JP2020015857A - Management method of coke strength - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コークスの強度管理方法に関し、より詳細には、コークス炉の操業において製造されるコークスの品質管理としてコークスの強度を測定する際のサンプリング条件および品質試験条件を設定する技術に関する。 The present invention relates to a coke strength management method, and more particularly, to a technique for setting sampling conditions and quality test conditions when measuring coke strength as quality control of coke manufactured in a coke oven operation.
コークス炉にて石炭を乾留して製造されるコークスの品質を管理するために、製造されたコークスを定期的にサンプリングし、得られた試料の品質を分析することが行われている。試料の分析結果に基づき、要求される品質を満たすコークスの製造が行われているか確認され、コークス炉の操業やコークスを製造するための石炭の配合管理等が行われる。 In order to control the quality of coke produced by carbonizing coal in a coke oven, the produced coke is periodically sampled and the quality of a sample obtained is analyzed. Based on the analysis result of the sample, it is confirmed whether or not the coke production satisfying the required quality is being performed, and the operation of the coke oven and the blending management of the coal for producing the coke are performed.
例えば、特許文献１には、コークス炉の乾式消火コークスの品質管理方法として、コークス乾式消火設備（ＣＤＱ：Coke Dry Quenching）内における平均滞留時間を求め、該平均滞留時間に基づいて窯出しグループ毎に該グループの窯出し開始後３〜４番目から窯出終了前３〜４番目の間の窯のコークスをサンプリングするタイミングで消火コークスのサンプリングを行い、該コークスの分析結果に基づいて窯出しグループ毎の炉温及び配合管理を行うことが開示されている。特許文献１では、コークスのコークス乾式消火設備内の平均滞留時間を求め、それに基づいて特定窯出グループのコークスを確実にサンプリングすることにより、窯出しグループ毎にコークス炉を管理する。これにより、コークスの品位変動が生じた場合に、その要因が燃焼状況に起因するものか石炭配合に起因するものかを判別可能にしている。
For example,
上記特許文献１では、コークス乾式消火設備にて消火された後、コークス乾式消火設備下のコークス搬送コンベアによって搬送されるコークスをサンプリングして、製造されたコークスの品質を分析している。しかし、コークスの品位変動が生じた場合に、その要因が燃焼状況や石炭配合に起因するもの以外の要因の場合について言及されていない。すなわち、コークスの品質を分析するにあたって設定される、コークスのサンプリングに関するサンプリング条件、及び、試料の品質を測定する品質試験条件については言及されていない。このため、特許文献１に記載の手法では、コークス品位変動の理由が、サンプリング条件あるいは品質試験条件にある場合は、その要因を特定することができず、品質管理を適切に行うための対応をとることができない。
In
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、コークスの品質を管理するにあたり、適切なサンプリング条件及び品質試験条件を設定することが可能な、コークスの強度管理方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, the object of the present invention is to manage the quality of coke, it is possible to set appropriate sampling conditions and quality test conditions, An object of the present invention is to provide a method of managing coke strength.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、コークス炉にて製造されたコークスの強度管理方法であって、同一ロット内のコークスをサンプリングして多重サンプルを調製し、複数の試料を生成するサンプリング工程と、採取された試料に対してコークス強度試験を実施して、コークス強度を測定するコークス強度測定工程と、測定されたコークス強度のロット内ばらつき、及び、ロット内ばらつきのうち試料の試験に起因する試験ばらつきを算出するとともに、ロット内ばらつき及び試験ばらつきに基づいて、ロット内ばらつきのうち試験ばらつき以外の試験以外要因ばらつきを算出するばらつき算出工程と、試験ばらつき及び試験以外要因ばらつきに基づいて、ロット内ばらつきに関する、サンプリング工程を実施するサンプリング回数と、サンプリング工程にて採取された各試料に対してコークス強度測定工程を実施する試験回数との関係を取得する試験条件分析工程と、を含む、コークスの強度管理装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, there is provided a strength management method for coke manufactured in a coke oven, wherein coke in the same lot is sampled to prepare a multiplex sample, and a plurality of samples are prepared. A sampling process for generating a sample, a coke strength test for performing a coke strength test on the collected sample, and a coke strength measuring process for measuring the coke strength, and a variation in the lot of the measured coke strength, and a variation in the lot. A variation calculation step of calculating the test variation due to the test of the sample, and calculating the factor variation in the lot other than the test other than the test variation, based on the variation in the lot and the test variation, and a process other than the test variation and the test. Based on the factor variation, the sample that performs the sampling process And the ring number, including the test conditions analysis step of obtaining a relationship between the number of tests to carry out coke strength measurement step for each sample taken at the sampling step, the coke strength management device is provided.
ここで、ロット内ばらつきσ１、試験ばらつきσ１−１、試験以外要因ばらつきσ１−２、サンプリング回数ｋ、及び、試験回数ｍの関係は、下記式により表される。 Here, the relationship among the in-lot variation σ 1 , the test variation σ 1-1 , the non-test factor variation σ 1-2 , the number of samplings k, and the number of tests m is expressed by the following equation.
試験条件分析工程では、得られた関係を、試験回数に応じた、サンプリング回数とロット内ばらつきとの関係を表す図を作成し表してもよい。 In the test condition analysis step, the obtained relationship may be created and represented as a diagram showing the relationship between the number of samplings and the variation within a lot according to the number of tests.
また、コークスの強度管理方法は、試験条件分析工程にて取得された、ロット内ばらつきに関するサンプリング回数と試験回数との関係に基づき、目標とするロット内ばらつきを満たすサンプリング回数及び試験回数を設定する試験条件設定工程と、をさらに含んでもよい。 Further, the coke strength management method sets the number of samplings and the number of tests satisfying the target in-lot variation based on the relationship between the number of samplings and the number of tests related to the variation in the lot acquired in the test condition analysis process. And a test condition setting step.
