JP6699616B2 - コークスケーキの押出力推定方法及びコークス炉の補修方法 - Google Patents

Description

本発明は、コークス炉からコークスケーキを押出すために必要な押出力を推定するコークスケーキの押出力推定方法、及び、この方法により推定された押出力を用いたコークス炉の補修方法に関する。

燃焼室と炭化室とが交互に連接されて構成される水平室式コークス炉（以下、単に「コークス炉」という。）では、炉頂に設けられた複数の装炭孔から炭化室内に装入・充填した石炭（装入炭）を、隣接する燃焼室内に供給される燃焼ガスによって加熱して乾留することでコークスを生産している。得られたコークスケーキは、押出機によって各炭化室から押出されて炉外に排出され、冷却されて製品となる。

このようなコークス炉では、稼動年数が長くなるにつれ、老朽化により炉壁に形成された凹凸が原因となってコークスケーキを押出すのに必要な押出力が増加し、炭化室からのコークスの排出が困難となる押止りや窯詰りと呼ばれる現象が発生することがある。これら押止りや窯詰りの発生は、押出機による押出サイクルの低下等を招き、生産性を低下させる場合があるため、コークス炉を操業するにあたっては、押出力の把握が重要となる。

例えば、特許文献１には、炭化室の側壁面に生じている凹凸に関わる情報に基づいて、コークスケーキが押出し時に受ける抵抗指標を導出する手法が開示されている。また、特許文献２には、試験用コークスケーキの押出試験を行うことで、コークスケーキの押出負荷を求める手法が開示されている。また、特許文献３には、炭化室の側壁面に生じている凹凸の情報を取得し、コークスケーキが押出される過程でコークスケーキ幅と炉幅との大小関係からコークスケーキ側面の位置毎に炉壁摩擦力を計算して、押出力を導出する方法が開示されている。

特開２００８−２０１９９３号公報 特開２０１２−６２３６６号公報 特許第５５９０２７０号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、炉壁を観測して得た凹凸情報をもとにして抵抗指数を求めてはいるものの、求めた抵抗指数は間接的な指標にすぎず、この抵抗指数と実際の押出負荷との相関関係から炉壁の状態を評価しているのみであるため、直接的にコークスケーキの押出力を推定するのは困難であった。また、特許文献２の技術では、事前に試験用コークスケーキを生産して用い、実コークス炉の炭化室を模擬した押出負荷試験を繰り返し実施する必要があるため、押出力を推定するのに要する手間やコストが増大する問題があった。また、特許文献３の技術では、側壁面の凹凸に加えて、他の要因も押出力に大きく影響する場合には、押出力の予測が困難となり、適用範囲に制約があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、炭化室の炉壁の変形を考慮してコークスケーキの押出力を高精度に推定することができるコークスケーキの押出力推定方法、及び、コークスの排出が困難となる押止りや窯詰りの発生を効果的に抑制することができるコークス炉の補修方法を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るコークスケーキの押出力推定方法は、コークス炉を構成する炭化室内のコークスケーキを押出方向に沿って押出す際に必要な押出力を推定するコークスケーキの押出力推定方法であって、前記炭化室の内壁面の凹凸を測定して炉壁プロフィールを取得するステップと、前記炭化室内における装炭量と装炭形状との少なくとも一方を含む装炭情報を取得するステップと、前記炉壁プロフィールと前記装炭情報とをもとにして、前記炭化室内で生産される前記コークスケーキの外形形状を推定するステップと、前記炉壁プロフィールと、前記推定した前記コークスケーキの外形形状とをもとにして、前記コークスケーキが押出される過程で、前記コークスケーキが通過しようとする位置の炉幅よりコークスケーキ幅が狭い前記コークスケーキの側面位置に主動状態を定義し、前記コークスケーキが通過しようとする位置の炉幅よりコークスケーキ幅が広い前記コークスケーキの側面位置に受動状態を定義するステップと、前記コークスケーキの前記側面位置に対する前記主動状態または前記受動状態の定義をもとにして、予め設定される前記コークスケーキの見かけのヤング率を用いて前記コークスケーキの前記側面位置毎の炉壁摩擦力を算出し、該炉壁摩擦力をもとにして前記押出力を推定するステップと、を含み、前記炭化室内での前記コークスケーキを予め設定した間隔で炉長方向及び炉高さ方向に計算格子として複数のコークス要素に分割し、前記炭化室内から前記コークスケーキを押出す押出方向における前記コークス要素の位置を変位させながら、各押出方向位置での前記押出力を推定することを特徴とするものである。

