JP5163111B2 - Coke extrusion equipment - Google Patents

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Description

本発明は、炉体の下部に蓄熱室を有し、その上部に燃焼室と炭化室とが交互に配列された室炉式コークス炉において、炭化室で乾留して生成されたコークスを炭化室から押し出すためのコークス押し出し装置に関し、特に、押し出し負荷を低減して、炭化室の炉壁(側壁)の損傷を軽減し、炉壁の延命化を図ることができるコークス押し出し装置に関するものである。   The present invention has a heat storage chamber at the lower part of the furnace body, and in the chamber furnace type coke oven in which combustion chambers and carbonization chambers are alternately arranged at the upper part, coke produced by dry distillation in the carbonization chamber is obtained. More particularly, the present invention relates to a coke extrusion apparatus capable of reducing the extrusion load, reducing damage to the furnace wall (side wall) of the carbonization chamber, and extending the life of the furnace wall.

コークス炉において、炭化室内で石炭を乾留して生成されたコークス(コークス塊)を押し出し装置を用いて炭化室から押し出す際に、炭化室内でコークスの押し詰まりを起こし、その結果、押し出し負荷が増大して、コークス炉炭化室の炉壁に大きな力が作用し、炉壁を損傷することがある。押し詰まりが甚だしい場合には、炉壁が破壊されたり、あるいは押し出し装置でコークスを押し出すことが不可能となり、炉の温度を下げてから、人力でコークスを掻き出したりしなければならない。このように押し詰まりが発生すると、炉壁の補修費が増大し、炉の停止による生産量の低減を余儀なくされる。   In the coke oven, when coke (coke lump) generated by carbonizing coal in the carbonization chamber is pushed out from the carbonization chamber using an extrusion device, the coke is clogged in the carbonization chamber, resulting in an increase in the extrusion load. As a result, a large force acts on the furnace wall of the coke oven carbonization chamber, and the furnace wall may be damaged. If the clogging is severe, the furnace wall will be destroyed, or it will be impossible to extrude coke with an extrusion device, and the coke must be scraped out manually after the furnace temperature is lowered. When clogging occurs in this way, the repair cost of the furnace wall increases, and the production amount is inevitably reduced by stopping the furnace.

このような問題に対して、押し出し負荷を低減し、炉壁の損傷を防止するための技術として、以下のようなものが提案されている。   In order to solve such problems, the following techniques have been proposed as techniques for reducing the extrusion load and preventing damage to the furnace wall.

例えば、コークス炉の炭化室の炉底レンガを補修する際に、乾燥粉コークスを炭化室に入れ、乾燥粉コークスが炉底レンガ表面の凹部を埋めて平坦にすることによって、コークス押し出し時におけるコークス塊と炉底間の摩擦を低減する方法がある(例えば、特許文献1参照。)。   For example, when repairing the bottom brick in the carbonization chamber of the coke oven, the dry powder coke is placed in the carbonization chamber, and the dry powder coke fills the recesses on the surface of the bottom brick and flattens it. There is a method of reducing the friction between the lump and the furnace bottom (for example, see Patent Document 1).

また、原料石炭を炭化室内へ装入するに先立ち、粒状(5mm以下)の耐火材料(グラファイトやSiなど)を傾斜付きの炉底に敷き詰めておき、コークス押し出し時におけるコークス塊と炉底間の摩擦を低減して、結果として炉壁損傷を防ぐという技術もある(例えば、特許文献2参照。)。 Further, prior to charging the raw coal to the carbonization chamber, the particulate refractory material (5mm or less) (such as graphite or Si 3 N 4) leave spread the beveled furnace bottom, lump coke and the oven during coke extrusion There is also a technique of reducing the friction between the bottoms and consequently preventing the furnace wall damage (see, for example, Patent Document 2).

しかしながら、上記の特許文献1、2に記載されている技術では、十分な押し出し負荷低減には結びつかないという問題がある。   However, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 have a problem that they cannot lead to a sufficient push load reduction.

すなわち、前記の特許文献1、2に記載されている技術は、いずれも、コークス塊と炭化室炉底との摩擦力低減を図ろうとするものであるが、コークスの押し詰まりの発生及び押し出し負荷の増大の主原因は、コークス塊と炭化室炉底との摩擦力ではなく、押し出し装置を用いてコークス塊の押し出しを行う際に、押し出し装置のラムヘッドで押されたコークス塊が変形・崩壊して、押し出し方向と直交する水平方向にひろがることにより、コークス塊と炭化室側壁との摩擦力が増すことにあるからである。   That is, both of the techniques described in Patent Documents 1 and 2 are intended to reduce the frictional force between the coke lump and the carbonization chamber furnace bottom. The main cause of the increase is not the frictional force between the coke mass and the bottom of the coking chamber, but when the coke mass is extruded using an extrusion device, the coke mass pushed by the ram head of the extrusion device is deformed and collapsed. This is because the frictional force between the coke lump and the carbonization chamber side wall is increased by spreading in the horizontal direction perpendicular to the extrusion direction.

