JP5835075B2 - Method for estimating inflation pressure - Google Patents
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Description
本発明は、コークス炉に装入される石炭の膨張圧を推定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for estimating the expansion pressure of coal charged in a coke oven.
コークス炉の炭化室で石炭を乾留してコークスを製造する過程で、石炭は加熱されることにより膨張し、コークス炉の炉壁に圧力を及ぼすが、この圧力のことを一般に膨張圧と呼んでいる。この膨張圧が異常に高くなると、コークス炉の炉壁が損傷して操業不能になったり、炭化室から炉外にコークスを押し出す際の押し出し負荷が増大し、炉壁に過大な負荷が加わることにより、炉壁損傷の原因となる。このため、コークス炉の操業において膨張圧をコークス炉損傷の許容限界値以下に管理することは、重要な課題である。特に、近年コークス炉の老朽化が進み、炉体強度が低下することにより許容限界値が低下するとともに、近年の調湿炭法などの石炭事前処理技術の導入によりコークス炉炭化室内の石炭装入嵩密度が上昇し、膨張圧は増加傾向にあり、コークス炉の延命のために膨張圧管理はますます重要な課題となっている。 In the process of producing coke by carbonizing coal in a coke oven, the coal expands when heated and exerts pressure on the coke oven wall. This pressure is generally called expansion pressure. Yes. If this expansion pressure becomes abnormally high, the furnace wall of the coke oven will be damaged, making it impossible to operate, or the extrusion load when pushing coke out of the furnace from the carbonization chamber will increase, adding excessive load to the furnace wall. This causes damage to the furnace wall. For this reason, it is an important issue to manage the expansion pressure below the allowable limit value for coke oven damage in the operation of the coke oven. In particular, coke ovens have become aging in recent years, and the allowable limit value is lowered due to a decrease in furnace body strength. In addition, the introduction of coal pretreatment technology such as the humidity-controlling coal method in recent years has led to the introduction of coal into the coke oven carbonization chamber. As the bulk density rises and the expansion pressure tends to increase, expansion pressure management has become an increasingly important issue for extending the life of coke ovens.
コークス炉の損傷を避けるため、コークス炉で使用する前に試験炉で石炭を実際に乾留して膨張圧を測定する必要がある。膨張圧測定には、通常KoppersとJenkner (H.Koppersand A.Jenkner,Fue
l,10(1931),232、 H.Koppers and A.Jenkner,Fuel,10(1931),273)によって開発された可動壁炉(片側の壁が可動式の特殊な試験乾留炉)が用いられており、この可動壁炉で測定された膨張圧で10〜15kPaがコークス炉の炉体強度許容限界値とされている。
In order to avoid damage to the coke oven, it is necessary to actually distill the coal in the test furnace and measure the expansion pressure before using it in the coke oven. In general, Koppers and Jenkner (H. Koppersand A. Jenkner, Fue
l, 10 (1931), 232, H.Koppers and A.Jenkner, Fuel, 10 (1931), 273) is used for the movable wall furnace (special test distillation furnace with movable wall on one side) The expansion pressure measured in this movable wall furnace is 10 to 15 kPa as the allowable limit value of the furnace body strength of the coke oven.
しかしこの試験乾留炉はたいへん高価であり、しかも必要とされる石炭試料量が多く(約400kg)、簡便な測定方法ではない。また、測定結果の再現性が乏しく、原料石炭の配合の変更やコークス炉の操業条件の変更を行う時に、迅速な対応ができない。そのため、試験乾留炉で石炭の膨張圧を実測することなく、簡便な方法で膨張圧を推定する方法が従来より提案されてきた。 However, this test carbonization furnace is very expensive and requires a large amount of coal sample (about 400 kg), which is not a simple measurement method. In addition, the reproducibility of the measurement results is poor, and a rapid response cannot be made when changing the blending of raw coal or changing the operating conditions of the coke oven. Therefore, a method for estimating the expansion pressure by a simple method without actually measuring the expansion pressure of coal in a test carbonization furnace has been proposed.