このとき、試験条件設定工程では、ロット内ばらつきにおける試験ばらつきと試験以外要因ばらつきとの割合に基づき、サンプリング回数及び試験回数を設定してもよい。 At this time, in the test condition setting step, the number of times of sampling and the number of tests may be set based on the ratio between the test variation in the lot variation and the non-test variation.
以上説明したように本発明によれば、コークスの品質を管理するにあたり、適切なサンプリング条件及び品質試験条件を設定することが可能となる。 As described above, according to the present invention, in managing the quality of coke, it is possible to set appropriate sampling conditions and quality test conditions.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。なお、本発明において、同一ロット内のコークスをサンプリングして調整される多重サンプルは原則として二重サンプルであり、以下では多重サンプルは二重サンプルとして説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the specification and the drawings, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the present invention, a multiplex sample adjusted by sampling coke in the same lot is a double sample in principle. Hereinafter, the multiplex sample will be described as a double sample.
＜１．概要＞
コークスの品質管理は、コークス炉にて製造されたコークスをサンプリングし、サンプリングにより得られた試料の品質を分析することにより行われる。本実施形態では、コークスの品質を表す品質特性値としてコークス強度を測定し、コークスの品質を管理するものとする。本発明の一実施形態に係るコークスの強度管理方法では、コークスの品質を管理するにあたり、適切なサンプリング条件及び品質試験条件を設定するものであり、ロット内ばらつきに関して、サンプリング条件としてサンプリング回数と、サンプリングにより採取された各試料に対して品質試験条件として試験回数との関係を取得する。かかる関係に基づき、目標とするロット内ばらつきに到達するために必要なサンプリング条件（サンプリング回数）および品質試験条件（試験回数）を設定し、それに従いコークスの品質管理を行う。
<1. Overview>
Coke quality control is performed by sampling coke produced in a coke oven and analyzing the quality of a sample obtained by sampling. In the present embodiment, the coke quality is managed by measuring the coke strength as a quality characteristic value representing the coke quality. In the method for managing the strength of coke according to one embodiment of the present invention, in managing the quality of coke, appropriate sampling conditions and quality test conditions are set. The relationship between the number of tests as a quality test condition is acquired for each sample collected by sampling. Based on this relationship, the sampling conditions (the number of samplings) and the quality test conditions (the number of tests) required to reach the target intra-lot variation are set, and the coke quality control is performed accordingly.
なお、本実施形態では、品質管理を行うために、少なくとも１回コークス強度を測定するための試料を採取する時間単位（以下、「ロット時間」ともいう。）において、当該時間内に製造されるコークスの製造単位を「ロット」と定義する。ロット時間は、通常、１日〜４時間程度に設定される。 In the present embodiment, in order to perform quality control, the coke is manufactured within a time unit (hereinafter, also referred to as “lot time”) in which a sample for measuring coke strength is collected at least once. The coke production unit is defined as a "lot." The lot time is usually set to about one day to four hours.
＜２．コークスのサンプリングとコークス強度の測定（品質測定試験）＞
本実施形態に係るコークスの強度管理方法を説明するにあたり、まず、図１を参照して、コークスのサンプリング及びコークス強度を測定する品質測定試験について説明する。図１は、コークスのサンプリング法の１つである交互サンプリング法を説明するための説明図である。
<2. Coke sampling and coke strength measurement (quality measurement test)>
In describing the coke strength management method according to the present embodiment, first, a coke sampling and a quality measurement test for measuring coke strength will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an alternate sampling method, which is one of the coke sampling methods.
［２−１．コークスのサンプリング］
コークスのサンプリングは、ＪＩＳ−Ｍ８８１１（石炭類及びコークス類−サンプリング及び試料調整方法）に規定されている手法に基づき行われる。本実施形態では、交互サンプリング法に基づき、コークスをサンプリングする。交互サンプリング法では、図１に示すように、１ロット内において、サンプリング時間毎に等間隔でコークスをサンプリングする際に、サンプリングしたコークスを交互に分けていき、２つのサンプル集合体Ａｉ、Ｂｉを作成する。このサンプル集合体Ａｉ、Ｂｉを、以下「交互サンプル」と称する。なお、交互サンプルを構成するための１ロット内のサンプリング回数は８回以上、好ましくは１０回以上が推奨される。
[2-1. Coke sampling]
Coke sampling is performed based on the method specified in JIS-M8811 (coal and coke-sampling and sample preparation method). In the present embodiment, coke is sampled based on the alternating sampling method. In the alternate sampling method, as shown in FIG. 1, when coke is sampled at equal intervals within a lot for each sampling time, the sampled coke is divided alternately to form two sample aggregates Ai and Bi. create. The sample aggregates Ai and Bi are hereinafter referred to as “alternate samples”. It is recommended that the number of times of sampling in one lot for forming the alternating samples be 8 or more, preferably 10 or more.
次に、本実施形態では、作成された交互サンプルＡｉ、Ｂｉから複数のサンプルが作成される。詳細には、まず、各交互サンプルＡｉ、Ｂｉのコークスを、それぞれ所定の粒度区分に分離する。分離する粒度区分は特に限定されないが、例えば、７５ｍｍ超、７５〜５０ｍｍ、５０〜３８ｍｍ、３８〜２５ｍｍの４つの区分に分離される。そして、各区分のコークスが交互サンプル全体に含まれる割合が算出され、その比率にしたがって強度測定用の試料として複数のサンプルが作成される。例えば、図１の例では、交互サンプルＡｉから２つのサンプルＡｉ−１、Ａｉ−２が作成され、交互サンプルＢｉから２つのＢｉ−１、Ｂｉ−２が作成されている。このサンプルの対を二重サンプルという。なお、二重サンプルは、交互サンプルＡｉから３つ以上のサンプルを作成し、その中から２つを選択することにより作成してもよい。 Next, in the present embodiment, a plurality of samples are created from the created alternating samples Ai and Bi. Specifically, first, the coke of each of the alternating samples Ai and Bi is separated into predetermined particle size divisions. Although the particle size division to be separated is not particularly limited, for example, it is divided into four sections of more than 75 mm, 75 to 50 mm, 50 to 38 mm, and 38 to 25 mm. Then, the ratio at which the coke of each section is included in the entire alternating sample is calculated, and a plurality of samples are prepared as intensity measurement samples according to the ratio. For example, in the example of FIG. 1, two samples Ai-1 and Ai-2 are created from the alternating samples Ai, and two Bi-1 and Bi-2 are created from the alternating samples Bi. This pair of samples is called a double sample. The double sample may be created by creating three or more samples from the alternating sample Ai and selecting two of them.
