JP2013060566A

JP2013060566A - コークス炉窯毎の装炭量制御方法

Info

Publication number: JP2013060566A
Application number: JP2011201574A
Authority: JP
Inventors: Takeo Matsumiya; 健郎松宮; Shuichi Yamamoto; 修一山本; Wataru Sasaki; 渉佐々木; Shingo Sugioka; 真吾杉岡; Takeshi Noda; 健史野田; Yasuo Nagashima; 康雄長島
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2011-09-15
Publication date: 2013-04-04

Abstract

【課題】個々の炭化室に装入される石炭量を適正に制御することで、操業の安定性を確保するとともに、生産性向上させることが可能なコークス炉窯毎の装炭量制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】コークス炉窯毎への装炭量指示値に基づいて装炭量を制御するコークス炉窯毎の装炭量制御方法であって、
窯の有効内容積変化に基づく装炭量指示値を計算する第１の装炭量指示値計算ステップと、
該第１の装炭量指示値計算ステップで計算した装炭量指示値を、装入する石炭性状変化に基づいて補正して、最終的な装炭量指示値を求める第２の装炭量指示値計算ステップとを、
有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、コークス炉の炭化室(以下、窯とも呼ぶ)への石炭装入量(以下、装炭量とも呼ぶ)の制御を行う、コークス炉窯毎の装炭量制御方法に関するものである。

石炭を乾留してコークスを作るためのコークス炉は、燃焼室と炭化室とが交互に配置され、燃焼室と炭化室とは炉壁レンガで仕切られている。炭化室には上方から装炭車により石炭が装入される。炭化室に装入された石炭は、炭化室の両側に配置された燃焼室からの熱によって乾留され、コークスとなる。そして、コークスは、押出機によって側方から排出される。

炭化室への装炭は、装炭車から炭化室の上面に複数個設けられた装入孔を経て行われるため、装入直後の石炭は、装入孔付近で高く(山)、それ以外の装入孔同士の間、装入孔と炭化室の端の間では低い(谷)という、押出方向での高さ分布ができている。その後、高さ分布ができている石炭の上面をレベラーで往復させる均し作業を行うことにより、石炭充填高さを一定にする。レベラーによる均し作業により炭化室外に排出された石炭は、「戻り炭」と呼ばれる。

炭化室の装入孔詰りなどのトラブルを防止して操業の安定性を確保すると共に、生産性を向上させるための、個々の炭化室に装入される石炭量の管理方法として、例えば、特許文献１に開示された技術がある。この技術は、炭化室から排出される戻り炭量を炭化室毎に計測する戻り炭量計測工程と、該戻り炭量計測工程により計測された戻り炭量に基づいて、次回の当該炭化室に装入する石炭量を算出する石炭量算出工程とを有することを特徴とするコークス炉炭化室への石炭の装入量制御方法である。

特開２００５−２７２５５０号公報

前記特許文献１を想起したのは、「炭化室毎の戻り炭量に違いが出るのは、炭化室自体の容積に違いがあるためである」と判明したことによる。個々の炭化室について、その容積を改めて調査したところ、炭化室内には非常に多くの凹凸が存在し、それが容積に大きく影響しているという事実を見出した。すなわち、操業初めの炭化室の容積は、設計上では同じであったものの、操業を経るにつれて炭化室内のカーボン付着・補修材付着・煉瓦損耗といった要因によって、炭化室内凹凸の生成具合に炭化室毎のバラツキが生じ、これが炭化室毎の内容積バラツキとなっていることを確認したものである。

しかしながら、炭化室毎の内容積バラツキを正確に把握できたとしても、炭化室内に装入できる石炭量は、装入する石炭の性状、例えば、水分含有量、粒度等によっても変動してしまう。したがって、炭化室内に装入すべき石炭の適正量は、装入する石炭の性状も考慮して決めなければならない。

前記特許文献１に開示された技術では、石炭の適正量演算の際に装入する石炭の性状変化を正確に考慮できていなかったために、装炭量過剰による装入孔からの装入炭溢れや装入孔詰り、さらに発煙といった問題があった。