このような問題を解決する技術として、コークス炉の炭化室内のコークス塊に押し出し装置のラムヘッドを押し当てて炭化室からコークス塊を押し出すに際し、コークス塊に振動を付与しながら押し出しを行なう、コークス押し出し方法及びコークス押し出し装置が知られている(例えば、特許文献3参照。)。
特開昭59−187082号公報 特開平8−120278号公報 特開2006−206898号公報
As a technique for solving such a problem, when pushing the ram head of the extrusion device against the coke mass in the carbonization chamber of the coke oven to push the coke mass from the carbonization chamber, the coke mass is extruded while applying vibration to the coke mass. A method and a coke extrusion apparatus are known (for example, refer to Patent Document 3).
JP 59-187082 A JP-A-8-120278 JP 2006-206898 A

特許文献3に記載の方法および装置を用いれば、コークス炉の炭化室内のコークス塊に押し出し装置のラムヘッドを押し当てて炭化室からコークス塊を押し出す際に、押し出し負荷を低減して、コークス炉壁の損傷を軽減することができる。   When the method and apparatus described in Patent Document 3 are used, when the ram head of the extrusion device is pressed against the coke mass in the carbonization chamber of the coke oven to extrude the coke mass from the carbonization chamber, the extrusion load is reduced, and the coke oven wall Damage can be reduced.

図11は、特許文献3において提案しているコークス押し出し装置の一例を示す側面図であり、図12は、そのコークス押し出し装置の斜視図である。   FIG. 11 is a side view showing an example of a coke extrusion device proposed in Patent Document 3, and FIG. 12 is a perspective view of the coke extrusion device.

図11、図12中、30が特許文献3において一例として示したコークス押し出し装置であり、ラムロッド21とラムヘッド22からなる押し出しラム20と、押し出しラム駆動装置(図示せず)を備えているとともに、炭化室31内のコークス塊32に押し当てられるラムヘッド22の押し当て面が、上下方向に、上部押し当て面22a、中間押し当て面22b、下部押し当て面22cの3個の押し当て面に分割されていて、その内の中間押し当て面(加振板)22bを加振ロッド29を介して押し出し方向に振動させるための加振機(加振モータまたは油圧加振機等)28がラムロッド21に取り付けられている。   11 and 12, reference numeral 30 denotes a coke extrusion device shown as an example in Patent Document 3, which includes an extrusion ram 20 including a ram rod 21 and a ram head 22, and an extrusion ram drive device (not shown). The pressing surface of the ram head 22 pressed against the coke lump 32 in the carbonization chamber 31 is divided into three pressing surfaces of an upper pressing surface 22a, an intermediate pressing surface 22b, and a lower pressing surface 22c in the vertical direction. A vibration exciter (vibration motor or hydraulic vibration exciter) 28 for vibrating the intermediate abutting surface (vibration plate) 22b in the pushing direction through the vibration rod 29 is included in the ram rod 21. Is attached.

そして、上記のように構成されたコークス押し出し装置30を用いて、加振機28で中間押し当て面(加振板)22bを押し出し方向に振動させて、コークス塊32に振動を付与しながら、ラムヘッド22を図11中に白矢印で示す向きに前進させることによって、コークス塊32と炭化室31の炉壁との間の摩擦が静摩擦から動摩擦に変化して、摩擦係数が低下し、それによって押し出し負荷が低減する。その結果、炉壁の損傷を抑止することができるものである。   Then, by using the coke extrusion device 30 configured as described above, the intermediate abutment surface (vibration plate) 22b is vibrated in the extrusion direction by the vibration exciter 28, and the coke lump 32 is vibrated. By advancing the ram head 22 in the direction indicated by the white arrow in FIG. 11, the friction between the coke lump 32 and the furnace wall of the carbonization chamber 31 changes from static friction to dynamic friction, thereby reducing the friction coefficient. Extrusion load is reduced. As a result, damage to the furnace wall can be suppressed.

図11、図12に示したコークス押し出し装置においては、加振機28が高温の状態下にある炭化室31内に進入すると熱損傷を受けてしまうことや、室炉式コークス炉では炉幅が400mm程度と狭いことを考慮して、加振機28をラムロッド21後方の炭化室31内に入らない部分に取り付け、加振板22bに加振ロッド29を介して振動を伝えるようにしている。加振機28はラムロッド21の下面に取り付けられているが、ラムロッド21の下部には押し出しの際にラムロッド21を移動させるためのガイドローラが設置され、加振機28とガイドローラが衝突する可能性がある場合があり、そのような場合にはラムロッド21の支持案内方法を変更する必要がある。例えば、加振機28が移動する範囲のガイドローラをラムロッド21と一緒に移動するラムシュータイプに変更することや、その範囲にはガイドローラを配置しない等を行うことになるが、そのための設備費用がかかるという問題がある。   In the coke extrusion apparatus shown in FIG. 11 and FIG. 12, when the vibration generator 28 enters into the carbonization chamber 31 under a high temperature state, the coke extrusion device may be damaged by heat, or in the case of a chamber-type coke oven, the furnace width is small. In consideration of the narrowness of about 400 mm, the vibration exciter 28 is attached to a portion that does not enter the carbonization chamber 31 behind the ram rod 21 so that vibration is transmitted to the vibration plate 22 b via the vibration rod 29. The vibration exciter 28 is attached to the lower surface of the ram rod 21, but a guide roller for moving the ram rod 21 at the time of extrusion is installed at the lower part of the ram rod 21, and the exciter 28 and the guide roller can collide with each other. In such a case, it is necessary to change the support guide method of the ram rod 21. For example, the guide roller in the range in which the vibrator 28 moves is changed to a ram shoe type that moves together with the ram rod 21, or the guide roller is not arranged in that range. There is a problem that it is expensive.