特許文献1は、揮発分、炭素含有率、ビトリニット平均反射率等で表わされる石炭化度と不活性成分量により膨張圧を推定する方法に基づき、石炭の石炭化度と不活性成分量を調整して、膨張圧が許容限界値以下になるように制御する石炭膨張圧の制御方法を開示する。特許文献2は、軟化溶融状態にある石炭層のガス透過係数を測定し、あるいは石炭性状(石炭組織中の不活性成分量と最高流動度)から、あるいは乾留条件から推定する方法に基づいてガス透過係数を推算し、このガス透過係数、軟化溶融状態にある石炭層の炉幅方向厚み、および軟化溶融層からの単位体積当たり熱分解ガス発生速度を用いて、石炭乾留過程における膨張圧の経時変化の推定を行っている。
しかし、特許文献1で開示されている様な、揮発分、炭素含有率、ビトリニット平均反射率等で表わされる石炭化度と不活性成分量により膨張圧を推定する方法で推定される値と実測値とが乖離する入荷炭が存在することがわかった。
However, as disclosed in
また、特許文献2で開示されている様な、ガス透過係数、軟化溶融状態にある石炭層の炉幅方向厚み、および軟化溶融層からの単位体積当たり熱分解ガス発生速度を用いて、石炭乾留過程における膨張圧を推定する方法で推定される値も、石炭性状(石炭組織中の不活性成分量と最高流動度)を用いてガス透過係数を推算する場合、実測値と膨張圧の推定値が乖離する入荷炭が存在することがわかった。
Further, using the gas permeation coefficient, the furnace width direction thickness of the coal bed in the softened and melted state, and the pyrolysis gas generation rate per unit volume from the softened and melted layer as disclosed in
本発明は、ビトリニット反射率分布を用いて、試験乾留炉で石炭の膨張圧を実測することなく、極めて簡便な方法で膨張圧を精度良く推定する方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for accurately estimating an expansion pressure by an extremely simple method without actually measuring the expansion pressure of coal using a vitrinite reflectance distribution.
本発明者は、上記課題を鋭意検討した結果、膨張圧の推定精度を低下させる原因として、ビトリニット反射率分布が複数のピークを有することにあることを見出した。図1は、ビトリニット平均反射率に複数のピークを有する入荷炭のビトリニット反射率分布を示しており、横軸がビトリニット反射率、縦軸が割合(体積%)である。図1のビトリニット反射率分布は、高反射率の部分と低反射率の部分とに分かれる。 As a result of earnestly examining the above problems, the present inventor has found that the vitrinite reflectance distribution has a plurality of peaks as a cause of reducing the estimation accuracy of the expansion pressure. FIG. 1 shows the vitrinite reflectance distribution of coal coal having a plurality of peaks in the vitrinite average reflectance. The horizontal axis represents the vitrinite reflectance and the vertical axis represents the ratio (volume%). The vitrinite reflectance distribution in FIG. 1 is divided into a high reflectance portion and a low reflectance portion.
この場合、特許文献1に開示された方法でビトリニット平均反射率を求めると、ビトリニット平均反射率と各ピーク値との差が大きくなり、ビトリニット平均反射率が石炭の代表性状から乖離した値になってしまう。すなわち、図2に図示するように、入荷炭のビトリニット平均反射率が1つのピークしか有していない場合、ビトリニット平均反射率は入荷炭の代表性状を表すことになるから、ビトリニット平均反射率から精度よく膨張圧を推定することができる。
In this case, when the vitrinite average reflectance is obtained by the method disclosed in
しかしながら、図1に図示するような入荷炭では、ビトリニット平均反射率が入荷炭の代表性状から乖離するため、ビトリニット平均反射率から精度よく膨張圧を推定することができないことが判明した。 However, it has been found that in the case of the coal as shown in FIG. 1, the expansion pressure cannot be accurately estimated from the vitrinite average reflectance because the vitrinite average reflectance deviates from the representative properties of the coal.