具体例として、例えば図１において、ロット時間を８時間として、ロット内において８回のサンプリングを行う。サンプリング時間は等間隔とすることが好ましいため、図１の場合であれば、サンプリング時間は例えば１時間とすることが推奨される。１回のサンプリングで１２Ｋｇのコークスを採取する。その結果、図１に示すように、奇数回目に採取されたコークスからなる４８ｋｇの交互サンプルＡｉと、偶数回目に採取されたコークスからなる４８ｋｇの交互サンプルＢｉとが作成される。その後、各交互サンプルＡｉ、Ｂｉのコークスをそれぞれ所定の粒度区分に分離した後、交互サンプルにおける各粒度区分のコークスの比率に基づき、同様に構成されたサンプルが作成される。例えば、４８Ｋｇの交互サンプルから１０ｋｇのサンプルを２つ作成する場合、１０ｋｇのサンプルそれぞれの各粒度区分のコークスの比率は、交互サンプルの各粒度区分のコークスの比率と同様となるように調製される。 As a specific example, for example, in FIG. 1, the lot time is set to 8 hours, and sampling is performed eight times in the lot. Since it is preferable that the sampling time is equal, it is recommended that the sampling time be, for example, one hour in the case of FIG. A single sampling collects 12 kg of coke. As a result, as shown in FIG. 1, an alternating sample Ai of 48 kg made of coke taken at odd-numbered times and an alternating sample Bi of 48 kg made of coke taken at even-numbered times are created. Then, after separating the coke of each of the alternating samples Ai and Bi into predetermined particle size divisions, a sample having the same configuration is created based on the ratio of coke of each particle size division in the alternating sample. For example, when two 10 kg samples are prepared from a 48 kg alternating sample, the coke ratio of each particle size section of each 10 kg sample is adjusted to be the same as the coke ratio of each particle size section of the alternating sample. .
このように、交互サンプリング法に基づき、コークス強度の測定に用いる二重サンプルを作成することができる。 In this way, a double sample used for measuring the coke intensity can be created based on the alternating sampling method.
なお、交互サンプリング法は、ＪＩＳ−Ｍ８８１１によれば複数回（最低１０回）行うものとされている。コークスの原料となる石炭が同一配合であり同一操業条件である日を選定してサンプリングを実施することが好ましいため、交互サンプリングは連続して行うことが好ましい。しかし、交互サンプリングは必ずしも連続で実施されなくてもよく、例えば間欠的に実施してもよい。 According to JIS-M8811, the alternating sampling method is performed a plurality of times (at least 10 times). Since it is preferable to carry out sampling by selecting a day on which the coal serving as the raw material of coke has the same blending and the same operating conditions, it is preferable to carry out alternate sampling continuously. However, the alternating sampling need not always be performed continuously, and may be performed intermittently, for example.
［２−２．コークス強度指標］
コークス強度の指標として、ＪＩＳ−Ｋ２１５１に記載のドラム強度が使用される。ドラム強度は、所定量のコークス（１０ｋｇ）を直径１５００ｍｍ×長さ１５００ｍｍの円筒形ドラム内に装入し、１５ｒｐｍで３０回転あるいは１５０回転させた後、５０ｍｍ、２５ｍｍ、１５ｍｍ、６ｍｍの篩で篩い分け、篩上質量の装入質量に対する百分率で、各回転に対する強度を表すものである。一般的には１５０回転後の１５ｍｍ篩上質量百分率（１５ｍｍ）指数が広く用いられ、ＤＩ１５０ １５と表記する。
[2-2. Coke strength index]
Drum strength described in JIS-K2151 is used as an index of coke strength. The drum strength was determined by charging a predetermined amount of coke (10 kg) into a cylindrical drum having a diameter of 1500 mm and a length of 1500 mm, and rotating it at 30 rpm or 150 rpm at 15 rpm. The strength of each rotation is expressed by a percentage of the mass on the sieve and the mass charged on the sieve. Generally, the mass percentage (15 mm) index on a 15 mm sieve after 150 rotations is widely used and is referred to as DI 150 15 .
本実施形態に係るコークスの強度管理方法においても、交互サンプリング法に基づき採取された二重サンプルを試料として、ドラム強度をそれぞれ測定し、コークス強度指標として用いる。 Also in the coke strength management method according to the present embodiment, the drum strength is measured by using a double sample collected based on the alternating sampling method as a sample, and used as a coke strength index.
［２−３．コークス強度のばらつき］
本実施形態では、コークスの品質を正しく管理するために、測定された品質、すなわちコークス強度のばらつきが小さいことが望ましい。このため、同一ロットのコークスから作成された各試料のコークス強度のばらつきが、目標とするロット内ばらつきに収まるようにして、当該ロットのコークス強度が決定される。以下、目標とするロット内ばらつきσ１’の設定と、ロット内ばらつきσ１、試験ばらつきσ１−１及び試験以外要因ばらつきσ１−２の算出方法について説明する。具体的には、図１に示したように、交互サンプリング法に基づき採取された交互サンプルから二重サンプルを作成し、コークス強度を測定し、コークス強度を算出する方法について説明する。
[2-3. Variation in coke strength]
In the present embodiment, in order to properly manage the quality of coke, it is desirable that the measured quality, that is, the variation in coke strength is small. For this reason, the coke strength of the lot is determined such that the variation in the coke strength of each sample prepared from the coke of the same lot falls within the target variation within the lot. Hereinafter, a method of setting the target intra-lot variation σ 1 ′ and a method of calculating the intra-lot variation σ 1 , the test variation σ 1-1, and the non-test factor variation σ 1-2 will be described. Specifically, as shown in FIG. 1, a method of creating a double sample from the alternating samples collected based on the alternating sampling method, measuring the coke intensity, and calculating the coke intensity will be described.