また、振動を効果的に付与するためには、加振機の重心位置と加振ロッドの重心位置とが振動方向で一致していることが望ましいと考えられるため、その点でも加振機28がラムロッド21の下部に設置されていることは好ましくない。   In addition, in order to effectively apply vibration, it is considered desirable that the gravity center position of the vibrator and the gravity center position of the vibration rod coincide with each other in the vibration direction. It is not preferable that is installed at the lower part of the ram rod 21.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、コークス炉の炭化室内のコークス塊にラム先端のラムヘッドを押し当ててコークス塊を炭化室から押し出す際に、コークス塊に振動を加えながら押し出すことができるコークス押し出し装置として、大幅な設備改造を行なうことなく、コークス塊に効果的に振動を付与することのできるコークス押し出し装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and when the ram head at the tip of the ram is pressed against the coke mass in the carbonization chamber of the coke oven and the coke mass is pushed out of the carbonization chamber, vibration is applied to the coke mass. An object of the present invention is to provide a coke extrusion device capable of effectively imparting vibrations to a coke lump without greatly modifying the equipment as a coke extrusion device that can be extruded while being extruded.

このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
(1)コークス炉の炭化室内のコークス塊に押し出しラム先端のラムヘッドを押し当ててコークス塊を炭化室から押し出す際に、コークス塊に振動を加えながら押し出すことができるコークス押し出し装置であって、前記ラムヘッドの押し当て面の少なくとも一部が振動可能な加振部からなり、該加振部を振動させるための加振機を前記押し出しラムの外部に備え、前記加振機が偶数個の加振モーターと該加振モーターを固定する台座とからなり、該台座が前記ラムヘッドの押し出し棒であるラムロッドの押し出し方向に垂直な面において該ラムロッドの上部及び両側面を覆い、かつ下部が開放された鞍型であり、前記加振モーターが前記台座の両側面に同数ずつ固定されていることを特徴とするコークス押し出し装置。
(2)加振部と加振機とは加振ロッドを介して接続されていることを特徴とする(1)に記載のコークス押し出し装置。
(3)加振機をレール上を走行可能な台車に設置することを特徴とする(1)または(2)に記載のコークス押し出し装置。
(4)バネを介して加振機を走行台車に取り付けることを特徴とする(3)に記載のコークス押し出し装置。
(5)台座の両側面が開閉する動きの共振の最低周波数が加振機の基本振動の最高周波数の2倍以上であることを特徴とする(1)ないし(4)のいずれかに記載のコークス押し出し装置。
The features of the present invention for solving such problems are as follows.
(1) A coke extrusion apparatus capable of pushing out a coke lump while applying vibration to the coke lump when pushing the ram head at the tip of the extrusion ram against the coke lump in the carbonization chamber of the coke oven, At least a part of the pressing surface of the ram head is composed of a vibrating part that can vibrate, and a vibration exciter for vibrating the vibration part is provided outside the pushing ram, and the vibration exciter has an even number of vibrations. And a pedestal for fixing the vibration motor, the pedestal covering the upper and both sides of the ram rod in a plane perpendicular to the pushing direction of the ram rod which is the pushing rod of the ram head, and the lower portion being opened. The coke extrusion apparatus according to claim 1, wherein the same number of the excitation motors are fixed to both side surfaces of the pedestal.
(2) The coke extrusion device according to (1), wherein the vibration unit and the vibration exciter are connected via a vibration rod.
(3) The coke pushing device according to (1) or (2), wherein the vibration exciter is installed on a cart capable of traveling on a rail.
(4) The coke pushing device according to (3), wherein the vibration exciter is attached to the traveling carriage via a spring.
(5) The minimum frequency of the resonance of the movement that opens and closes both sides of the pedestal is at least twice the maximum frequency of the basic vibration of the shaker, (1) to (4), Coke extrusion device.

本発明によれば、従来のコークス炉のコークス押し出し設備に大規模な改造を行なうことなく、コークス塊に振動を加えながら押し出すことができ、加振機の振動力を減衰することなく確実にラムヘッドの加振部に伝えることができ、押し出し負荷を低減させることができる。その結果、コークス炉の炉壁の損傷を抑止することができるとともに、押し詰まりによる操業遅延が回避され、コークスの生産性をあげることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to push a coke lump while applying vibration to a coke block without making a large-scale modification to a coke extrusion facility of a conventional coke oven, and to reliably ram heads without attenuating the vibration force of a shaker. This can be transmitted to the excitation unit, and the pushing load can be reduced. As a result, damage to the furnace wall of the coke oven can be suppressed, operation delay due to clogging can be avoided, and coke productivity can be increased.