また、特許文献2に開示された方法では、石炭性状(石炭組織中の不活性成分量と最高流動度)を用いた場合、最高流動度という入荷炭全体の平均的な値しか求めることが出来ないため、図1に図示するような入荷炭の場合、精度よく膨張圧を推定することができないことが判明した。
In addition, in the method disclosed in
本発明者は、上記課題を解決するために、
(1)コークス炉に装入される石炭のビトリニット組織の反射率およびイナート組織の総量を測定し、この測定結果と、ビトリニット組織の反射率としてピークが1つの石炭を用いて予め取得されたビトリニット組織の反射率及びイナート組織の総量と膨張圧との相関関係から、前記コークス炉に装入される石炭の膨張圧を推定する方法において、前記コークス炉に装入される石炭は、ビトリニット組織の反射率として複数のピークを含んでおり、前記各ピークに対応する前記反射率分布をそれぞれ正規分布にして、各正規分布における前記反射率の平均値およびイナート組織の総量を用いて、前記各ピークに対応する各膨張圧を推定し、前記各ピークに含まれるビトリニット組織の前記石炭全体に含まれるビトリニット組織全体に対する含有割合を用いて、前記推定した各膨張圧を加重平均することにより、石炭全体での膨張圧を推定する方法を創作した。
In order to solve the above problems, the present inventor
(1) The reflectance of the vitrinite structure and the total amount of the inert structure of the coal charged in the coke oven are measured, and the measurement result and the vitrinite obtained in advance using one coal as the reflectance of the vitrinite structure. In the method of estimating the expansion pressure of the coal charged into the coke oven from the correlation between the reflectance of the tissue and the total amount of inert structure and the expansion pressure, the coal charged into the coke oven has a vitrinite structure. The reflectance includes a plurality of peaks, and the reflectance distribution corresponding to each of the peaks is made a normal distribution, and the average value of the reflectance in each normal distribution and the total amount of inert tissue are used. The expansion pressure corresponding to each of the peaks is estimated, and the vitrinite structure included in each peak includes the entire vitrinite structure included in the coal. With a ratio, by weighted averaging of each inflation pressure that the estimated and created a method for estimating the expansion pressure of the entire coal.
(2)上記(1)の膨張圧の推定方法において、前記ビトリニット組織の反射率分布およびイナート組織の総量は、JIS M8816に規格された方法により測定することができる。
(2) In the method for estimating the expansion pressure of the (1), the total amount of reflectance distribution and inert tissue of the vitrinite tissue can be measured by methods standard in
(3)上記(1)の膨張圧の推定方法において、前記ビトリニット組織の反射率分布およびイナート組織の総量は、A工程〜C工程を有する石炭組織自動分析方法により測定することができる。
A工程;対象とする石炭に可視光を照射し、反射率を測定させる。
B工程;ビトリニット組織を測定可能に近接した2点間の反射率の差が一定範囲内にある測定点をビトリニット組織として集計する。
C工程;前記の近接した2点間の反射率の差が前記の一定範囲外にあり、反射率が所定値よりも高い測定点をイナート組織として認識して集計する。
(3) In the method for estimating the expansion pressure of (1) above, the reflectance distribution of the vitrinite structure and the total amount of inert structure can be measured by a coal structure automatic analysis method having Steps A to C.
Step A: Visible light is irradiated to the target coal, and the reflectance is measured.
Step B: The measurement points where the difference in reflectance between two points close to each other so that the vitrinite structure can be measured are within a certain range are counted as the vitrinite structure.
Step C: Measurement points where the difference in reflectivity between the two adjacent points is outside the predetermined range and the reflectivity is higher than a predetermined value are recognized as an inert tissue and aggregated.
上記の石炭組織自動測定方法としては、例えば、小島(鉄と鋼 vol.64, No.12 pp.1661-1670(1978))によって開発された方法が推奨される。ちなみに、上記のB工程における「ビトリニット組織を測定可能に近接した2点間の反射率の差が一定範囲内」という記載の「近接した2点間」および「一定範囲内」について説明する。 For example, a method developed by Kojima (Iron and Steel vol.64, No.12 pp.1661-1670 (1978)) is recommended as the above-described automatic measurement method of coal structure. Incidentally, “between two adjacent points” and “within a certain range” described in the above-mentioned B process, “the difference in reflectance between two points close to each other so that the vitrinite structure can be measured is within a certain range” will be described.