（目標とするロット内ばらつきσ１’）
目標とするロット内ばらつきσ１’は、例えば、コークスに求められる品質と、過去の操業条件に対するロット内ばらつきの実績等とに基づき決定される。ここで、ロット内ばらつきσ１は、試料の試験に起因する試験ばらつきσ１−１と、試験ばらつきσ１−１以外に起因する試験以外要因ばらつきσ１−２とに区分される。試験ばらつきσ１−１には、コークスのサンプリング時のばらつきや、二重サンプルを作成する際の調製ばらつき、コークス強度測定試験のばらつき等が含まれる。一方、試験以外要因ばらつきσ１−２には、コークス炉の炉体の健全性（燃焼性）のばらつき（窯内／窯間ばらつき）等が含まれる。
(Target variation in lot σ 1 ′)
The target in-lot variation σ 1 ′ is determined based on, for example, the quality required for coke and the results of in-lot variation with respect to past operating conditions. Here, the intra-lot variation σ 1 is divided into a test variation σ 1-1 caused by the test of the sample and a non-test factor variation σ 1-2 caused by a factor other than the test variation σ 1-1 . The test variation σ 1-1 includes a variation at the time of coke sampling, a variation in preparation when creating a double sample, a variation in a coke strength measurement test, and the like. On the other hand, the factor variation σ 1-2 other than the test includes variation in the soundness (combustibility) of the furnace body of the coke oven (variation in the kiln / inter-kiln).
理想的な状況でのロット内ばらつきσ１は、試験ばらつきσ１−１が「ドラム試験そのものの不可避的なばらつき」レベルであり、試験以外要因ばらつきσ１−２（すなわち、コークス炉体（窯）起因のばらつき）が限りなく小さいことである。ただし、そのような状況を操業現場で継続的に実現するのは難しい。このため、新設炉等の比較的炉体が健全な炉団において操業が安定している時期にロット内ばらつきσ１を求める交互サンプリング試験を実施し、それを他の炉団における目標とするロット内ばらつきσ１’とするのが現実的である。 In the ideal situation, the variation σ 1 in the lot is such that the test variation σ 1-1 is the “unavoidable variation of the drum test itself” and the factor variation σ 1-2 other than the test (ie, the coke oven ) Is as small as possible. However, it is difficult to realize such a situation continuously at the operation site. For this reason, an alternate sampling test for determining the in-lot variation σ 1 was performed during the period when the operation was stable in a furnace group having a relatively healthy furnace body such as a new furnace, and the result was used as a target lot for another furnace group. It is realistic to set the internal variation σ 1 ′.
（ロット内ばらつきσ１）
ロット内ばらつきσ１は、ＪＩＳ−Ｍ８８１１に基づき、下記式（１）から算出される。
(In-lot variation σ 1 )
The intra-lot variation σ 1 is calculated from the following equation (1) based on JIS-M8811.
ここで、ｎ’は、交互サンプルＡｉ、Ｂｉを構成するインクリメント個数であり、図１に示す例ではｎ’＝４である。
Ｒは、対測定値の範囲Ｒｉの平均値であり、上記式（１−１）により表される。対測定値の範囲Ｒｉは上記式（１−２）で表されるように、交互サンプルＡｉのコークス強度ＤＩ（Ａｉ）と交互サンプルＢｉのコークス強度ＤＩ（Ｂｉ）との差分の絶対値である。
ｎは、範囲Ｒｉの個数であり、図１に示すロット時間でサンプリングされた試料を用いて、コークス強度を測定する一連の交互サンプリング法に基づく試験を実施した回数に対応する。例えば、図１のロット時間でサンプリングされた試料についてコークス強度を測定する一連の交互サンプリング法に基づく試験が、複数のロットとして１０回行われた場合、ｎ＝１０となる。
ｄ２は、範囲Ｒから標準偏差を推定する係数である。例えば、データ２個の場合には、１／ｄ２＝０．８８６２となる。
Here, n ′ is the number of increments constituting the alternating samples Ai and Bi, and n ′ = 4 in the example shown in FIG.
R is the average value of the range of measured values R i and is represented by the above formula (1-1). The range of measured values R i is the absolute value of the difference between the coke intensity DI (Ai) of the alternating sample Ai and the coke intensity DI (Bi) of the alternating sample Bi, as represented by the above equation (1-2). is there.
n is in the range is the number of R i, by using the sample sampled in batches time shown in FIG. 1, corresponding to the number of times the test was carried out based on a series of alternating sampling method for measuring the coke strength. For example, when a series of tests based on the alternating sampling method for measuring the coke intensity of the sample sampled at the lot time in FIG. 1 are performed 10 times as a plurality of lots, n = 10.
d 2 is the coefficient for estimating the standard deviation from the range R. For example, in the case of two data, 1 / d 2 = 0.8862.
（試験ばらつきσ１−１）
試験ばらつきσ１−１は、ＪＩＳ−Ｍ８８１１に基づき、下記式（２）から算出される。
(Test variation σ 1-1 )
The test variation σ 1-1 is calculated from the following equation (2) based on JIS-M8811.
