JP2021165340A - Method for predicting average particle size of coke - Google Patents

Method for predicting average particle size of coke Download PDF

Info

Publication number
JP2021165340A
JP2021165340A JP2020068754A JP2020068754A JP2021165340A JP 2021165340 A JP2021165340 A JP 2021165340A JP 2020068754 A JP2020068754 A JP 2020068754A JP 2020068754 A JP2020068754 A JP 2020068754A JP 2021165340 A JP2021165340 A JP 2021165340A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coke
particle size
average particle
crack
impact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020068754A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7393652B2 (en
Inventor
翔平 松尾
Shohei Matsuo
秀幸 林崎
Hideyuki Hayashizaki
和弥 上坊
Kazuya Uebo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2020068754A priority Critical patent/JP7393652B2/en
Publication of JP2021165340A publication Critical patent/JP2021165340A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7393652B2 publication Critical patent/JP7393652B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Coke Industry (AREA)

Abstract

To provide a method for predicting an average particle size of coke that can estimate at least the average particle size of the coke after impact simulating transportation to a blast furnace without performing a complicated drum test or the like.SOLUTION: An area of a crack surface of the coke is calculated for each of a plurality of cokes of different types, and then a relation between an area of the crack surface of each coke and the average particle size of the coke after receiving an impact simulating transport to the blast furnace measured for each coke is obtained in advance. The area of the crack surface is calculated about the coke obtained by carbonization in a test coke oven as coke to be used in the blast furnace, and the average particle size of cokes after being impacted is predicted from the above-mentioned relation.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、コークスの平均粒径を予測する予測方法に関するものである。 The present invention relates to a prediction method for predicting the average particle size of coke.

コークス炉から排出されるコークスは、コークス炉から落下した後、高炉に到達するまでの搬送過程において衝撃を受けるため、平均粒径が低下する。コークスの平均粒径は、高炉の通気性等に影響を与えるため、コークスの平均粒径、特に衝撃を受けた後の平均粒径を予測することは、高炉操業において重要な課題である。 The coke discharged from the coke oven receives an impact in the transport process from falling from the coke oven to reaching the blast furnace, so that the average particle size decreases. Since the average particle size of coke affects the air permeability of the blast furnace, it is an important issue in blast furnace operation to predict the average particle size of coke, particularly the average particle size after impact.

衝撃後のコークスの平均粒径を予測する方法として、コークスを回転ドラムの中で規定回数(例えば30回転)回転させることで搬送過程を模擬した衝撃(以下、回転衝撃という場合がある)を加えた後、篩分けを行うドラム試験が知られている。しかしながら、ドラム試験には、労力がかかり、試験時間が長くなるという課題がある。なお、ドラム試験の前に、回転衝撃前のコークスの平均粒径を測定する測定試験が実施される。この測定試験(以下、初期粒径測定試験という場合がある)は、試験コークス炉で乾留されたコークスケーキを規定高さ(約2m)から落下させて崩した後、篩分けにより平均粒径を測定する試験であり、搬送過程で受ける衝撃を模擬したドラム試験とは異なる。 As a method of predicting the average particle size of coke after impact, an impact simulating the transport process (hereinafter, may be referred to as rotational impact) is applied by rotating the coke a specified number of times (for example, 30 rotations) in a rotating drum. After that, a drum test for sieving is known. However, the drum test has a problem that it takes a lot of labor and the test time becomes long. Prior to the drum test, a measurement test for measuring the average particle size of coke before the rotational impact is carried out. In this measurement test (hereinafter, sometimes referred to as an initial particle size measurement test), a coke cake that has been carbonized in a test coke oven is dropped from a specified height (about 2 m) to break it, and then the average particle size is determined by sieving. This is a measurement test, which is different from the drum test that simulates the impact received during the transportation process.

特許文献1には、試験コークス炉で配合炭を乾留して得られるコークスケーキの内部に発生する各亀裂について、それぞれ炉幅方向の成分と炉高方向の成分に分離し、試験コークス炉の壁面に平行な向きとなる、炉高方向の亀裂成分の合計量(面積)に基づいて、コークスケーキの押出し性を推定する技術が記載されている。 In Patent Document 1, each crack generated inside a coke cake obtained by drying and distilling compound coal in a test coke oven is separated into a component in the furnace width direction and a component in the furnace height direction, respectively, and the wall surface of the test coke oven. A technique for estimating the extrudability of coke cake based on the total amount (area) of crack components in the furnace height direction, which is oriented parallel to the above, is described.

特許文献2には、試験コークス炉で乾留されたコークスケーキをX線CTにより撮像した後、コークス塊の頭部(いわゆるカリフラワー)の断面積を算出し、この算出した断面積に基づきコークスの粒径を予測する技術が記載されている。 In Patent Document 2, after imaging a coke cake dry-distilled in a test coke oven by X-ray CT, the cross-sectional area of the head (so-called potash flower) of a coke mass is calculated, and coke grains are calculated based on the calculated cross-sectional area. A technique for predicting the diameter is described.

特許文献3には、X線CTで塊コークス内部の亀裂の長さ(総延長)を測定し、この測定結果に基づき、コークス炉の加熱パターンを制御する技術が記載されている。 Patent Document 3 describes a technique of measuring the length (total length) of cracks inside a coke breeze by X-ray CT and controlling the heating pattern of a coke oven based on the measurement result.

特許第5011839号Patent No. 5011839 特開平5−223725号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-223725 特開平5−230462号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-230462

特許文献1には、コークスケーキの押出し性を推定する際に、亀裂の面積を用いる技術が開示されており、コークスの平均粒径を予測する技術は開示されていない。 Patent Document 1 discloses a technique of using the area of cracks when estimating the extrudability of coke cake, and does not disclose a technique of predicting the average particle size of coke.

また、特許文献2及び3には、衝撃後のコークスの平均粒径を予測する技術は開示されていない。 Further, Patent Documents 2 and 3 do not disclose a technique for predicting the average particle size of coke after impact.

本発明は、煩雑なドラム試験等を実施することなく、少なくとも高炉への搬送を模擬した衝撃後のコークスの平均粒径を推定することを目的とする。ここで、「少なくとも衝撃後」とあるため、衝撃後のコークスの平均粒径だけを推定する場合は勿論のこと、衝撃前後のコークスの平均粒径を推定する場合も含まれる。 An object of the present invention is to estimate at least the average particle size of coke after impact simulating transfer to a blast furnace without performing a complicated drum test or the like. Here, since it says "at least after impact", it includes not only the case of estimating only the average particle size of coke after impact but also the case of estimating the average particle size of coke before and after impact.

