and position of the carbon adhering to the coking chamber based on the difference between the two temperature distributions. A method for measuring wall carbon is shown.
[0019]
(H) Similarly, JP-A-3-43490 (Patent Document 5) discloses that the temperature of a furnace wall in the longitudinal direction of a carbonization chamber is measured by a radiation thermometer attached to a ram head of an extruder, and the measurement is performed. A method for inspecting a furnace wall abnormality of a coke oven in which a carbon deposition point is detected from a temperature distribution obtained from the results is shown.
[0020]
(I) Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-61138 (Patent Document 6), which is filed by the present applicant, discloses a method of measuring a temperature distribution of a furnace wall of a coke oven carbonization chamber using a radiation thermometer (A) installed on a ram head. As the radiation thermometer (A), a monochromatic radiation thermometer (a) ₁ ) And a two-color radiation thermometer (a ₂ ) And the temperature T ₁ , T ₂ A method for detecting carbon adhering to a furnace wall in a coke oven carbonization chamber is shown in which the temperature and the temperature difference ΔT are measured to estimate the position and amount of carbon adhering to the furnace wall.
[0021]
[Patent Document 1]
JP-A-54-135598
[Patent Document 2]
JP-A-58-208384
[Patent Document 3]
JP-A-63-313390
[Patent Document 4]
JP-A-1-178590
[Patent Document 5]
JP-A-3-43490
[Patent Document 6]
JP-A-11-61138
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
(Problems of each method)
The above method (A) (a method in which the on-furnace worker visually determines the carbon deposition position from the charging hole) is a general method that has been conventionally performed, but observes the inside of the carbonization chamber. Since the opportunity is limited to immediately after the operation of the empty kiln for burning off the carbon, it is difficult to periodically observe the furnace wall of the carbonization chamber to perform the burning off of the carbon at an appropriate time.
[0023]
In the method (1) (B) (a method in which the operator of the extruder visually checks the material from the kiln opening), the carbonization chamber can be confirmed each time the kiln is discharged. For example, there is a problem that it is difficult to visually observe the inside, and it is also difficult to observe the corkside side that is far from the extruder.
[0024]
The method (C) (method of assuming the amount of carbon adhesion based on the magnitude of the extrusion resistance using the extrusion current value and the extrusion power value at the time of exiting the coke oven) as an index shows an abnormality in the extrusion resistance. Can cause abnormal extrusion resistance not only when carbon is adhered to the furnace wall but also when the furnace wall is broken or when the carbonization chamber itself is curved. It is difficult to specify. Extrusion resistance is an indirect method for detecting carbon, and is not directly measured.
[0025]
The method described in 2 (D) of JP-A-54-135598 (Patent Document 1) is as follows: (i) A probe having a pair of electrodes spaced apart is inserted into the upper space of the carbonization chamber; And (iv) the relationship between the electrical resistance between the electrodes and the thickness of the deposited carbon is determined in advance, and (iv) the electrical resistance between the electrodes. This is a method of detecting the thickness of the deposited carbon by measuring the resistance. However, this method is a method of estimating the thickness of the carbonized carbon in the peripheral portion by measuring the thickness of the carbon attached to the probe, and cannot be said to directly measure the carbon deposited in the carbonized room. . In addition, since it is necessary to insert a probe with electrodes into the furnace, the place where carbon can be measured is limited to a part having a certain volume of space, such as the upper space of the carbonization chamber and the riser, which has a large effect on extrusion resistance. It is difficult to measure the carbon attached to the furnace wall.
[0026]
According to the method of the above-mentioned 3 (E) JP-A-58-208384 (Patent Document 2) and the method of (F) JP-A-63-321390 (Patent Document 3), the width of the carbonization chamber is measured. This is a method of detecting carbon adhesion based on a difference from a design value of a carbonization chamber profile. Although this method can accurately grasp the state of carbon deposition, it is necessary to use expensive and precise equipment such as a laser distance meter in order to measure the width of the carbonization chamber. Furthermore, when using this method in which the measuring device needs to be inserted into the furnace, it is difficult to continuously measure the precision during the operation because it is necessary to always insulate and cool the precise distance measuring device.
[0027]
The methods 4 (G), (H), and (I) described above (the methods of Patent Documents 4 to 6) attempt to estimate the state of carbon adhesion by measuring the furnace wall temperature. This method is of interest because it is suitable for field applications.
