JP2020169335A - コークス工場の操作及び生産高を最適化するための方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】本技術は概して、コークス炉の石炭処理速度を増加させる方法を対象とする。【解決手段】様々な実施形態において、本技術は、相対的に短い期間にわたって相対的に小さな装入炭をコークス化する方法に適用され、石炭処理速度の増加をもたらす。いくつかの実施形態において、装炭システムは、装入ヘッドから外向きかつ前方に延在し、石炭が石炭ベッドの側縁に向けられ得る開放経路を残す対面するウイングを有する、装入ヘッドを含む。他の実施形態において、押出成形板が、装入ヘッドの後方面上に位置付けられ、石炭がコークス炉の長さに沿って装入されると、石炭に係合し、それを圧迫するように配向される。他の実施形態において、補助扉システムは、炉内に装入される石炭の量を最大化するように垂直に配向される補助扉を含む。【選択図】図３９

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年８月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／０４３，３５９号に対する優先権の利益を主張し、本開示は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。本出願は、特願２０１８−１１７０２３号に基づく分割出願であり、当該特願２０１８−１１７０２３号は特願２０１７−５１１６４６号に基づく分割出願である。

本技術は概して、コークス工場の操作及び生産高を最適化することを対象とする。

コークスは、鋼鉄の生産において鉄鉱を融解及び還元するために使用される固体炭素燃料及び炭素源である。「トンプソンコークス化工程」として知られる一方法において、コークスは、密封され、厳密に制御された大気条件下でおよそ４８時間非常に高い温度に加熱される炉に、粉状石炭をバッチ式で供給することにより生産される。石炭を冶金用のコークスに変換するために、コークス炉が何年にもわたって使用されてきた。コークス化工程の間、細かく粉砕された石炭を、制御された温度条件下で加熱して、石炭を脱揮し、予め定められた多孔度と強度を有するコークスの熔融した塊を形成する。コークスの生産はバッチ式プロセスであるため、複数のコークス炉が同時に操作される。

極端な温度が伴われるため、コークス製造工程のほとんどが自動化されている。例えば、押出機装入装置（（pusher charger machine）「ＰＣＭ」）は典型的に、いくつかの異なる操作のために炉の石炭側で使用される。一般的なＰＣＭ操作順序は、ＰＣＭが、炉バッテリーの前を走る一連のレールに沿って指定の炉に移動され、ＰＣＭの装炭システムを炉に整列させると始まる。押出機側炉扉は、装炭システムの扉取り出し装置を使用して、炉から取り外される。次いで、ＰＣＭは、ＰＣＭの押出機ラムを炉の中心に整列させるために移動される。押出機ラムは、炉内部からコークスを押し出すために電圧を加えられる。ＰＣＭは、炉の中心から再度離れ、装炭システムを炉の中心と整列させる。石炭は、トリッパ搬送部によりＰＣＭの装炭システムに送達される。次いで、装炭システムは、炉内部に石炭を装入する。いくつかのシステムにおいて、炉面から漏れる高温ガス排出物質中に混入する粒子状物質は、石炭を装入するステップの間、ＰＣＭにより捕捉される。かかるシステムにおいて、粒子状物質は、塵取機のバグハウスを通って排出物質フード中に引き込まれる。次いで、装入搬送部は、炉から後退する。最後に、ＰＣＭの扉取り出し装置が、押出機側炉扉を取り替え、留める。

図１を参照すると、ＰＣＭ装炭システム１０は一般的に、ＰＣＭに搭載され（図示せず）、コークス炉に向けて、そしてコークス炉から離れて往復的に可動性である細長いフレーム１２を含む。平面の装入ヘッド１４は、細長いフレーム１２の自由遠位端に位置付けられる。搬送部１６は、細長いフレーム１２内に位置付けられ、細長いフレーム１２の長さに沿って実質的に延出する。装入ヘッド１４を往復運動で使用して、炉内に堆積する石炭を概して水平化する。しかし、図２Ａ、３Ａ、及び４Ａを参照すると、従来技術の装炭システムは、図２Ａに示されるように石炭ベッドの側方に隙間１６を、そして石炭ベッド表面に窪みを残す傾向がある。これらの隙間は、コークス化サイクル時間にわたってコークス炉により処理され得る石炭の量（石炭処理速度）を制限し、これは概して、コークス化サイクルにわたってコークス炉により生産されるコークスの量（コークス生産速度）を低減する。図２Ｂは、理想的に装入された水平なコークスベッドに見えるような様式を図示する。

内部水冷システムを含み得る装炭システム１０の重量は、８０，０００ポンド以上であり得る。装入システム１０が、装入操作中、炉の中に延出されるとき、装炭システム１０は、その自由遠位端で下方に偏向する。これは、装入炭容量を減らす。図３Ａは、装炭システム１０の偏向により引き起こされたベッド高の降下を示す。図５に図示されるプロットは、炉の長さに沿った石炭ベッドプロファイルを示す。装炭システム偏向によるベッド高の降下は、装入重量に応じて、押出機側からコークス側の間で５インチ〜８インチである。図示されるように、偏向の影響は、より少ない石炭が炉内に装入されるときにより著しい。概して、装炭システム偏向は、およそ１〜２トンの石炭体積の損失を引き起こし得る。図３Ｂは、理想的に装入された水平なコークスベッドに見えるような様式を図示する。

装炭システムの重量及びカンチレバーの位置により引き起こされる、その偏向の悪影響に関わらず、装炭システム１０は、石炭ベッドの高密度の方法において、ほとんど利益を提供しない。図４Ａを参照すると、装炭システム１０は、内部石炭ベッド密度に最小の改善を提供し、これは、石炭ベッドの底部に第１の層ｄ１及びより密度が低い第２の層ｄ２を形成する。石炭ベッドの密度を増加させることは、炉のサイクル時間及び炉の生産容量を決定する構成要素である、石炭ベッド全体への伝導熱伝達を促進し得る。図６は、従来技術の装炭システム１０を使用して、炉試験に関して取得された密度測定値群を図示する。ダイヤモンド形の表示を有する線は、石炭ベッド表面上の密度を示す。四角形の表示を有する線及び三角形の表示を有する線は各々、表面より１２インチ下及び２４インチ下の密度を示す。データは、ベッド密度がコークス側でより低下することを示す。図４Ｂは、相対的に増加した密度層Ｄ１及びＤ２を有する、理想的に装入された水平なコークスベッドに見えるような様式を図示する。

典型的なコークス化操作は、４８時間の期間で平均４７トンの石炭をコークス化するコークス炉を提示する。したがって、かかる炉は、以前に知られている炉装入及び操作の方法によって、およそ０．９８トン／時間の速度で石炭を処理すると言われる。通風、炉温度（ガス温度及び炉用レンガからの蓄熱）、ならびに炉用ソールフリュー、共通トンネル、及び熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）などの関連する構成要素の操作温度制限の制約を含むいくつかの要因が、石炭処理速度に寄与する。したがって、１．０トン／時間を超過する石炭処理速度を達成することは今まで困難であった。

好ましい実施形態を含む、本発明の非限定的であり、かつ包括的ではない実施形態が、以下の図を参照して説明され、図中、別途指定されない限り、様々な図を通して、同様の参照番号は同様の部品を指す。