ここで、Ｘは、二重サンプルのコークス強度の測定値差である。ｎｐは、二重サンプルの組数である。例えば、図１に示したように、交互サンプルから二重サンプルＡｉ−１、Ａｉ−２が作成されており、Ｘは、二重サンプルＡｉ−１のコークス強度の測定値と二重サンプルＡｉ−２のコークス強度の測定値との差で表される。また、ｎｐは２である。同様に、二重サンプルＢｉ−１のコークス強度の測定値と二重サンプルＢｉ−２のコークス強度の測定値との差からも、Ｘを求めることができる。すなわち、交互サンプルＡｉおよびＢｉそれぞれについて、式（２）に基づき、試験ばらつきσ１−１をそれぞれ算出し、得られた値を平均することで、最終的な試験ばらつきσ１−１を求めてもよい。 Here, X is the measured value difference of the coke strength of the double sample. n p is the number of sets of double samples. For example, as shown in FIG. 1, the double samples Ai-1 and Ai-2 are created from the alternating samples, and X is the measured value of the coke intensity of the double sample Ai-1 and the double sample Ai- It is expressed as the difference from the measured value of the coke strength of No. 2. Also, np is 2. Similarly, X can be obtained from the difference between the measured value of the coke intensity of the double sample Bi-1 and the measured value of the coke intensity of the double sample Bi-2. That is, for each of the alternating samples Ai and Bi, the test variation σ 1-1 is calculated based on the equation (2), and the obtained values are averaged to obtain the final test variation σ 1-1. Is also good.
同様に、二重サンプルＢｉ−１のコークス強度の測定値と二重サンプルＢｉ−２のコークス強度の測定値との差でも、Ｘを求めることができる。すなわち、交互サンプルＡｉおよびＢｉそれぞれについて、上記式（２）に基づき、σ１−１をそれぞれ算出し、得られた値の平均をとることで、最終的なσ１−１を求める。 Similarly, X can also be determined from the difference between the measured coke intensity of the double sample Bi-1 and the measured coke intensity of the double sample Bi-2. That is, for each of the alternating samples Ai and Bi, σ 1-1 is calculated based on the above equation (2), and the average of the obtained values is obtained to obtain the final σ 1-1 .
（試験以外要因ばらつきσ１−２）
試験以外要因ばらつきσ１−２は、上記式（１）から算出されたロット内ばらつきσ１及び上記式（２）から算出された試験ばらつきσ１−１に基づき、下記式（３）から算出される。試験以外要因ばらつきσ１−２は、ロット内ばらつきσ１のうち、試験ばらつきσ１−１以外であることから、下記（３）により求めることができる。
(Variation of factors other than test σ 1-2 )
The non-test factor variation σ 1-2 is calculated from the following equation (3) based on the in-lot variation σ 1 calculated from the above equation (1) and the test variation σ 1-1 calculated from the above equation (2). Is done. The non-test factor variation σ 1-2 can be obtained by the following (3) because it is other than the test variation σ 1-1 among the intra-lot variations σ 1 .
＜３．サンプリング条件及び品質試験条件の設定＞
コークスの品質管理として、上述のようにコークスをサンプリングしてコークス強度の測定が行われるが、コークスが製造されたコークス炉によってコークスの品質ばらつきには差がある。このため、すべてのコークス炉に対して同一サンプリング条件及び同一品質試験条件で、コークス強度の測定を行うことは適切ではない。そこで、本実施形態に係るコークスの強度管理方法では、ロット内ばらつきσ１が目標とするロット内ばらつきσ１’となるサンプリング条件及び品質試験条件を、ロット内ばらつきσ１に関するサンプリング回数ｋと試験回数ｍとの関係を取得することで設定する。以下、図２に基づいて、ロット内ばらつきσ１に関するサンプリング回数ｋと試験回数ｍとの関係を取得する処理について説明する。
<3. Setting of sampling conditions and quality test conditions>
As the coke quality control, coke is sampled and coke strength is measured as described above, but there is a difference in coke quality variation depending on the coke oven in which the coke is manufactured. For this reason, it is not appropriate to measure the coke strength for all coke ovens under the same sampling conditions and the same quality test conditions. Therefore, in the coke strength management method according to the present embodiment, the sampling condition and the quality test condition under which the in-lot variation σ 1 becomes the target in-lot variation σ 1 ′ are determined by the sampling number k and the test number for the in-lot variation σ 1. It is set by acquiring the relationship with the number m. Hereinafter, the process of acquiring the relationship between the number of samplings k and the number of tests m for the in-lot variation σ 1 will be described with reference to FIG.
ロット内ばらつきσ１に関するサンプリング回数ｋと試験回数ｍとの関係を取得するにあたり、まず、当該関係を取得するために必要となるロット内ばらつきσ１、試験ばらつきσ１−１及び試験以外要因ばらつきσ１−２を算出する。すなわち、図２に示すように、まず、１ロット内においてコークスをサンプリングし、試料を作成する（Ｓ１０：サンプリング工程）。本実施形態では、例えば図１に示したように、交互サンプリング法によりコークスを採取し、二重サンプルを作成する。次いで、ステップＳ１０にて作成された二重サンプルについて、それぞれコークス強度を測定する（Ｓ２０：コークス強度測定工程）。コークス強度の強度としては、上述したＪＩＳ−Ｋ２１５１に記載のドラム強度が用いられる。 In obtaining the relationship between the number of samplings k and the number of tests m regarding the in-lot variation σ 1 , first, the in-lot variation σ 1 , test variation σ 1-1, and non-test factor variation required to obtain the relationship are obtained. σ 1-2 is calculated. That is, as shown in FIG. 2, first, coke is sampled in one lot to prepare a sample (S10: sampling step). In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 1, coke is collected by an alternate sampling method, and a double sample is created. Next, the coke strength is measured for each of the duplicate samples created in step S10 (S20: coke strength measurement step). As the strength of the coke strength, the drum strength described in JIS-K2151 described above is used.