[0028]
However, according to the studies of the present inventors, the methods (G), (H), and (I) (the methods of Patent Documents 4 to 6) are not necessarily sufficiently accurate in estimating the carbon adhesion thickness. It turned out that it could not be said. Although there is some correlation between the temperature measurement result of the furnace wall and the carbon adhesion thickness, the correlation is weak. In these methods, it seems that some factor for accurately estimating the carbon adhesion thickness is lacking.
[0029]
(Object of the present invention)
Under such a background, the present invention finds an effective means for accurately estimating the thickness of carbon adhering to the furnace wall of a coke oven carbonization chamber, and furthermore, a means for a coke oven operator to easily grasp the condition of the oven wall. It is an object of the present invention to provide a technology that contributes to the control of extrusion resistance in the operation of a coke oven by finding out.
[0030]
[Means for Solving the Problems]
The method for evaluating the thickness of carbon adhering to the coke oven carbonization chamber furnace wall of the present invention includes:
(B) Using a test furnace or an actual furnace, the thickness D of the carbon deposited on the furnace wall or a portion corresponding to the furnace wall of the carbonization chamber of the furnace. ₀ And the surface temperature T of the furnace wall of the coking chamber or a portion corresponding to the furnace wall at that time. ₀ And the ambient temperature F related to the furnace temperature of the coking chamber. ₀ To obtain these D in advance ₀ , T ₀ , F ₀ Create a relational expression or database of the correlation between
(B) The index T relating to the surface temperature of the measurement target portion P of the coke oven coking chamber furnace wall to be evaluated and the temperature F of the combustion chamber adjacent to the coking chamber are measured to measure the coking chamber furnace wall. Estimating the thickness D of the deposited carbon at the target site P based on the relational expression or database relating to the correlation in (a) above.
It is characterized by the following.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0032]
<(A) Creating a relational expression or database for correlation>
In the present invention, first, using a test furnace or an actual furnace, the thickness of the deposited carbon D on the furnace wall of the carbonization chamber of the furnace or a portion corresponding to the furnace wall is measured. ₀ And the surface temperature T of the furnace wall of the coking chamber or a portion corresponding to the furnace wall at that time. ₀ And the ambient temperature F related to the furnace temperature of the coking chamber. ₀ To obtain these D in advance ₀ , T ₀ , F ₀ Create a relational expression or database for the correlation between them.
[0033]
When a test furnace is used, for example, a predetermined thickness D is set on a furnace wall of a carbonization chamber of the furnace (or a portion corresponding to the furnace wall, for example, an upper surface of a pedestal brick installed in the furnace). ₀ Is formed, and the furnace temperature is maintained at, for example, a nitrogen atmosphere. ₀ Is changed to several levels, and the furnace wall is kept at a constant temperature. ₀ Is measured. In this way, as shown in FIGS. 2A, 2B, and 3C of Experimental Example 1 described later, each ambient temperature F ₀ Carbon thickness D attached to ₀ And furnace wall surface temperature T ₀ Is obtained, and it is prepared as a relational expression or a database.
[0034]
When an actual furnace is used, for example, the distance from the extruder ram to the furnace wall is measured with a laser distance meter or the like, and the carbon thickness D of the furnace wall is measured. ₀ And the ambient temperature F ₀ (The temperature in the furnace or the temperature of the combustion chamber, especially the temperature of the space above the combustion chamber) and the surface temperature T ₀ May be measured to create a relational expression or database for the correlation between them.
[0035]
Regardless of whether a test furnace or a real furnace is used, the above correlation is prepared in the form of a relational expression, a graph, or a statistical or arithmetic process using a computer.
[0036]
The above surface temperature T ₀ And ambient temperature F ₀ Can be measured using any temperature measuring means.
[0037]
<(B) Estimation of attached carbon thickness D>
Then, the index T relating to the surface temperature of the measurement target portion P of the coke oven coking chamber furnace wall to be evaluated and the temperature F of the combustion chamber adjacent to the coking chamber are measured, and the measurement target of the coking chamber furnace wall is measured. The thickness D of the attached carbon at the portion P is estimated based on the relational expression or the database relating to the correlation (a).
[0038]
The temperature F of the combustion chamber is determined, for example, by selecting the n-th combustion chamber from the coke side (or machine side) out of several tens of combustion chambers in the furnace length direction, measuring the temperature of the upper space, It may be used as the temperature F.