従来技術の装炭システムの正面斜視図を図示する。 従来技術の装炭システムを使用してコークス炉内に装入された石炭ベッドの正面図を図示し、石炭ベッドが水平ではなく、ベッドの側方に隙間を有することを図示する。 ベッドの側方に隙間が無く、コークス炉内に理想的に装入された石炭ベッドの正面図を図示する。 従来技術の装炭システムを使用してコークス炉内に装入された石炭ベッドの側立面図を図示し、石炭ベッドが水平ではなく、ベッドの端部分に隙間を有することを図示する。 ベッドの端部分に隙間が無く、コークス炉内に理想的に装入された石炭ベッドの側立面図を図示する。 従来技術の装炭システムを使用してコークス炉内に装入された石炭ベッドの側立面図を図示し、従来技術の装炭システムにより形成された最小の石炭密度の２つの異なる層を図示する。 相対的に増加した石炭密度の２つの異なる層を有する、コークス炉内に理想的に装入された石炭ベッドの側立面図を図示する。 ベッドの長さにわたる表面及び内部石炭容積密度の模擬データのプロットを図示する。 ベッドの長さにわたるベッド高及び装炭システム偏向によるベッド高降下の試験データのプロットを図示する。 本技術による装炭システムの装入フレーム及び装入ヘッドの一実施形態の正面斜視図を図示する。 図７で図示される装入フレーム及び装入ヘッドの上平面図を図示する。 本技術による装入ヘッドの一実施形態の上平面図を図示する。 図９Ａで図示される装入ヘッドの正面立面図を図示する。 図９Ａで図示される装入ヘッドの側立面図を図示する。 本技術による装入ヘッドの別の実施形態の上平面図を図示する。 図１０Ａで図示される装入ヘッドの正面立面図を図示する。 図１０Ａで図示される装入ヘッドの側立面図を図示する。 本技術による装入ヘッドのさらに別の実施形態の上平面図を図示する。 図１１Ａで図示される装入ヘッドの正面立面図を図示する。 図１１Ａで図示される装入ヘッドの側立面図を図示する。 本技術による装入ヘッドのまた別の実施形態の上平面図を図示する。 図１２Ａで図示される装入ヘッドの正面立面図を図示する。 図１２Ａで図示される装入ヘッドの側立面図を図示する。 本技術による装入ヘッドの一実施形態の側立面図を図示し、ここで、装入ヘッドは、装入ヘッドの上縁部分の上部に粒状偏向表面を含む。 本技術の装入ヘッドの一実施形態の部分的な上立面図を図示し、高密度棒及びそれが装入ヘッドのウイングと連結され得る１つの様式の一実施形態をさらに図示する。 図１４で図示される装入ヘッド及び高密度棒の側立面図を図示する。 本技術の装入ヘッドの一実施形態の部分的な側立面図を図示し、高密度棒及びそれが装入ヘッドと連結され得る様式の別の実施形態をさらに図示する。 本技術による装入ヘッド及び装入フレームの一実施形態の部分的な上立面図を図示し、装入ヘッド及び装入フレームを互いに連結する溝はめ込み型接合部の一実施形態をさらに図示する。 図１７で図示される装入ヘッド及び装入フレームの部分的な切断側立面図を図示する。 本技術による装入ヘッド及び装入フレームの一実施形態の部分的な正面立面図を図示し、装入フレームに取り付けられ（associated with）得る装入フレームの偏向面の一実施形態をさらに図示する。 図１９で図示される装入ヘッド及び装入フレームの部分的な切断側立面図を図示する。 本技術による押出成形板の一実施形態の正面斜視図を図示し、それが装入ヘッドの後方面に取り付けられうる１つの様式をさらに図示する。 図２１で図示される押出成形板及び装入ヘッドの部分的な等角図を図示する。 本技術による押出成形板の一実施形態の側面斜視図を図示し、それが装入ヘッドの後方面に取り付けられ得る、装炭システム中に搬送される石炭を押出成形し得る１つの様式をさらに図示する。 本技術による押出成形板の別の実施形態の上平面図を図示し、それらが装入ヘッドのウイング部材に取り付けられ得る１つの様式をさらに図示する。 図２４Ａの押出成形板の側立面図を図示する。 本技術による押出成形板のまた別の実施形態の上平面図を図示し、それらが、装入ヘッドの前方及び後方の両方に配置された複数組のウイング部材に取り付けられ得る１つの様式をさらに図示する。 図２５Ａの押出成形板の側立面図を図示する。 本技術による装入ヘッドの一実施形態の正面立面図を図示し、押出成形板が、石炭ベッド装入操作で使用されるとき及び使用されないときの石炭ベッド密度の差異をさらに図示する。 石炭ベッドが押出成形板を使用することなく装入される、石炭ベッドの長さにわたって、石炭ベッド密度のプロットを図示する。 石炭ベッドが押出成形板を使用して装入される石炭ベッドの長さにわたって、石炭ベッド密度のプロットを図示する。 本技術による装入ヘッドの一実施形態の上平面図を図示し、装入ヘッドの後方表面に取り付けられ得る押出成形板の別の実施形態をさらに図示する。 従来技術の補助扉（ｆａｌｓｅ ｄｏｏｒ）組立体の上平面図を図示する。 図３０で図示される補助扉組立体の側立面図を図示する。 本技術による補助扉の一実施形態の側立面図を図示し、補助扉が既存の角度付けられた補助扉組立体と連結され得る１つの様式をさらに図示する。 石炭ベッドが本技術によるコークス炉内に装入され得る１つの様式の側立面図を図示する。 本技術による補助扉組立体の一実施形態の正面斜視図を図示する。 図３４Ａで図示される補助扉組立体と共に使用され得る補助扉の一実施形態の後方立面図を図示する。 図３４Ａで図示される補助扉組立体の側立面図を図示し、補助扉の高さが選択的に増加または減少され得る１つの様式をさらに図示する。 本技術による補助扉組立体の別の実施形態の正面斜視図を図示する。 図３５Ａで図示される補助扉組立体と共に使用され得る補助扉の一実施形態の後方立面図を図示する。 図３５Ａで図示される補助扉組立体の側立面図を図示し、補助扉の高さが選択的に増加または減少され得る１つの様式をさらに図示する。 ２つのグラフを比較して図示するものであり、この２つのグラフは、２４時間のコークス化サイクル及び４８時間のコークス化サイクルにわたる経時的なコークス炉のソール温度及び炉頂温度をプロットする。 ２４時間にわたってコークス化された３０トンの装入炭の基線、２４時間にわたって本技術により少なくとも部分的に押出成形された３０トンの装入炭、及び４８時間にわたってコークス化された４２トンの装入炭の基線に関する、石炭ベッドの長さにわたる石炭ベッド密度のプロットを図示する。 ２４インチ、３０インチ、３６インチ、４２インチ、及び４８インチの装入高さの石炭ベッドに関する石炭ベッド密度に対するコークス化時間のプロットを図示する。 ２４インチ、３０インチ、３６インチ、４２インチ、及び４８インチの装入高さの石炭ベッドに関する石炭ベッド容積密度に対する石炭処理速度のプロットを図示する。 様々な石炭ベッドの異なる容積密度に関する石炭ベッド装入高さに対する石炭処理速度のプロットを図示する。

本技術は概して、コークス炉の石炭処理速度を増加させる方法を対象とする。いくつかの実施形態において、本技術は、相対的に短い期間にわたって相対的に小さな装入炭をコークス化する方法に適用され、石炭処理速度の増加をもたらす。様々な実施形態において、本技術の方法は、水平設置型熱回収コークス炉と共に使用される。しかし、本技術の実施形態は、水平設置型非回収炉などの他のコークス炉と共に使用されてもよい。いくつかの実施形態において、装入ヘッドから外向きかつ前方に延在し、石炭が石炭ベッドの側縁に向けられ得る開放経路を残す対面するウイングを有する装入ヘッドを含む、装炭システムを使用して、石炭が炉内に装入される。他の実施形態において、押出成形板が、装入ヘッドの後方面上に位置付けられ、石炭がコークス炉の長さに沿って装入されると、石炭に係合し、それを圧迫するように配向される。また他の実施形態において、補助扉が、炉内に装入される石炭の量を最大化するために垂直に配向される。

本技術のいくつかの実施形態の具体的な詳細は、図７〜２９及び３２〜３７を参照して以下に記載される。押出機システム、装入システム、及びコークス炉にしばしば取り付けられる（associated with）周知の構造及びシステムを説明する他の詳細は、本技術の様々な実施形態の記述を不要に不明確にすることを回避するために以下の開示には記載されていない。図で示される詳細、寸法、角度、及び他の特徴の多くは、本技術の特定の実施形態を単に例示するものに過ぎない。したがって、他の実施形態は、本技術の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の詳細、寸法、角度、及び特徴を有し得る。よって、当業者は、本技術が追加の要素を含む他の実施形態を有し得ること、または本技術が、図７〜２９及び３２〜３７を参照して以下に示され、かつ記載される特徴のいくつかを含まない他の実施形態を有し得ることを適宜理解する。

本件の石炭装入技術が、扉取り出し装置、押出機ラム、トリッパ搬送部などのＰＣＭに共通する１つ以上の他の構成要素を有する押出機装入装置（「ＰＣＭ」）と組み合わせて使用されることが企図される。しかし、本技術の態様はＰＣＭとは別に使用され得、個別にまたはコークス化システムに取り付けられる他の機器と共に使用され得る。したがって、本技術の態様は、「装炭システム」またはこれらの構成要素として単に記載され得る。周知である石炭搬送部などの装炭システムに取り付けられる構成要素は、仮にあったとしても、本技術の様々な実施形態の記述を不要に不明確にすることを回避するために詳細に記載されない場合がある。

図７〜９Ｃを参照すると、細長い装入フレーム１０２及び装入ヘッド１０４を有する装炭システム１００が図示される。様々な実施形態において、装入フレーム１０２は、遠位端部分１１０と近位端部分１１２との間に延在する対面する側方部１０６及び１０８を有するように構成されることになる。様々な適用において、近位端部分１１２は、石炭装入操作中、コークス炉内部への及びコークス炉内部からの装入フレーム１０２の選択的な延出及び後退を可能にする様式でＰＣＭと連結され得る。コークス炉床及び／または石炭ベッドに対して装入フレーム１０２の高さを選択的に調節する高さ調節システムなどの他のシステムも、装炭システム１００に取り付けることができる。

装入ヘッド１０４は、細長い装入フレーム１０２の遠位端部分１１０と連結される。様々な実施形態において、装入ヘッド１０４は、上縁部分１１６、下縁部分１１８、対面する側方部分１２０及び１２２、正面１２４、ならびに後方面１２６を有する平面本体１１４により画定される。いくつかの実施形態において、本体１１４の実質的な部分は、装入ヘッド平面内にある。これは、本技術の実施形態が、１つ以上の追加の平面を占める態様を有する装入ヘッド本体を提供しないことを示唆するものではない。様々な実施形態において、平面本体は、正方形または長方形の断面形状を有する複数の管により形成される。特定の実施形態において、管は、６インチ〜１２インチの幅で提供される。少なくとも１つの実施形態において、管は８インチの幅を有し、これは、装入操作中、歪曲に対する著しい抵抗性を示す。

図９Ａ〜９Ｃをさらに参照すると、装入ヘッド１０４の様々な実施形態は、自由端部分１３２及び１３４を有するように成形される一対の対面するウイング１２８及び１３０を含む。いくつかの実施形態において、自由端部分１３２及び１３４は、装入ヘッド平面から前方に隔置された関係で位置付けられる。特定の実施形態において、自由端部分１３２及び１３４は、装入ヘッド１０４のサイズ、ならびに対面するウイング１２８及び１３０の幾何学的形状に応じて、装入ヘッド平面から前方に６インチ〜２４インチの距離で離される。この位置で、対面するウイング１２８及び１３０は、対面するウイング１２８及び１３０から後方に装入ヘッド平面を通る空間を画定する。これらの空間設計のサイズが増加すると、より多くの材料が石炭ベッドの側方に分配される。空隙が小さくなると、より少ない材料が石炭ベッドの側方に分配される。したがって、コークス化システムによって特定の特質が示されるため、本技術は適合可能である。

