JP5716446B2

JP5716446B2 - 装入石炭のレベリング方法

Info

Publication number: JP5716446B2
Application number: JP2011034992A
Authority: JP
Inventors: 加藤　元; 元加藤; 政彦山下; 山田　幸生; 幸生山田
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2031-02-21
Also published as: JP2012172050A

Description

本発明は装入石炭のレベリング方法に関し、さらに詳しくは、コークス炉炭化室への原料石炭を装入したときに、炭化室内に効率よく石炭を均して装填するための装入石炭のレベリング方法に関する。

コークス炉は、原料である石炭を乾留するための炭化室が、燃焼室に挟まれた構造を有している。図７に示すように、コークス炉の操業手順としては、先ず、炭化室１０の上壁部１１に炉長方向（矢印ｌで示す）に沿って所定間隔を隔てて開設された複数の装入孔１２より石炭２０を装入する。そして、燃焼室から隔壁を介して加熱を行うことにより、石炭２０を乾留してコークスを生成する。乾留後は、炭化室１０からコークスを押し出して排出し、その後再び原料石炭２０を装入するという操業サイクルとなっている。

炭化室１０の装入孔１２から装入された石炭２０の上面は、図７において破線で示すように、装入孔１２の直下が山状であり、装入孔１２同士の間が低い谷状となる。このような石炭２０の上面の凹凸を平坦に均すために、通常、図８に示すようなロッド状の長尺なレベラー３０を用いている。このレベラー３０は、図７に示すように、押し出し機（図示省略する）側の炉蓋１３上部に形成されたレベラー挿入口１３Ａから挿入され、所定の時間内に、炉長方向ｌに沿って所定の往復運動を行わせるレベリングと称する作業に供される。この種のレベラーとしては、例えば特許文献１に記載された構造のものが知られている。

従来、炭化室１０内に挿入したレベラー３０のストロークは、図６および図７に示すように、均し開始時に、レベラー３０をレベラー挿入口１３Ａから炭化室１０の炉長方向の対向炉蓋の内面近傍まで挿入し（ストロークｓ１）、その後対向炉蓋の内面から前記押出機側炉蓋側への戻し位置を炉長中間位置Ｌ／２に設定してレベラー３０を往復動作させることにより、炉長寸法Ｌの１／２の距離のストロークｓ２〜ｓ５の例えば２回の往復動作が行われ、最後にレベラー３０をレベラー挿入口１３Ａから抜き出すストロークｓ６を行うようにしている。

この場合、図７に示すように、炭化室１０内における押出機側炉蓋１３側に位置する領域では石炭２０の表面レベルが、管理レベルＡ（一点鎖線で示す）に達しているが、押出機側炉蓋１３と反対側の対向炉蓋１５側に位置する石炭２０の上面の高さが、管理レベルＡより所定のレベル差αだけ低くなることが判った。しかし、上述したレベラー３０のストロークでは、前壁１３側の石炭２０の表面レベルを管理レベルＡに保った状態で、対向炉蓋１５近傍の石炭２０の凹みを解消することは困難であった。

通常、炭化室１０に石炭２０を装入すると、隣接する燃焼室からの加熱を受けて、直ちに乾留に伴うガスや、炉壁近傍の石炭２０から放出される水素ガスなどが発生する。したがって、管理レベルＡを上回って石炭２０を充填してしまうと、炭化室１０の上壁部１１に設けたガス回収部１４へ、これら発生ガスを排出するための適切な流量のガス流路が確保できなくなる。このため、上記のレベル差α分の石炭２０の凹みを埋めるよりも、上記のガス流路を確保することが優先されていた。すなわち、上記のような石炭２０の凹みの発生は、避けようのないものとして許容されていた。

しかし、上記のレベル差α分の凹み容量分は、石炭２０を管理レベルＡまで平坦に充填できた場合の石炭の容量の５〜６％程度にも及ぶものであった。このため、一度の乾留工程におけるコークスの生産性を向上させることが望まれていた。また、石炭２０の表面がレベル差αだけ低くなることにより、露呈する炭化室部分が空熱されて炉壁への悪影響を与えることなどの問題があった。
このような炭化室１０における均し不良を解消するため、レベラーの挿入速度制御を行う技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３５９０５０９号公報特開昭６１−１９７６８４号公報