上記課題を解決するために、本発明に係るコークスの平均粒径予測方法は、(1)試験コークス炉で乾留した乾留容器内のコークスに対して、X線CTによる撮像処理を行うことにより、コークスの亀裂形状に関する情報を取得する第1ステップと、前記の取得した亀裂形状を画像解析することによって、亀裂面を取得するとともに、亀裂面の面積を算出する第2ステップと、種類が互いに異なる複数のコークスについてそれぞれ、前記第1ステップ及び前記第2ステップを実行することにより各コークスの亀裂面の面積を算出した後、各コークスの亀裂面の面積とそれぞれのコークスについて実測した少なくとも高炉への搬送を模擬した衝撃を受けた後のコークスの平均粒径との関係を予め求める第3ステップと、高炉で使用が予定されるコークスとして、試験コークス炉で乾留して得られたコークスに対して、前記第1ステップ及び前記第2ステップを行うことにより得られた亀裂面の面積と、前記第3ステップで得られた関係とから少なくとも衝撃を受けた後のコークスの平均粒径を予測する第4ステップと、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the method for predicting the average particle size of coke according to the present invention is as follows: (1) The coke in the dry coke container that has been dried in the test coke oven is imaged by X-ray CT. The types are different from the first step of acquiring information on the crack shape of coke and the second step of acquiring the crack surface and calculating the area of the crack surface by image analysis of the acquired crack shape. After calculating the area of the crack surface of each coke by executing the first step and the second step for each of the plurality of cokes, the area of the crack surface of each coke and at least the measured coke for each coke are transferred to at least the blast furnace. For the third step of determining the relationship with the average particle size of coke after receiving an impact simulating transportation, and for coke obtained by drying and distilling in a test coke furnace as coke to be used in a blast furnace. From the area of the crack surface obtained by performing the first step and the second step and the relationship obtained in the third step, at least the average particle size of coke after being impacted is predicted. It is characterized by having 4 steps.

(2)前記第3ステップにおいて、各コークスの亀裂面を亀裂幅の大小に応じて区分けするとともに、各コークスの亀裂面の面積について、亀裂幅がより小さい区分のコークスの平均粒径に与える影響度が大きくなるように、重み付けを行い、前記第4ステップにおいて、高炉で使用が予定されるコークスとして、試験コークス炉で乾留して得られたコークスに対して、亀裂面を前記の区分に応じて区分けし、各区分に属する亀裂面の面積と、前記第3ステップで得られた関係とから少なくとも衝撃を受けた後のコークスの平均粒径を予測することを特徴とする上記(1)に記載のコークスの平均粒径予測方法。 (2) In the third step, the crack surface of each coke is divided according to the size of the crack width, and the area of the crack surface of each coke has an effect on the average particle size of the coke in the smaller crack width category. Weighting is performed so that the degree is large, and as coke to be used in the blast furnace in the fourth step, the crack surface of the coke obtained by carbonization in the test coke furnace is determined according to the above classification. The above (1) is characterized in that at least the average particle size of coke after being impacted is predicted from the area of the crack surface belonging to each category and the relationship obtained in the third step. The method for predicting the average particle size of coke described.

(3)前記の少なくとも衝撃を受けた後のコークスの平均粒径は、衝撃を受けた後のコークスの平均粒径、または衝撃を受けた後のコークスの平均粒径及び衝撃を受ける前のコークスの平均粒径の双方であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のコークスの平均粒径予測方法。 (3) At least the average particle size of the coke after the impact is the average particle size of the coke after the impact, or the average particle size of the coke after the impact and the coke before the impact. The method for predicting the average particle size of coke according to the above (1) or (2), which comprises both of the average particle size of the coke.

本発明によれば、煩雑なドラム試験等を実施することなく、少なくとも高炉への搬送を模擬した衝撃後のコークスの平均粒径を推定することができる。 According to the present invention, it is possible to estimate at least the average particle size of coke after impact simulating transportation to a blast furnace without performing a complicated drum test or the like.

画像処理の方法を模式的に示した遷移図である。It is a transition diagram which shows the method of image processing schematically. 亀裂幅に応じた亀裂面の区分を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the division of a crack surface according to a crack width. 実コークス炉で取得した粉コークスの粒度分布である。This is the particle size distribution of coke breeze obtained in an actual coke oven. 推定結果(MS0rev/+25mm(推定))と初期粒径測定試験(MS0rev/+25mm)の試験結果との相関度を示したグラフである(参考)。It is a graph which showed the correlation degree between the estimation result (MS0rev / + 25mm (estimation)) and the test result of the initial particle size measurement test (MS0rev / + 25mm) (reference). 推定結果(MS30rev/+25mm(推定))と回転衝撃試験(MS30rev/+25mm)の試験結果との相関度を示したグラフである(実施例1)。It is a graph which showed the degree of correlation between the estimation result (MS30rev / + 25mm (estimation)) and the test result of the rotational impact test (MS30rev / + 25mm) (Example 1). 推定結果(△MS(推定))と試験結果(△MS)との相関度を示したグラフである(実施例1)。It is a graph which showed the degree of correlation between the estimation result (ΔMS (estimation)) and the test result (ΔMS) (Example 1). 推定結果(MS0rev/+25mm(推定))と初期粒径測定試験(MS0rev/+25mm)の試験結果との相関関係を説明するためのグラフである(比較例)。It is a graph for demonstrating the correlation between the estimation result (MS0rev / + 25mm (estimation)) and the test result of the initial particle size measurement test (MS0rev / + 25mm) (comparative example). 推定結果(MS0rev/+25mm(推定))と初期粒径測定試験(MS0rev/+25mm)の試験結果との相関度を示したグラフである(参考)。It is a graph which showed the correlation degree between the estimation result (MS0rev / + 25mm (estimation)) and the test result of the initial particle size measurement test (MS0rev / + 25mm) (reference). 推定結果(MS30rev/+25mm(推定))と回転衝撃試験(MS30rev/+25mm)の試験結果との相関度を示したグラフである(実施例2)。It is a graph which showed the degree of correlation between the estimation result (MS30rev / + 25mm (estimation)) and the test result of the rotational impact test (MS30rev / + 25mm) (Example 2). 推定結果(△MS(推定))と試験結果(△MS)との相関度を示したグラフである(実施例2)。It is a graph which showed the degree of correlation between the estimation result (ΔMS (estimation)) and the test result (ΔMS) (Example 2).

本発明の一実施形態であるコークスの平均粒径を予測する予測方法は、以下のステップ1〜4を備える。
(ステップS1)
試験コークス炉で乾留したコークスケーキを、コークス塊に分断する前に(つまり、乾留容器に入れた状態で)例えば三次元医療用X線CTで撮像する。三次元医療用X線CTで撮像することにより、コークスケーキの亀裂形状に関する情報を三次元的に取得することができる。
A prediction method for predicting the average particle size of coke, which is an embodiment of the present invention, comprises the following steps 1 to 4.
(Step S1)
The coke cake dried in the test coke oven is imaged by, for example, a three-dimensional medical X-ray CT before being divided into coke lumps (that is, in a dry distillation container). Information on the crack shape of the coke cake can be obtained three-dimensionally by imaging with a three-dimensional medical X-ray CT.

(ステップS2)
次に、ステップS1で取得した亀裂形状を画像解析することによって、亀裂面を取得するとともに、亀裂面の面積を算出する。画像解析には、公知の方法を用いることができる。例えば、三次元画像解析ソフトウェアのAvizoを用いて、以下のステップS2−1〜2−4の手順で画像解析を行うことができる。
(Step S2)
Next, the crack surface acquired in step S1 is image-analyzed to acquire the crack surface and the area of the crack surface is calculated. A known method can be used for image analysis. For example, using the three-dimensional image analysis software Aviso, image analysis can be performed by the procedure of steps S2-1 to 2-4 below.