図９Ａ〜９Ｃで図示されるものなどのいくつかの実施形態において、対面するウイング１２８及び１３０は、装入ヘッド平面から外向きに延在する第１の面１３６及び１３８を含む。特定の実施形態において、第１の面１３６及び１３８は、４５度の角度で装入平面から外向きに延在する。第１の面が装入ヘッド平面から離れる角度は、装炭システム１００の特定の使用目的に従って、増加または減少され得る。例えば、特定の実施形態は、装入及び水平化操作中に予測される条件に応じて、１０度〜６０度の角度を用いてよい。いくつかの実施形態において、対面するウイング１２８及び１３０は、第１の面１３６及び１３８から外向きに、自由遠位端部分１３２及び１３４に向かって延在する第２の面１４０及び１４２をさらに含む。特定の実施形態において、対面するウイング１２８及び１３０の第２の面１４０及び１４２は、装入ヘッド平面に平行であるウイング平面内にある。いくつかの実施形態において、第２の面１４０及び１４２は、およそ１０インチの長さになるように提供される。しかし、他の実施形態において、第２の面１４０及び１４２は、第１の面１３６及び１３８のために選択される長さ、ならびに第１の面１３６及び１３８が装入平面から離れて延在する角度を含む、１つ以上の設計留意点に応じて０〜１０インチの範囲である長さを有してよい。図９Ａ〜９Ｃで図示されるように、装炭システム１００が、装入される石炭ベッドを越えて引き出されるのと同時に、対面するウイング１２８及び１３０は、装入ヘッド１０４の後方面からバラバラの石炭を受容し、石炭ベッドの側縁に向かってバラバラの石炭を集積させるか、さもなければそこに向かわせるように形づくられている。少なくともこの様式において、装炭システム１００は、図２Ａに示されるような石炭ベッドの側方の隙間の可能性を低減し得る。むしろ、ウイング１２８及び１３０は、図２Ｂで図示される水平な石炭ベッドを促進するのを支援する。試験により、対面するウイング１２８及び１３０の使用が、これらの側方隙間を充填することによって、装入重量を１〜２トン増加させ得ることが示された。さらに、ウイング１２８及び１３０の形状は、石炭が炉の押出機側から戻ること及びこぼれ落ちることを低減し、これは、こぼれ落ちた石炭を回収するための労働力の無駄及び経費を低減する。

図１０Ａ〜１０Ｃを参照すると、装入ヘッド２０４の別の実施形態が、上縁部分２１６、下縁部分２１８、対面する側方部分２２０及び２２２、正面２２４、ならびに後方面２２６を有する平面本体２１４を有するように図示される。装入ヘッド２０４は、装入ヘッド平面から前方に隔置された関係で位置付けられる自由端部分２３２及び２３４を有するように成形される一対の対面するウイング２２８及び２３０をさらに含む。特定の実施形態において、自由端部分２３２及び２３４は、装入ヘッド平面から前方に６インチ〜２４インチの距離で離される。対面するウイング２２８及び２３０は、対面するウイング２２８及び２３０から後方に装入ヘッド平面を通る空間を画定する。いくつかの実施形態において、対面するウイング２２８及び２３０は、４５度の角度で装入ヘッド平面から外向きに延在する第１の面２３６及び２３８を含む。特定の実施形態において、第１の面２３６及び２３８が装入ヘッド平面から離れる角度は、装入及び水平化操作中に予測される状態に応じて、１０度〜６０度である。装炭システムが、装入される石炭ベッドを越えて引き出されるのと同時に、対面するウイング２２８及び２３０は、装入ヘッド２０４の後方面からバラバラの石炭を受容し、石炭ベッドの側縁に向かってバラバラの石炭を集積させるか、さもなければそこに向かわせるように形づくられている。

図１１Ａ〜１１Ｃを参照すると、装入ヘッド３０４のさらなる実施形態が、上縁部分３１６、下縁部分３１８、対面する側方部分３２０及び３２２、正面３２４、ならびに後方面３２６を有する平面本体３１４を有するように図示される。装入ヘッド３００は、装入ヘッド平面から前方に隔置された関係で位置付けられる自由端部分３３２及び３３４を有する一対の湾曲した対面するウイング３２８及び３３０をさらに含む。特定の実施形態において、自由端部分３３２及び３３４は、装入ヘッド平面から前方に６インチ〜２４インチの距離で離される。湾曲した対面するウイング３２８及び３３０は、湾曲した対面するウイング３２８及び３３０から後方に装入ヘッド平面を通る空間を画定する。いくつかの実施形態において、湾曲した対面するウイング３２８及び３３０は、湾曲した対面するウイング３２８及び３３０の近位端部分から４５度の角度で装入ヘッド平面から外向きに延在する第１の面３３６及び３３８を含む。特定の実施形態において、第１の面３３６及び３３８が装入ヘッド平面から離れる角度は、１０度〜６０度である。この角度は、湾曲した対面するウイング３２８及び３３０の長さに沿って動的に変化する。装炭システムが、装入される石炭ベッドを越えて引き出されるのと同時に、対面するウイング３２８及び３３０は、装入ヘッド３０４の後方面からバラバラの石炭を受容し、石炭ベッドの側縁に向かってバラバラの石炭を集積させるか、さもなければそこに向かわせるように形づくられている。

図１２Ａ〜１２Ｃを参照すると、装入ヘッド４０４の実施形態は、上縁部分４１６、下縁部分４１８、対面する側方部分４２０及び４２２、正面４２４、ならびに後方面４２６を有する平面本体４１４を含む。装入ヘッド４００は、装入ヘッド平面から前方に隔置された関係で位置付けられる自由端部分４３２及び４３４を有する対面するウイング４２８及び４３０の第１の対をさらに含む。対面するウイング４２８及び４３０は、装入ヘッド平面から外向きに延在する第１の面４３６及び４３８を含む。いくつかの実施形態において、第１の面４３６及び４３８は、４５度の角度で装入ヘッド平面から外向きに延在する。第１の面が装入ヘッド平面から離れる角度は、装炭システム４００の特定の使用目的に従って、増加または減少され得る。例えば、特定の実施形態は、装入及び水平化操作中に予測される条件に応じて、１０度〜６０度の角度を用いてよい。いくつかの実施形態において、自由端部分４３２及び４３４は、装入ヘッド平面から前方に６インチ〜２４インチの距離で離される。対面するウイング４２８及び４３０は、湾曲した対面するウイング４２８及び４３０から後方に装入ヘッド平面を通る空間を画定する。いくつかの実施形態において、対面するウイング４２８及び４３０は、第１の面４３６及び４３８から外向きに、自由遠位端部分４３２及び４３４に向かって延在する第２の面４４０及び４４２をさらに含む。特定の実施形態において、対面するウイング４２８及び４３０の第２の面４４０及び４４２は、装入ヘッド平面に平行であるウイング平面内にある。いくつかの実施形態において、第２の面４４０及び４４２は、およそ１０インチの長さになるように提供される。しかし、他の実施形態において、第２の面４４０及び４４２は、第１の面４３６及び４３８のために選択される長さ、ならびに第１の面４３６及び４３８が装入平面から離れて延在する角度を含む、１つ以上の設計留意点に応じて０〜１０インチの範囲である長さを有してよい。装炭システム４００が、装入される石炭ベッドを越えて引き出されるのと同時に、対面するウイング４２８及び４３０は、装入ヘッド４０４の後方面からバラバラの石炭を受容し、石炭ベッドの側縁に向かってバラバラの石炭を集積させるか、さもなければそこに向かわせるように形づくられている。

様々な実施形態において、様々な幾何学的形状の対面するウイングが、本技術による装炭システムに取り付けられた装入ヘッドから後方に延在し得ることが企図される。図１２Ａ〜１２Ｃを引き続き参照すると、装入ヘッド４００は、装入ヘッド平面から後方に隔置された関係で位置付けられた、各々が自由端部分４４８及び４５０を含む対面するウイング４４４及び４４６の第２の対をさらに含む。対面するウイング４４４及び４４６は、装入ヘッド平面から外向きに延在する第１の面４５２及び４５４を含む。いくつかの実施形態において、第１の面４５２及び４５４は、４５度の角度で装入ヘッド平面から外向きに延在する。第１の面４５２及び４５４が装入ヘッド平面から離れる角度は、装炭システム４００の特定の使用目的に従って、増加または減少され得る。例えば、特定の実施形態は、装入及び水平化操作中に予測される条件に応じて、１０度〜６０度の角度を用いてよい。いくつかの実施形態において、自由端部分４４８及び４５０は、装入ヘッド平面から後方に６インチ〜２４インチの距離で離される。対面するウイング４４４及び４４６は、対面するウイング４４４及び４４６から後方に装入ヘッド平面を通る空間を画定する。いくつかの実施形態において、対面するウイング４４４及び４４６は、第１の面４５２及び４５４から外向きに、自由遠位端部分４４８及び４５０に向かって延在する第２の面４５６及び４５８をさらに含む。特定の実施形態において、対面するウイング４４４及び４４６の第２の面４５６及び４５８は、装入ヘッド平面に平行であるウイング平面内にある。いくつかの実施形態において、第２の面４５６及び４５８は、およそ１０インチの長さになるように提供される。しかし、他の実施形態において、第２の面４５６及び４５８は、第１の面４５２及び４５４のために選択される長さ、ならびに第１の面４５２及び４５４が装入平面から離れて延在する角度を含む、１つ以上の設計留意点に応じて０〜１０インチの範囲である長さを有してよい。装炭システム４００が、装入される石炭ベッドに沿って延出されるのと同時に、対面するウイング４４４及び４４６は、装入ヘッド４０４の正面４２４からバラバラの石炭を受容し、石炭ベッドの側縁に向かってバラバラの石炭を集積させるか、さもなければそこに向かわせるように成形される。

図１２Ａ〜１２Ｃを引き続き参照すると、後方を向いている対面するウイング４４４及び４４６が前方を向いている対面するウイング４２８及び４３０の上に位置付けられているように図示される。しかし、この特定の配設は、いくつかの実施形態において、本技術の範囲から逸脱することなく反対にされてもよいことが企図される。同様に、後方を向いている対面するウイング４４４及び４４６ならびに前方を向いている対面するウイング４２８及び４３０は各々、互いに対して角度を付けて配置される面の第１及び第２の組を有する角度配置されたウイングとして図示される。しかし、対面するウイングのいずれかまたは両方の組が、直線的で角度配置された対面するウイング２２８及び２３０または湾曲したウイング３２８及び３３０により示されるような、異なる幾何学的形状で提供され得ることが企図される。混合されたか、または対である既知の形状の他の組み合わせが企図される。さらに、本技術の装入ヘッドが、前方を向いているウイングはなく装入ヘッドから後方だけを向いている１組以上の対面するウイングを備え得ることがさらに企図される。かかる事例において、後方に位置付けられた対面するウイングは、装炭システムが前進する（装入する）とき、石炭ベッドの側方部分に石炭を分配する。