コークス炉の炭化室内のコークス塊に押し出し装置のラムヘッドを押し当てて炭化室からコークス塊を押し出すに際し、コークス塊に振動を付与しながら押し出しを行なうコークス押し出し装置の設計において、振動を効果的に付与するためには、振動力の方向と対象物の重心位置の関係を注意して設計することが特に重要であると、本発明者らは考えた。上記したように加振機は、押し出し装置の押し出し棒部分であるラムロッド後方の、炭化室内に入らない部分に取り付ける必要があり、ラムヘッドに設置した加振部(加振板)には加振ロッドを介して振動を伝える方法が適当であると考えられる。加振機の振動力をラムヘッドの加振部に伝えるために加振ロッドを用いる場合、加振ロッドが加振機の振動力をなるべく減衰することなく確実にラムヘッドの加振部に伝えるためには加振ロッドの軸方向に振動力を正確に伝えることが望ましい。このためには加振ロッドの軸位置・方向と加振機の重心位置・方向を概略合わせることが望ましくこれを設計方針とした。なお、上記が満たされていると、振動を伝える方向の重心位置と加振機の重心位置は離れていても良い。   When pushing the ram head of the extrusion device against the coke lump in the coking chamber of the coke oven to push out the coke lump from the carbonization chamber, vibration is effectively applied in the design of the coke extrusion device that performs extrusion while applying vibration to the coke lump. In order to achieve this, the present inventors considered that it is particularly important to design carefully considering the relationship between the direction of the vibration force and the position of the center of gravity of the object. As described above, the vibration exciter must be attached to the portion of the extrusion device behind the ram rod that does not enter the carbonization chamber, and the vibration rod (vibration plate) installed in the ram head is attached to the vibration rod. It is considered that a method of transmitting vibrations via the is suitable. When using a vibration rod to transmit the vibration force of the shaker to the vibration part of the ram head, the vibration rod reliably transmits the vibration force of the vibration machine to the vibration part of the ram head without being attenuated as much as possible. It is desirable to accurately transmit the vibration force in the axial direction of the vibration rod. For this purpose, it is desirable to roughly match the shaft position / direction of the vibration rod and the center of gravity position / direction of the vibration exciter. If the above is satisfied, the position of the center of gravity in the direction of transmitting vibration and the position of the center of gravity of the vibrator may be separated.

ラムヘッドに接続した、押し出し装置のラムロッド部分は通常断面が縦長の箱型で長い筒状の構造をしているが、加振ロッドはこれに沿って配置するのがもっとも構造が簡単であり、例えば、ラムロッドの左右両側にパイプを沿わせ、これを加振ロッドとして使用することができる。加振ロッドはラムロッドの内側に入れることもできる。このように加振ロッドを設置すると、加振ロッドの重心はパイプの中心高さ位置となり、左右のロッドを一体として考えると重心は左右のロッドの中間位置となる。また、振動を伝える方向は加振ロッドの軸方向である。ラムロッドはほぼ水平に設置されるので、ここでの重心位置とはラムロッドの鉛直な断面内での位置ということができる。   The ram rod part of the extrusion device connected to the ram head usually has a box-like structure with a vertically long section, and a long cylindrical structure, but the excitation rod is the simplest to place along this, for example, A pipe can be provided along the left and right sides of the ram rod, and this can be used as a vibration rod. The vibration rod can also be placed inside the ram rod. When the excitation rod is installed in this way, the center of gravity of the excitation rod becomes the center height position of the pipe, and when the left and right rods are considered as one body, the center of gravity becomes the intermediate position between the left and right rods. The direction of transmitting vibration is the axial direction of the excitation rod. Since the ram rod is installed almost horizontally, the position of the center of gravity here can be said to be a position in a vertical section of the ram rod.

先に述べたように加振力を効率的に伝えるためには加振機の重心位置(これまでの説明からラムロッドの鉛直な断面内での)を加振ロッドの重心位置と合わせることが望ましい。また振動方向も加振ロッドの軸心方向と合わせることが望ましい。すなわち加振機の主要部となる加振モーターとそれを取り付けるベース構造である台座部分の全体としての重心高さを加振ロッドの重心位置、軸方向に合わせることが望ましい。   As described above, in order to efficiently transmit the excitation force, it is desirable to match the position of the center of gravity of the vibrator (within the vertical section of the ram rod from the above description) with the position of the center of gravity of the excitation rod. . Further, it is desirable to match the vibration direction with the axial direction of the vibration rod. In other words, it is desirable that the height of the center of gravity of the vibration motor as the main part of the vibration exciter and the pedestal portion as a base structure to which the vibration motor is attached are matched to the position of the center of gravity of the vibration rod and the axial direction.

鉛直な断面内での加振ロッド重心位置はラムロッド内部にあることになるため、加振機の設置位置はラムロッドと同じ位置が望ましいこととなる。しかし現状ではラムロッドの内部に組み込めるようなコンパクトな加振機が存在しないため、通常使用される偶数個組み合わせて用いる加振モーターを使用することが現実的である。このように複数台の加振モーターを用いることを考えると、ラムロッドを囲むように、ラムロッドの両側に同じ台数ずつの加振モーターを配置することが適当であると考えられる。   Since the position of the center of gravity of the vibration rod in the vertical cross section is inside the ram rod, the position where the vibration exciter is installed is preferably the same position as the ram rod. However, at present, there is no compact shaker that can be installed inside the ram rod, so it is practical to use a vibration motor that is used in combination with an even number that is normally used. Considering the use of a plurality of vibration motors in this way, it is considered appropriate to arrange the same number of vibration motors on both sides of the ram rod so as to surround the ram rod.

次に、加振機の構造について説明する。   Next, the structure of the vibrator will be described.

加振機に用いる加振モーターは単独で用いられることもあるが、多くの場合は偶数個(通常は2個)を用いて、振動させたい対象に固定し、振動錘(偏心錘)を各加振モーターで逆方向に回転させて特定の一方向の振動力を得るものである。必要な加振力に応じて、加振モーターの数を増やすことができる。   Exciting motors used in the exciter may be used independently, but in many cases, even number (usually two) is used and fixed to the object to be vibrated, and each of the vibrating weights (eccentric weights) is fixed. A specific unidirectional vibration force is obtained by rotating in the reverse direction with a vibration motor. The number of excitation motors can be increased according to the required excitation force.