また、本発明に係るコークスケーキの押出力推定方法は、上記の発明において、前記炭化室内から前記コークスケーキを押出す押出部材の予め設定された初期位置から前記押出方向への移動量に応じて、コークスケーキの前記押出方向における長さを予め設定された比率まで縮小することを特徴とするものである。

また、本発明に係るコークスケーキの押出力推定方法は、上記の発明において、前記コークス炉のガイド車側コークス要素に掛かる力が、前記ガイド車側コークス要素と押出機側で隣接する押出機側コークス要素に伝達する際に、前記ガイド車側コークス要素の力を、前記押出機側コークス要素と、前記押出機側コークス要素の上下の各コークス要素とに、所定の比率で分配することを特徴とするものである。

また、本発明に係るコークスケーキの押出力推定方法は、上記の発明において、コークス炉の温度を測定して前記炭化室の内壁面における温度分布を推定し、推定した前記内壁面における温度分布に基づいて、前記コークスケーキと前記内壁面との間の隙間であるクリアランスの大きさを求め、前記クリアランスが前記コークスケーキの内部に存在するとして前記コークスケーキの外形形状を推定することを特徴とするものである。

また、本発明に係るコークスケーキの押出力推定方法は、上記の発明において、石炭配合、乾留温度、総炭化時間、装炭状態によるかさ密度、石炭粒度、及び、炉幅のうちの少なくとも１つの因子を用いて、前記コークスケーキと前記内壁面との間の隙間であるクリアランスの大きさを求め、前記クリアランスが前記コークスケーキの内部に存在するとして前記コークスケーキの外形形状を推定することを特徴とするものである。

また、本発明に係るコークスケーキの押出力推定方法は、上記の発明において、前記受動状態であって、（コークスケーキ幅−クリアランス幅）≦炉幅＜コークスケーキ幅の関係を満たすときには、前記クリアランスがつぶされる場合における見かけのヤング率を用いて、前記コークスケーキの前記側面位置毎における炉壁摩擦力を算出し、その算出した前記炉壁摩擦力をもとにして前記押出力を推定し、炉幅＜（コークスケーキ幅−クリアランス幅）の関係を満たすときには、前記コークスケーキの見かけのヤング率と、前記クリアランスがつぶされる場合における見かけのヤング率とを用いて、前記コークスケーキの前記側面位置毎における炉壁摩擦力を算出し、その算出した前記炉壁摩擦力をもとにして前記押出力を推定し、前記コークスケーキの見かけのヤング率のほうが、前記クリアランスがつぶされる場合における見かけのヤング率よりも大きいことを特徴とするものである。

また、本発明に係るコークスケーキの押出力推定方法は、上記の発明において、前記コークスケーキの前記側面位置に対する前記主動状態または前記受動状態の定義をもとにして、予め設定された前記コークスケーキの見かけのポアソン比を用いて、前記押出方向の力と前記コークスケーキの自重による力とにより、前記コークスケーキの前記側面位置毎における炉壁摩擦力を算出し、その算出した前記炉壁摩擦力をもとにして前記コークスケーキの押出力を推定することを特徴とするものである。

また、本発明に係るコークスケーキの押出力推定方法は、上記の発明において、推定した炉壁の温度に応じて、前記クリアランスがつぶされる場合における見かけのヤング率、前記コークスケーキの見かけのヤング率、及び、前記コークスケーキの見かけのポアソン比を、前記コークスケーキの前記側面位置毎に設定することを特徴とするものである。

また、本発明に係るコークス炉の補修方法は、上記の発明のコークスケーキの押出力推定方法で押出力を推定するステップと、１つ以上の凸部と凹部との少なくとも一方を平坦化して炉壁プロフィールを修正するステップと、前記コークスケーキの押出力推定方法を用いて前記炉壁プロフィールを前記修正後の炉壁プロフィールとした場合の押出力を推定するステップと、前記炉壁プロフィールの修正前後における前記押出力の増減量に応じて前記平坦化した凸部と凹部との少なくとも一方を補修箇所として特定するステップと、を含み、前記補修箇所の補修作業を行うことを特徴とするものである。

本発明に係るコークスケーキの押出力推定方法は、炭化室の炉壁の変形を考慮してコークスケーキの押出力を高精度に推定することができるという効果を奏する。また、本発明に係るコークス炉の補修方法は、コークスの排出が困難となる押止りや窯詰りの発生を効果的に抑制することができるという効果を奏する。