ステップＳ２０にて各試料のコークス強度が測定されると、ステップＳ１０のサンプリング工程とステップＳ２０のコークス強度測定工程との結果に基づいて、ロット内ばらつきσ１、試験ばらつきσ１−１、及び、試験以外要因ばらつきσ１−２が算出される（Ｓ３０、Ｓ４０：ばらつき算出工程）。まず、ロット内ばらつきσ１及び試験ばらつきσ１−１を算出する（Ｓ３０）。ロット内ばらつきσ１は上記式（１）から算出され、試験ばらつきσ１−１は上記式（２）から算出される。そして、算出されたロット内ばらつきσ１及び試験ばらつきσ１−１を用いて、上記式（３）から試験以外要因ばらつきσ１−２を算出する（Ｓ４０）。 When the coke strength of each sample is measured in step S20, the in-lot variation σ 1 , test variation σ 1-1 , and, based on the results of the sampling process in step S10 and the coke strength measurement process in step S20, The non-test factor variation σ 1-2 is calculated (S30, S40: variation calculation step). First, the in-lot variation σ 1 and the test variation σ 1-1 are calculated (S30). The intra-lot variation σ 1 is calculated from the above equation (1), and the test variation σ 1-1 is calculated from the above equation (2). Then, using the calculated in-lot variation σ 1 and the test variation σ 1-1 , the non-test factor variation σ 1-2 is calculated from the above equation (3) (S40).
その後、ステップＳ３０及びＳ４０にて算出されたロット内ばらつきσ１、試験ばらつきσ１−１、及び、試験以外要因ばらつきσ１−２に基づき、ロット内ばらつきσ１に関するサンプリング回数ｋと試験回数ｍとの関係が取得される（Ｓ５０：試験条件分析工程）。試験ばらつきσ１−１は試験回数を増加させることで低減され、試験以外要因ばらつきσ１−２はサンプリング回数を増やすことで低減することができる。これより、１ロット内におけるコークスのサンプリング回数をｋ、サンプリングされたコークスを用いてコークス強度を測定する試験回数をｍとしたとき、ロット内ばらつきσ１、試験ばらつきσ１−１、及び、試験以外要因ばらつきσ１−２との間は、下記式（４）で表すことができる。 Thereafter, based on the in-lot variation σ 1 , the test variation σ 1-1 , and the non-test factor variation σ 1-2 calculated in steps S30 and S40, the number of samplings k and the number of tests m for the in-lot variation σ 1 are determined. Is obtained (S50: test condition analysis step). The test variation σ 1-1 can be reduced by increasing the number of tests, and the non-test factor variation σ 1-2 can be reduced by increasing the number of samplings. From this, when the number of times of coke sampling in one lot is k and the number of tests of measuring coke strength using the sampled coke is m, the in-lot variation σ 1 , test variation σ 1-1 , and test The difference between the factors other than the variation σ 1-2 can be expressed by the following equation (4).
そこで、本実施形態では、上記式（４）に、ステップＳ３０にて算出された試験ばらつきσ１−１と、ステップＳ４０にて算出された試験以外要因ばらつきσ１−２を代入し、ロット内ばらつきσ１に関するサンプリング回数ｋと試験回数ｍとの関係を取得する。かかる関係に基づき、ロット内ばらつきσ１が目標とするロット内ばらつきσ１’となるサンプリング回数ｋ及び試験回数ｍについて、１つまたは２つ以上の組合せを把握することができる。ロット内ばらつきσ１に関するサンプリング回数ｋと試験回数ｍとの関係は、例えば、試験回数ｍに特定の値（ｍ１、２、・・・）を設定した場合の、サンプリング回数ｋとロット内ばらつきσ１との関係式を取得して、得られた関係式を図（例えばグラフ）として示すようにしてもよい。これにより、ある試験回数における、サンプリング回数ｋの変化によるロット内ばらつきσ１の変化を容易に認識することができる。 Therefore, in the present embodiment, the test variation σ 1-1 calculated in step S30 and the non-test factor variation σ 1-2 calculated in step S40 are substituted into the above equation (4), and the The relationship between the number of samplings k and the number of tests m for the variation σ 1 is acquired. Based on this relationship, one or two or more combinations of the number of samplings k and the number of tests m at which the in-lot variation σ 1 becomes the target in-lot variation σ 1 ′ can be grasped. The relationship between the number of samplings k and the number of tests m for the in-lot variation σ 1 is, for example, the number of samplings k and the in-lot variation σ when a specific value (m1, 2,...) Is set for the number of tests m. 1 may be obtained, and the obtained relational expression may be shown as a diagram (for example, a graph). Thereby, it is possible to easily recognize a change in the variation σ 1 within the lot due to a change in the number of samplings k at a certain number of tests.
ステップＳ５０にて得られたロット内ばらつきσ１に関するサンプリング回数ｋと試験回数ｍとの関係に基づき、ロット内ばらつきσ１が目標とするロット内ばらつきσ１’となるサンプリング回数ｋ及び試験回数ｍの組合せが１つの場合はその組合せを、２つ以上の場合はいずれかの組合せを設定する（試験条件設定工程）。サンプリング回数ｋ及び試験回数ｍが２つ以上ある場合は、より対応が可能な組合せを選択することが好ましい。なお、サンプリング回数ｋ及び試験回数ｍにはともに正の整数が設定される。設定されたサンプリング回数ｋ及び試験回数ｍは、必要に応じて、例えば１年に１回程度、見直せばよい。 Based on the relationship between the number of samplings k and the number of tests m for the in-lot variation σ 1 obtained in step S50, the number of samplings k and the number of tests m in which the in-lot variation σ 1 becomes the target in-lot variation σ 1 ′ Is set when there is only one combination, and any combination is set when there are two or more combinations (test condition setting step). When the number of samplings k and the number of tests m are two or more, it is preferable to select a combination that can cope more. A positive integer is set for each of the number of samplings k and the number of tests m. The set number of samplings k and the number of tests m may be reviewed as needed, for example, about once a year.
なお、ステップＳ４０及びＳ５０の処理は、ステップＳ１０〜Ｓ３０にて取得されたデータをコンピュータ等の情報処理装置に入力して、情報処理装置によって実行することも可能である。あるいは、情報処理装置によって、ステップＳ４０の処理を実行してロット内ばらつきσ１に関するサンプリング回数ｋと試験回数ｍとの関係を取得し、取得した関係をグラフ等で表して、ディスプレイ等に表示させるようにしてもよい。この場合、表示された関係を作業者が確認し、サンプリング回数ｋ及び試験回数ｍを決定するようにしてもよい。 Note that the processes of steps S40 and S50 can be executed by inputting the data acquired in steps S10 to S30 to an information processing device such as a computer and the like. Alternatively, the information processing apparatus, obtains the relationship between the sampling number k and the number of tests m about within lot variation sigma 1 performs the process of the step S40, indicates the obtained relationship in the graph or the like, is displayed on a display or the like You may do so. In this case, the operator may confirm the displayed relationship and determine the number of samplings k and the number of tests m.