[0039]
The index T relating to the surface temperature of the measurement target portion P of the coking chamber furnace wall is obtained by a thermometer provided outside the charging port of the coking chamber, and the temperature of the furnace wall at a specific height almost immediately below the charging hole is measured by a thermometer. Or a thermometer provided on a ram of the extruder may be used to scan a specific height portion of the furnace wall while scanning in the furnace length direction.
[0040]
The index T at this time may be the surface temperature itself of the measurement target part P, or a point separated from the measurement target part P by a certain distance in the vicinity thereof (for example, one point separated by a certain distance in the front-rear direction or the vertical direction). It may be the temperature difference between the points (or the average of several points).
[0041]
As a temperature measuring means used for obtaining the index T relating to the surface temperature of the furnace wall, a radiation thermometer (monochromatic radiation thermometer, two-color radiation thermometer, or a combination thereof) installed on a ram head of an extruder is used. A method of measuring the temperature, a method of measuring the temperature based on the brightness of the furnace wall obtained by imaging the furnace wall, a method of measuring the temperature using thermography, and the like can be given. Among them, when the radiation thermometer according to the non-contact measurement method is used, not only the thickness of the deposited carbon but also the distribution of the deposited carbon can be known by scanning the furnace wall of the carbonization chamber by an appropriate means.
[0042]
Here, the radiation thermometer is a thermometer that measures the amount or intensity of heat radiation energy radiated from the surface of the object. A monochromatic radiation thermometer is a thermometer that measures the radiant energy radiated from a certain imperfect radiator in a narrow range of wavelength band, corrects the value with the emissivity of the object, and obtains the true temperature, It is easily affected by the emissivity of the measurement object. On the other hand, the two-color radiation thermometer measures the radiant energy radiated from a certain imperfect radiator in two different wavelength bands, and displays the temperature based on the ratio between them. Less affected by rate.
[0043]
When using a single-color radiation thermometer and a two-color radiation thermometer at the same time to measure the respective temperatures of the same part, the temperature difference between them can also be used. Since it is determined that carbon is attached to a portion where the temperature difference is large and carbon is not attached or small to a portion where the temperature difference is small, the reliability as an index T relating to the surface temperature of the furnace wall is increased. is there.
[0044]
When measuring the temperature when using a radiation thermometer, the installation height of the radiation thermometer on the ram head of the extruder is selected, and the height of the furnace wall of the carbonization chamber is determined as the upper, middle, or lower stage, or the upper or lower stage. It is preferable to perform it for several different places. Since the ram head reciprocates between the machine side and the coke side of the carbonization chamber, the temperature distribution in the furnace length direction (that is, the furnace wall lateral direction) can also be measured.
[0045]
Next, as a means for obtaining the index F relating to the furnace temperature, an arbitrary temperature measuring means such as a thermocouple (thermo-electromotive force thermometer), an expansion thermometer, a pressure thermometer, and a resistance thermometer can be mentioned.
[0046]
The processing of the measured temperature value, the calculation of the temperature difference, and the recording thereof can be automatically processed and recorded using a cable, a computer, a display, a printer, or the like.
[0047]
<Image display>
When estimating the attached carbon thickness D in the above (b), the attached carbon thickness D is estimated for a plurality of measurement target portions P on the coke oven carbonization chamber furnace wall to be evaluated, and the carbonized carbon thickness is estimated based on the estimation. It is particularly preferable that the distribution of the attached carbon thickness D on the wall of the chamber furnace can be displayed as an image.
[0048]
【Example】
Next, the present invention will be further described with reference to examples.
[0049]
Experimental example 1
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a test apparatus used in Experimental Example 1. The description of the members is entered in the figure.
[0050]
Deposited carbon thickness D on the furnace wall or the part corresponding to the furnace wall of the coking chamber ₀ And the surface temperature T of the furnace wall of the coking chamber or a portion corresponding to the furnace wall at that time. ₀ And the ambient temperature F related to the furnace temperature of the coking chamber. ₀ In order to determine the relationship, a small-sized test furnace having a furnace length of 160 mm, a furnace width of 60 mm, and a furnace height of 120 mm was used to perform a temperature measurement test on bricks and carbon.