この原理を図10を用いて説明する。図10は2つの加振モーターの振動錘を逆に回転させることを表しており、2つの加振モーターが図10の位置関係にあるとき、逆方向にかつ位相関係がそろって回転していると、振動錘19a、19bに点線の矢印で示す遠心力がそれぞれ発生するが、X軸方向の力は打ち消しあい、Y軸方向の力は強めあい、結果としてY軸方向の振動力を得ることができる。   This principle will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows that the vibration weights of the two excitation motors are rotated in the reverse direction. When the two excitation motors are in the positional relationship of FIG. 10, they are rotated in the opposite direction and in the same phase relationship. Then, centrifugal forces indicated by dotted arrows are generated on the vibrating weights 19a and 19b, respectively, but the forces in the X-axis direction cancel each other, the forces in the Y-axis direction strengthen, and as a result, a vibration force in the Y-axis direction is obtained. Can do.

1つの加振モーターはモーターの回転軸の両端に振動錘を取り付けた構造をしており、ほとんどの場合その重心はモーターの中心位置とほぼ一致しており、振動力の発生方向は重心位置を含む回転軸に垂直な平面である。   One vibration motor has a structure in which vibration weights are attached to both ends of the rotation shaft of the motor. In most cases, the center of gravity is almost the same as the center position of the motor, and the direction of generation of vibration force is the center of gravity position. It is a plane perpendicular to the rotation axis.

よって2個の加振モーターを使う図10のような場合は図10において紙面に垂直な方向の高さを同じくして、振動方向(ここではY軸方向)に対して垂直方向(ここではX軸方向)に2つ並べるのが望ましい。   Therefore, in the case of FIG. 10 using two vibration motors, the height in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 10 is the same, and the direction perpendicular to the vibration direction (here Y-axis direction) (here X It is desirable to arrange two in the axial direction.

そして、2個の仕様の等しい加振モーターを1システムと考えた場合の重心位置は、2個のモーターの重心位置をつないだ線分の中央(図10中の×印)となる。   When the two excitation motors having the same specifications are considered as one system, the center of gravity position is the center of the line segment connecting the center positions of the two motors (marked with x in FIG. 10).

また、加振モーターのX方向の力を確実に打ち消しあうためには、加振モーターを取付ける台座はX方向について必要十分な剛性をもつ必要がある。   Further, in order to cancel the force in the X direction of the vibration motor with certainty, the base on which the vibration motor is mounted needs to have a necessary and sufficient rigidity in the X direction.

以上を踏まえて現実的な押し出し装置の構造を検討すると、ラムロッドは前述のように箱型であるので、加振機を取り付ける台座はその周りを取り囲む構造とすることが適当である。   Examining the structure of a realistic extrusion device based on the above, since the ram rod is box-shaped as described above, it is appropriate that the pedestal to which the vibration exciter is attached has a structure surrounding it.

しかし、ラムロッドの下側にはラムロッドを支持する車輪や、その他の構造物がある。これらの構造物との接触を避けるためには、台座はコの字型等の、ラムロッドの上部と左右を囲み下部が開放された、鞍型とすることが望ましい。   However, below the ram rod there are wheels and other structures that support the ram rod. In order to avoid contact with these structures, it is desirable that the pedestal has a bowl shape, such as a U-shape, which surrounds the upper and left sides of the ram rod and opens the lower part.

以上のことから、鞍型の台座の重心位置をラムロッドの進行方向に垂直な断面において、加振ロッド重心位置とあわせ、加振モーターを左右対称な位置に配置してその重心が加振ロッドの重心と一致する高さになるように台座を設計することが重要である。   From the above, align the center of gravity of the bowl-shaped pedestal with the position of the center of gravity of the excitation rod in the cross section perpendicular to the traveling direction of the ram rod, and place the excitation motor in a symmetrical position so that the center of gravity of the excitation rod It is important to design the pedestal so that the height matches the center of gravity.

また、加振機が不要な振動を起こさないためには鞍型の台座と複数個の加振モーターの3次元的な重心位置を合わせることが望ましい。   In order to prevent the vibration generator from causing unnecessary vibrations, it is desirable to match the three-dimensional center-of-gravity positions of the bowl-shaped base and the plurality of vibration motors.

なお、加振機の形状は完全に左右対称とする必要はなく、加振ロッド等と重心が揃えられればそれでよい。   Note that the shape of the vibrator does not need to be completely symmetrical, and it is sufficient if the center of gravity is aligned with the vibration rod or the like.

上記の本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。   One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明のコークス押し出し装置の一実施形態を説明するための側面図であり、図2は、その平面図、図3はその断面図である。   FIG. 1 is a side view for explaining an embodiment of a coke extrusion apparatus of the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a sectional view thereof.