本発明では、これら従来技術の問題点に鑑み、個々の炭化室に装入される石炭量を適正に制御することで、操業の安定性を確保するとともに、生産性向上させることが可能なコークス炉窯毎の装炭量制御方法を提供することを目的とする。

上記課題は、以下の発明によって解決できる。

［１］コークス炉窯毎への装炭量指示値に基づいて装炭量を制御するコークス炉窯毎の装炭量制御方法であって、
窯の有効内容積変化に基づく装炭量指示値を計算する第１の装炭量指示値計算ステップと、
該第１の装炭量指示値計算ステップで計算した装炭量指示値を、装入する石炭性状変化に基づいて補正して、最終的な装炭量指示値を求める第２の装炭量指示値計算ステップとを、
有することを特徴とするコークス炉窯毎の装炭量制御方法。

［２］上記［１］に記載のコークス炉窯毎の装炭量制御方法において、
前記第１の装炭量指示値計算ステップおよび第２の装炭量指示値計算ステップの処理にあたって、５飛びの窯番順で窯出しを行う操業に対する、窯番＃２６への装炭量指示値計算を、以下の式に基づいて行うことを特徴とするコークス炉窯毎の装炭量制御方法。

本発明によれば、炭化室毎の内容積バラツキと共に、装入する石炭の性状変化を考慮して炭化室内に装入すべき装炭量指示値を計算するようにしたので、装炭量過剰による装入孔からの装入炭溢れや装入孔詰り、さらに発煙といった問題が生ずることなく操業の安定性を確保することができると共に、生産性を向上させることが可能となる。

コークス炉窯毎の装炭量制御方法の全体処理手順例を示す図である。２段階に分けた対象窯への装炭量指示値計算を示す図である。

図１は、コークス炉窯毎の装炭量制御方法の全体処理手順例を示す図である。Step01では、目標とする装炭量・戻り炭量を設定し、Step02で、次に装入する装入対象窯を特定する。通常は、窯出した順番に基づいて対象窯が特定される。

次に、Step03で、対象窯への装炭量指示値を計算する。後述するように2段階に分けて計算を実施する。そして、計算された装炭量指示値に基づいて対象窯への装入作業が行われる(Step04)。

装入作業が終われば、装入実績値を収集(Step05)し、さらに収集した装入実績値を記憶装置に格納(Step06)する。そして、Step02に戻り、次に装入する装入対象窯を特定して、Step03以下の処理を繰り返して行う。

窯毎の装炭可能量は、（１）炉壁に付着するカーボン量などによる窯の有効内容積変化、および（２）装入する石炭性状(水分・粒度)の変化に左右されるため、図２に示すように2段階の計算によって対象窯への装炭量指示値計算Step03を実施する。

以下の表１に、計算に用いる各変数に対する符号をまとめて示す。

ここでは、窯番＃２６の装炭量指示値T'026を計算する際の手順を、以下に示す。５飛び窯出し操業への適用例である。すなわち、例えば、乾留が終った窯番＃１の窯出しの後に、窯番＃６の窯出し、さらにその後は窯番＃１１の窯出し、さらにその後は窯番＃１６の窯出し、・・・といった具合に５飛びの窯番順で窯出しを行う操業へ適用したものである。

このように窯出しが終った順番に基づいて、次の乾留のための装炭作業を順次行っていく。表１は、窯番＃２６への装炭作業を行う場合を例にして、窯番＃２６への装炭量指示値を求めための各変数に対する符号を示している。

ここで、表１の上側の「今回装炭時」に示す窯番＃２１〜窯番＃１における各変数(装炭量指示値、補正係数、装炭量実績、戻り炭量実績、設定戻り炭量、戻り炭量差) の値は、直近に順次装炭が終ったものであり、装炭量指示値の実績値、補正係数の実績値、・・・などいわゆるそれぞれの実績値として記憶装置に保持されている。