[0051]
A pedestal brick made of silica brick was installed in the furnace as shown in FIG. In the right half of the upper surface of the pedestal brick, the carbon adhered to the furnace wall dropped from the coke oven is collected to a predetermined thickness D. ₀ (10 mm, 20 mm, 30 mm) were bonded to a pedestal brick using an alumina-based adhesive. A silica brick having the same thickness as the furnace wall carbon used was adhered to the left half of the upper surface of the pedestal brick in the same manner to obtain a part corresponding to the furnace wall. In the experiment, carbon thickness D ₀ Are 0 mm (brick surface) and 20 mm at the same time. ₀ Were 10 mm and 30 mm at the same time.
[0052]
Simulating a combustion chamber in an actual furnace, as shown in FIG. 1, a partition wall was set in a test furnace in which a sample was set, and heating was performed with a siliconite heating element under a nitrogen atmosphere. ₀ Was controlled with a thermocouple to control the furnace temperature. However, since the carbonization chamber is not heated by burning the fuel gas in the combustion chamber as in an actual furnace, the control thermocouple measurement temperature shows a value lower than the sample temperature.
[0053]
First, the inside of the furnace is kept at 1000 ° C. or more, which is the maximum value of the set temperature. ₀ At a set temperature of 1000 ° C., 900 ° C. and 800 ° C. (confirmed by a thermocouple for temperature control), and the surface temperature (thickness D) of the silica brick on the base brick ₀ = 0) and thickness D ₀ Surface temperature T of carbon deposited ₀ Was measured using a brick temperature measuring thermocouple and a carbon temperature measuring thermocouple, respectively. The holding time at each set temperature was set until the surface temperature of the object did not change for 1 minute or more. The results are shown in Table 1 below.
[0054]
[Table 1]

[0055]
2A, 2B, and 2C show the ambient temperature F in Table 1. ₀ And attached carbon thickness D ₀ The relationship with the surface temperature T ₀ It is shown in each case. From FIG. ₀ The thicker the surface temperature T ₀ (Having a positive correlation), and the slope of the surface temperature T ₀ It can be seen that there is a difference.
[0056]
From the above measurement results, the thickness of the deposited carbon D ₀ Surface temperature T ₀ And ambient temperature F ₀ Formulating the relationship with
T ₀ = (AF ₀ + B) × exp [(c · F ₀ + D) × D ₀ ] (1)
(A, b, c, d are constants)
It becomes.
[0057]
When this is applied to a real furnace,
T = (a ′ · F + b ′) × exp [(c ′ · F + d ′) × D] (2)
T: Index relating to the surface temperature of the measurement target portion P on the furnace wall (furnace wall surface temperature)
F: Combustion chamber temperature
D: Thickness of attached carbon
(A ', b', c ', d' are constants)
It becomes.
[0058]
Then, when this equation (2) is transformed,
D = ln [T / (a ′ · F + b ′)] / (c ′ · F + d ′) (3)
From the furnace wall surface temperature T and the combustion chamber temperature F, the attached carbon thickness D can be estimated.
[0059]
Experimental example 2
FIG. 3 is an explanatory diagram around the ram head of the ram of the extruder. (1) is an extrusion beam, (2) is a ram head, and (3) is a branch box. (4) is a detection head, (4a) is an upper detection head, (4b) is a middle detection head, and (4c) is a lower detection head. (5) is a ram beam.
[0060]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a temperature measurement site on the furnace wall. In the figure, C / S means cork side, and M / S means machine side.
[0061]
The measurements described below were performed using a specific coke oven. That is, at the time of taking out the kiln, the monochromatic radiation thermometers installed on the upper detection head (4a), the middle detection head (4b), and the lower detection head (4c) of the ram of the extruder use the upper, middle, and lower stages of the furnace wall. The furnace wall temperature at many points in the furnace length direction was measured. As the temperature F of the combustion chamber, a value obtained by measuring the temperature of the upper space of the combustion chamber near the center of the plurality of combustion chambers in the furnace length direction with a thermocouple was used. Tables 2 to 4 show the measurement results of the furnace wall temperature.
[0062]
[Table 2]

[0063]
[Table 3]

[0064]
[Table 4]

[0065]
From the data at three places in the furnace height direction, the data between the measurement positions is complemented by linear approximation, and the estimated attached carbon thickness D at each part of the furnace wall is calculated from the equation (3) described in Experimental Example 1 above. displayed. The result of image display is shown in FIG.