ビトリニット組織は、光学的に均質でほかの組織より大きな形で存在していることを利用して測定しており、すなわち、近接した2点間の反射率の差がほとんどないということを利用して測定している。従って、「近接した2点間」の距離は、ビトリニット組織が測定可能であれば、適宜、設定すれば良く、例えば、10μmが例示できる。 The vitrinite structure is measured using the fact that it is optically homogeneous and exists in a larger form than other structures, that is, it uses the fact that there is almost no difference in reflectance between two adjacent points. Is measured. Therefore, the distance between “adjacent two points” may be appropriately set as long as the vitrinite structure can be measured, and may be 10 μm, for example.
また、「一定範囲内」というのは、ビトリニット組織の場合、上記の通り、光学的に均質でほかの組織より大きな形で存在しているため、原則として、2点間の反射率が同一である。しかし、2点間の一方が他の組織にかかっている場合等は、同一の反射率にはならず、多少の相違が生じる場合がある。そこで、過去のデータ等や許容される測定精度に基き、「一定範囲」を、設定すれば良く、例えば、2点間の反射率の差としては0.075%以内が例示できる。 In addition, “within a certain range” means that in the case of a vitrinite structure, as described above, it is optically homogeneous and exists in a larger form than other tissues. is there. However, when one of the two points is applied to another tissue, the same reflectance is not obtained, and a slight difference may occur. Therefore, a “certain range” may be set based on past data or the like and allowable measurement accuracy. For example, the difference in reflectance between two points may be within 0.075%.
また、C工程における「反射率が所定値よりも高い測定点をイナート組織」という記載の「所定値」とは、ビトリニット組織を代表する反射率であれば良いが、例えば、平均反射率を用いることが好ましい。 In addition, the “predetermined value” in the description of “the measurement point where the reflectance is higher than the predetermined value as an inert structure” in the step C may be a reflectance that represents a vitrinite structure. For example, an average reflectance is used. It is preferable.
本発明によれば、ビトリニット平均反射率が実際の石炭性状から乖離することを抑制できる。その結果、膨張圧の推定精度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the vitrinite average reflectance from deviating from the actual coal properties. As a result, the estimation accuracy of the expansion pressure can be improved.
本実施形態に係る石炭の膨張圧の推定方法について、詳細に説明する。近年、石炭価格の高騰に伴い新規炭鉱の開発が活発であるが、新規石炭(後述する、入荷炭に相当する)において、ビトリニット反射率分布に複数のピークを有するものが存在していることが判った。 The method for estimating the expansion pressure of coal according to this embodiment will be described in detail. In recent years, the development of new coal mines has been active as the price of coal has soared, but there are some new coals (corresponding to incoming coal described later) that have multiple peaks in the vitrinite reflectance distribution. understood.
この原因は明確ではないが、一つの採掘地から採掘される石炭の採掘量が少ない場合、この採掘地において採掘された単味炭Aと、他の採掘地において採掘された単味炭Bとが洗炭工場や出荷港において混ぜ合わされる場合や、同一の採掘地であっても炭層の違いにより、ビトリニット平均反射率が異なることが考えられる。 The reason for this is not clear, but when the amount of coal mined from one mining site is small, the solid coal A mined in this mining site and the solid coal B mined in the other mining site It is conceivable that the vitrinite average reflectivity varies depending on the coal layer, even when they are mixed in a charcoal factory or shipping port, or even in the same mining site.
ビトリニット反射率分布が複数のピークを有する石炭は、上述の通り、膨張圧の推定精度を低下させるという問題が発生した。そこで、本実施形態における入荷炭には、ビトリニット反射率分布に複数のピークを有するものを対象としている。 As described above, the coal having the vitrinite reflectance distribution having a plurality of peaks has a problem that the estimation accuracy of the expansion pressure is lowered. Therefore, the coal in the present embodiment is for coal having a plurality of peaks in the vitrinite reflectance distribution.