図１３を参照すると、石炭が炉内に装入されるとき及び装炭システム１００（または類似の様式の装入ヘッド５２６、３００、または４００において）が石炭ベッドを越えて引き出されると、バラバラの石炭が、装入ヘッド１０４の上縁部分１１６上に積み重なり始め得ることが企図される。したがって、本技術のいくつかの実施形態は、装入ヘッド１０４の上縁部分１１６の上部に１つ以上の角度配置された粒状偏向表面１４４を含むことになる。図示される例において、一対の反対に向いている粒状偏向表面１４４は組み合わさって、尖頂のある構造（peaked structure）を形成し、これは、装入ヘッド１０４の前及びその裏側に不規則な粒状材料を分散する。特定の事例において、装入ヘッド１０４の前またはその裏側に、粒状材料領域を主として有することが望ましい場合があるが、それらの両方には有しないことが企図される。したがって、かかる事例において、単一の粒状偏向表面１４４は、石炭を適宜分散するために選ばれた配向を提供され得る。粒状偏向表面１４４が、非平面または角度付けられていない他の構成で提供され得ることがさらに企図される。特に、粒状偏向表面１４４は、平ら、曲線のある、凸状、凹状、複合、またはこれらの様々な組み合わせであり得る。いくつかの実施形態は、単に、粒状偏向表面１４４が水平配置されないようにそれらを配置する。いくつかの実施形態において、粒状表面は、装入ヘッド１０４の上縁部分１１６と一体的に形成され得、これは、水冷特徴をさらに含み得る。

石炭ベッド容積密度は、コークスの質を決定し、特に炉壁の近くの焼失を最小限に抑える上で大きな役割を果たす。石炭装入操作中、装入ヘッド１０４は、石炭ベッドの上部分に対して後退する。この様式において、装入ヘッドは、石炭ベッドの上部の形状に寄与する。しかし、本技術の特定の態様は、装入ヘッドの一部分が石炭ベッドの密度を増加させることをもたらす。図１３及び１４を参照すると、対面するウイング１２８及び１３０は、いくつかの実施形態において、対面するウイング１２８及び１３０各々の長さに沿って、かつそれらから下方に延在する１つ以上の細長い高密度棒１４６を提供され得る。図１３及び１４で図示されるようなものなどのいくつかの実施形態において、高密度棒１４６は、対面するウイング１２８及び１３０の底表面から下方に延在し得る。他の実施形態において、高密度棒１４６は、対面するウイング１２８及び１３０のいずれかもしくは両方の前方面もしくは後方面、ならびに／または装入ヘッド１０４の下縁部分１１８と動作可能に連結され得る。図１３で図示されるようなものなどの特定の実施形態において、細長い高密度棒１４６は、装入ヘッド平面に対して角度を付けて配置された長軸を有する。高密度棒１４６が、高温度材料から形成された、パイプまたはロッドなどの略水平軸、または様々な形状の静的構造の周りを回転するローラーから形成され得ることが企図される。細長い高密度棒１４６の外部形状は、平面または曲線であってよい。さらに、細長い高密度棒は、その長さまたは配置された角度に沿って湾曲され得る。

いくつかの実施形態において、様々なシステムの装入ヘッド及び装入フレームは、冷却システムを含まない場合がある。炉の極端な温度は、かかる装入ヘッド及び装入フレームの一部分が、互いに対してわずかに、そして異なる速度で拡張することをもたらす。かかる実施形態において、構成要素の急速で不規則な加熱及び拡張は、装炭システムに負荷を与え得、装入フレームに対して装入ヘッドを歪曲させ得るか、そうでなければ不整列にし得る。図１７及び１８に関して、本技術の実施形態は、装入ヘッド１０４と細長い装入フレーム１０２との間で相対的な移動を可能にする複数の溝はめ込み型接合部を使用して、装入フレーム１０２の側方部１０６及び１０８に装入ヘッド１０４を連結する。少なくとも１つの実施形態において、第１のフレーム板１５０は、細長いフレーム１０２の側方部１０６及び１０８の内面から外向きに延在する。第１のフレーム板１５０は、第１のフレーム板１５０を貫通する１つ以上の細長い取付け溝１５２を含む。いくつかの実施形態において、第２のフレーム板１５４も、側方部１０６及び１０８の内面から外向きに、第１のフレーム板１５０の下に延在するように提供される。細長いフレーム１０２の第２のフレーム板１５４も、第２のフレーム板１５４を貫通する１つ以上の細長い取付け溝１５２を含む。第１のヘッド板１５６は、装入ヘッド１０４の後方面１２６の対面する側方部から外向きに延在する。第１のヘッド板１５６は、第１のヘッド板１５６を貫通する１つ以上の取付け孔１５８を含む。いくつかの実施形態において、第２のヘッド板１６０も、装入ヘッド１０４の後方面１２６から外向きに、第１のヘッド板１５６の下に延在するように提供される。第２のヘッド板１６０も、第２のヘッド板１５８を貫通する１つ以上の取付け孔１５８を含む。装入ヘッド１０４は、第１のフレーム板１５０が第１のヘッド板１５６と整列し、第２のフレーム板１５４が第２のヘッド板１６０と整列するように装入フレーム１０２と整列される。機械的留め具１６１が、第１のフレーム板１５０及び第２のフレーム板１５２の細長い取付け溝１５２、ならびに対応する取付け孔１６０を通り抜ける。この様式において、機械的留め具１６１は、取付け孔１６０に対して定位置で設置されるが、装入ヘッド１０４が装入フレーム１０２に対して移動するとき、細長い取付け溝１５２の長さに沿って移動することは可能である。装入ヘッド１０４及び細長い装入フレーム１０２のサイズ及び構成に応じて、より多いかまたはより少ない様々な形状及びサイズの装入ヘッド板及びフレーム板を用いて、装入ヘッド１０４及び細長い装入フレーム１０２を互いに動作可能に連結してもよいことが企図される。

図１９及び２０を参照すると、本技術の特定の実施形態は、細長い装入フレーム１０２の対面する側方部１０６及び１０８の各々の下方の内面に、わずかに下向きの角度で装入フレーム１０２の中央部分に向かって面するように位置付けられた装入フレーム偏向面１６２を提供する。この様式において、装入フレーム偏向面１６２は、バラバラに装入された石炭と係合し、石炭を下に向け、装入される石炭ベッドの側方に向かわせる。偏向面１６２の角度は、石炭ベッドの縁部分の密度の増加を支援する様式で石炭を下方にさらに圧迫する。別の実施形態において、細長い装入フレーム１０２の対面する側方部１０６及び１０８の各々の前方端部分は、ウイングから後方にも位置付けられるが、装入フレームから前方及び下方に面するように配向される装入フレーム偏向面１６３を含む。この様式において、偏向面１６３は、石炭ベッドの密度を増加し、石炭ベッドをより完全に水平化するよう試みる上で石炭を外向きに石炭ベッドの縁部分に向かわせるのをさらに支援し得る。

多くの従来の装炭システムは、装入ヘッド及び装入フレームの重量により、少量の圧縮を石炭ベッド表面に提供する。しかし、圧縮は典型的に、石炭ベッド表面より１２インチ下に制限される。石炭ベッド試験中のデータは、この領域における容積密度測定値が石炭ベッドの中で３〜１０単位のポイントの差異になることを示した。図６はグラフを用いて、模造の炉試験中に取得された密度測定値を図示する。上の線は、石炭ベッド表面の密度を示す。下方２つの線は各々、石炭ベッド表面の１２インチ下及び２４インチ下における密度を図示する。試験データより、ベッド密度が炉のコークス側でより著しく低下するという結果が導き出され得る。

図２１〜２８を参照すると、本技術の様々な実施形態が、押出成形板１６６を装入ヘッド１０４の後方面１２６と動作可能に連結させて位置付ける。いくつかの実施形態において、押出成形板１６６は、装入ヘッド１０４に対して後方及び下方に面するように配向される石炭係合面１６８を含む。この様式において、装入ヘッド１０４の裏側の炉内に装入されるバラバラの石炭は、押出成形板１６６の石炭係合面１６８に係合することになる。装入ヘッド１０４の裏側に堆積している石炭の圧力により、石炭係合面１６８は、石炭を下方に圧縮し、これは、押出成形板１６６の下の石炭ベッドの石炭密度を増加させる。様々な実施形態において、押出成形板１６６は、石炭ベッドのかなりの幅にわたって密度を最大化するために装入ヘッド１０４の長さに沿って実質的に延在する。図２０及び２１を引き続き参照すると、押出成形板１６６は、装入ヘッド１０４に対して後方及び上方に面するように配向される上偏向面１７０をさらに含む。この様式において、石炭係合面１６８及び上偏向面１７０は互いに連結されて、装入ヘッド１０４から離れて後方に面する尖頂稜線（peak ridge）を有する尖頂形状（peak shape）を画定する。したがって、上偏向面１７０に落ちるいかなる石炭も押出成形板１６６に向けられて、それが押出成形される前に入ってくる石炭に加わることになる。

使用において、石炭は、装入ヘッド１０４の裏側にある、装炭システム１００の前端部分に混ぜる。石炭は、搬送部と装入ヘッド１０４との間の開口に積み重なり、搬送鎖圧力が、およそ２５００〜２８００ｐｓｉに到達するまで徐々に高まり始める。図２３を参照すると、石炭が、装入ヘッド１０４の裏側の本システム中に供給され、装入ヘッド１０４が、炉を通って後方に後退する。押出成形板１６６は石炭を圧縮し、それを石炭ベッド中に押出成形する。

図２４Ａ〜２５Ｂを参照すると、本技術の実施形態は、押出成形板を、装入ヘッドから延在する１つ以上のウイングと関連させ（associated with）得る。図２４Ａ及び２４Ｂは、押出成形板２６６が、対面するウイング１２８及び１３０から後方に延在する場合の１つのかかる実施形態を図示する。かかる実施形態において、押出成形板２６６は、互いに連結されて、対面するウイング１２８及び１３０から離れて後方に面する尖頂稜線を有する尖頂形状を画定する石炭係合面２６８及び上偏向面２７０を提供される。石炭係合面２６８は、装炭システムが炉を通って後退すると石炭を下方に圧縮するように位置付けられ、これは、押出成形板２６６の下の石炭ベッドの石炭密度を増加させる。図２５Ａ及び２５Ｂは、石炭係合面４６８及び上偏向面４７０を有する押出成形板４６６が対面するウイング４２８及び４３０から後方に延在するように位置付けられることを除いて、図１２Ａ〜１２Ｃで図示されるのと類似する装入ヘッドを図示する。押出成形板４６６は、押出成形板２６６と同様に機能する。追加の押出成形板４６６は、装入ヘッド４００の裏側に位置付けられる対面するウイング４４４及び４４６から前方に延在するように位置付けられ得る。かかる押出成形板は、装炭システムが炉を通って進むと石炭を下方に圧縮し、これは、押出成形板４６６の下の石炭ベッドの石炭密度をさらに増加させる。