図１は、押出力推定装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、コークス炉を構成する１つの炭化室を示す平面図である。 図３は、炉壁が変形した炭化室からコークスケーキが押出される様子を示す断面図である。 図４は、炉壁が変形した炭化室からコークスケーキが押出される様子を示す他の断面図である。 図５は、押出力推定処理の処理手順を示すフローチャートである。 図６は、炭化室の一方の炉壁の炉壁プロフィールの一例を示す図である。 図７は、炭化室の他方の炉壁の炉壁プロフィールの一例を示す図である。 図８は、炭化室の天井に装炭孔が炉長方向で４つ設けられた場合における装炭形状を示す模式図である。 図９は、炭化室の天井に装炭孔が炉長方向で４つ設けられた場合におけるレベラーでならされた装炭形状を示す模式図である。 図１０は、コークスケーキに設定するコークス要素を示す図である。 図１１は、ラムヘッド位置毎の押出力の推定値と測定値とを示すグラフである。 図１２は、補修箇所特定処理や操業条件変更処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明のコークスケーキの押出力推定方法及びコークス炉の補修方法を実施するための一実施形態について説明する。なお、本実施形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。

図１は、本実施形態の押出力推定装置１の構成例を示すブロック図である。この押出力推定装置１は、例えばワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータを用いて実現され、コークス炉で生産されるコークスケーキの押出力を推定するための処理（押出力推定処理）を行う。図１に示すように、押出力推定装置１は、主な機能部として、入力部１１と、表示部１３と、記録部１５と、処理部１７とを含む。

入力部１１は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等の入力装置によって実現されるものであり、操作入力に応じた入力信号を処理部１７に出力する。表示部１３は、ＬＣＤやＥＬディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等の表示装置によって実現されるものであり、処理部１７から入力される表示信号に基づいて各種画面を表示する。

記録部１５は、更新記録可能なフラッシュメモリ、内蔵あるいはデータ通信端子で接続されたハードディスク、メモリカード等の情報記録媒体及びその読み書き装置等によって実現され、用途に応じた記録装置を適宜採用して用いることができる。この記録部１５には、押出力推定装置１を動作させ、この押出力推定装置１が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、このプログラムの実行中に使用されるデータ等が予め保存され、あるいは処理の都度一時的に保存される。

処理部１７は、ＣＰＵ等で実現され、入力部１１から入力される入力信号、記録部１５に保存されるプログラムやデータ等に基づき、押出力推定装置１を構成する各部への指示やデータの転送等を行って押出力推定装置１の動作を制御する。この処理部１７は、炉壁プロフィール取得部１７１と、操業条件取得部１７３と、コークスケーキ形状推定部１７５と、押出力推定部１７７とを備える。

先ず、押出力推定装置１が行う押出力推定処理の原理を説明する。図２は、コークス炉を構成する１つの炭化室３を示す平面図である。なお、図２などにおいて、炭化室３の炉幅方向をＸ方向、炉高さ方向をＹ方向、炉長方向（押出方向Ａ１）をＺ方向として図示する。図２に示すように、炭化室３は、隣接する燃焼室（不図示）との間が炉壁３１，３３によって区画されて構成され、その内部でコークス（コークスケーキＣ）が生産される。生産されたコークスケーキＣは、コークス炉の押出機３５側（図２の下側）から挿入される押出機３５の押出部材であるラムヘッド３６によって押出方向Ａ１に押出され、炭化室３を挟んで押出機３５とは反対側で待機するガイド車４０に受け渡される。ここで、炉壁３１，３３の内壁面は、炭化室３からコークスケーキＣを効率良く押出すために押出機３５側よりもガイド車４０側の炉幅が広くなるようにテーパー状に形成されている。

ここで、本発明は、コークスケーキＣの押出力を推定するに当たって、擁壁等が土と接触する面に働く土圧を求める土圧理論を利用しコークスケーキＣの押出力を推定するものである。すなわち、コークス炉壁（炭化室３の炉壁３１，３３）を擁壁と見立て、凹凸等の変形が生じ得るコークス炉壁の内壁面内側で生産されるコークスケーキＣを土と見立てて、炉壁プロフィールをもとにして土圧理論でいうところの主動土圧及び受動土圧の発生状態を推定することで、コークスケーキＣの直接的な押出力推定を行う。土圧のうち、主応力の方向が鉛直方向であり擁壁が土から離れるときに受ける土圧は主動土圧、主応力の方向が水平方向であり擁壁が土に向かう（土を押す）ときに受ける土圧は受動土圧と呼ばれており、これら主動土圧と受動土圧とでは、受動土圧の方が垂直抗力が大きい。

前述のような押出力推定を実現するために、本実施形態の押出力推定処理では、炉壁３１，３３の内壁面内側で乾留して生産されるコークスケーキＣを１つの弾性体（もしくは塑性体）として扱い、その両側面内において対向する炉壁３１，３３の内壁面が外側に広がってコークスケーキＣから離れる側面位置を主動状態、対向する炉壁３１，３３の内壁面が内側に狭まってコークスケーキＣに近づく側面位置を受動状態と定義する。