(ステップS2−1について)
ステップS2−1において、撮像した画像に対して画像処理(例えば、輝度値の違いに基づいた2値化処理)を施し、コークスの部分と亀裂(空間)の部分とに分離する。2値化処理では、例えば、コークスの部分を黒、亀裂の部分を白に分離することができる。ただし、色分けの方法はこれに限るものではなく、他の色であってもよい。図1の(a)は、分離後のコークスと亀裂とを二次元で模式的に表したものであるが、実際には、三次元的な画像データが得られる。なお、以下の説明で引用する図1の(b)〜図1の(d)も図1の(a)と同様に二次元的な模式図であるが、実際には三次元的な画像データが得られる。
(About step S2-1)
In step S2-1, the captured image is subjected to image processing (for example, binarization processing based on the difference in luminance value) to separate the coke portion and the crack (space) portion. In the binarization process, for example, the coke portion can be separated into black and the crack portion can be separated into white. However, the color coding method is not limited to this, and other colors may be used. FIG. 1A is a two-dimensional schematic representation of the separated coke and cracks, but in reality, three-dimensional image data can be obtained. Note that (b) to 1 (d) of FIG. 1 cited in the following description are also two-dimensional schematic views as in FIG. 1 (a), but are actually three-dimensional image data. Is obtained.

(ステップS2−2について)
ステップS2−2において、コークスの部分を更に塊毎に分離する分離処理を行う。ここで、図1の(b)に図示するように、コークス塊Aは、一見一つの塊のように見えるが、内部に亀裂xを有しており、落下衝撃または回転衝撃等の衝撃を与えると亀裂xを起点として二つに分かれる。そこで、一見一つの塊に見えるようなコークス塊であっても、亀裂xを有するものは、衝撃を受けた際に分断すると見做し、異なる塊と判別する。本ステップにおける分離処理には、画像内の粒子のそれぞれを別々のものとして識別するための処理を行うWatershedアルゴリズム(非特許文献:Beucher and Meyer. The morphological approach to segmentation: the watershed transformation. Mathematical morphology in image processing; 34, 433-81 (1993).参照)を用いることができる。
(About step S2-2)
In step S2-2, a separation process is performed to further separate the coke portion into lumps. Here, as shown in FIG. 1B, the coke lump A looks like a single lump at first glance, but has a crack x inside and gives an impact such as a drop impact or a rotational impact. And crack x as the starting point. Therefore, even if the coke lump looks like one lump at first glance, the coke lump having the crack x is regarded as being divided when it receives an impact, and is discriminated as a different lump. In the separation process in this step, a Watershed algorithm (Non-patent document: Beucher and Meyer. The morphological approach to segmentation: the watershed transformation. Mathematical morphology in) is performed to identify each particle in the image as a separate object. Image processing; see 34, 433-81 (1993).) Can be used.

ここで、亀裂xの幅が極めて小さい場合には、衝撃を受けても、コークス塊は分断しない。そこで、衝撃時の分断に影響を与える亀裂のみを考慮できるように、衝撃時の分断に寄与しない幅を閾値として、当該閾値以下の亀裂を埋める画像処理を行う。回転衝撃時の分断に寄与しない幅は、実験等により求めることができる。ここでは、閾値を0.1mmとした。 Here, when the width of the crack x is extremely small, the coke mass is not divided even if it receives an impact. Therefore, in order to consider only the cracks that affect the division at the time of impact, image processing is performed to fill the cracks below the threshold value with the width that does not contribute to the division at the time of impact as a threshold value. The width that does not contribute to the division at the time of rotational impact can be obtained by experiments or the like. Here, the threshold value is set to 0.1 mm.

なお、本実施形態では、コークスが高炉への搬送時に受ける衝撃を模擬する方法として、回転衝撃をコークスに与えて、篩分け及び質量測定を実施して、粒度分布を算出する。回転衝撃には、例えば、JIS K2151に記載のドラム強度試験機を用いることができる。回転衝撃の回転数は、使用を予定しているベルトコンベアーごとの実績に基づき、適宜設定することができるが、例えば、典型的には30回転とすることができる。なお、コークスが搬送過程で受ける衝撃は、コンベアの長さなどによって変わるため、ドラムの回転数は30回に限定されるものではない。すなわち、搬送過程で受ける衝撃を模擬した適宜の回転数に設定することができる。 In the present embodiment, as a method of simulating the impact that the coke receives during transportation to the blast furnace, a rotational impact is applied to the coke, sieving and mass measurement are performed, and the particle size distribution is calculated. For the rotational impact, for example, the drum strength tester described in JIS K2151 can be used. The number of rotations of the rotational impact can be appropriately set based on the actual results of each belt conveyor scheduled to be used, but for example, it can be typically 30 rotations. Since the impact that the coke receives during the transport process changes depending on the length of the conveyor and the like, the rotation speed of the drum is not limited to 30 times. That is, it is possible to set an appropriate rotation speed that simulates the impact received in the transport process.

(ステップS2−3)
分離されたコークス塊毎に膨張処理を均等に施し、亀裂を埋める画像処理を行う。これにより、ステップS2−2で分離されたコークス塊間に形成される境界の部位を抽出する(図1の(c)参照)。
(Step S2-3)
Expansion processing is evenly applied to each separated coke mass, and image processing is performed to fill the cracks. As a result, the boundary portion formed between the coke lumps separated in step S2-2 is extracted (see (c) of FIG. 1).

(ステップS2−4)
ステップS2−3で抽出した境界の部位と、ステップS2−1における亀裂の部位とを比較し、当該境界の部位であってかつ当該亀裂の部位に位置する面を亀裂面として抽出する(図1の(d)参照)。
(Step S2-4)
The boundary part extracted in step S2-3 is compared with the crack part in step S2-1, and the surface that is the boundary part and is located at the crack part is extracted as a crack surface (FIG. 1). (D)).

(ステップS2−5)
ステップS2−4で抽出した亀裂面の面積を、コークスの部分と亀裂の部分とを足し合わせた全体の解析領域の体積により規格化してSallを算出する。
(Step S2-5)
The area of the crack surface extracted in step S2-4 is standardized by the volume of the entire analysis area obtained by adding the coke portion and the crack portion, and S all is calculated.

(ステップS3)
種類が互いに異なる複数のコークスについてそれぞれ、上述のステップS1及びS2を実行して、それぞれのコークスについてSallを算出する。ここで、種類が異なるコークスとは、配合炭の配合条件(石炭の銘柄、配合比、嵩密度等)や加熱条件(昇温速度や到達温度、加熱時間)が互いに異なるコークスのことである。また、それぞれのコークスについて、回転衝撃前のコークスの平均粒径(言い換えると、初期粒度測定試験によって測定されるコークスの平均粒径):MSbefore(実測値)と、回転衝撃後のコークスの平均粒径(言い換えると、ドラム試験によって測定されるコークスの平均粒径):MSafter(実測値)と、回転衝撃前後のコークスの平均粒径の粒径差:△MS(実測値)を予め求めておく。上述の処理によって、コークスの平均粒径に関する実測値及びSallを一組のデータとした複数組のデータが得られ、これらのデータを最小二乗法に基づき一次関数にフィッテングさせることにより、以下の一次式を構築する。

Figure 2021165340
Figure 2021165340
Figure 2021165340
(Step S3)
For each of the plurality of cokes of different types, steps S1 and S2 described above are executed, and S all is calculated for each coke. Here, the different types of coke are coke having different blending conditions (coal brand, blending ratio, bulk density, etc.) and heating conditions (heating rate, reaching temperature, heating time) of the blended coal. For each coke, the average particle size of the coke before the rotational impact (in other words, the average particle size of the coke measured by the initial particle size measurement test): MS before (measured value) and the average of the coke after the rotational impact. Grain size (in other words, average grain size of coke measured by drum test): MS after (measured value) and particle size difference of average grain size of coke before and after rotational impact: ΔMS (measured value) is obtained in advance. Keep it. By the above-mentioned processing, a plurality of sets of data in which the measured value regarding the average particle size of coke and S all are set as one set of data are obtained, and by fitting these data to a linear function based on the least squares method, the following Build a linear expression.
Figure 2021165340
Figure 2021165340
Figure 2021165340