また、表１の下側の「前回装炭時」に示す各変数の値は、同じ窯番の前回装炭時における実績値であり、これらも記憶装置に保持されている。さらに、表１では、各変数に対する符号の先頭のアルファベットの後に「０」または「１」がくるかによって、「今回装炭時」と「前回装炭時」をそれぞれ区別するようにしている。なお、これに続く数字２桁は、それぞれの窯番を表している。

図２は、２段階に分けた対象窯への装炭量指示値計算を示す図である。窯番＃２６への装炭量指示値を計算する手順を、具体的に説明する。

（１）装炭量指示値計算１(Step031)
ここでは、窯の有効内容積変化に基づく装炭量指示値を計算する。先ず、#26窯の前回装炭時の戻り炭量差S126は、以下の（１）式によって求める。

なお、炭化室から排出される戻り炭量実績は、炭化室毎に計測する。炭化室への石炭の装入後、石炭上面をレベラーで均しを行う際に、レベラーの引出しと共に炭化室外に排出される戻り炭量を、炭化室毎に計測する。

炭化室から排出される戻り炭量を計測する方法としては、どの炭化室から排出された戻り炭量であるかが特定できる形で計測できる方法であれば特に限定されない。具体的な方法としては、例えば、戻り炭を貯留するためのホッパに質量計を備えておき、戻り炭量を計測する方法、また、炭化室から回収された戻り炭を搬送するためのコンベアに設けた質量計により炭化室毎に回収された戻り炭量を計測する方法、さらに、炭化室から回収された戻り炭を搬送するためのコンベアにリミットスイッチを設けておき石炭が通過する時間から戻り炭量を計算により求める方法等を用いることができる。この場合、炭化室への石炭の装入スケジュール等から、どの炭化室から排出された戻り炭であるかは容易に特定することができる。

さらに、窯の有効内容積変化に基づく、#26窯の今回装炭時の装炭量指示値0(T’'026)は、以下の（２）式によって求める。

（２）装炭量指示値計算２(Step032)
装炭量指示値計算１で計算した装炭量指示値を、装入する石炭性状(水分・粒度)変化に基づいて補正して、最終的に#26窯の今回装炭時の装炭量指示値を求める。

先ず、#26窯の今回装炭時の補正係数を、以下の（３）式によって求める。

直前に装炭作業が終った#21窯の今回装炭時の補正係数に、前5窯分の(装炭量実績と装炭量指示値0の差)の平均値および前5窯分の(戻り炭量差)の平均値を加えて、#26窯の今回装炭時の補正係数を求める。ここで、前5窯分の平均値をそれぞれ用いているが、前何窯分を採るかについては、本発明を適用する操業実態に合わせて適宜変更するようにしても良い。

そして、最終的な#26窯の今回装炭時の装炭量指示値は、上記#26窯の今回装炭時の補正係数と前記#26窯の今回装炭時の装炭量指示値0とを足し合わせて、以下の（４）式によって求める。

以上のように、炭化室毎の内容積バラツキと共に、装入する石炭の性状変化を考慮して炭化室内に装入すべき装炭量指示値を計算するようにしたので、装炭量過剰による装入孔からの装入炭溢れや装入孔詰り、さらに発煙といった問題が生ずることなく操業の安定性を確保することができると共に、生産性を向上させることが可能となる。

Claims

コークス炉窯毎への装炭量指示値に基づいて装炭量を制御するコークス炉窯毎の装炭量制御方法であって、
窯の有効内容積変化に基づく装炭量指示値を計算する第１の装炭量指示値計算ステップと、
該第１の装炭量指示値計算ステップで計算した装炭量指示値を、装入する石炭性状変化に基づいて補正して、最終的な装炭量指示値を求める第２の装炭量指示値計算ステップとを、
有することを特徴とするコークス炉窯毎の装炭量制御方法。
請求項１に記載のコークス炉窯毎の装炭量制御方法において、
前記第１の装炭量指示値計算ステップおよび第２の装炭量指示値計算ステップの処理にあたって、５飛びの窯番順で窯出しを行う操業に対する、窯番＃２６への装炭量指示値計算を、以下の式に基づいて行うことを特徴とするコークス炉窯毎の装炭量制御方法。