先ず、建設当初の炉壁３１，３３の場合、すなわち、老朽化による炉壁３１，３３の変形が生じておらず内壁面が図２に示すテーパー状を維持している間は、コークスケーキＣが押出方向Ａ１に押出される過程においてコークスケーキＣの幅（コークスケーキ幅）は必ず炉幅よりも狭くなる。したがって、コークスケーキＣは、両側面内のどの側面位置も炉壁３１，３３と接触しない状態あるいは主動土圧が発生した状態（主動状態）で押出される。

これに対し、炉体の老朽化が進んで炉壁３１，３３に変形が生じた場合を考える。老朽化による炉壁３１，３３の変形とは、老朽化によって炉壁３１，３３の内壁面に局所的に凹凸が形成されたり、内壁面が全体的に磨耗したこと等による内壁面の形状変化をいう。

図３及び図４は、内壁面に凸部３３１や凹部３３３が形成される等して炉壁３１，３３が変形した炭化室３からコークスケーキＣが押出される様子を示す断面図である。ここで、炭化室３内で生産されるコークスケーキＣは、その外形が概ね炉壁３１，３３の内壁面に沿った形状となる。すなわち、図３に示すように、コークスケーキＣの両側面は、凸部３３１が形成されて炉壁３１，３３が出っ張った所ではこれに沿って凹形状となり、凹部３３３が形成されて炉壁３１，３３が凹んだ所ではこれに沿って凸形状となる。

そして、このようなコークスケーキＣが押出方向Ａ１に押出される過程では、凸部形成位置の炉幅よりも、ここを通過するコークスケーキＣのコークスケーキ幅の方が広い場合が生じ得る。このような場合、コークスケーキＣは、前述のようなコークスケーキ幅の広いところで炉幅が狭い分圧縮され、受動土圧が発生した状態（受動状態）で押出されることとなり、主動土圧よりも受動土圧の方が垂直抗力が大きいために必要な押出力が増大する。例えば、コークスケーキＣの図３中に破線で囲った部分のコークスケーキ幅Ｌ３１は、凸部３３１の形成位置の炉幅Ｌ１よりも広い。このため、図３の状態からコークスケーキＣが押出される過程において、コークスケーキＣの破線部分の両側の側面位置は、凸部３３１の形成位置を通過する際に圧縮されて受動状態となる。

ただし、コークスケーキＣの両側面内の側面位置が主動状態なのか受動状態なのかは、そのコークスケーキ幅が通過位置の炉幅よりも狭いか広いかによるため、凸部形成位置を通過するコークスケーキＣの側面位置が常に受動状態になる（圧縮される）とは限らない。すなわち、コークスケーキＣの外形形状は、全体としては押出機３５側でコークスケーキ幅が狭く、ガイド車４０側でコークスケーキ幅が広く形成される。したがって、図４に示すように、コークスケーキＣの押出機３５側のコークスケーキ幅の狭い部分が凸部３３１の形成位置を通過する際には、そのコークスケーキ幅Ｌ３３が炉幅Ｌ１よりも狭いため受動状態とはならない。

そこで、押出力推定処理では、ラムヘッド３６によって押出方向Ａ１に押出されることによる炭化室３内でのコークスケーキＣの押出方向Ａ１の位置（押出方向位置）の変位を仮想的に再現しながら、その都度コークスケーキＣのコークスケーキ幅を通過位置の炉幅と比較し、主動状態または受動状態を定義した上で押出力を推定する。

図５は、押出力推定処理の処理手順を示すフローチャートである。押出力推定装置１は、図５の処理手順に従って押出力推定処理を行うことで押出力推定方法を実施する。以下では、１つの炭化室３に着目し、該当する炭化室３においてコークスケーキＣを押出すのに必要な押出力を推定する場合を例示する。なお、ここで説明する処理は、押出力推定処理を実現するためのプログラムを記録部１５に保存しておき、処理部１７がこのプログラムを読み出して実行することで実現できる。

図５に示すように、押出力推定処理では、先ず、炉壁プロフィール取得部１７１が、着目する炭化室３の炉壁３１，３３の炉壁プロフィールを取得する（ステップＳ１）。なお、この炉壁３１，３３の炉壁プロフィールは、事前に取得して記録部１５に保存しておき、これを読み出して用いることとしてもよい。