(ステップS4)
従って、上記の式(1)〜(3)を予め求めておき、新たにステップS1〜S3を実施して測定したコークス(高炉で使用が予定されるコークスとして、試験コークス炉で乾留して得られたコークス)のSallをこれらの式に代入することにより、回転衝撃前のコークスの平均粒径(言い換えると、初期粒径測定試験によって測定されるコークスの平均粒径):MSbefore(推定)と、回転衝撃後のコークスの平均粒径(言い換えると、ドラム試験によって測定されるコークスの平均粒径):MSafter(推定)と、回転衝撃前後のコークスの平均粒径の粒径差:△MS(推定)を推定することができる。
(Step S4)
Therefore, the above formulas (1) to (3) are obtained in advance, and coke measured by newly performing steps S1 to S3 (as coke to be used in a blast furnace, it is obtained by drying in a test coke oven). By substituting S all of the obtained coke into these equations, the average coke particle size before the rotational impact (in other words, the average coke particle size measured by the initial particle size measurement test): MS before (estimated). ) And the average particle size of coke after the rotational impact (in other words, the average particle size of coke measured by the drum test): MS after (estimated) and the difference in the average particle size of the coke before and after the rotational impact: Δ MS (estimation) can be estimated.

本実施形態の方法によれば、試験コークス炉で乾留されたコークスケーキに対してドラム試験等を行うことなく、少なくとも回転衝撃後のコークスの平均粒径を推定することができる。すなわち、コークスケーキの三次元的な亀裂形状を取得し、亀裂面の面積を算出することにより、少なくとも回転衝撃後のコークスの平均粒径を推定することができる。この様に、回転衝撃後のコークスの平均粒径を推定することで、高炉に到達するまでの搬送過程における衝撃を模擬しているため、高炉の通気性の管理に用いることができる。
また、回転衝撃前後のコークスの平均粒径を推定することで、高炉に到達するまでの搬送過程における衝撃におけるコークスの割れ易さがわかるため、適正な割れの範囲を維持する様に、コークス炉の操業に反映させても良い。
According to the method of the present embodiment, it is possible to estimate at least the average particle size of coke after a rotational impact without performing a drum test or the like on the coke cake carbonized in a test coke oven. That is, by acquiring the three-dimensional crack shape of the coke cake and calculating the area of the crack surface, it is possible to estimate at least the average particle size of coke after the rotational impact. In this way, by estimating the average particle size of coke after the rotational impact, the impact in the transport process until reaching the blast furnace is simulated, so that it can be used for controlling the air permeability of the blast furnace.
In addition, by estimating the average particle size of coke before and after the rotational impact, it is possible to know the susceptibility of coke to crack during the transport process until it reaches the blast furnace. It may be reflected in the operation of.

(第2実施形態)
本実施形態では、亀裂の幅を大小に応じて区分けし、各区分に属する亀裂のコークスの平均粒径に与える影響度を考慮して、コークスの平均粒径を推定する。ここで、ドラム試験時に、コークスは比較的小さな亀裂を起点として複数のコークス塊に分断する。つまり、回転衝撃によるコークスの分断は、比較的幅の小さい亀裂(以下、狭小亀裂幅という場合がある)が支配的であると考えられる。そこで、本実施形態では、回転衝撃前後におけるコークスの平均粒径を推定する際に、亀裂面の面積に加えて亀裂の幅に応じた重み付け処理を行う。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, the width of the crack is divided according to the size, and the average particle size of the coke is estimated in consideration of the degree of influence on the average particle size of the coke of the crack belonging to each category. Here, during the drum test, the coke is divided into a plurality of coke lumps starting from a relatively small crack. That is, it is considered that the division of coke due to the rotational impact is dominated by cracks having a relatively small width (hereinafter, may be referred to as narrow crack widths). Therefore, in the present embodiment, when estimating the average particle size of coke before and after the rotational impact, weighting processing is performed according to the width of the crack in addition to the area of the crack surface.

ここで、亀裂幅とは、図2(a)に図示するように、点線で示す亀裂面を挟んで向き合うコークス塊間の距離Pのことである。図2(b)は、亀裂幅の大きさによって亀裂面を三つの区分に区分けしたものであり、区分1が最も亀裂幅の小さい区分であり、区分3が最も亀裂幅の大きい区分である。ただし、区分の数は3に限定されるものではなく、2又は3超であってもよい。 Here, the crack width is, as shown in FIG. 2A, the distance P between the coke lumps facing each other across the crack surface shown by the dotted line. In FIG. 2B, the crack surface is divided into three categories according to the size of the crack width, the category 1 is the category with the smallest crack width, and the category 3 is the category with the largest crack width. However, the number of divisions is not limited to 3, and may be 2 or more.

三次元的な亀裂幅の評価には、非特許文献(非特許文献Hildebrand and Ruegsegger. A new method for the model-independent assessment of thickness in three-dimensional images. Journal of Microscopy; 185(1), 67-75 (1997))に示した評価方法を用いることができる。具体的には、対象とする三次元の領域の中にその領域と外の領域との境界に接する最大の球を配置する手法を用いることができ、配置した球の直径から対象物の幅を測定することができる。二次元の場合には、三次元における球の代わりに円を配置することで二次元的な亀裂幅を評価することができるが、二次元の場合には断面の向きによっては同じ部位でも幅が変わる可能性があることから三次元での評価が望ましい。 A new method for the model-independent assessment of thickness in three-dimensional images. Journal of Microscopy; 185 (1), 67- The evaluation method shown in 75 (1997)) can be used. Specifically, it is possible to use a method of arranging the largest sphere in contact with the boundary between the area and the outer area in the target three-dimensional area, and the width of the object is calculated from the diameter of the placed sphere. Can be measured. In the case of two dimensions, the two-dimensional crack width can be evaluated by arranging a circle instead of the sphere in three dimensions, but in the case of two dimensions, the width is different even at the same part depending on the orientation of the cross section. Three-dimensional evaluation is desirable because it may change.

狭小亀裂幅の上限は、好ましくは2.5mmである。亀裂幅がより小さい区分の影響度が大きくなるように、重み付けを行うことにより、回転衝撃後におけるコークスの平均粒径の推定精度を高めることができる。すなわち、第1実施形態のステップS2に対応する処理として、それぞれの区分について、亀裂面の面積を求める。そして、第1実施形態のステップS3に対応する処理として、異なる種類のコークスのそれぞれについて、上述の手法により区分ごとに亀裂面の面積を求めるとともに、各区分に属する亀裂の回転衝撃前後のコークスの平均粒径に与える影響度を考慮した重み付け処理を、それぞれの区分の亀裂面の面積に対して行う。なお、この段階では、影響度は未知数である。そして、それぞれのコークスについて、各区分の重み付け後の亀裂面の面積を合算することにより、影響度及び後述するωを係数とする式(以下、導出式と称する場合がある)を導出する。また、それぞれのコークスについて、第1実施形態と同様の方法により、回転衝撃前のコークスの平均粒径:MSbefore(実測値)と、回転衝撃後のコークスの平均粒径:MSafter(実測値)と、回転衝撃前後のコークスの平均粒径の粒径差:△MS(実測値)を予め求めておく。上述の処理によって、コークスの平均粒径に関する実測値及び導出式を一組のデータとした複数組のデータが得られる。これらのデータを重回帰分析して、
以下の式(4)〜式(6)を算出する。