コークス押し出し装置1は、押し出しラム2と加振部5と加振機9と加振ロッド8とからなり、押し出しラム2はラムロッド3とラムロッド3の先端に取り付けられたラムヘッド4とからなり、加振機9は加振モーター6と台座7とからなっている。このコークス押し出し装置1では、炭化室内のコークス塊に押し当てられるラムヘッド4の押し当て面の一部が加振部(加振板)5となっている。その加振部5を振動させるための加振機9がラムロッド3の後端部近傍に配置されている。加振モーター6の台座7は、図3に示すように、ラムロッド3の長さ方向に垂直な断面において、下部が開放されたコの字型であり、ラムロッド3に対して鞍型となるように配置されている。加振モーター6は台座7に固定され、加振部5と台座7とは加振ロッド8を介して接続されている。台座7と加振ロッド8とは、台座の内部の適当な位置で接続すればよい。なお、図1〜3において図中の×印は各構成部分の重心であり、重心が振動方向で一致していることを示している。   The coke extrusion device 1 includes an extrusion ram 2, a vibration unit 5, a vibration exciter 9 and a vibration rod 8, and the extrusion ram 2 includes a ram rod 3 and a ram head 4 attached to the tip of the ram rod 3. The vibrator 9 includes a vibration motor 6 and a pedestal 7. In this coke extrusion apparatus 1, a part of the pressing surface of the ram head 4 that is pressed against the coke lump in the carbonization chamber is a vibration unit (vibration plate) 5. A vibration machine 9 for vibrating the vibration unit 5 is disposed in the vicinity of the rear end of the ram rod 3. As shown in FIG. 3, the pedestal 7 of the vibration motor 6 has a U-shape in which a lower part is opened in a cross section perpendicular to the length direction of the ram rod 3, and has a bowl shape with respect to the ram rod 3. Is arranged. The vibration motor 6 is fixed to a base 7, and the vibration unit 5 and the base 7 are connected via a vibration rod 8. The base 7 and the vibration rod 8 may be connected at an appropriate position inside the base. 1 to 3, the crosses in the drawings are the centroids of the respective components, and indicate that the centroids coincide with each other in the vibration direction.

以上の鞍型の台座を有する加振機は、ラムロッドと同期した動きと別の動き(静止)が必要となる場合があるので、ラムロッドに支持しない構造とすることが望ましい。そのためには、ラムロッドとは別に加振機を振動可能に支持し、移動できるようにすることが必要であり、ラムロッドと同じ動きが出来るように別途レールをラムロッドの左右に設置して、そのレール上を走行可能なように車輪をつけた台車を置き、そこにバネを介して加振機を載せる構造とすることが望ましい。バネを介して接続することで、加振機の水平方向での振動が安定する。台車は左右に分離することは望ましくなく、ラムロッドのガイドローラ等との接触を避けるため、本体部分は加振機と同様に下部の開放された概略鞍型とすることが望ましい。   The vibration exciter having the above saddle-shaped pedestal may require a movement (stationary) different from the movement synchronized with the ram rod, so that it is desirable to have a structure not supported by the ram rod. In order to do so, it is necessary to support and move the vibrator separately from the ram rod so that it can move. Separate rails are installed on the left and right of the ram rod so that the same movement as the ram rod can be achieved. It is desirable to have a structure in which a cart with wheels so as to be able to travel on is placed and a vibration exciter is placed on the cart. By connecting via a spring, the vibration in the horizontal direction of the vibrator is stabilized. It is not desirable that the carriage is separated into left and right, and in order to avoid contact with the guide roller of the ram rod, it is desirable that the main body part is a substantially bowl-shaped with the lower part opened like the shaker.

加振機を台車に設置した場合を図4〜6に示す。図4は、本発明のコークス押し出し装置の一実施形態の側面図であり、図5は、その平面図、図6はその断面図である。図中の×印は各構成部分の重心である。   The case where a shaker is installed in a trolley | bogie is shown in FIGS. FIG. 4 is a side view of an embodiment of the coke extrusion apparatus of the present invention, FIG. 5 is a plan view thereof, and FIG. 6 is a sectional view thereof. The x mark in the figure is the center of gravity of each component.

台車10は車輪11を有し、これにより台車10はレール12上を走行可能である。加振機9の台座7の下部と台車10の下部とはバネ13により接続され、加振機9は台車10の上に振動可能に配置される。   The carriage 10 has wheels 11 so that the carriage 10 can travel on the rail 12. The lower part of the base 7 of the vibration exciter 9 and the lower part of the carriage 10 are connected by a spring 13, and the vibration exciter 9 is disposed on the carriage 10 so as to vibrate.

加振機による振動を水平方向について、より安定させるためには、さらに台車の上部と加振機の上部とをバネを介して接続することが望ましい。   In order to further stabilize the vibration caused by the vibrator in the horizontal direction, it is desirable to further connect the upper part of the carriage and the upper part of the vibrator via a spring.

図7〜9に加振機を台座に上下部分でバネを介して接続した場合の一実施形態を示す。図7は、本発明のコークス押し出し装置の一実施形態の側面図であり、図8は、その平面図、図9はその断面図である。図中の×印は各構成部分の重心である。   7 to 9 show an embodiment in which a vibration exciter is connected to a pedestal via a spring at the upper and lower portions. FIG. 7 is a side view of an embodiment of the coke extrusion apparatus of the present invention, FIG. 8 is a plan view thereof, and FIG. 9 is a sectional view thereof. The x mark in the figure is the center of gravity of each component.

上記の実施形態においては加振ロッドをラムロッドの左右外面に沿って設置する構造としたが、ラムロッドは内部が中空になったボックス構造であるので、加振ロッドをラムロッドの内部に配することも可能である。   In the above embodiment, the excitation rod is installed along the left and right outer surfaces of the ram rod. However, since the ram rod has a hollow box structure, the excitation rod may be arranged inside the ram rod. Is possible.