最初に、入荷炭に含まれるビトリニット組織の反射率分布を測定する。ここで、反射率分布の測定方法は、JIS M8816に規定されているため、詳細な説明を省略する。なお、上述したように、A工程〜C工程を有する石炭組織自動分析方法により、反射率部分を測定してもよい。本実施形態の入荷炭では、反射率分布は図1に図示するように二つのピーク値を有しており、図中右側の波形が高反射率の部分に対応し、図中左側の波形が低反射率の部分に対応している。
First, the reflectance distribution of the vitrinite structure contained in the incoming coal is measured. Here, the measuring method of the reflectance distribution, since it is prescribed in
次に、図1の反射率分布のデータを処理して、高反射率部分に対応する正規分布と、低反射率部分に対応する正規分布とに波形分離する。データ処理は、コンピュータがソフトウェアに記録された公知のプログラムを読み出すことにより実行される。図3は、波形分離後の正規分布を示している。右側の波形が高反射率部分に対応しており、左側の波形が低反射率部分に対応している。 Next, the data of the reflectance distribution in FIG. 1 is processed to separate the waveform into a normal distribution corresponding to the high reflectance portion and a normal distribution corresponding to the low reflectance portion. Data processing is executed by a computer reading a known program recorded in software. FIG. 3 shows a normal distribution after waveform separation. The waveform on the right side corresponds to the high reflectance portion, and the waveform on the left side corresponds to the low reflectance portion.
次に、図3に基づき、高反射率部分及び低反射率部分のビトリニット平均反射率をそれぞれ求め、求めたそれぞれのビトリニット平均反射率を用いて、後述の方法により膨張圧を推定し、入荷炭に含まれるビトリニット組織全体に対する含有割合によって推定した膨張圧を加重平均することにより入荷炭全体での膨張圧を求める。すなわち、本実施形態のビトリニット平均反射率は、従来のようにビトリニット反射率分布から単純に平均値を求めるものではなく、各ピークに対応したビトリニット反射率分布を正規化し、各ピークのビトリニット反射率分布毎にビトリニット反射率分布を平均化することで求められる。 Next, based on FIG. 3, the vitrinite average reflectivity of the high reflectivity portion and the low reflectivity portion is obtained, the expansion pressure is estimated by the method described later using the obtained vitrinite average reflectivity, and the received coal The weight of the expansion pressure estimated by the content ratio with respect to the whole vitrinite structure contained in is averaged to obtain the expansion pressure in the entire coal. That is, the vitrinite average reflectance of this embodiment is not simply obtained from the vitrinite reflectance distribution as in the prior art, but the vitrinite reflectance distribution corresponding to each peak is normalized, and the vitrinite reflectance of each peak is normalized. It is obtained by averaging the vitrinite reflectance distribution for each distribution.
本実施形態では、高反射率部分のビトリニット平均反射率は1.45(%)であり、低反射率部分のビトリニット平均反射率は1.02(%)である。また、入荷炭に含まれる高反射率部分及び低反射率部分のうち高反射率部分に含まれるビトリニット組織の含有割合は59.1(体積%)であり、低反射率部分に含まれるビトリニット組織の含有割合は40.9(体積%)である。なお、波形分離をせず単純に平均化した入荷炭のビトリニット平均反射率は、1.28(%)である。 In the present embodiment, the vitrinite average reflectance of the high reflectance portion is 1.45 (%), and the vitrinite average reflectance of the low reflectance portion is 1.02 (%). Moreover, the content ratio of the vitrinite structure contained in the high reflectivity portion of the high reflectivity portion and the low reflectivity portion contained in the received coal is 59.1 (volume%), and the vitrinite structure contained in the low reflectivity portion. The content ratio of is 40.9 (volume%). In addition, the vitrinite average reflectance of the incoming coal simply averaged without waveform separation is 1.28 (%).
次に、図4のグラフ(相関関係に相当する)に、波形分離により求めたそれぞれのビトリニット平均反射率を当てはめることにより、膨張圧を求め、ビトリニット組織全体に対するそれぞれのピークの含有割合で推定膨張圧を加重平均することにより石炭全体の膨張圧を推定求めることができる。 Next, by applying the vitrinite average reflectance obtained by waveform separation to the graph of FIG. 4 (corresponding to the correlation), the expansion pressure is obtained, and the estimated expansion is determined by the content ratio of each peak with respect to the entire vitrinite structure. The expansion pressure of the entire coal can be estimated by averaging the pressures.