Figure 2021165340
ただし、nは亀裂幅の区分番号である。Jは各区分に属する亀裂の回転衝撃前のコークスの平均粒径に与える影響度を表した係数であり、上述のデータを用いた重回帰分析により算出できる。Sは各区分に属する亀裂の亀裂面の面積である。ωbeforeは、定数であり、同様に上述のデータを用いた重回帰分析によって算出できる。なお、n及びSの意味は、下記の式(5)及び式(6)においても同様である。
Figure 2021165340
ただし、Kは、各区分に属する亀裂の回転衝撃後のコークスの平均粒径に与える影響度を表した係数であり、同様に重回帰分析によって算出できる。ωafterは、定数であり、同様に重回帰分析によって算出できる。
Figure 2021165340
ただし、Lは各区分に属する亀裂の回転衝撃前後のコークスの平均粒径の差分に対する影響度を表した係数であり、同様に重回帰分析によって算出できる。ωafterは、定数であり、同様に重回帰分析によって算出できる。 The upper limit of the narrow crack width is preferably 2.5 mm. By weighting so that the degree of influence of the division having a smaller crack width becomes large, it is possible to improve the estimation accuracy of the average particle size of coke after the rotational impact. That is, as the process corresponding to step S2 of the first embodiment, the area of the crack surface is obtained for each category. Then, as a process corresponding to step S3 of the first embodiment, for each of the different types of coke, the area of the crack surface is obtained for each category by the above-mentioned method, and the coke before and after the rotational impact of the crack belonging to each category is obtained. Weighting processing considering the degree of influence on the average particle size is performed on the area of the crack surface of each category. At this stage, the degree of influence is unknown. Then, for each coke, by adding up the areas of the cracked surfaces after weighting in each category, an equation having the degree of influence and ω described later as a coefficient (hereinafter, may be referred to as a derivation equation) is derived. Further, for each coke, the average particle size of the coke before the rotational impact: MS before (actual measurement value) and the average particle size of the coke after the rotational impact: MS after (actual measurement value) by the same method as in the first embodiment. ) And the particle size difference of the average particle size of coke before and after the rotational impact: ΔMS (actual measurement value) is obtained in advance. By the above-mentioned processing, a plurality of sets of data obtained by using the actually measured values and the derivation formulas regarding the average particle size of coke as one set of data can be obtained. Multiple regression analysis of these data
The following equations (4) to (6) are calculated.
Figure 2021165340
However, n is a division number of the crack width. J is a coefficient representing the degree of influence on the average particle size of coke before the rotational impact of cracks belonging to each category, and can be calculated by multiple regression analysis using the above data. S is the area of the crack surface of the crack belonging to each category. ω before is a constant and can be similarly calculated by multiple regression analysis using the above data. The meanings of n and S are the same in the following equations (5) and (6).
Figure 2021165340
However, K is a coefficient representing the degree of influence on the average particle size of coke after the rotational impact of cracks belonging to each category, and can be similarly calculated by multiple regression analysis. ω after is a constant and can be similarly calculated by multiple regression analysis.
Figure 2021165340
However, L is a coefficient representing the degree of influence on the difference in the average particle size of coke before and after the rotational impact of the cracks belonging to each category, and can be similarly calculated by multiple regression analysis. ω after is a constant and can be similarly calculated by multiple regression analysis.

上記の式(4)〜(6)を予め求めておき、新たに測定したコークス(高炉で使用が予定されるコークスとして、試験コークス炉で乾留して得られたコークス)の各区分の亀裂面の面積をこれらの式に代入することにより、回転衝撃前のコークスの平均粒径:MSbefore(推定)と、回転衝撃後のコークスの平均粒径:MSafter(推定)と、回転衝撃前後のコークスの平均粒径の粒径差:△MS(推定)を推定することができる(第1実施形態のステップS4に相当する)。 The crack surfaces of each category of newly measured coke (coke obtained by carbonization in a test coke furnace as coke scheduled to be used in a blast furnace) after obtaining the above formulas (4) to (6) in advance. By substituting the area of into these equations, the average particle size of coke before the rotational impact: MS before (estimated), the average particle size of the coke after the rotational impact: MS after (estimated), and before and after the rotational impact. Particle size difference of average coke particle size: ΔMS (estimated) can be estimated (corresponding to step S4 of the first embodiment).

本実施形態の方法によれば、試験コークス炉で乾留されたコークスケーキに対してドラム試験等を行うことなく、少なくとも回転衝撃後のコークスの平均粒径を推定することができる。また、亀裂の幅を考慮することにより、少なくとも回転衝撃後のコークスの平均粒径の推定精度を高めることができる。 According to the method of the present embodiment, it is possible to estimate at least the average particle size of coke after a rotational impact without performing a drum test or the like on the coke cake carbonized in a test coke oven. Further, by considering the width of the crack, at least the accuracy of estimating the average particle size of coke after the rotational impact can be improved.

次に、実施例を示して、本発明について具体的に説明する。配合炭に対して粒度が異なる種々の粉コークス(以下の表1参照)を添加して試験コークス炉で乾留した。配合炭に用いられる原料炭の粒度は3mm以下85質量%とした。配合炭の揮発分(ΣVM)は29.2質量%、全膨張率(ΣTD)は113.4%であった。粉コークスを添加した理由は、コークスの粒径を大きくするためである。コークスの粒径が大きくなると、高炉の通気性が高まることから、コークス製造プロセスでは、原料の一部に粉コークスが使われる場合がある。このような高炉操業の実態に合わせるために、本実施例では粉コークスを添加した。 Next, the present invention will be specifically described with reference to Examples. Various coke breeze powders having different particle sizes (see Table 1 below) were added to the blended coal and carbonized in a test coke oven. The particle size of the coking coal used for the blended coal was 3 mm or less and 85% by mass. The volatile content (ΣVM) of the blended coal was 29.2% by mass, and the total expansion coefficient (ΣTD) was 113.4%. The reason for adding powdered coke is to increase the particle size of coke. As the particle size of coke increases, the air permeability of the blast furnace increases. Therefore, powdered coke may be used as a part of the raw material in the coke manufacturing process. In this example, coke breeze was added in order to match the actual conditions of blast furnace operation.

粉コークスは、コークス乾式消火設備内で捕集したものを用いた。取得した粉コークスの粒度分布を図3に示した。粉コークスの粒度は、篩で分級することにより調整した。試験コークス炉として、炉幅(W):400mm、炉長(L):600mm、炉高(H):420mmの乾留容器を使用した。配合炭の嵩密度は、850dry.kg/mとした。試験コークス炉の到達温度を1150℃に設定し、18.5時間乾留した。

Figure 2021165340
The powdered coke used was collected in a coke dry fire extinguishing facility. The particle size distribution of the obtained coke breeze is shown in FIG. The particle size of coke breeze was adjusted by sorting with a sieve. As the test coke oven, a dry distillation vessel having a furnace width (W): 400 mm, a furnace length (L): 600 mm, and a furnace height (H): 420 mm was used. The bulk density of the blended coal was 850 dry.kg / m 3 . The ultimate temperature of the test coke oven was set to 1150 ° C. and carbonization was performed for 18.5 hours.
Figure 2021165340

上述したステップS3に対応した処理として、乾留後にそれぞれのコークスを乾留容器に入れた状態で医療用X線CTを使用して三次元画像を取得した。撮像後に、初期粒径測定試験及び回転衝撃試験を実施して、回転衝撃前後のコークスの平均粒径をそれぞれ測定した。これらの平均粒径の測定値を、表1に示した。初期粒径測定試験及び回転衝撃試験の内容は、上述したので省略する。なお、本実施例では、高炉への搬送を模擬した衝撃として、回転衝撃試験は30回転とした。 As a process corresponding to the above-mentioned step S3, a three-dimensional image was acquired using a medical X-ray CT with each coke placed in a carbonization container after carbonization. After imaging, an initial particle size measurement test and a rotational impact test were carried out to measure the average particle size of coke before and after the rotational impact. The measured values of these average particle sizes are shown in Table 1. The contents of the initial particle size measurement test and the rotary impact test are omitted because they have been described above. In this embodiment, the rotary impact test was set to 30 rotations as an impact simulating the transfer to the blast furnace.