また、必要に応じて加振部と加振機の接続を解除して、加振機を押し出しラムから分離できるようにするための連結・分離機構を設けることが好ましい。   Further, it is preferable to provide a connection / separation mechanism for releasing the connection between the vibration exciter and the vibration exciter as necessary so that the vibration exciter can be separated from the pushing ram.

さらに、上記の実施形態においては、ラムヘッドの押し当て面の一部を加振部としたが、ラムヘッドの押し当て面の全面を加振部とすることもできる。   Furthermore, in the above-described embodiment, a part of the pressing surface of the ram head is used as the vibration unit, but the entire pressing surface of the ram head can be used as the vibration unit.

以上の押し出し装置を用いることで、コークス塊に効果的に振動を付与しながら押し出しを行なうことができる。一方で、上記で説明したように加振モーターをペアで使用して、左右方向の加振力を打ち消す必要があるので、鞍型の加振機の台座部分は十分な補強が必要である。しかし、台座部分を強固にしすぎると質量が過大となり、レールの構造もこれに耐えうるものとする必要があり、これを設置する押し出し機のフレーム構造の荷重対策も必要になる。また、加振機の移動をラムロッドに同期させるために、加振ロッドで加振機を引っ張る構造とする場合、その牽引力が増大し、そのための処置が過大になる等の問題が生じる可能性がある。   By using the above extrusion apparatus, extrusion can be performed while effectively applying vibration to the coke mass. On the other hand, as described above, it is necessary to use a pair of vibration motors to cancel the vibration force in the left-right direction, so that the base portion of the vertical vibrator needs to be sufficiently reinforced. However, if the pedestal portion is made too strong, the mass becomes excessive, the rail structure must be able to withstand this, and a load countermeasure for the frame structure of the extruder on which the rail is installed is also necessary. In addition, in order to synchronize the movement of the shaker with the ram rod, when the structure is such that the shaker is pulled by the shake rod, the traction force increases, and there is a possibility that problems such as excessive treatment will occur. is there.

そのため、鞍型の台座に加振モーターを取り付けた状態で、加振力がかかった場合の振動モードをFEM計算などで解析し、鞍型の台座の下部が開いたり閉じたりするモードの最低周波数が加振機の基本振動の最高周波の概ね2倍以上となるように設計することで、鞍型の台座の異常振動や振動モーターの回転不良を防ぐことが可能となり、かつ質量の増大を防ぐことが可能となる。ここで、基本振動の周波数とは、加振モーターの場合には回転数で決まる基本的な振動の周波数であり、付加的に発生する高次の周波数は考慮しないものとする。   Therefore, with the vibration motor attached to the vertical pedestal, the vibration mode when an excitation force is applied is analyzed by FEM calculation, etc., and the lowest frequency of the mode in which the lower part of the vertical pedestal opens and closes Is designed to be more than twice the highest frequency of the basic vibration of the vibrator, so that it is possible to prevent abnormal vibration of the bowl-shaped pedestal and rotation failure of the vibration motor, and to prevent an increase in mass. It becomes possible. Here, the frequency of the fundamental vibration is a fundamental vibration frequency determined by the number of rotations in the case of a vibration motor, and does not take into account the additionally generated higher-order frequency.

上記のように構成されたコークス押し出し装置を用いて、コークス塊を炭化室から押し出す場合の手順(作動状況)を説明する。   A procedure (operation state) in the case where a coke lump is pushed out from the carbonization chamber using the coke pushing apparatus configured as described above will be described.

まず、ラムロッド上面のラックとラム駆動装置ピニオンによるラック−ピニオン方式の駆動機構によって、ラムヘッドを炭化室内に向かって前進させる。加振機もラムロッドに同期して走行し、炭化室内に向かって前進させる。次に、ラムヘッドを炭化室内のコークス塊に押し当て、加振機によって加振部を押し出し方向に振動させて、コークス塊に振動を加えながら、ラムヘッドを前進させる。この際に加振機もラムロッドに同期して走行し、前進させる。それにより、コークス塊と炭化室炉壁との間の摩擦が静摩擦から動摩擦に変化して、摩擦係数が低下し、それによって押し出し負荷が低減する。通常、押し出し荷重が最大になるのは、ラムヘッドが炭化室の中央部に前進するまでの間である。加振機がラム駆動装置に到達する際にはラムヘッドは十分に炭化室の中央部に達しているので、加振機がラム駆動装置に到達するまでの間コークス塊に振動を加えれば、押し出し荷重を効果的に低減することができる。ラムヘッドがコークス塊を炭化室から全て押し出す位置まで前進したら、そこで押し出しを終了する。これにより炭化室炉壁の損傷を抑止することができるとともに、押し詰まりによる操業遅延が回避され、生産性をあげることが可能となる。   First, the ram head is advanced toward the carbonization chamber by a rack-pinion drive mechanism using a rack on the upper surface of the ram rod and a ram drive device pinion. The shaker also travels in synchronization with the ram rod and advances toward the carbonization chamber. Next, the ram head is pressed against the coke lump in the carbonization chamber, and the vibration unit is vibrated in the pushing direction by a vibration exciter, and the ram head is advanced while applying vibration to the coke lump. At this time, the vibration exciter also runs in synchronization with the ram rod and moves forward. As a result, the friction between the coke lump and the carbonization chamber furnace wall changes from static friction to dynamic friction, and the friction coefficient decreases, thereby reducing the extrusion load. Usually, the pushing load is maximized until the ram head is advanced to the center of the carbonizing chamber. When the shaker reaches the ram drive unit, the ram head has sufficiently reached the center of the carbonization chamber, so if vibration is applied to the coke mass until the shaker reaches the ram drive unit, it will be pushed out. The load can be effectively reduced. When the ram head has advanced to a position where all of the coke mass is pushed out of the carbonization chamber, the extrusion ends there. As a result, damage to the carbonization chamber furnace wall can be suppressed, operation delay due to clogging can be avoided, and productivity can be increased.