ここで、図4は、反射率と膨張圧との相関関係を示している。相関関係は、入荷炭に含まれるイナート組織の総量(以下、トータルイナート量という)によって異なる。図4では、トータルイナート量が15%、25%、35%の場合のみを図示しているが、他のトータルイナート量についても適宜追加することができる。なお、トータルイナート量は、ビトリニット反射率分布を測定する際に、取得することができる(JIS M8816参照)。また、上述したように、A工程〜C工程を有する石炭組織自動分析方法により、トータルイナート量を測定してもよい。
Here, FIG. 4 shows the correlation between the reflectance and the expansion pressure. The correlation varies depending on the total amount of inert structure contained in the coal coal (hereinafter referred to as the total inert amount). In FIG. 4, only the cases where the total inert amount is 15%, 25%, and 35% are illustrated, but other total inert amounts can be added as appropriate. Note that the total inert amount when measuring the vitrinite reflectance distribution can be obtained (see JIS M88 16). In addition, as described above, the total inert amount may be measured by an automatic coal structure analysis method including Steps A to C.
図4のグラフは、予め試験コークス炉を用いた試験を行うことにより取得することができる。なお、その際には、ビトリニット組織の反射率としてピークが1つの石炭を選定する必要がある。ちなみに、ビトリニット組織の反射率のピークが1つの石炭であれば、各種の石炭を用いることができる。本実施形態では、炉幅が420mmの乾留炉を有する試験コークス炉に石炭を装入して膨張圧を測定し、この様な測定を複数種の石炭を用いて行った。 The graph of FIG. 4 can be acquired by conducting a test using a test coke oven in advance. In this case, it is necessary to select coal having one peak as the reflectance of the vitrinite structure. Incidentally, if the peak of reflectance of the vitrinite structure is one coal, various types of coal can be used. In the present embodiment, coal was charged into a test coke oven having a 420 carbonization furnace having a furnace width of 420 mm, and the expansion pressure was measured. Such a measurement was performed using a plurality of types of coal.
3mm以下の粒子が85質量%となるような粉砕粒度で粉砕される石炭を、試験コークス炉に装入した。また、装入密度は乾炭ベースで0.85t/m3に設定し、水分は3質量%に設定した。測定された膨張圧を、石炭のビトリニット平均反射率、トータルイナート量及び膨張圧により整理することにより、図4のグラフを得た。 Coal pulverized with a pulverized particle size such that particles of 3 mm or less were 85 mass% was charged into a test coke oven. The charging density was set to 0.85 t / m 3 on a dry coal basis, and the water content was set to 3% by mass. The graph of FIG. 4 was obtained by arranging the measured expansion pressure according to the vitrinite average reflectance of coal, the total inert amount, and the expansion pressure.
また、入荷炭のビトリニット組織の反射率のピークが3つ以上の場合にも、上記方法を用いてビトリニット平均反射率を算出することにより、精度よく膨張圧を推定することができる。 Further, even when there are three or more reflectance peaks of the vitrinite structure of the incoming coal, the expansion pressure can be accurately estimated by calculating the vitrinite average reflectance using the above method.
次に、実施例を示して本発明についてより具体的に説明する。表1は、実施例の推定方法により推定された膨張圧を示している。表2は、比較例の推定方法により推定された膨張圧を示している。表3は、参考例の推定方法により推定された膨張圧を示している。
比較例1〜5はそれぞれ、実施例1〜5と同じ入荷炭を使用した。実施例1〜5では、上記実施形態の方法により各ビトリニット反射率のピークのビトリニット平均反射率を測定した。比較例1〜5では、従来の方法、つまり、取得したビトリニット反射率の分布を波形分離せずに入荷炭のビトリニット平均反射率を測定した。参考例1〜6では、石炭のビトリニット組織の反射率のピークが1つの入荷炭を使用した。参考例1及び4では、同一の入荷炭を使用した。参考例2及び5では、同一の入荷炭を使用した。参考例3及び6では、同一の入荷炭を使用した。参考例1〜3では、実施例と同様の方法で入荷炭のビトリニット反射率分布を正規分布化し、ビトリニット平均反射率を算出した。参考例4〜6では、比較例と同様の方法で入荷炭のビトリニット平均反射率を測定した。 Comparative Examples 1-5 used the same arrival coal as Examples 1-5, respectively. In Examples 1 to 5, the vitrinite average reflectance of each vitrinite reflectance peak was measured by the method of the above embodiment. In Comparative Examples 1 to 5, the conventional method, that is, the vitrinite average reflectance of incoming coal was measured without waveform separation of the obtained vitrinite reflectance distribution. In Reference Examples 1 to 6, an incoming coal with a peak reflectance of the vitrinite structure of coal was used. In Reference Examples 1 and 4, the same incoming coal was used. In Reference Examples 2 and 5, the same incoming coal was used. In Reference Examples 3 and 6, the same incoming coal was used. In Reference Examples 1 to 3, the vitrinite reflectance distribution of incoming coal was normalized by the same method as in the example, and the vitrinite average reflectance was calculated. In Reference Examples 4 to 6, the vitrinite average reflectance of incoming coal was measured by the same method as in the comparative example.