X線CTによる撮像条件は、管電圧を120kV、管電流を350mA、スライスピッチを0.5mmとした。画像のサイズは、512×512pixelとした。画像の解像度は1.132mm/pixelとした。分離処理(ステップS2に相当する)には、Avizoで提供されているsegmentationモジュールを使用した。 The imaging conditions by X-ray CT were a tube voltage of 120 kV, a tube current of 350 mA, and a slice pitch of 0.5 mm. The size of the image was 512 × 512 pixel. The image resolution was 1.132 mm / pixel. For the separation process (corresponding to step S2), the segmentation module provided by Abizo was used.

すなわち、ステップS2−1に対応する処理として、コークスの部分と亀裂(空間)とを2値化処理により分離した。ステップS2−2に対応する処理として、Watershedアルゴリズムを用いて、コークスの部分を更に塊毎に分離した。この際、分離処理の強弱を決定するパラメータ(marker extent)を強く分離される1に設定した。ステップS2−3に対応する処理として、分離したコークス塊毎に膨張処理を施し、亀裂を埋める画像処理を施した。ステップS2−4に対応する処理として、ステップS2−3で抽出した境界の部位と、ステップS2−1における亀裂の部位とを比較し、当該境界の部位であってかつ当該亀裂の部位に位置する面を亀裂面として抽出した。ステップS2−5に対応する処理として、亀裂面の面積を、コークスの部分と亀裂の部分とを足し合わせた全体の解析領域の体積(ただし、コークスと乾留容器との間の空隙の領域は、規格化する体積から除外した)により規格化してSallを算出した。Sallは第2実施例の表3に示した。上述の処理を、それぞれのコークスについて実施した(ステップS3に相当する)。 That is, as the process corresponding to step S2-1, the coke portion and the crack (space) were separated by the binarization process. As a process corresponding to step S2-2, the watershed algorithm was used to further separate the coke portion into chunks. At this time, the parameter (marker extend) that determines the strength of the separation process was set to 1 for strong separation. As a process corresponding to step S2-3, an expansion process was performed on each of the separated coke lumps, and an image process was performed to fill the cracks. As a process corresponding to step S2-4, the boundary site extracted in step S2-3 is compared with the crack site in step S2-1, and the boundary site is located at the crack site. The surface was extracted as a cracked surface. As a process corresponding to step S2-5, the volume of the entire analysis area obtained by adding the area of the crack surface to the coke portion and the crack portion (however, the region of the void between the coke and the carbonization container is (Excluded from the standardized volume) was standardized to calculate S all. S all is shown in Table 3 of the second embodiment. The above-mentioned processing was carried out for each coke (corresponding to step S3).

実測した回転衝撃前後のコークスの平均粒径と上述の手法により算出したSallとを最小二乗法に基づき一次関数にフィッテングさせ、以下の式(7)〜式(9)を算出した。
「0rev」はドラムの回転回数が0(つまり、無回転)であることを表しており、「30rev」は搬送過程での衝撃を模擬したドラムの回転回数を表している。「+25mm」は、粒径が25mm以上のコークスを対象とした平均粒径であることを意味している。

Figure 2021165340
Figure 2021165340
Figure 2021165340
The average particle size of coke before and after the measured rotational impact and S all calculated by the above method were fitted into a linear function based on the least squares method, and the following equations (7) to (9) were calculated.
"0rev" indicates that the number of rotations of the drum is 0 (that is, no rotation), and "30rev" indicates the number of rotations of the drum that simulates the impact in the transport process. "+25 mm" means that the average particle size is for coke having a particle size of 25 mm or more.
Figure 2021165340
Figure 2021165340
Figure 2021165340

図5は、推定結果(MS30rev/+25mm(推定))と回転衝撃試験(MS30rev/+25mm)の試験結果との相関度を示したグラフであり、横軸が推定結果であり、縦軸が回転衝撃試験の試験結果である。図6は、推定結果(△MS(推定))と試験結果(△MS)との相関度を示したグラフであり、横軸が推定結果であり、縦軸が試験結果である。なお、図4は、推定結果(MS0rev/+25mm(推定))と初期粒径測定試験(MS0rev/+25mm)の試験結果との相関度を参考までに示したグラフであり、横軸が推定結果であり、縦軸が初期粒径測定試験の測定結果である。 FIG. 5 is a graph showing the degree of correlation between the estimated result (MS30rev / + 25 mm (estimated)) and the test result of the rotational impact test (MS30rev / + 25 mm). The horizontal axis is the estimated result, and the vertical axis is the rotational impact. It is a test result of the test. FIG. 6 is a graph showing the degree of correlation between the estimation result (ΔMS (estimation)) and the test result (ΔMS), the horizontal axis is the estimation result, and the vertical axis is the test result. FIG. 4 is a graph showing the degree of correlation between the estimation result (MS0rev / + 25 mm (estimation)) and the test result of the initial particle size measurement test (MS0rev / + 25 mm) for reference, and the horizontal axis is the estimation result. Yes, the vertical axis is the measurement result of the initial particle size measurement test.

比較例として、全体の解析領域に対する亀裂の体積の割合Vを用いて、以下の算出式に基づき、回転衝撃を受ける前のコークスの平均粒径を予測した。a4、は最小二乗法によって算出した。a4、は実施例2の表4に、Vは実施例2の表3に記載した。

Figure 2021165340
As a comparative example, the average particle size of coke before receiving a rotational impact was predicted based on the following calculation formula using the ratio V of the volume of the crack to the entire analysis region. a 4 and b 4 were calculated by the method of least squares. a 4 and b 4 are shown in Table 4 of Example 2, and V is shown in Table 3 of Example 2.
Figure 2021165340

図7(比較例)は、推定結果(MS0rev/+25mm(推定))と初期粒径測定試験(MS0rev/+25mm)の試験結果との相関関係を説明するためのグラフである。図5及び図7を比較参照して、比較例の方法(亀裂の体積から推算する方法)は予測精度が著しく低い一方で、実施例の方法(亀裂の面積から推算する方法)は比較的予測精度が高いことがわかった。また、図6及び図7を比較参照して、比較例の方法(亀裂の体積から推算する方法)は予測精度が著しく低い一方で、実施例の方法(亀裂の面積から推算する方法)は比較的予測精度が高いことがわかった。なお、図4は上述の通り、参考までに示したものであるが、相関性を有していることが確認された。 FIG. 7 (comparative example) is a graph for explaining the correlation between the estimation result (MS0rev / + 25 mm (estimation)) and the test result of the initial particle size measurement test (MS0rev / + 25 mm). With reference to FIGS. 5 and 7, the method of the comparative example (method of estimating from the volume of the crack) has extremely low prediction accuracy, while the method of the example (method of estimating from the area of the crack) is relatively predictive. It turned out to be highly accurate. Further, with reference to FIGS. 6 and 7, the method of the comparative example (method of estimating from the volume of the crack) has extremely low prediction accuracy, while the method of the example (method of estimating from the area of the crack) is compared. It was found that the target prediction accuracy was high. As described above, FIG. 4 is shown for reference, but it was confirmed that there is a correlation.