図６は、炭化室３の一方の炉壁の炉壁プロフィールの一例を示す図である。図７は、炭化室３の他方の炉壁の炉壁プロフィールを示す図である。この炉壁プロフィールは、各炉壁３１，３３の内壁面の所定の領域（主要領域；本例では６．５［ｍ^２］領域）の形状を表したものであり、図６及び図７中では、色の濃淡によって内壁面の凹凸量を示している。この炉壁プロフィールの取得に際しては、先ず、炉壁３１，３３の各々の内壁面の凹凸をレーザスキャナで測定する。続いて、炉壁３１，３３毎に建設当初の内壁面の初期状態とレーザスキャナの測定値とを比較することで初期状態を基準とした内壁面の主要領域の凹凸量を求め、炉壁プロフィールとする。なお、ここでは、各炉壁３１，３３の内壁面の主要領域の炉壁プロフィールを例示したが、内壁面全域を対象に測定を行い、炉壁プロフィールを取得してもよい。これにより、老朽化による炉壁３１，３３の変形、すなわち、その内壁面が老朽化によりどの程度出っ張っており、あるいは凹んでいるのかを内壁面の全域あるいは主要領域の全域に亘って把握できる。

操業条件取得部１７３が、着目する炭化室３内でコークスを生産する際の操業条件を取得する（ステップＳ２）。なお、この操業条件は、事前に取得して記録部１５に保存しておき、これを読み出して用いることとしてもよい。

ここで、操業条件には、炭化室３内における装炭形状や装炭量がある。図８は、炭化室３の天井３２に装炭孔３４が炉長方向で４つ設けられた場合における装炭形状を示す模式図である。図９は、炭化室３の天井３２に装炭孔３４が炉長方向で４つ設けられた場合におけるレベラー３７でならされた装炭形状を示す模式図である。炭化室３内における装炭形状としては、図８に示すように、炭化室３の天井３２に４つの装炭孔３４が設けられている場合、炉長方向で各装炭孔３４の下方に山が形成された装炭形状となる。なお、炭化室３の天井３２に設ける装炭孔３４の数によって、炉長方向で形成される山の数が異なる。また、炭化室３内における装炭形状としては、図９に示すように、炉長方向に長尺であって上から見た形状が梯子状のならし部材であるレベラー３７を、装炭中や装炭後に炉長方向へ移動させることによって、図８に示すような山がならされた装炭形状となる。また、炭化室３内における装炭量は、操業によって増減する場合がある。そして、炭化室３内における装炭形状や装炭量によって、コークスケーキＣの炉壁３１，３３との接触条件や面積が異なるため、炭化室３内における装炭形状と装炭量との少なくとも一方を含む装炭情報を取得し、続くコークスケーキ形状推定ステップに反映させる必要がある。

また、操業条件には、コークスケーキＣと炉壁３１，３３との間の隙間であるクリアランスやコークスケーキＣの内部に生じる亀裂の大きさがある。石炭が乾留する際、初期には軟化溶融膨張が起こり、続いて固化収縮が起こり亀裂を伴う。そのため、コークス化後には、コークスケーキＣと炉壁３１，３３との間の隙間であるクリアランスが生じたり、コークスケーキＣの内部に亀裂が生じたりする。そして、クリアランスや亀裂の大小により、コークスケーキＣと炉壁３１，３３との接触条件や面積が異なるため、クリアランスや亀裂の情報を取得し、本ステップの後に続くコークスケーキ形状推定ステップに反映させる必要がある。なお、クリアランスや亀裂の大きさには、石炭配合や、乾留温度や、総炭化時間や、装炭状態によるかさ密度や、石炭粒度や、炉幅などの因子が影響する。そのため、石炭配合や、乾留温度や、総炭化時間や、装炭状態によるかさ密度や、石炭粒度や、炉幅などの因子を用いて、クリアランスや亀裂の大きさを推定するための表や式を予め作成しておき、その作成した表や式から、操業時における、石炭配合や、乾留温度や、総炭化時間や、装炭状態によるかさ密度や、石炭粒度や、炉幅などの因子を用いて、クリアランスや亀裂の大きさを求めるのが良い。なお、クリアランスや亀裂の大きさを推定する際には、石炭配合、乾留温度、総炭化時間、装炭状態によるかさ密度、石炭粒度、及び、炉幅のうちの少なくとも１つの因子を用いればよい。例えば、予め実験などを行うことによって、炭化室３の内壁面における温度分布と、クリアランスや亀裂の大きさとの関係を示す表や式を作成しておく。そして、操業で乾留を行ったときにコークス炉の温度（乾留温度）を測定して、炭化室３の内壁面における温度分布を推定し、その推定した内壁面における温度分布に基づいて、予め作成しておいた表や式からクリアランスや亀裂の大きさを推定する。これにより、クリアランスや亀裂の大きさを常に一定として操業条件を設定する場合よりも、コークスケーキＣと炉壁３１，３３との接触条件や面積を、コークスケーキ形状推定ステップ、ひいては、押出力の推定に対して適切に反映させることができる。一方、クリアランスや亀裂の大きさを推定する際に用いる前記因子の数が多いほど、より精度良くクリアランスや亀裂の大きさの推定を行うことができ、クリアランスや亀裂の大きさを推定する際には、石炭配合、乾留温度、総炭化時間、装炭状態によるかさ密度、石炭粒度、及び、炉幅の全因子を用いるのが好ましい。