また、サンプリング回数ｋと試験回数ｍとの設定においては、ロット内ばらつきσ１における試験ばらつきσ１−１と試験以外要因ばらつきσ１−２との割合を考慮してもよい。ロット内ばらつきσ１に大きく影響しているばらつきが改善されるようにサンプリング回数ｋと試験回数ｍとを設定することで、ロット内ばらつきσ１を効果的に低減できる。例えば、試験以外要因ばらつきσ１−２に比べて試験ばらつきσ１−１が大きい場合には、試験回数ｍを増加させるとよい。また、試験以外要因ばらつきσ１−２に比べて試験ばらつきσ１−１が大きい場合には、サンプリング回数ｋを増加させるとよい。 In setting the number of samplings k and the number of tests m, the ratio between the test variation σ 1-1 and the non-test factor variation σ 1-2 in the in-lot variation σ 1 may be considered. By setting the sampling number k number of tests m as variations that greatly affects within lot variation sigma 1 is improved, it can be effectively reduced within lot variation sigma 1. For example, when the test variation σ 1-1 is larger than the non-test factor variation σ 1-2 , the number of tests m may be increased. When the test variation σ 1-1 is larger than the non-test factor variation σ 1-2 , the number of samplings k may be increased.
以上、本実施形態に係るコークスの強度管理方法について説明した。本実施形態によれば、ロット内で交互サンプリングにより二重サンプルを採取し、コークス強度の測定試験を実施する。そして、コークス強度のロット内ばらつきσ１及び試験ばらつきσ１−１を算出し、コークス強度のロット内ばらつきσ１及び試験ばらつきσ１−１から試験ばらつき以外のばらつきである試験以外要因ばらつきσ１−２を算出する。得られたばらつきσ１、σ１−１、σ１−２から、１ロット内におけるサンプリング回数ｋと試験回数ｍとの関係が取得される。この関係に基づき、目的とするロット内ばらつきσ１’とするために必要なサンプリング回数ｋ及び試験回数ｍを設定して、その後の品質管理を行う。 The coke strength management method according to the present embodiment has been described above. According to the present embodiment, a double sample is collected by alternate sampling within a lot, and a coke strength measurement test is performed. Then, calculates a lot in variation sigma 1 and test variation sigma 1-1 of coke strength, within lot variation sigma 1 and factor variation than the study is a variation of the non-test variation from test variation sigma 1-1 of coke strength sigma 1 -2 is calculated. From the obtained variations σ 1 , σ 1-1 , σ 1-2 , a relationship between the number of samplings k and the number of tests m in one lot is obtained. Based on this relationship, the number of samplings k and the number of tests m necessary to obtain the target intra-lot variation σ 1 ′ are set, and quality control is performed thereafter.
これにより、目的とするロット内ばらつきσ１’とするために必要なサンプリング回数ｋ及び試験回数ｍを容易に求めることができるとともに、必要以上にサンプリング回数ｋ及び試験回数ｍを増加させることなく、各コークス炉に応じて過不足のない最適なサンプリング条件および品質試験条件を設定することが可能となる。 This makes it possible to easily determine the number of samplings k and the number of tests m necessary to obtain the target in-lot variation σ 1 ′, without increasing the number of samplings k and the number of tests m more than necessary. It is possible to set optimal sampling conditions and quality test conditions without excess or deficiency according to each coke oven.
上記実施形態にて説明した図２に示すコークスの強度管理方法に基づいて、異なる３つのコークス炉（Ａ炉、Ｂ炉、Ｃ炉）について、それぞれのコークス炉が目的とするロット内ばらつきσ１’とするために必要なサンプリング回数ｋ及び試験回数ｍをそれぞれ求めた。 On the basis of the coke strength management method shown in FIG. 2 described in the above embodiment, for three different coke ovens (A oven, B oven, and C oven), the in-lot variation σ 1 of each coke oven is intended. The number of samplings k and the number of tests m necessary to obtain “1” were obtained.
コークスのサンプリングは、図１に示した交互サンプリング法に基づき２つの交互サンプルを作成した後、それぞれの交互サンプルから二重サンプルを作成した。そして、得られた二重サンプルについてコークス強度を測定するとともに、コークス強度のロット内ばらつきσ１、試験ばらつきσ１−１、及び、試験以外要因ばらつきσ１−２を算出した。このときの各炉の試験ばらつきσ１−１及び試験以外要因ばらつきσ１−２は、図３及び下記表１に示す通りであった。また、目標とするロット内ばらつきσ１’は、各炉に対して下記表１のように設定されている。 For the coke sampling, two alternating samples were prepared based on the alternating sampling method shown in FIG. 1, and then a double sample was prepared from each of the alternating samples. Then, the coke strength was measured for the obtained double sample, and the in-lot variation σ 1 , test variation σ 1-1 , and non-test factor variation σ 1-2 of the coke strength were calculated. At this time, the test variation σ 1-1 of each furnace and the non-test variation σ 1-2 were as shown in FIG. 3 and Table 1 below. The target in-lot variation σ 1 ′ is set as shown in Table 1 below for each furnace.