本発明の一実施形態に係るコークス押し出し装置の側面図である。It is a side view of the coke extrusion apparatus concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るコークス押し出し装置の平面図である。It is a top view of the coke extrusion apparatus concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るコークス押し出し装置の断面図である。It is sectional drawing of the coke extrusion apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態に係るコークス押し出し装置の側面図である。It is a side view of the coke extrusion apparatus which concerns on other one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態に係るコークス押し出し装置の平面図である。It is a top view of the coke extrusion apparatus which concerns on other one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態に係るコークス押し出し装置の断面図である。It is sectional drawing of the coke extrusion apparatus which concerns on other one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態に係るコークス押し出し装置の側面図である。It is a side view of the coke extrusion apparatus which concerns on other one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態に係るコークス押し出し装置の平面図である。It is a top view of the coke extrusion apparatus which concerns on other one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態に係るコークス押し出し装置の断面図である。It is sectional drawing of the coke extrusion apparatus which concerns on other one Embodiment of this invention. 加振モーターの振動原理の説明図である。It is explanatory drawing of the vibration principle of a vibration motor. 従来技術のコークス押し出し装置の側面図である。It is a side view of the coke extrusion apparatus of a prior art. 従来技術のコークス押し出し装置の斜視図である。It is a perspective view of the coke extrusion apparatus of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 コークス押し出し装置
2 押し出しラム
3 ラムロッド
4 ラムヘッド
5 加振部
6 加振モーター
7 台座
8 加振ロッド
9 加振機
10 台車
11 車輪
12 レール
13 バネ
14 バネ
19a 振動錘
19b 振動錘
20 押し出しラム
21 ラムロッド
22 ラムヘッド
22a 上部押し当て面
22b 中間押し当て面(加振板)
22c 下部押し当て面
28 加振機
29 加振ロッド
30 コークス押し出し装置
31 コークス炉の炭化室
32 コークス塊
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coke extrusion apparatus 2 Extrusion ram 3 Ram rod 4 Ram head 5 Excitation part 6 Excitation motor 7 Base 8 Excitation rod 9 Excitation machine 10 Bogie 11 Wheel 12 Rail 13 Spring 14 Spring 19a Oscillating weight 19b Oscillating weight 20 Extrusion ram 21 Lamb rod 22 Ram head 22a Upper pressing surface 22b Intermediate pressing surface (vibration plate)
22c Lower pressing surface 28 Exciter 29 Exciting rod 30 Coke extrusion device 31 Carbonizing chamber of coke oven 32 Coke lump

Claims (5)

コークス炉の炭化室内のコークス塊に押し出しラム先端のラムヘッドを押し当ててコークス塊を炭化室から押し出す際に、コークス塊に振動を加えながら押し出すことができるコークス押し出し装置であって、前記ラムヘッドの押し当て面の少なくとも一部が振動可能な加振部からなり、該加振部を振動させるための加振機を前記押し出しラムの外部に備え、前記加振機が偶数個の加振モーターと該加振モーターを固定する台座とからなり、該台座が前記ラムヘッドの押し出し棒であるラムロッドの押し出し方向に垂直な面において該ラムロッドの上部及び両側面を覆い、かつ下部が開放された鞍型であり、前記加振モーターが前記台座の両側面に同数ずつ固定されていることを特徴とするコークス押し出し装置。   A coke extrusion device capable of extruding a coke lump while applying vibration to the coke lump when pushing the ram head at the end of the extrusion ram against the coke lump in the carbonization chamber of the coke oven, At least a part of the abutting surface is composed of a vibrating portion that can vibrate, and is provided with a vibration exciter for vibrating the vibration portion outside the push-out ram, and the vibration exciter includes an even number of vibration motors and the vibration motor. A pedestal that fixes a vibration motor, the pedestal covering the upper and both sides of the ram rod on the surface perpendicular to the pushing direction of the ram rod that is the pushing rod of the ram head, and the lower portion is open. The coke extrusion device is characterized in that the same number of the excitation motors are fixed to both side surfaces of the pedestal. 加振部と加振機とは加振ロッドを介して接続されていることを特徴とする請求項1に記載のコークス押し出し装置。   The coke extrusion device according to claim 1, wherein the vibration unit and the vibration exciter are connected via a vibration rod. 加振機をレール上を走行可能な台車に設置することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコークス押し出し装置。   The coke extrusion apparatus according to claim 1 or 2, wherein the vibration exciter is installed on a carriage capable of traveling on rails. バネを介して加振機を走行台車に取り付けることを特徴とする請求項3に記載のコークス押し出し装置。   The coke pushing device according to claim 3, wherein the vibration exciter is attached to the traveling carriage via a spring. 台座の両側面が開閉する動きの共振の最低周波数が加振機の基本振動の最高周波数の2倍以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のコークス押し出し装置。   5. The coke extrusion device according to claim 1, wherein a minimum frequency of resonance of movement of both sides of the pedestal is at least twice as high as a basic frequency of the vibration exciter. .
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