また、操業条件には、コークスケーキ性状がある。コークスケーキＣは、石炭配合や乾留温度や総炭化時間などの因子によって、その性状や強度が異なる。コークスは押出とともに即座に排出されるわけではなく、コークスケーキＣが圧縮され、その後に排出が開始される。その際のコークスケーキＣの圧縮程度は、コークスケーキ性状に依存する。また、コークスケーキＣの排出が開始した後にも、コークスケーキＣに力が掛かり変形する際、クリアランスや亀裂が存在する場合には容易であるが、クリアランスや亀裂がつぶれた後にコークスケーキＣそのものは変形しにくい。

コークスケーキＣに掛かる力とコークスケーキＣの変形との関係は、コークスケーキ性状に依存する。炉壁３１，３３の内壁面の凹凸に起因してコークスケーキＣに炉幅方向の力が掛かり、コークスケーキＣが炉幅方向に変形する際の見かけのヤング率としては、クリアランスや亀裂をつぶす（圧縮する）際の見かけのヤング率Ｅ１と、コークスケーキＣそのものをつぶす（圧縮する）際の見かけのヤング率Ｅ２とを、それぞれ決定する必要がある。また、押出力によってコークスケーキＣが炉幅方向に変形する際の見かけのポアソン比νを決定する必要がある。そのため、予めコークスケーキＣの初期の圧縮量や、見かけのヤング率Ｅ１，Ｅ２や、見かけのポアソン比νを求める表や式を作成しておき、その作成した表や式から、コークスケーキＣの初期の圧縮量や、コークスケーキＣの側面位置毎の見かけのヤング率Ｅ１，Ｅ２や、見かけのポアソン比νを決定すれば良い。

例えば、予め実験などを行うことによって、炉壁３１，３３の内壁面における温度分布と、見かけのヤング率Ｅ１，Ｅ２や見かけのポアソン比νとの関係を示す表や式を作成しておく。そして、操業で乾留を行ったときにコークス炉の温度（乾留温度）を測定して、炭化室３の内壁面における温度分布を推定し、その推定した内壁面における温度分布に基づいて、予め作成しておいた表や式から、コークスケーキＣの初期の圧縮量や、コークスケーキＣの側面位置毎の見かけのヤング率Ｅ１，Ｅ２や、見かけのポアソン比νを決定する。

続いて、コークスケーキ形状推定部１７５が、着目する炭化室３内で生産されるコークスケーキＣの外形形状を推定する（ステップＳ３）。図５のステップＳ３では、コークスケーキ形状推定部１７５が、炉壁プロフィールが表す炉壁３１，３３の内壁面の形状（凹凸）に沿って、コークスケーキＣの両側面の外形形状を推定する。なお、炉高さ方向に関しては、図５のステップＳ２において取得した装炭形状や装炭量に応じて、コークスケーキＣの外形形状を決定する。

また、コークスケーキ形状推定部１７５は、図５のステップＳ３で推定した外形形状のコークスケーキＣを予め設定した間隔で炉長方向及び炉高さ方向に区画して計算格子であるコークス要素を設定する（ステップＳ４）。図１０は、コークスケーキＣに設定するコークス要素を示す図である。なお、図１０中ではコークスケーキＣの側面を平坦面として図示しているが、実際には、図５のステップＳ３の処理により、炉壁プロフィールを考慮して、適宜凹凸が形成された側面として、炉高さ方向は装炭形状及び装炭量から決定された高さで決定される。図５のステップＳ４では、コークスケーキ形状推定部１７５は、図１０に示すように、推定した外形形状のコークスケーキＣの両側面を所定サイズに区画した側面位置に相当する矩形範囲を端面５１，５３とし、その長さ５５がコークスケーキ幅に相当するコークス要素５を設定する。後段の処理では、コークス要素毎に炉壁摩擦力を算出するとともに、計算要素の列毎に炉底摩擦力を算出する。

その後は、押出力推定部１７７が、図５のステップＳ５〜ステップＳ１７の処理を行い、ラムヘッド３６の位置を押出機３５側からガイド車４０側に所定量ずつ移動させながら、対応する押出方向位置のコークスケーキＣを押出すのに必要な押出力を順次推定していく。