図２６は、押出成形板１６６の有益性を受けた装入炭の密度（石炭ベッドの左側）及び押出成形板１６６の有益性を受けない装入炭の密度（石炭ベッドの右側）への影響を図示する。図示されるように、押出成形板１６６の使用は、増加した石炭ベッドの容積密度の「Ｄ」範囲、及び押出成形板が存在しない石炭ベッドのより少ない容積密度「ｄ」の範囲を提供する。この様式において、押出成形板１６６は表面密度の改善を示すだけでなく、全体の内部ベッドの容積密度も改善する。下記の図２７及び２８で図示される試験結果は、押出成形板１６６を使用する（図２８）及び押出成形板１６６を使用しない（図２７）ベッド密度の改善を示す。データは、表面密度及び石炭ベッド表面の２４インチ下の両方への著しい影響を示す。いくつかの試験において、押出成形板１６６は１０インチ（装入ヘッド１０４の後ろから、石炭係合面１６８及び上偏向面１７０が合致する押出成形板１６６の尖頂稜線までの距離）の尖頂を有する。６インチの尖頂が使用された他の試験において、石炭密度は増加したが、１０インチの尖頂押出成形板１６６の使用から生じるような水平にならなかった。データは、１０インチの尖頂押出成形板の使用が石炭ベッドの密度を増加させ、これは、およそ２．５トンの装入重量の増加を可能にしたことを明らかにする。本技術のいくつかの実施形態において、例えば、尖頂高さが５〜１０インチのより小さな押出成形板、または例えば、尖頂高さが１０〜２０インチのより大きな押出成形板が使用され得ることが企図される。

図２９を参照すると、本技術の他の実施形態は、装入ヘッド１０４に対して後方及び横方向に面するように配向される対面する偏向面１７２を含むように成形される押出成形板１６６を提供する。対面する偏向面１７２を含むように押出成形板１６６を成形することにより、試験は、より多くの押出成形された石炭が、それが押出成形されながらベッドの両側に向かって流れたことを示した。この様式において、押出成形板１６６は、図２Ｂで図示される水平な石炭ベッド、ならびに石炭ベッドの幅にわたる石炭ベッドの密度の増加の促進に役立つ。

装入システムが、装入操作中、炉の中に延出するとき、典型的におよそ８０，０００ポンドの重量である装炭システムは、それらの自由な遠位端で下方に偏向する。この偏向は、装入炭容量を減らす。図５は、装炭システム偏向によるベッド高の降下が装入重量に応じて、押出機側からコークス側の間で５インチ〜８インチであることを示す。概して、装炭システム偏向は、およそ１〜２トンの石炭体積の損失を引き起こし得る。装入操作中、石炭は、搬送部と装入ヘッド１０４との間の開口に積み重なり、搬送鎖圧力が、高まり始める。従来の装炭システムは、およそ２３００ｐｓｉの鎖圧力で稼働する。しかし、本技術の装炭システムは、およそ２５００〜２８００ｐｓｉの鎖圧力で操作され得る。鎖圧力のこの増加は、装炭システム１００の剛性を、その装入フレーム１０２の長さに沿って増加させる。試験は、およそ２７００ｐｓｉの鎖圧力で装炭システム１００を操作することが、装炭システム偏向の偏向をおよそ２インチ低減させ、これは、より高い装入重量及び増加した生産と等しいことを示す。試験は、およそ３０００〜３３００ｐｓｉのより高い鎖圧力で装炭システム１００を操作することが、より多くの有効な装入を生み出し得、上述されるような１つ以上の押出成形板１６６の使用により、より大きな利益をさらに認識し得ることをさらに示した。

図３０及び３１を参照すると、装炭システム１００の様々な実施形態は、補助扉フレーム５０２の遠位端部分５０６に連結される、細長い補助扉フレーム５０２及び補助扉５０４を有する補助扉組立体５００を含む。補助扉フレーム５０２は、近位端部分５０８、ならびに近位端部分５０８と遠位端部分５０６との間に延在する対面する側方部５１０及び５１２をさらに含む。様々な適用形態において、近位端部分５０８は、石炭装入操作中、コークス炉内部への及びコークス炉内部からの補助扉フレーム５０２の選択的な延出及び後退を可能にする様式でＰＣＭと連結され得る。いくつかの実施形態において、補助扉フレーム５０２は、装入フレーム１０２に隣接し、多くの事例において、装入フレーム１０２の下のＰＣＭと連結される。補助扉５０４は略平面であり、上方端部分５１４、下方端部分５１６、対面する側方部分５１８及び５２０、正面５２２、ならびに後方面５２４を有する。操作において、補助扉５０４は、石炭装入操作中、コークス炉のちょうど中に設置される。この様式において、石炭が完全に装入され、コークス炉が閉鎖され得るまで、補助扉５０４は、バラバラの石炭がコークス炉の押出機側から意図せずに出るのを実質的に防ぐ。従来の補助扉設計は、補助扉５０４の下方端部分５１６が補助扉５０４の上端部分５１４の後方に位置付けられるように角度付けられる。これは、コークス炉の押出機側開口からコークス炉内に、典型的に１２インチ〜３６インチで終結する、傾斜があるかまたは角度付けられた形状を有する石炭ベッドの端部分を形成する。

補助扉５０４は、上方端部分５２８、下方端部分５３０、対面する側方部分５３０及び５３４、正面５３６、ならびに後方面５３８を有する延出板５２６を含む。延出板５２６の上方端部分５２８は、延出板５２６の下方端部分５３０が補助扉５０４の下方端部分５１６より下方に延出するように補助扉５０４の下方端部分５１６に取り外し可能に連結される。この様式において、補助扉５０４の正面５２２の高さは、より大きな高さを有する石炭ベッドの装入に適応するように選択的に増加され得る。延出板５２６は典型的に、迅速な着／脱システムを形成する複数の機械的留め具５４０を使用して、補助扉５０４と連結される。各々が異なる高さを有する複数の別個の延出板５２６は、補助扉組立体５００に取り付ける（associated with）ことができる。例えば、より長い延出板５２６は、４８トンの装入炭のために使用され得るが、一方でより短い延出板５２６は、３６トンの装入炭のために使用され得、延出板５２６は、２８トンの装入炭のために使用されない場合がある。しかし、延出板５２６の取り外し及び取り替えは、延出板の重量、及び手動で取り外し、取り替えられるという事実のために労働集約的であり、かつ時間を必要とする。この手順は、設備でのコークス生産を１時間以上中断し得る。

図３２を参照すると、垂直から離れた角度で配置される本体平面内にある既存の補助扉５０４は、垂直補助扉を有するように適合され得る。いくつかのかかる実施形態において、上方端部分５４４、下方端部分５４６、正面５４８、及び後方面５５０を有する補助扉延出部５４２は、補助扉５０４と動作可能に連結され得る。特定の実施形態において、補助扉延出部５４２は、補助扉５０４の取り替え用正面を画定するように成形及び配向される。補助扉延出部５４２が、機械的留め具、溶接、または同様のものを使用して、補助扉５０４と連結され得ることが企図される。特定の実施形態において、正面５４８は、実質的に垂直である補助扉平面内になるように位置付けられる。いくつかの実施形態において、正面５４８は、押出機側炉扉５５４の耐火性表面５５２の外形によく似るように成形される。

操作において、正面５４８の垂直配向は、補助扉延出部５４２が、石炭装入操作中、コークス炉の中に設置されることを可能にする。この様式において、図３３で図示されるように、石炭ベッド５５６の端部分は、押出機側炉扉５５４の耐火性表面５５２に近接して位置付けられる。したがって、いくつかの実施形態において、石炭ベッドと耐火性表面５５２との間に残る６〜１２インチの間隙が除去され得るか、または少なくとも著しく最小限に抑えられ得る。さらに、補助扉延出部５４２の垂直に配置された正面５４８は、従来技術の設計により形成された傾斜のあるベッド形状とは対照的により多くの石炭を炉内に装入するための完全な炉容量の使用を最大化し、これは、炉の生産速度を増加させる。例えば、補助扉延出部５４２の正面５３６が、コークス炉が４８トンの装入炭において閉鎖されるときに押出機側炉扉５５４の耐火性表面５５２が位置付けられる場所から１２インチ後ろに位置付けられる場合、およそ１トンと等しい未使用の炉容積の石炭が形成される。同様に、補助扉延出部５４２の正面５３６が、押出機側炉扉５５４の耐火性表面５５２が位置付けられる場所から６インチ後ろに位置付けられる場合、未使用の炉容積は、およそ０．５トンの石炭と等しくなる。したがって、補助扉延出部５４２及び前述の方法を使用して、各炉は、追加の０．５トンから丸１トンの石炭を装入することができ、これは、全体の炉バッテリーに対する石炭処理速度を著しく改善し得る。これは、典型的には４８トンの装入物と共に操作される炉内に４９トンの装入物が投入され得るという事実にも関わらず真実である。４９トンの装入は、４８時間のコークスサイクルを増加させない。１２インチの隙間が前述の方法を使用して充填されるが、４８トンの石炭のみが炉内に装入される場合、ベッドは、予測された高さ４８インチから高さ４７インチに低減される。高さ４７インチの装入炭を４８時間でコークス化することは、コークス化工程に追加の１時間のソーク時間（soak time）を与え、これは、コークスの質（ＣＳＲまたは安定性）を改善し得る。