実施例1及び比較例1を比較参照して、実施例1では実測値と推定値との差が僅か4.9(kPa)であったが、比較例1では実測値と推定値との差が31.1(kPa)に拡大した。実施例2及び比較例2を比較参照して、実施例2では実測値と推定値との差が僅か4.4(kPa)であったが、比較例2では実測値と推定値との差が14.7(kPa)に拡大した。実施例3及び比較例3を比較参照して、実施例3では実測値と推定値との差が僅か4.9(kPa)であったが、比較例3では実測値と推定値との差が34.4(kPa)に拡大した。実施例4及び比較例4を比較参照して、実施例4では実測値と推定値との差が僅か4.1(kPa)であったが、比較例4では実測値と推定値との差が29.2(kPa)に拡大した。実施例5及び比較例5を比較参照して、実施例5では実測値と推定値との差が僅か2.5(kPa)であったが、比較例5では実測値と推定値との差が9.5(kPa)に拡大した。これらの結果から、本発明の膨張圧推定方法を用いることにより、膨張圧の推定精度が向上することが証明された。 Compared with Example 1 and Comparative Example 1, in Example 1, the difference between the measured value and the estimated value was only 4.9 (kPa), but in Comparative Example 1, the difference between the measured value and the estimated value. Increased to 31.1 (kPa). Compared with Example 2 and Comparative Example 2, in Example 2, the difference between the measured value and the estimated value was only 4.4 (kPa), but in Comparative Example 2, the difference between the measured value and the estimated value. Increased to 14.7 (kPa). Compared with Example 3 and Comparative Example 3, in Example 3, the difference between the measured value and the estimated value was only 4.9 (kPa), but in Comparative Example 3, the difference between the measured value and the estimated value. Increased to 34.4 (kPa). In comparison with Example 4 and Comparative Example 4, in Example 4, the difference between the actual measurement value and the estimated value was only 4.1 (kPa), but in Comparative Example 4, the difference between the actual value and the estimated value. Increased to 29.2 (kPa). In comparison with Example 5 and Comparative Example 5, in Example 5, the difference between the measured value and the estimated value was only 2.5 (kPa), but in Comparative Example 5, the difference between the measured value and the estimated value. Increased to 9.5 (kPa). From these results, it was proved that the estimation accuracy of the expansion pressure was improved by using the expansion pressure estimation method of the present invention.
参考例1及び参考例4を比較参照して、石炭のビトリニット組織の反射率のピークが1つである入荷炭の膨張圧を推定する際に、本発明の方法を適用しても、従来の方法を適用しても、膨張圧の推定精度に大きな差がないことが証明された。参考例2及び参考例5を比較参照して、石炭のビトリニット組織の反射率のピークが1つである入荷炭の膨張圧を推定する際に、本発明の方法を適用しても、従来の方法を適用しても、膨張圧の推定精度に大きな差がないことが証明された。参考例3及び参考例6を比較参照して、石炭のビトリニット組織の反射率のピークが1つである入荷炭の膨張圧を推定する際に、本発明の方法を適用しても、従来の方法を適用しても、膨張圧の推定精度に大きな差がないことが証明された。 Even when the method of the present invention is applied to estimate the expansion pressure of incoming coal in which the reflectance peak of the vitrinite structure of the coal is one with reference to Reference Example 1 and Reference Example 4, Even if the method was applied, it was proved that there was no big difference in the estimation accuracy of the inflation pressure. Even when the method of the present invention is applied to estimate the expansion pressure of incoming coal with one peak of reflectivity of the vitrinite structure of coal with reference to Reference Example 2 and Reference Example 5, Even if the method was applied, it was proved that there was no big difference in the estimation accuracy of the inflation pressure. Even if the method of the present invention is applied to estimate the expansion pressure of coal with a peak of reflectivity of the vitrinite structure of coal with reference to Reference Example 3 and Reference Example 6, Even if the method was applied, it was proved that there was no big difference in the estimation accuracy of the inflation pressure.