すなわち、先ず、押出力推定部１７７は、ラムヘッド位置を初期位置（炭化室３の押出機３５側の端部位置）に初期化する（ステップＳ５）。次に、ラムヘッド位置を所定量移動させて更新する（ステップＳ６）。なお、ラムヘッド位置の移動量については、適宜設定すればよい。コークスケーキＣが押出方向Ａ１に圧縮される際には、ラムヘッド位置の移動量に応じて押出機３５側から順次コークス要素が圧縮されてガイド車４０側までコークス要素の圧縮が完了する。そして、炉長方向においてコークス要素が全て圧縮接触した段階で、コークスケーキＣの排出が開始される。そのため、図５のステップＳ２で取得した操業条件に含まれる、コークスケーキＣの排出が開始する炉長方向における圧縮量である初期の圧縮量に達していなければ（ステップＳ７でＮＯ）、ラムヘッド移動分を押出機３５側からコークス要素の圧縮量に割り当て、炉長方向にコークスケーキＣを圧縮し（ステップＳ８）、圧縮接触したコークス要素を判定して、以下の計算対象要素にし（ステップＳ９）、図５のステップＳ１０に進む。一方、前記初期の圧縮量に達していれば（ステップＳ７でＹＥＳ）、全てのコークス要素が圧縮接触しているとして、図５のステップＳ１０に進む。

押出力推定部１７７は、炉壁３１，３３の炉壁プロフィールと、推定したコークスケーキＣの外形形状とをもとにして、現在のラムヘッド位置によって定まるコークスケーキＣの押出方向位置に従って、コークスケーキ幅と炉幅との大小をコークス要素毎に判別する（ステップＳ１０）。そして、押出力推定部１７７は、コークスケーキ幅が炉幅よりも狭いコークス要素には、その差幅と併せて主動土圧を定義し、コークスケーキ幅が炉幅よりも広いコークス要素には、その差幅と併せて受動土圧を定義する（ステップＳ１１）。

例えば、図１０中の最上段手前の符号を付したコークス要素５に着目すると、先ず、その端面５１，５３の各々と対向する炉壁３１，３３の内壁面内の位置をコークスケーキＣの押出方向位置から特定し、炉壁３１，３３の炉壁プロフィールを参照して特定した位置の炉幅を求める。そして、コークス要素５の長さ５５をコークスケーキ幅とし、このコークスケーキ幅と求めた炉幅とを比較して大小を判別する。また、このとき、コークスケーキ幅と炉幅との差幅を算出しておく。その後、コークスケーキ幅が炉幅よりも狭ければコークス要素５に対して炉幅と併せて主動土圧を定義する一方、コークスケーキ幅が炉幅よりも広い場合は、コークス要素５に対して炉幅と併せて受動土圧を定義する。図５のステップＳ１０及びステップＳ１１では、以上の処理を全てのコークス要素について行う。

その後、押出力推定部１７７は、コークス要素毎に炉壁摩擦力を算出し、コークス要素列毎に炉底摩擦力を算出するが、最もガイド車４０側のコークス要素列から計算し、順次押出機３５側のコークス要素列について計算する。先ずは、最もガイド車４０側のコークス要素面で押出力ゼロとして、コークス要素毎に炉壁摩擦力を算出する。また、コークス要素列毎に炉底摩擦力を計算する（ステップＳ１２）。

なお、コークス要素毎の炉壁摩擦力の算出に用いる見かけのヤング率Ｅ１，Ｅ２や見かけのポアソン比νは、上述したように、炭化室３の内壁面における温度分布に基づいて設定するが、コークス炉において実際にコークスを生産し、炭化室３からコークスケーキＣを押出す際に測定した押出力の測定値や炉壁プロフィールなどをもとにして、予め統計的に求めて設定しておいても良い。また、炉壁摩擦係数は、固定値として予め設定しておく。

そして、処理対象のコークス要素の主動状態や受動状態の定義及び差幅をもとにして、見かけのヤング率Ｅ１，Ｅ２を用いて、炉壁３１と炉壁３３との間を処理対象のコークス要素が通過する際に、処理対象のコークス要素を伸張または圧縮変形させる垂直抗力や応力を求め、その求めた力に炉壁摩擦係数を乗じて炉壁摩擦力を算出する。また、見かけのポアソン比νを用いて、押出方向Ａ１の力とコークスケーキＣの自重による力とによって、処理対象のコークス要素が炉幅方向で変形する際に炉壁３１，３３に掛かる力を求め、その求めた力に炉壁摩擦係数を乗じてコークス要素毎に炉壁摩擦力を算出する。