次に、表１の試験ばらつきσ１−１及び試験以外要因ばらつきσ１−２を用いて、上記式（４）からロット内ばらつきσ１に関するサンプリング回数ｋと試験回数ｍとの関係を取得する。そして、各炉について、試験回数１回（ｍ＝１）、２回（ｍ＝２）、３回（ｍ＝３）の場合について、それぞれロット内ばらつきσ１とサンプリング回数ｋとの関係式を取得し、図４に示すようにグラフを作成した。なお、図４の各グラフにおいてハッチングのかかっている領域は、目標とするロット内ばらつきσ１’を満たす領域である。また、白丸で示す点（ＰＡ１、ＰＢ１、ＰＣ１）は、現状設定されているサンプリング回数及び試験回数を表している。 Next, using the test variation σ 1-1 and the non-test factor variation σ 1-2 in Table 1, the relationship between the number of samplings k and the number of tests m for the in-lot variation σ 1 is obtained from the above equation (4). . For each furnace, the relational expression between the in-lot variation σ 1 and the number of samplings k for one test (m = 1), two (m = 2), and three (m = 3), respectively, Obtained and created a graph as shown in FIG. In each graph of FIG. 4, the hatched area is an area that satisfies the target in-lot variation σ 1 ′. Points indicated by white circles (P A1 , P B1 , P C1 ) represent the currently set sampling times and test times.
図４の結果を見ると、まず、Ａ炉については、現状のサンプリング回数及び試験回数はともに１回であり、どちらも回数が少ないために、目標とするロット内ばらつきσ１’を満たすことができていないと考えられる。そこで、例えば点ＰＡ２のように、サンプリング回数を３回、試験回数を２回に増やし、わずかに条件を改善することで、目標とするロット内ばらつきσ１’を満たすことが可能である。
Referring to the results of FIG. 4, first, for the furnace A, the current number of times of sampling and the number of times of testing are both one, and since both are small in number, the target in-lot variation σ 1 ′ can be satisfied. Probably not. Therefore, for example, as the point P A2, the
Ｂ炉は、現状のサンプリング回数は４回、試験回数は１回である。ここで、図３及び表１に示すように、Ｂ炉については、試験ばらつきσ１−１が試験以外要因ばらつきσ１−２に比べて大きくなっている。これより、試験回数を増加させることで、ロット内ばらつきσ１を大きく改善できると考えられる。なお、図４に示すように、試験回数の増加だけでは目標とするロット内ばらつきσ１’に到達しない場合には、例えば点ＰＢ２のようにサンプリング回数も増加させることで、目標とするロット内ばらつきσ１’を満たすことが可能である。 In the furnace B, the current number of samplings is four and the number of tests is one. Here, as shown in FIG. 3 and Table 1, for the furnace B, the test variation σ 1-1 is larger than the non-test factor variation σ 1-2 . From this, by increasing the number of tests is believed that the lot variation within sigma 1 may greatly improved. As shown in FIG. 4, if the target lot variation σ 1 ′ is not reached only by increasing the number of tests, the number of samplings is also increased, for example, as indicated by a point P B2 , thereby obtaining the target lot. It is possible to satisfy the internal variation σ 1 ′.
Ｃ炉は、現状のサンプリング回数は８回、試験回数は１回である。Ｃ炉もＢ炉と同様、図３及び表１に示すように、試験ばらつきσ１−１が試験以外要因ばらつきσ１−２に比べて大きくなっている。これより、例えば点ＰＣ２のように試験回数を増加させることで、ロット内ばらつきσ１を大きく改善できる。 In the case of the C furnace, the current number of samplings is eight and the number of tests is one. As shown in FIG. 3 and Table 1, in the furnace C, the test variation σ 1-1 is larger than the non-test factor variation σ 1-2 , as shown in FIG. 3 and Table 1. From this, for example by increasing the number of tests as point P C2, it can greatly improve the lot the variation sigma 1.
以上のように、各炉について、目的とするロット内ばらつきσ１’とするために必要なサンプリング回数ｋ及び試験回数ｍを容易に求めることができるとともに、闇雲にサンプリング回数ｋ及び試験回数ｍを増加させることなく、各コークス炉に応じて過不足のない最適なサンプリング条件および品質試験条件を設定することが可能となる。 As described above, for each furnace, the number of samplings k and the number of tests m necessary to obtain the target in-lot variation σ 1 ′ can be easily obtained, and the number of samplings k and the number of tests m can be calculated in a dark cloud. Without increasing, it is possible to set optimal sampling conditions and quality test conditions without excess or deficiency according to each coke oven.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that those skilled in the art to which the present invention pertains can conceive various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
Claims (5)
同一ロット内のコークスをサンプリングして多重サンプルを調製し、複数の試料を生成するサンプリング工程と、
採取された前記試料に対してコークス強度試験を実施して、コークス強度を測定するコークス強度測定工程と、
測定されたコークス強度のロット内ばらつき、及び、前記ロット内ばらつきのうち前記試料の試験に起因する試験ばらつきを算出するとともに、前記ロット内ばらつき及び前記試験ばらつきに基づいて、前記ロット内ばらつきのうち前記試験ばらつき以外の試験以外要因ばらつきを算出するばらつき算出工程と、
前記試験ばらつき及び前記試験以外要因ばらつきに基づいて、前記ロット内ばらつきに関する、前記サンプリング工程を実施するサンプリング回数と、前記サンプリング工程にて採取された各試料に対して前記コークス強度測定工程を実施する試験回数との関係を取得する試験条件分析工程と、
を含む、コークスの強度管理方法。 A method for controlling the strength of coke produced in a coke oven,
Sampling a coke in the same lot to prepare a multiplex sample and produce a plurality of samples;
Performing a coke strength test on the collected sample, a coke strength measuring step of measuring coke strength,
In-lot variation of the measured coke strength, and, among the in-lot variation, calculate the test variation due to the test of the sample, and based on the in-lot variation and the test variation, A variation calculation step of calculating a non-test factor variation other than the test variation,
Based on the test variation and the non-test factor variation, the in-lot variation, the number of times the sampling process is performed, and the coke strength measurement process are performed on each sample collected in the sampling process. A test condition analysis step of acquiring a relationship with the number of tests,
And a method for managing the strength of coke.
The coke strength management method according to claim 4, wherein in the test condition setting step, the number of times of sampling and the number of times of testing are set based on a ratio of the test variation and the non-test variation in the intra-lot variation.
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