図5は、実施例及び参考例1〜3の方法により推定した膨張圧と、実測膨張圧とのズレ量を定量的に示したグラフであり、横軸が推定膨張圧、縦軸が実測膨張圧である。図6は、図5に対応しており、比較例及び参考例4〜6の方法により推定した膨張圧と、実測膨張圧とのズレ量を定量的に示したグラフである。これらの図から明らかなように、実施例及び参考例1〜3の推定値は、実測値の近くにプロットされており、膨張圧の推定精度が極めて高いことがわかる。 FIG. 5 is a graph quantitatively showing the amount of deviation between the expansion pressure estimated by the methods of Examples and Reference Examples 1 to 3 and the measured expansion pressure, the horizontal axis is the estimated expansion pressure, and the vertical axis is the measured expansion. Pressure. FIG. 6 corresponds to FIG. 5 and is a graph quantitatively showing the amount of deviation between the expansion pressure estimated by the methods of the comparative example and the reference examples 4 to 6 and the actually measured expansion pressure. As is clear from these figures, the estimated values of Examples and Reference Examples 1 to 3 are plotted close to the actually measured values, and it can be seen that the estimation accuracy of the expansion pressure is extremely high.
本発明により、膨張圧を精度良く測定できる。これにより、実炉炭化室内に石炭を装入する前に膨張圧を推定し、膨張圧による炉壁損傷を回避することが可能となる。その結果、コークス炉炉壁補
修費用の低減および炉寿命の延長が達成でき、その経済的な効果は大きい。
According to the present invention, the expansion pressure can be accurately measured. This makes it possible to estimate the expansion pressure before charging coal into the actual furnace carbonization chamber, and to avoid furnace wall damage due to the expansion pressure. As a result, the cost for repairing the coke oven wall can be reduced and the lifetime of the furnace can be extended, and the economic effect is great.
また、通常、膨張圧で10-15kPaがコークス炉の炉体強度からの許容限界値とされているが、本発明により、許容限界値以下で精度よく石炭配合条件を組むことが出来ることとなり、使用可能な炭種の拡大および良質石炭の使用削減によるコストの削減が可能となる。
In addition, normally, 10-15 kPa at the expansion pressure is the allowable limit value from the strength of the coke oven body, but according to the present invention, coal blending conditions can be accurately set below the allowable limit value, Costs can be reduced by expanding the types of coal that can be used and reducing the use of high-quality coal.
Claims (3)
A工程;対象とする石炭に可視光を照射し、反射率を測定させる。
B工程;ビトリニット組織を測定可能に近接した2点間の反射率の差が、一定範囲内にある測定点をビトリニット組織として集計する。
C工程;前記の近接した2点間の反射率の差が前記の一定範囲外にあり、反射率が所定値よりも高い測定点をイナート組織として認識して集計する。
The method for estimating an expansion pressure according to claim 1, wherein the reflectance distribution of the vitrinite structure and the total amount of the inert structure are measured by a coal structure automatic analysis method having steps A to C.
Step A: Visible light is irradiated to the target coal, and the reflectance is measured.
Step B: Measurement points in which the difference in reflectance between two points close to each other so that the vitrinite structure can be measured are within a certain range are counted as a vitrinite structure.
Step C: Measurement points where the difference in reflectivity between the two adjacent points is outside the predetermined range and the reflectivity is higher than a predetermined value are recognized as an inert tissue and aggregated.
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