亀裂の幅を3区分(区分1:2.5mm以下、区分2:2.5mm超7.5mm以下、区分3:7.5mm超)に分割し、各区分の亀裂面の面積を重み付けした値からコークスの平均粒径を予測した。すなわち、実施形態で説明した方法によって亀裂面を亀裂幅の大小に応じて3区分に分割し、各区分に属する亀裂面の面積を求めた(ステップS2に対応する)。異なる種類のコークスのそれぞれについて、上述の手法により区分ごとに亀裂面の面積を求めるとともに、各区分に属する亀裂の回転衝撃前後のコークスの平均粒径に与える影響度を考慮した重み付け処理を、それぞれの区分の亀裂面の面積に対して行った。なお、この段階では、影響度の値は未知である。そして、それぞれのコークスについて、各区分の重み付け後の亀裂面の面積を合算することにより、導出式を算出した。回転衝撃前のコークスの平均粒径:MSbefore(実測値)と、回転衝撃後のコークスの平均粒径:MSafter(実測値)と、回転衝撃前後のコークスの平均粒径の粒径差:△MS(実測値)については第1実施例のデータを流用した。上述の処理によって、コークスの平均粒径に関する実測値及び導出式を一組のデータとした複数組のデータが得られた。これらのデータに基づく重回帰分析により、以下の式(11)〜式(13)を求めた。

Figure 2021165340
Figure 2021165340
Figure 2021165340
〜Jはそれぞれ、区分1〜区分3に属する亀裂面の回転衝撃前のコークスの平均粒径に対する影響度を表した係数である。S〜Sはそれぞれ、区分1〜3に属する亀裂面の面積である。なお、S〜Sを合算すると実施例1のSallとなる。K〜Kはそれぞれ、区分1〜区分3に属する亀裂面の回転衝撃後のコークスの平均粒径に対する影響度を表した係数である。L〜Lはそれぞれ、区分1〜区分3に属する亀裂面の回転衝撃前後のコークスの平均粒径の差分に対する影響度を表した係数である。ωは係数である。J、K、L及びωは重回帰分析によって算出した。S1〜S3は、実施例1と同様の方法で亀裂形状を三次元的に取得した後、画像解析することにより取得した。
Figure 2021165340
Figure 2021165340
Figure 2021165340
The width of the crack is divided into 3 categories (Category 1: 2.5 mm or less, Category 2: Over 2.5 mm and 7.5 mm or less, Category 3: Over 7.5 mm), and the area of the crack surface in each category is weighted. The average particle size of coke was predicted from. That is, the crack surface was divided into three categories according to the size of the crack width by the method described in the embodiment, and the area of the crack surface belonging to each category was determined (corresponding to step S2). For each of the different types of coke, the area of the crack surface is determined for each category by the above method, and weighting processing is performed in consideration of the degree of influence on the average grain size of coke before and after the rotational impact of the cracks belonging to each category. It was performed on the area of the crack surface of the division. At this stage, the value of the degree of influence is unknown. Then, for each coke, the derivation formula was calculated by adding up the areas of the cracked surfaces after weighting in each category. Average particle size of coke before rotational impact: MS before (actual measurement value), average particle size of coke after rotational impact: MS after (actual measurement value), and particle size difference of average particle size of coke before and after rotational impact: For ΔMS (actual measurement value), the data of the first example was diverted. By the above-mentioned treatment, a plurality of sets of data were obtained in which the measured values and the derivation formulas regarding the average particle size of coke were used as one set of data. The following equations (11) to (13) were obtained by multiple regression analysis based on these data.
Figure 2021165340
Figure 2021165340
Figure 2021165340
J 1 to J 3 are coefficients representing the degree of influence on the average particle size of coke before the rotational impact of the crack surface belonging to Category 1 to Category 3, respectively. S 1 to S 3 are the areas of the crack surfaces belonging to the categories 1 to 3, respectively. The sum of S 1 to S 3 gives S all in Example 1. K 1 to K 3 are coefficients representing the degree of influence on the average particle size of coke after the rotational impact of the crack surface belonging to Category 1 to Category 3, respectively. L 1 to L 3 are coefficients representing the degree of influence on the difference in the average grain size of coke before and after the rotational impact of the crack surface belonging to Category 1 to Category 3, respectively. ω is a coefficient. J, K, L and ω were calculated by multiple regression analysis. S1 to S3 were obtained by three-dimensionally acquiring the crack shape by the same method as in Example 1 and then performing image analysis.
Figure 2021165340
Figure 2021165340
Figure 2021165340

図8乃至図10はそれぞれ図4乃至図6に対応した本実施例のグラフである。
図5及び図9を比較参照して、亀裂の幅を考慮することで、回転衝撃後のコークスの平均粒径の推定精度が向上することがわかった。ここで、MS30rev/+25mm(推定)の区分1(2.5mm以下)の影響度を表す係数Kは、他の区分の影響度を表す係数よりも絶対値が大きいことから、回転衝撃後のコークスの平均粒径に与える影響は、比較的幅の小さな亀裂が支配的であることが確認された。また、図6及び図10を比較参照して、亀裂の幅を考慮することで、回転衝撃前後のコークスの平均粒径の粒径差の推定精度が向上することがわかった。なお、図8は図4と同様に、参考までに示したものであるが、相関性を有していることが確認された。
8 to 10 are graphs of the present embodiment corresponding to FIGS. 4 to 6, respectively.
By comparing and referring to FIGS. 5 and 9, it was found that the estimation accuracy of the average particle size of coke after the rotational impact is improved by considering the width of the crack. Here, since the coefficient K 1 representing the degree of influence of category 1 (2.5 mm or less) of MS30rev / + 25 mm (estimated) has a larger absolute value than the coefficient representing the degree of influence of other categories, it is after the rotational impact. It was confirmed that the influence on the average particle size of coke was dominated by cracks with a relatively small width. Further, by comparing and referring to FIGS. 6 and 10, it was found that the estimation accuracy of the particle size difference of the average particle size of the coke before and after the rotational impact is improved by considering the width of the crack. Note that FIG. 8 is shown for reference as in FIG. 4, but it was confirmed that there is a correlation.

上述の実施形態では、回転衝撃を受けた後のコークスの平均粒径及び回転衝撃を受ける前のコークスの平均粒径の双方を推定したが、回転衝撃を受けた後のコークスの平均粒径のみを推定してもよい。 In the above embodiment, both the average particle size of coke after the rotational impact and the average particle size of the coke before the rotational impact are estimated, but only the average particle size of the coke after the rotational impact is estimated. May be estimated.