しかしながら、上記特許文献２に記載の従来技術は、レベラーの速度を変えるためのギヤなどの回転数を変えるための制御装置を備えるため、コスト増を招くものであり、また、コークス取り出し口近傍の石炭２０の管理レベルＡとのレベル差αを小さくする効果が実質的に小さいものであった。
そこで、本発明は、炉長全体に亘って石炭表面を均一に均すことができる装入石炭のレベリング方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、コークス炉の炭化室内に、前記炭化室上部の炉長方向に沿って所定間隔を隔てて設けられた複数の装入孔から装入された装入石炭の上面を、前記炭化室の炉長方向の押出機側炉蓋のレベラー挿入口から挿入されて炉長方向に沿って、一定の均し時間内に、往復動作を複数回行うレベラーで均す装入石炭のレベリング方法であって、均し開始時に、前記レベラーを前記レベラー挿入口から前記炭化室の炉長方向の対向炉蓋の内面近傍まで挿入し、その後該対向炉蓋の内面近傍から前記押出機側炉蓋側へ戻った折り返し位置を炉長中間位置より短く設定して前記レベラーを往復動作させ、前記均し時間内におけるレベラー往復動作回数を、前記折り返し位置を炉長中間位置に設定した場合より増加させ、均し終了時に前記レベラーを前記レベラー挿入口から取り出すものであり、前記レベラーの移動速度は、前記一定の均し時間内に炉長全域に亘って３回の往復運動を行う速度の１．６〜２．０倍の速度であることを要旨とする。

また、本発明は、上記構成において、前記対向炉蓋から前記折り返し位置までの距離を炉長の１／４に設定することが好ましい。

本発明によれば、コークス炉炭化室の炉長全体に亘って石炭の上面レベルを、レベラーの簡単な動作で均一に均すことができ、一度の乾留工程あたりのコークス生産性を高めることができる装入石炭のレベリング方法を実現することができる。

本発明の実施の形態に係る装入石炭のレベリング方法を示すものであり、コークス炉炭化室に装入された石炭のレベリング前の状態を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る装入石炭のレベリング方法を示すものであり、コークス炉炭化室にレベラーを挿入した状態を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る装入石炭のレベリング方法を示すものであり、レベラーのストロークパターンの一例を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る装入石炭のレベリング方法を示すものであり、レベラーのストロークパターンの他の例を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る装入石炭のレベリング方法による装入石炭のレベリング後の状態を示す断面図である。従来のレベラーのストロークパターンを示す説明図である。従来のレベリング方法の結果を示す装入石炭の状態を示す断面図である。レベラーを示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態に係る装入石炭のレベリング方法の詳細を図面に基づいて説明する。但し、図面は模式的なものであり、各部材の寸法や寸法の比率などは現実のものと異なることに留意すべきである。
図１は、コークス炉の炭化室１０内に、上壁部１１に炉長方向ｌに沿って所定間隔を隔てて開設された複数の装入孔１２より石炭２０を装入した状態を示す。なお、図１に示す炭化室１０は、図７に示した炭化室１０と同一であるため、詳細な説明は省略する。

上壁部１１における図示しない押し出し機側には、発生ガスを排出するためのガス回収部１４が設けられている。また、炭化室１０における押出機側炉蓋１３には、レベラー挿入口１３Ａが設けられている。炭化室１０における押出機側炉蓋１３と炉長方向ｌの反対側の図示しないガイド車側には、生成されたコークスを取り出すことを可能にする対向炉蓋（ガイド車側炉蓋）１５が設けられている。

図１に示すように、このレベラー挿入口１３Ａの開口下端縁の高さは、管理レベルＡ（一点鎖線で示す）と略同じ高さに設定されている。このレベラー挿入口１３Ａには、炭化室１０の炉長Ｌの寸法全体に亘って挿入可能な長さを有するレベラー３０が挿入されるようになっている。
そして、レベラー３０は、図示しない往復駆動部にて一定の速度で炉長方向１に沿ってストロークを行うように設定されている。レベラー３０のストロークパターンは、図３に示す通りである。なお、レベラー３０のストロークパターンは、図示しない往復駆動部により適宜設定可能である。

図１に示した状態は、装入した石炭２０に山部２０Ａと谷部２０Ｂが形成されている。このような状態において、図２に示すように、レベラー３０をレベラー挿入口１３Ａから所定速度で挿入して、レベラー３０の先端３０Ａを前壁１３から後壁１５の内面近傍まで挿入する（図３中、ストロークＳ１に相当）。その後、連続的に、図３に示すストロークパターンのように、後壁１５の内壁から炉長Ｌの約１／４の長さＬ１だけ戻った折り返し位置までの往復動作（ストロークＳ２〜Ｓ７）を繰り返し、最後にレベラー３０を前壁１３から取り出す（ストロークＳ８）。このようなストロークＳ１〜Ｓ８までの一定速度での連続動作によって、図５に示すように、装入された石炭２０の上面を炉長全域に亘り平坦に均すことができた。なお、これらの連続動作は、従来のように炉長全域に亘る３往復の動作に要する一定の均し時間をかけて行っている。

ここで、一定の均し時間とは、炭化室１０内に石炭２０を装入すると同時に発生するガスの排出がレベラー３０の作業により阻止されることを許容できる時間と定義する。このような一定の時間内であれば、コークス炉の操業に悪影響を与えずに行える。本実施の形態では、このような一定の時間内に、上述のようなストロークパターンでレベラー３０を動作させることで、装入効率が高く、生産性を向上する装入石炭のレベリング方法を実現することができる。