本技術の特定の実施形態において、図３４Ａ〜３４Ｃで図示されるように、補助扉フレーム５０２は、補助扉５０４の代わりに垂直補助扉５５８と適合され得る。様々な実施形態において、垂直補助扉５５８は、上方端部分５６０、下方端部分５６２、対面する側方部分５６４及び５６６、正面５６８、ならびに後方面５７０を有する。図示される実施形態において、正面５６８は、実質的に垂直である補助扉平面内になるように位置付けられる。いくつかの実施形態において、正面５６８は、押出機側炉扉５５４の耐火性表面５５２の外形によく似るように成形される。この様式において、垂直補助扉は、補助扉延出部５４２を用いる補助扉組立体に関して上述されるのと同じ様式で多く使用され得る。

異なるベッド高の連続した石炭ベッドを周期的にコークス化するのが望ましい場合がある。例えば、炉にはまず、４８トンで４８インチの高さの石炭ベッドが装入され得る。その後、この炉に、２８トンで２８インチの高さの石炭ベッドが装入され得る。異なるベッド高は、相応して異なる高さの補助扉の使用を必要とする。したがって、図３４Ａ〜３４Ｃを引き続き参照すると、本技術の様々な実施形態は、垂直補助扉５５８の正面５６８と連結される下方延出板５７２を提供する。下方延出板５７２は選択的に、後退位置と延出位置との間で垂直補助扉５５８に対して垂直に可動可能である。少なくとも１つの延出位置が、垂直補助扉５５８の実効高さが増加するように、垂直補助扉５５８の下縁部分５６２の下に下方延出板５７２の下縁部分５７４を配置する。いくつかの実施形態において、下方延出板５７２から後方に垂直補助扉５５８を貫通する１つ以上の垂直に配設された溝５７８を通って延在する１つ以上の延出板ブラケット５７６を配置することにより、下方延出板５７２と垂直補助扉５５８との間の相対的な移動がもたらされる。様々なアーム組立体５８０のうちの１つ及び電動シリンダー５８２は、下方延出板５７２をその後退位置と延出位置との間で選択的に移動させるように延出板ブラケット５７６に連結され得る。この様式において、垂直補助扉５５８の実効高さは自動的に、垂直補助扉５５８の初期の高さから完全な延出位置における下方延出板５７２の高さの範囲である任意の高さに適合され得る。いくつかの実施形態において、下方延出板５５８及びそれに関連する構成要素は、図３５Ａ〜３５Ｃで図示されるようなものなどの補助扉５０４と動作可能に連結され得る。他の実施形態において、下方延出板５５８及びそれに関連する構成要素は、延出板５２６と動作可能に連結され得る。

本技術のいくつかの実施形態において、石炭ベッド５５６の端部分は、押出機側炉扉５５４が閉鎖され得る前に、装入炭の端部分が炉からこぼれ落ちる可能性を低減するためにわずかに圧縮され得ることが企図される。いくつかの実施形態において、補助扉５０４、延出板５２６、または垂直補助扉５５８を振動させ、石炭ベッド５５６の端部分を圧縮するために、１つ以上の振動装置が、補助扉５０４、延出板５２６、または垂直補助扉５５８に取り付けることができる。他の実施形態において、細長い補助扉フレーム５０２は、石炭ベッド５５６の端部分を圧縮するのに十分な力で石炭ベッド２０４の端部分と接触するように往復的及び反復的に移動され得る。石炭ベッド５５６の端部分を潤し、少なくとも一時的に、石炭ベッド５５６の一部分がコークス炉からこぼれ落ちないように石炭ベッド５５６の端部分の形状を維持するために、水噴霧も、単独でまたは振動圧縮方法もしくは衝撃圧縮方法と併せて使用され得る。

本技術の様々な実施形態が、何らかの様式でコークス炉のコークス化速度を増加させるものとして本明細書に記載される。これらの実施形態の多くが、およそ０．９８トン／時間の速度で石炭を処理する４８時間の期間で一般的にコークス化される、４７トンの装入炭に適用される。前述の技術改善点のうちの１つ以上が、装入炭の密度を増加させ得、それによって、４８時間のコークス化時間を増加させることなく、追加の１トンまたは２トンの石炭を炉内に装入することが可能となる。これは、１．００トン／時間または１．０２トン／時間の石炭処理速度をもたらす。

しかし、別の実施形態では、石炭処理速度は、４８時間の期間にわたって２０パーセント以上増加し得る。例示的な実施形態では、細長い装入フレーム１０２、及び細長い装入フレーム１０２の遠位端部分に連結された装入ヘッド１０４を有する装炭システム１００が、コークス炉内に少なくとも部分的に位置付けられる。コークス炉は、所定の最大装入炭容量（装入１回当たりの体積）によって少なくとも部分的に画定される。いくつかの実施形態において、所定の最大装入炭容量は、最大ベッド高（これは典型的に、コークス炉床の上のコークス炉の対面する側壁に形成された下降管開口部の高さによって定義される）を乗じたコークス炉の幅及び長さに従って、コークス炉内に装入され得る石炭の最大体積として定義される。この体積は、石炭ベッド全体にわたる装入炭の密度に従ってさらに変動することになる。コークス炉の最大装入炭は、最大コークス化時間（装入１回当たりの所定の石炭体積に関連する所定のコークス化時間）に関連する。最大コークス化時間は、石炭ベッドが完全にコークス化され得る最長の時間量として定義される。最大コークス化時間は、様々な実施形態において、コークス化工程の持続時間にわたって熱に変換され得る石炭ベッド内の揮発性物質の量によって制約される。最大コークス化時間に関するさらなる制約には、使用されるコークス炉の最大及び最小コークス化温度、ならびに石炭ベッドの密度及びコークス化される石炭の質が含まれる。石炭は、最大装入炭容量未満である第１の操作上の装入炭を画定する様式で、装炭システム１００を用いてコークス炉内に装入される。第１の操作上の装入炭は、それが第１のコークスベッドに変換されるまで、最大コークス化時間未満である第１のコークス化時間にわたって、コークス炉内でコークス化される。次いで、第１のコークスベッドは、コークス炉から押し出される。次いで、最大装入炭容量未満である第２の操作上の装入炭を画定するように、より多くの石炭が装炭システムコークス炉内に装入され得る。第２の操作上の装入炭は、それが第２のコークスベッドに変換されるまで、最大コークス化時間未満である第２のコークス化時間にわたって、コークス炉内でコークス化される。次いで、第２のコークスベッドは、コークス炉から押し出され得る。多くの実施形態において、第１の操作上の装入炭と第２の操作上の装入炭との合計は、最大装入炭容量の重量を超過する。いくつかのかかる実施形態において、第１のコークス化時間と第２のコークス化時間との合計は、最大コークス化時間未満である。様々な実施形態において、第１の操作上の装入炭及び第２の操作上の装入炭は、最大装入炭容量の重量の少なくとも半分を超える個別の重量を有する。特定の実施形態において、第１の操作上の装入炭及び第２の操作上の装入炭は各々、２４〜３０トンの重量を有する。様々な実施形態において、第１のコークス化時間及び第２のコークス化時間の各々の持続時間は、最大コークス化時間の半分以下に近い。特定の実施形態において、第１のコークス化時間と第２のコークス化時間との合計は、４８時間以下である。

一実施形態において、コークス炉には、およそ２８．５トンの石炭が装入される。この装入物は、２４時間の期間にわたって完全にコークス化される。完了したら、このコークスはコークス炉から押し出され、２８．５トンの第２の装入炭がコークス炉内に装入される。２４時間後、この装入物は完全にコークス化され、炉から押し出される。したがって、１つの炉が５７トンの石炭を４８時間でコークス化し、２１パーセントの増加となる１．１９トン／時間の石炭処理速度をもたらす。しかし、試験により、コークスの質を著しく低減させることなく速度増加を達成するには、炉の制御（燃焼効率及び炉の熱エネルギーを維持するための熱的管理）、及びベッドの一端から他方へ炉熱を平衡させる石炭装入技術が必要であることが示されている。

図３６を参照すると、２４時間及び４８時間のコークス化サイクルの炉燃焼プロファイルの比較は、この２つの燃焼プロファイルの特質の差を明らかにする。この２つの燃焼プロファイル間の１つの有意な差は、炉頂温度とソールフリュー温度との間のクロスオーバー時間である。具体的には、クロスオーバー時間は、現行のコークス化サイクルと、次のコークス化サイクルのための高い炉熱の維持との両方のために、より多くの熱を炉内に蓄えようとする、２４時間のコークス化サイクルにおいてより長い。装入物を４７トン（典型的には高さ４７インチ）から２８．５トン（２８．５インチ）に低減させると、石炭ベッドによって占められる炉容積が著しく減少する。よって、より軽い石炭ベッドが装入される炉は、より少ない揮発性材料をコークス化サイクルにわたって燃焼させることになる。したがって、炉内の適切な熱レベルを維持することは、２４時間のコークス化サイクルに関する課題である。

図３６を引き続き参照すると、炉の起動時温度は概して、４８時間のコークス化サイクル（２，０００°Ｆ未満）よりも２４時間のコークス化サイクル（２，１００°Ｆ超）で高い。様々な実施形態において、この熱は、石炭ベッドからの揮発性材料の放出を制御することによって、コークス化サイクルにわたって維持され得る。かかる一実施形態では、炉の通風を調節するために、取り込みダンパが厳密に制御される。この様式において、炉内の酸素取り込み及び揮発性材料の燃焼を管理して、揮発性材料の供給がコークス化サイクルにおいて著しく早く消耗しないことを確実にすることができる。図３６に図示されるように、２４時間サイクルは、４８時間サイクルの平均サイクル温度よりも高い平均サイクル温度を維持する。２４時間サイクルにおける温度は４８時間サイクルよりも高く開始するため、より多くの揮発性材料がソールフリュー内に引き込まれ燃焼し、これが、４８時間サイクルにおけるそれらのソールフリュー温度を上昇させる。２４時間サイクルの上昇したソールフリュー温度は、さらに、石炭処理速度、コークスの質、及び蒸気／電力発生に使用され得る利用可能な排熱に役立ち得る。