Claims (3)

試験コークス炉で乾留した乾留容器内のコークスに対して、X線CTによる撮像処理を行うことにより、コークスの亀裂形状に関する情報を取得する第1ステップと、
前記の取得した亀裂形状を画像解析することによって、亀裂面を取得するとともに、亀裂面の面積を算出する第2ステップと、
種類が互いに異なる複数のコークスについてそれぞれ、前記第1ステップ及び前記第2ステップを実行することにより各コークスの亀裂面の面積を算出した後、各コークスの亀裂面の面積とそれぞれのコークスについて実測した少なくとも高炉への搬送を模擬した衝撃を受けた後のコークスの平均粒径との関係を予め求める第3ステップと、
高炉で使用が予定されるコークスとして、試験コークス炉で乾留して得られたコークスに対して、前記第1ステップ及び前記第2ステップを行うことにより得られた亀裂面の面積と、前記第3ステップで得られた関係とから少なくとも衝撃を受けた後のコークスの平均粒径を予測する第4ステップと、
を有することを特徴とするコークスの平均粒径予測方法。
The first step of acquiring information on the crack shape of coke by performing imaging processing by X-ray CT on the coke in the carbonization container that has been carbonized in the test coke oven.
The second step of acquiring the crack surface and calculating the area of the crack surface by image analysis of the acquired crack shape, and
After calculating the area of the crack surface of each coke by executing the first step and the second step for each of a plurality of cokes of different types, the area of the crack surface of each coke and each coke were actually measured. At least the third step of obtaining the relationship with the average particle size of coke after receiving an impact that simulates transportation to a blast furnace, and
As coke to be used in the blast furnace, the area of the crack surface obtained by performing the first step and the second step on the coke obtained by carbonization in the test coke oven and the third coke. From the relationship obtained in the step, at least the fourth step of predicting the average particle size of coke after impact, and
A method for predicting the average particle size of coke, which comprises.
前記第3ステップにおいて、各コークスの亀裂面を亀裂幅の大小に応じて区分けするとともに、各コークスの亀裂面の面積について、亀裂幅がより小さい区分のコークスの平均粒径に与える影響度が大きくなるように、重み付けを行い、
前記第4ステップにおいて、高炉で使用が予定されるコークスとして、試験コークス炉で乾留して得られたコークスに対して、亀裂面を前記の区分に応じて区分けし、各区分に属する亀裂面の面積と、前記第3ステップで得られた関係とから少なくとも衝撃を受けた後のコークスの平均粒径を予測することを特徴とする請求項1に記載のコークスの平均粒径予測方法。
In the third step, the crack surface of each coke is classified according to the size of the crack width, and the area of the crack surface of each coke has a large influence on the average particle size of the coke in the category having a smaller crack width. Weighting so that
In the fourth step, as coke to be used in the blast furnace, the crack surface is classified according to the above-mentioned classification with respect to the coke obtained by carbonization in the test coke furnace, and the crack surface belonging to each classification is classified. The method for predicting the average particle size of coke according to claim 1, wherein at least the average particle size of coke after being impacted is predicted from the area and the relationship obtained in the third step.
前記の少なくとも衝撃を受けた後のコークスの平均粒径は、衝撃を受けた後のコークスの平均粒径、または衝撃を受けた後のコークスの平均粒径及び衝撃を受ける前のコークスの平均粒径の双方であることを特徴とする請求項1又は2に記載のコークスの平均粒径予測方法。




The average particle size of the coke after at least the impact is the average particle size of the coke after the impact, or the average particle size of the coke after the impact and the average grain size of the coke before the impact. The method for predicting the average particle size of coke according to claim 1 or 2, wherein the coke has both diameters.




JP2020068754A 2020-04-07 2020-04-07 Coke average particle size prediction method Active JP7393652B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020068754A JP7393652B2 (en) 2020-04-07 2020-04-07 Coke average particle size prediction method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020068754A JP7393652B2 (en) 2020-04-07 2020-04-07 Coke average particle size prediction method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021165340A true JP2021165340A (en) 2021-10-14
JP7393652B2 JP7393652B2 (en) 2023-12-07

Family

ID=78021750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020068754A Active JP7393652B2 (en) 2020-04-07 2020-04-07 Coke average particle size prediction method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7393652B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117470721A (en) * 2023-12-28 2024-01-30 山西建龙实业有限公司 Method for measuring and evaluating high-temperature degradation strength and granularity degradation behavior of metallurgical coke

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05223725A (en) * 1992-02-17 1993-08-31 Nkk Corp Method for estimating mean particle size of coke
JPH05230463A (en) * 1992-02-19 1993-09-07 Nkk Corp Method of clarifying growth of craze of lump coke
JPH05230462A (en) * 1992-02-19 1993-09-07 Nkk Corp Control of particle diameter of coke

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05223725A (en) * 1992-02-17 1993-08-31 Nkk Corp Method for estimating mean particle size of coke
JPH05230463A (en) * 1992-02-19 1993-09-07 Nkk Corp Method of clarifying growth of craze of lump coke
JPH05230462A (en) * 1992-02-19 1993-09-07 Nkk Corp Control of particle diameter of coke

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117470721A (en) * 2023-12-28 2024-01-30 山西建龙实业有限公司 Method for measuring and evaluating high-temperature degradation strength and granularity degradation behavior of metallurgical coke
CN117470721B (en) * 2023-12-28 2024-03-26 山西建龙实业有限公司 Method for measuring and evaluating high-temperature degradation strength and granularity degradation behavior of metallurgical coke

Also Published As

Publication number Publication date
JP7393652B2 (en) 2023-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110476053B (en) Raw material particle size distribution measuring device, particle size distribution measuring method, and porosity measuring device
JP6519034B2 (en) Powder percentage measuring device and powder percentage measuring system
TWI741548B (en) Particle size distribution monitoring device, particle size distribution monitoring method, computer program, furnace, blast furnace, furnace controlling method, and blast furnace operation method
O'Brien et al. Coal characterisation by automated coal petrography☆
JP2021165340A (en) Method for predicting average particle size of coke
JP2005189179A (en) Method for measuring granularity of powder granular material
CN113646446B (en) Powder rate measuring method and device
JP7408567B2 (en) Method for producing needle coke powder, needle coke powder, method for producing graphite compact, graphite compact, and graphite electrode
JP4239753B2 (en) Coke cake pushability estimation method
JP2022149760A (en) Estimation method of volume destruction strength of coke
JP6806176B2 (en) Method for determining mist around lumpy substances on conveyor and method for measuring properties of lumpy substance on conveyor
JP2004026902A (en) Coke strength estimation method
JP7070222B2 (en) Coke shape measuring method and image processing device
JP2021165341A (en) Method for predicting degree of spread of coke particle size distribution
JP6879276B2 (en) Method and device for determining the generation of air-dispersed fine particles and method and device for measuring the properties of agglomerates
JP4854376B2 (en) Coke strength estimation method
Azari et al. Measurement of vibrated bulk density of coke particle blends using image texture analysis
JP5560757B2 (en) Method for producing blast furnace coke
JP7171578B2 (en) Particle rate measuring device, Particle rate measuring system, Blast furnace operating method, and Particle rate measuring method
JP2024059325A (en) Coke manufacturing method
CN110133005A (en) For decomposing the method to assess multi-energy X-ray image by sill
JP2005208024A (en) Method for forming grain size distribution of powdery/granular material
US6330343B1 (en) Method for measuring coke quality by digital quantification of high intensity reflectivity
JP2023133106A (en) Prediction method of yield of sintered ore, production method of sintered ore and prediction device for yield of sintered ore
JPH0423736B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230714

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230718

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231024

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231106

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7393652

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151