本実施の形態では、レベラーの移動速度を、このような一定の時間にレベラー３０が３往復する従来の動作と同等の移動速度に設定したが、従来のレベラー３０の移動速度比べて、１．７〜２．０倍の速度であることが好ましい。また、本実施の形態のようなストロークパターンとしたことにより、往復回数を増加させることが可能となる。なお、レベラー３０の移動速度が、従来の１．０倍前後でも、後壁１５側の石炭２０の表面レベルを管理レベルＡに近い高さで平坦に均すことが可能となるが、１．６〜２．０倍の速度とするとさらに往復回数を増加させることができ、管理レベルＡに近い高さで平坦にすることが可能となる。なお、移動速度が２．０倍を超えると、平坦性がそれ以上向上しないため、消費エネルギーを考慮すると、２．０倍未満の移動速度であることが好ましい。

図４は、レベラー３０を、後壁１５の内壁から炉長Ｌの約１／４でＬ１戻った位置まで４往復動作させた例である。図４に示すストロークパターンによっても、図５に示すように表面が平坦な石炭２０の装入が可能となる。特に、本実施の形態に係る装入石炭のレベリング方法では、少なくとも、後壁１５内壁と、後壁１５に最も近い装入孔１２の下方と、の間の往復動作を繰り返す動作を上記の条件にて一定速度で行うことにより、図５に示すような平坦な石炭２０の表面状態を得ることが可能となった。

なお、図６は従来のストロークパターンのを示すものである。図６に示すように、後壁１５の内壁から炉長Ｌの１／２であるＬ２戻った位置まで２往復動作させようとすると、走行距離が長くなり後壁１５近傍でのストローク数を上記の一定の時間内に稼ぐことができず、後壁１５側での石炭２０の表面を平坦にする効果が小さい。本実施の形態では、後壁１５の内壁から炉長Ｌの１／２のＬ２未満戻った位置までを往復させるストロークパターンとすることで後壁１５側での石炭２０の表面が管理レベルＡに近いレベルに均すことができた。

なお、本実施の形態では、図８に示すような従来のものと同じレベラー３０を用いている。このレベラー３０は、互いに平行をなす長尺な一対の側板３１と、これら側板３１同士の間を連結する複数の連結板３２を備えている。また、レベラー３０の先端部は、連結板３２と幅寸法が同じで縦寸法が短い先端板３３が設けられている。
以上、本実施の形態に係る装入石炭のレベリング方法について説明したが、このように装入された石炭２０は、燃焼室から隔壁を介して加熱を行うことにより、乾留されてコークスとなる。また、上述したように、乾留後は、炭化室１０からコークスを押し出して排出し、その後再び原料石炭２０を装入するという操業サイクルとなっている。

炭化室１０内でレベリングされた石炭２０の上面は、図５において一点鎖線で示す管理レベルＡにほぼ沿った面であり、石炭２０の装入効率が高くなっている。したがって、本実施の形態に係る装入石炭のレベリング方法によれば、コークス炉の炭化室１０の炉長Ｌ全体に亘って石炭２０の上面レベルを、レベラー３０の簡単な動作で均一に均すことができ、コークスの生産性を高めることができる。

［その他の実施の形態］
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものではない。本発明は、様々な代替実施の形態、実施例および運用技術に適用することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、コークス炉の炭化室１０の上部に設けられた装入孔１２は４つであったが、この数に限定されるものではない。
また、上記の実施の形態では、図８に示すようなレベラー３０を用いたが、他の構成のレベラーを用いてもよい。

１０…炭化室、１１…上壁部、１２…装入孔、１３…前壁、１３Ａ…レベラー挿入口、１４…ガス回収部、１５…後壁、２０…石炭、２０Ａ…山部、２０Ｂ…谷部、３０…レベラー

Claims

コークス炉の炭化室内に、前記炭化室上部の炉長方向に沿って所定間隔を隔てて設けられた複数の装入孔から装入された装入石炭の上面を、前記炭化室の炉長方向の押出機側炉蓋のレベラー挿入口から挿入されて炉長方向に沿って、一定の均し時間内に、往復動作を複数回行うレベラーで均す装入石炭のレベリング方法であって、
均し開始時に、前記レベラーを前記レベラー挿入口から前記炭化室の炉長方向の対向炉蓋の内面近傍まで挿入し、その後該対向炉蓋の内面近傍から前記押出機側炉蓋側へ戻った折り返し位置を炉長中間位置より短く設定して前記レベラーを往復動作させ、前記均し時間内におけるレベラー往復動作回数を、前記折り返し位置を炉長中間位置に設定した場合より増加させ、均し終了時に前記レベラーを前記レベラー挿入口から取り出すものであり、
前記レベラーの移動速度は、前記一定の均し時間内に炉長全域に亘って３回の往復運動を行う速度の１．６〜２．０倍の速度であることを特徴とする装入石炭のレベリング方法。
前記対向炉蓋から前記折り返し位置までの距離を炉長の１／４に設定したことを特徴とする請求項１に記載の装入石炭のレベリング方法。