それまで４７トンの装入炭をコークス化するために使用されていたコークス炉に２８〜３０トンの装入物を適切に装入するには、装炭システム１００及びそれを使用する様式の変更が必要である。３０トンの装入炭は、典型的には、４７トンの装入物よりも１８〜２０インチ短い。３０トン以下の石炭を炉に装入するためには、装炭システムは、多くの場合、その最下点まで下降させられる必要がある。しかし、装炭システム１００を下降させるとき、補助扉組立体５００もまた、それが装入操作中に石炭が炉から落ちることを阻止し続け得るように下降させなければならない。したがって、図３４Ａ〜３４Ｃを参照すると、電動シリンダー５８２が、アーム組立体５８０に係合し、下方延出板５７２を垂直補助扉５５８の正面５６８に関して収納されるように駆動される。下方延出板５７２は、垂直補助扉５５８が、装炭システム１００とコークス炉の床との間に、押出機側炉扉５５４に隣接して配置されるように適切なサイズになるまで収納させられる。

試験により、３０トン以下の相対的に薄い装入炭を炉に装入すると、４７トンの石炭ベッドの装入において発生した鎖圧力よりも低い鎖圧力がもたらされることが示された。特に、３０トンの装入炭の初期試験は、１６００ｐｓｉ〜１８００ｐｓｉの鎖圧力を示し、これは、４７トンの石炭ベッドを装入するときに達成され得る２８００ｐｓｉの鎖圧力よりも著しく低い。多くの場合、装炭システムの操作者は、炉全体（前方から後方、そして側面から側面）に均一に石炭を装入すること、または均一なベッド密度を維持することができない。これらの要因は、不均一なコークス化及びより低品質のコークスをもたらし得る。特定の実施形態において、これらの悪影響は、１９００ｐｓｉ〜２１００ｐｓｉの鎖圧力が維持された場合に軽減された。この鎖圧力の範囲は、より正方形かつ均一な石炭ベッドを生産した。

したがって、３０トン以下の装入炭を２４時間でコークス化する工程は、従来の４８時間コークス化工程よりも多くのコークスを４８時間の期間にわたって生成することによって、コークス生産容量に利益をもたらすことが示された。しかし、初期試験は、２４時間サイクルで生産されるコークスの一部がより低い質（ＣＳＲ、安定性＆コークスのサイズ）を示したことを実証した。例えば、いくつかの試験は、ＣＳＲが４８時間サイクルの６３．５から２４時間サイクルの６０．８に、およそ３点低下したことを示した。

いくつかの実施形態において、コークスの質は、押出成形板１６６を有する装炭システム１００を使用して３０トン以下の石炭ベッドを装入することにより改善された。上により詳細に説明されるように、バラバラの石炭は、装入ヘッド１０４の裏側の装炭システム１００内に搬送され、石炭係合面１６８に係合する。石炭係合面１６８が、石炭を石炭ベッド内まで下方に圧縮する。装入ヘッド１０４の裏側に堆積している石炭の圧力により、押出成形板１６６の下の石炭ベッドの密度が増加する。図３７は、押出成形板１６６に起因し得る密度増加の利益の少なくとも一部を図示する。３０トンの押出成形されていない石炭ベッド、３０トンの押出成形された石炭ベッド、及び４２トンの押出成形されていない石炭ベッドを用いた試験において、押出成形された石炭ベッドは、同じ重量の押出成形されていない石炭ベッドよりも一貫して高いベッド密度を示した。実際に、重量３０トンの押出成形された石炭ベッドは、４２トンの石炭ベッドと同等以上の密度を有した。より小さな石炭ベッドの押出成形は、概して、同じ装入重量を維持しながらベッド高をおよそ１インチ低下させる。したがって、ベッドは、追加の１時間のソーク時間というさらなる利益を受ける。試料のさらなる試験は、より高い石炭容積密度が、ベッドのソーク時間、ならびに結果として得られるコークス安定性、ＣＳＲ、及びコークスのサイズを改善したことを示した。

図３８に関して、コークス化時間が、５つの異なる高さの石炭ベッドに関する石炭ベッド密度に対してプロットされている。このデータは、本技術の使用による生産速度の増加を実証する。図示されるように、３７．７インチの高さ、５６．０トンの重量、及び７３．５ポンド（ｌｂ）／立法フィート（ｃｕ．ｆｔ）のベッド密度を有する第１の石炭ベッドを、４８時間で完全にコークス化した。これは、１時間当たり１．１６７トンのコークス化速度を提供する。２４．０インチの高さ、ほぼ２８．７トンの重量、及び５９．２ポンド／立法フィートのベッド密度を有する第２の石炭ベッドを、２４時間で完全にコークス化した。これは、１時間当たり１．１９６トンのコークス化速度を提供する。３０インチ、３６インチ、４２インチ、及び４８インチの装入高さの石炭ベッドについてもこの傾向が続く。図３９を参照すると、石炭処理速度が、３０インチ、３６インチ、４２インチ、及び４８インチの装入高さの石炭ベッドに関する容積密度に対してプロットされている。ここから分かるように、より低い装入ベッド高と増加したベッド密度との組み合わせは、石炭処理速度を最大化する。これは、石炭処理速度が、様々な石炭ベッドの異なる容積密度に関する装入高さに対してプロットされている、図４０にさらに反映されている。

以下の実施例は、本技術のいくつかの実施形態を例示する。
１．コークス炉の石炭処理速度を増加させる方法であって、
細長い装入フレーム、及び細長い装入フレームの遠位端部分と動作可能に連結された装入ヘッドを有する装炭システムを、最大装入炭容量及び最大装入炭に関連する最大コークス化時間を有するコークス炉内に、少なくとも部分的に位置付けることと、
最大装入炭容量未満である第１の操作上の装入炭を画定する様式で、装炭システムを用いてコークス炉内に石炭を装入することと、
第１の操作上の装入炭を、それが第１のコークスベッドに変換されるまでであるが、しかし最大コークス化時間未満である第１のコークス化時間にわたって、コークス炉内でコークス化することと、
第１のコークスベッドをコークス炉から押し出すことと、
最大装入炭容量未満である第２の操作上の装入炭を画定する様式で、装炭システムを用いてコークス炉内に石炭を装入することと、
第２の操作上の装入炭を、それが第２のコークスベッドに変換されるまでであるが、しかし最大コークス化時間未満である第２のコークス化時間にわたって、コークス炉内でコークス化することと、
第２のコークスベッドをコークス炉から押し出すことと、を含み、
第１の操作上の装入炭と第２の操作上の装入炭との合計が、最大装入炭容量の重量を超過し、
第１のコークス化時間と第２のコークス化時間との合計が、最大コークス化時間未満である、方法。
２．第１の操作上の装入炭が、最大装入炭容量の重量の半分を超える重量を有する、請求項１に記載の方法。
３．第２の操作上の装入炭が、最大装入炭容量の重量の半分を超える重量を有する、請求項２に記載の方法。
４．第１の操作上の装入炭及び第２の操作上の装入炭の各々が、２４〜３０トンの重量を有する、請求項１に記載の方法。
５．第１のコークス化時間の持続時間が、最大コークス化時間の半分に近い、請求項１に記載の方法。
６．第２のコークス化時間の持続時間が、最大コークス化時間の半分に近い、請求項５に記載の方法。
７．第１のコークス化時間と第２のコークス化時間との合計が、４８時間以下である、請求項１に記載の方法。
８．第１の操作上の装入炭と第２の操作上の装入炭との合計が、４８トンを超過する、請求項７に記載の方法。
９．石炭の少なくとも一部分が、装入ヘッドに対して後方及び下方に面するように配向される石炭係合面の下で圧迫されるように、装入ヘッドの後方面と動作可能に連結された押出成形板に、石炭の一部分を係合することによって、コークス炉内に装入される石炭の一部分を押出成形することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
１０．押出成形板が、装入ヘッドに対して後方及び横方向に面するように配向される対面する偏向面を含むように成形され、石炭の一部分が、対面する偏向面によって押出成形される、請求項９に記載の方法。
１１．石炭の一部分が、装入ヘッドの下側方部分を貫通し、かつ隔置された関係で位置付けられる自由端部分を有する一対の対面するウイングに係合する、一対の対面するウイング開口部を通って、装入ヘッドの正面から前方に流れるように、装炭システムを徐々に引き出し、石炭の一部分が、装炭システムによって形成されている石炭ベッドの側方部分に向けられるようにすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
１２．装炭システムが引き出されるとき、対面するウイングの各々の長さに沿って、かつそれらから下方に延在する細長い高密度棒を、対面するウイングの下の石炭ベッドの一部分に係合させることによって、石炭ベッドの一部分を圧迫することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
１３．石炭ベッドの後方部分を、細長い補助扉フレームの遠位端部分に動作可能に連結されている略平面の補助扉を有する補助扉システムで支持することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
１４．補助扉が、実質的に垂直に配置され、石炭ベッドの後方端部分のある面が、（ｉ）実質的に垂直になるように成形され、（ｉｉ）石炭ベッドが装入され、炉扉がコークス炉に連結された後、コークス炉に取り付けられた炉扉の耐火性表面に近接して位置付けられる、請求項１３に記載の方法。
１５．石炭ベッドの後方部分を支持する前に、補助扉の正面と動作可能に連結されている下方延出板を、下方延出板の下縁部分が補助扉の下縁部分以上に配置され、かつ補助扉の実効高さが減少する収納位置に、垂直に移動させることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
１６．コークス炉の石炭処理速度を増加させる方法であって、
操作上の装入炭を画定する様式で、コークス炉内に石炭のベッドを装入することであって、コークス炉が、所定の装入炭と所定の装入炭に関連する所定のコークス化時間とによって定義される所定の石炭処理速度を有し、操作上の装入炭が、所定の装入炭未満である、装入することと、
操作上の石炭処理速度を定義するように、操作上の装入炭を、操作上のコークス化時間にわたってコークス炉内でコークス化することと、を含み、操作上のコークス化時間が、所定のコークス化時間未満であり、操作上の石炭処理速度が、所定の石炭処理速度を上回る、方法。
１７．操作上の装入炭が、所定の装入炭の厚さ未満である厚さを有する、請求項１６に記載の方法。
１８．操作上の装入炭をコークス炉内でコークス化することが、操作上のコークス化時間にわたってある体積のコークスを生産して、操作上のコークス生産を定義し、操作上のコークス生産速度が、コークス炉の所定のコークス生産速度を上回る、請求項１６に記載の方法。
１９．水平設置型熱回収コークス炉の石炭処理速度を増加させる方法であって、
２４〜３０トンの重量である第１の操作上の装入炭を画定する様式で、装炭システムを用いてコークス炉内に石炭を装入することと、
第１の操作上の装入炭を、それが第１のコークスベッドに変換されるまでであるが、しかし２４時間以下である第１のコークス化時間にわたって、コークス炉内でコークス化することと、
第１のコークスベッドをコークス炉から押し出すことと、
２４〜３０トンの重量である第２の操作上の装入炭を画定する様式で、装炭システムを用いてコークス炉内に石炭を装入することと、
第２の操作上の装入炭を、それが第２のコークスベッドに変換されるまでであるが、しかし２４時間以下である第２のコークス化時間にわたって、コークス炉内でコークス化することと、
第２のコークスベッドをコークス炉から押し出すことと、を含む、方法。
２０．石炭の少なくとも一部分が押出成形板の下で圧迫されるように、装炭システムに取り付けられた装入ヘッドの後方面に動作可能に連結された押出成形板に、石炭の一部分を係合することによって、装炭システムを用いてコークス炉内に装入される石炭の一部分を押出成形することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
２１．装入１回当たりの所定の石炭体積、及び装入１回当たりの所定の石炭体積に関連する所定のコークス化時間を有する、コークス炉の石炭処理速度を増加させる方法であって、
装入１回当たりの所定の石炭体積未満である第１の操作上の装入炭を画定する様式で、コークス炉に石炭を装入することと、
第１の操作上の装入炭を、それが第１のコークスベッドに変換されるまでであるが、しかし所定のコークス化時間未満である第１のコークス化時間にわたって、コークス炉内でコークス化することと、
第１のコークスベッドをコークス炉から押し出すことと、
装入１回当たりの所定の石炭体積未満である第２の操作上の装入炭を画定する様式で、コークス炉に石炭を装入することと、
第２の操作上の装入炭を、それが第２のコークスベッドに変換されるまでであるが、しかし所定のコークス化時間未満である第２のコークス化時間にわたって、コークス炉内でコークス化することと、
第２のコークスベッドをコークス炉から押し出すことと、を含み、
第１の操作上の装入炭と第２の操作上の装入炭との合計が、装入１回当たりの所定の石炭体積の重量を超過し、
第１のコークス化時間と第２のコークス化時間との合計が、所定のコークス化時間未満である、方法。
２２．コークス炉が、所定のコークス化時間にわたって所定の平均コークス炉温度を有し、第１の操作上の装入炭をコークス化するステップが、所定の平均コークス炉温度よりも高い平均コークス炉温度を発生させる、請求項２１に記載の方法。
２３．コークス炉が、所定のコークス化時間にわたって所定の平均ソールフリュー温度を有し、第１の操作上の装入炭をコークス化するステップが、所定の平均コークス炉温度よりも高い平均ソールフリュー温度を発生させる、請求項２１に記載の方法。