[0066]
From FIG. 5, it can be seen that carbon is more likely to adhere and grow more than other parts, near the position immediately below the charging hole, and near the scanning position of the middle detection head (4b), which is near the ram beam (5) passing height. It can be seen that thick adhered carbon exists on the furnace wall.
[0067]
In general, the height of the ram beam (5) on the coke oven wall is a portion where the furnace wall is particularly rough. In addition, the position immediately below the charging hole is a part where the furnace wall is particularly rougher than other parts due to cooling and impact due to coal falling. And the site | part with rough skin is easy to attach carbon and grows easily compared with other site | parts. As a result, it has been empirically found that in these portions, the extrusion resistance often increases as the operation continues.
[0068]
The results of Experimental Example 2 are in agreement with such empirical findings, and the findings were quantified. Further, by imaging as shown in FIG. It is easy to grasp the thickness.
[0069]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to quantitatively and accurately estimate the thickness of the furnace wall-attached carbon. Therefore, it is possible to appropriately select a time at which the adhering carbon should be removed, and it is possible to control the extrusion resistance when the coke oven is discharged.
[0070]
Further, by grasping the thickness of the deposited carbon, it is determined whether the deposited carbon is a thick carbon that has a bad influence on the extrusion resistance or a thin carbon that blocks the joint of the furnace wall and smoothes the furnace wall. Therefore, it is possible to determine whether or not the adhered carbon should be removed, and it is possible to suppress the generated gas leakage from the carbonization chamber to the combustion chamber due to the small amount of the adhered carbon and the subsequent generation of black smoke from the chimney. .
[0071]
When a radiation thermometer is used as the temperature measuring means, not only the thickness of the deposited carbon but also the adhesion state of the carbon can be known by scanning the radiation thermometer against the furnace wall. In the present invention, the temperature measuring means is optional and does not matter what kind, but when a non-contact measuring method using a radiation thermometer is used, a measuring instrument inserted into the furnace is very small. Therefore, a simple cooling means such as air cooling is sufficient.
[0072]
As described above, by grasping the carbon adhesion state that causes the extrusion resistance to increase, coke extrusion trouble can be reduced, and damage to the furnace body can be suppressed. A decrease in productivity due to extrusion trouble can also be prevented. Further, it is possible to prevent a decrease in productivity due to a decrease in the volume of the carbonization chamber.
[0073]
And since an empty kiln can be created at an appropriate timing, a kiln with a small amount of carbon can be made an empty kiln without damaging the furnace body. In addition, a reduction in productivity due to the creation of an empty kiln can be minimized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a test apparatus used in Experimental Example 1.
FIG. 2 shows the ambient temperature F in Table 1. ₀ And attached carbon thickness D ₀ The relationship with the surface temperature T ₀ It is shown in each case.
FIG. 3 is an explanatory view around a ram head of a ram of an extruder.
FIG. 4 is an explanatory view showing a temperature measurement site on a furnace wall.
FIG. 5 is an image display of the result in Experimental Example 2.
[Explanation of symbols]
(1) ... extrusion beam,
(2)… ram head,
(3) ... branch box,
(4) ... Detection head
(4a): Upper detection head, (4b): Middle detection head, (4c): Lower detection head,
(5)… ram beam

Claims

(B) by using a test furnace or actual furnace, the deposited carbon thickness D ₀ at the site corresponding to the furnace wall or furnace wall of the coking chamber of the furnace corresponds to the furnace wall or furnace wall of the coking chamber at the time and the surface temperature T ₀ of the site, by determining the ambient temperature F ₀ associated with the furnace temperature of the coking chamber, advance a relational expression or database of the correlation between these D _0, T _0, F ₀ Must be created, and
(B) The index T relating to the surface temperature of the measurement target portion P of the coke oven coking chamber furnace wall to be evaluated and the temperature F of the combustion chamber adjacent to the coking chamber are measured to measure the coking chamber furnace wall. A method for evaluating the thickness of deposited carbon on the coke oven carbonization chamber furnace wall, wherein the thickness of deposited carbon D at the target portion P is estimated based on the relational expression or database relating to the correlation (a).

In addition to estimating the thickness D of the attached carbon on the measurement target sites P at a number of points on the coke oven carbonization chamber furnace wall to be evaluated, the distribution of the attached carbon thickness D on the carbonization chamber furnace wall is displayed based on the estimation. The evaluation method according to claim 1, wherein