本技術は、特定の構造、材料、及び方法ステップに対して具体的である言葉で記載されるが、添付の特許請求の範囲で定義される本発明が、記載される具体的な構造、材料、及び／またはステップに必ずしも制限されないことを理解されたい。むしろ、具体的な態様及びステップは、特許請求される発明を実現する形態として記載される。さらに、特定の実施形態に関連して記載される新しい技術の特定の態様は、他の実施形態において、組み合わされてもよいし、または排除されてもよい。さらに、本技術の特定の実施形態に関連する利点が、それらの実施形態と関連して記載されたが、他の実施形態も、かかる利点を示し得、全ての実施形態が、必ずしも本技術の範囲内のかかる利点を示す必要があるわけではない。したがって、本開示及び関連技術は、本明細書に明確に示されない、または記載されない他の実施形態を包含し得る。よって、本開示は、添付の特許請求の範囲による以外制限されない。別途示されない限り、本明細書（特許請求の範囲以外）で使用される、寸法、物理的特質などを表すものなどの全ての数字または表現は、用語「およそ」により全ての事例において修飾されていると理解される。少なくとも、特許請求の範囲との同等物の原理の適用を制限する試みとしてではなく、用語「およそ」により修飾される、本明細書または特許請求の範囲で列挙された各数値パラメーターは、少なくとも、列挙された有効桁数の観点で、及び通常の四捨五入を適用することにより、解釈されるべきである。さらに、本明細書で開示される全ての範囲は、本明細書に含まれるいずれか及び全ての部分範囲、またはいずれか及び全ての個別の値を列挙する特許請求の範囲に対する裏付けを包含し、かつ提供することを理解されたい。例えば、記述される１〜１０の範囲は、最小値１〜最大値１０の間及び／またはそれらを含み、つまり、全ての部分範囲は最小値１以上で始まり、最大値１０以下（例えば、５．５〜１０、２．３４〜３．５６など）または１〜１０（例えば、３、５．８、９．９９９４など）の任意の値で終わる、いずれか及び全ての部分範囲または個別の値を列挙する特許請求の範囲に対する裏付けを含み、かつ提供すると見なされるべきである。

Claims (13)

1. コークス炉の石炭処理速度を増加させる方法であって、
   細長い装入フレーム、及び前記細長い装入フレームの遠位端部分と動作可能に連結された装入ヘッドを有する装炭システムを、設計された最大装入炭容量及び前記設計された最大装入炭に関連する設計された最大コークス化時間を有するコークス炉内に、少なくとも部分的に位置付ける工程であり、前記設計された最大装入炭容量はコークス炉に装入される石炭の最大体積として定義され、前記石炭の最大体積は、前記コークス炉の幅及び長さに、コークス炉床の上のコークス炉の対面する側壁に形成された下降管開口部の高さによって定義される最大ベッド高さを乗じたものとして定義され、前記設計された最大コークス化時間は前記設計された最大装入炭を完全にコークス化するのに必要な時間として定義される工程と、
   前記設計された最大装入炭容量未満である第１の操作上の装入炭を画定する様式で、前記装炭システムを用いて前記コークス炉内に石炭を装入する工程と、
   石炭の一部分が、装入ヘッドの下側部分を貫通する一対の対面するウイング開口部を通して流れ、その後、前記石炭が、装入ヘッドの前面から前方に装入ヘッドと隔置された関係で配置された自由端部分を有する一対の対面するウイングと係合するように前記石炭装入システムを徐々に引き抜き、前記石炭の一部分が、前記装炭システムによって形成されている石炭ベッドの側方部分に前記ウイングによって向けられるようにする工程と、
   前記装炭システムが引き出されるとき、前記対面するウイングの各々の長さに沿って、かつそれらから下方に延在する細長い高密度棒を、前記石炭ベッドの一部分に係合させることによって、前記対面するウイングの下の前記石炭ベッドの一部分を圧迫する工程と、
   前記第１の操作上の装入炭を、それが第１のコークスベッドに変換されるまでであるが、しかし前記設計された最大コークス化時間未満である第１のコークス化時間にわたって、前記コークス炉内でコークス化する工程と、
   前記第１のコークスベッドを前記コークス炉から押し出す工程と、
   前記設計された最大装入炭容量未満である第２の操作上の装入炭を画定する様式で、前記装炭システムを用いて前記コークス炉内に石炭を装入する工程と、
   前記第２の操作上の装入炭を、それが第２のコークスベッドに変換されるまでであるが、しかし前記設計された最大コークス化時間未満である第２のコークス化時間にわたって、前記コークス炉内でコークス化する工程と、
   前記第２のコークスベッドを前記コークス炉から押し出す工程と、を含み、
   前記第１の操作上の装入炭と前記第２の操作上の装入炭との合計が、前記設計された最大装入炭容量の重量を超過し、
   前記第１のコークス化時間と前記第２のコークス化時間との合計が、前記設計された最大コークス化時間未満である、方法。
2. 前記第１の操作上の装入炭が、前記最大装入炭容量の前記重量の半分を超える重量を有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の操作上の装入炭が、前記最大装入炭容量の前記重量の半分を超える重量を有する、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１の操作上の装入炭及び第２の操作上の装入炭の各々が、２４〜３０トンの重量を有する、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１のコークス化時間の持続時間が、前記設計された最大コークス化時間の半分に近い、請求項１に記載の方法。
6. 前記第２のコークス化時間の持続時間が、前記設計された最大コークス化時間の半分に近い、請求項５に記載の方法。
7. 前記第１のコークス化時間と前記第２のコークス化時間との前記合計が、４８時間以下である、請求項１に記載の方法。
8. 前記第１の操作上の装入炭と前記第２の操作上の装入炭との合計が、４８トンを超過する、請求項７に記載の方法。
9. 前記石炭の少なくとも一部分が、前記装入ヘッドに対して後方及び下方に面するように配向される石炭係合面の下で圧迫されるように、前記装入ヘッドの後方面と動作可能に連結された押出成形板に、前記石炭の前記一部分を係合することによって、前記コークス炉内に装入される前記石炭の前記一部分を押出成形する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記押出成形板が、前記装入ヘッドに対して後方及び横方向に面するように配向される対面する偏向面を含むように成形され、前記石炭の一部分が、前記対面する偏向面によって押出成形される、請求項９に記載の方法。
11. 前記石炭ベッドの後方部分を、細長い補助扉フレームの遠位端部分に動作可能に連結されている略平面の補助扉を有する補助扉システムで支持することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
12. 前記補助扉が、実質的に垂直に配置され、前記石炭ベッドの後方端部分のある面が、（ｉ）実質的に垂直になるように成形され、（ｉｉ）前記石炭ベッドが装入され、炉扉が前記コークス炉に連結された後、前記コークス炉に取り付けられた前記炉扉の耐火性表面に近接して位置付けられる、請求項１１に記載の方法。
13. 前記石炭ベッドの前記後方部分を支持する前に、前記補助扉の前記正面と動作可能に連結されている下方延出板を、前記下方延出板の下縁部分が前記補助扉の下縁部分以上に配置され、かつ前記補助扉の実効高さが減少する収納位置に、垂直に移動させることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。

Images