なお、受動土圧が発生した状態（受動状態）は、場合分けをして考えることができる。まず、図５のステップＳ２で取得した操業条件の１つであるクリアランスは、本来、コークスケーキＣと炭化室３の炉壁３１，３３との間に存在するが、ここではコークスケーキＣ内に存在すると考え、コークス要素の炉長方向幅をｂ、炉高さ方向幅をｈ、コークスケーキ幅をＣＷ、クリアランスをＣＷｋ、及び、炉幅をＫＷと定義する。

そして、ＫＷ＜（ＣＷ−ＣＷｋ）の関係を満たす場合には、受動土圧によってコークスケーキＣとクリアランスとがつぶれる。そのため、クリアランスがつぶされる場合における見かけのヤング率Ｅ１を用いて、Ｅ１×ｂ×ｈ×ＣＷｋ／ＣＷからクリアランスをつぶすために炉壁３１，３３に掛かる力を求める。さらに、コークスケーキＣの見かけのヤング率Ｅ２（Ｅ２＞Ｅ１）を用いて、Ｅ２×ｂ×ｈ×（ＣＷ−ＣＷｋ−ＫＷ）／ＣＷからコークスケーキＣをつぶすために炉壁３１，３３に掛かる力を求める。

一方、（ＣＷ−ＣＷｋ）≦ＫＷ＜ＣＷの関係を満たす場合には、コークスケーキＣはつぶれず、クリアランスがつぶれて残るため、Ｅ１×ｂ×ｈ×（ＣＷ−ＫＷ）／ＣＷからクリアランスをつぶすために炉壁３１，３３に掛かる力を求める。

そして、各々の場合で求めた炉壁３１，３３に掛かる力に摩擦係数を乗じて、コークス要素毎に炉壁摩擦力を算出する。

また、コークスケーキＣの見かけのポアソン比νを用いて、コークス要素毎に、押出方向Ａ１の力Ｆｚによりコークス要素が炉幅方向に変形する際に炉壁３１，３３に掛かる力をν×ｂ×Ｆｚ／Ｌで求め、コークスケーキＣの自重による力Ｆｙによりコークス要素が炉幅方向に変形する際に炉壁３１，３３に掛かる力をν×ｈ×Ｆｙ／Ｌで求める。そして、求めた力に摩擦係数を乗じて、コークス要素毎に炉壁摩擦力を算出する。

続いて、コークス要素列毎に炉底摩擦力を算出する。この炉底摩擦力の算出に用いる炉底摩擦係数は固定値とし、予め設定しておく。例えば、図１０中に太線で囲ったコークス要素の１列であるコークス要素列５７に着目すると、先ず、このコークス要素列５７分のコークスケーキＣの体積と予め設定されるコークス密度とからコークス要素列５７の重量を求める。そして、その求めたコークス要素列５７の重量に炉底摩擦係数を乗じて炉底摩擦力を算出する。そして、コークスケーキＣの残りのコークス要素列についても同様にして、炉底摩摩擦力を算出することにより、コークス要素列毎に炉底摩擦力を得ることができる。

次に、コークス炉のガイド車４０側のコークス要素に掛かる力を、押出機３５側で１つ隣りのコークス要素と、それの上下の各コークス要素とに、所定の比率で分配する（ステップＳ１３）。分配された力から、前記押出機３５側で１つ隣りのコークス要素が含まれるコークス要素列について、コークス要素毎に炉壁摩擦力を算出するとともに、このコークス要素列の炉底摩擦力を計算する（ステップＳ１４）。順次、コークス炉のガイド車４０側から押出機３５側でラムヘッド３６と隣接するコークス要素列まで、コークス要素毎の炉壁摩擦力及びコークス要素列毎の炉底摩擦力を算出したら（ステップＳ１５でＹＥＳ）、このようにして求めたコークス要素毎の炉壁摩擦力及びコークス要素列毎の炉底摩擦係数の総和を押出力として推定する（ステップＳ１６）。一方、コークス炉のガイド車４０側から押出機３５側でラムヘッド３６と隣接するコークス要素列まで、コークス要素毎の炉壁摩擦力及びコークス要素列毎の炉底摩擦力の算出が完了していなければ（Ｓ１５でＮＯ）、図５のステップＳ１３に戻って上記した処理を繰り返し行う。

以上のようにして押出力を推定したら、押出力推定部１７７は、ラムヘッド位置が炭化室３のガイド車４０側端部位置まで移動したかを判断する（ステップＳ１７）。そして、押出力推定部１７７は、ラムヘッド位置が炭化室３のガイド車４０側端部位置となるまでの間は（ステップＳ１７でＮＯ）、上記のステップＳ６に戻って上記した処理を繰り返し行って、ラムヘッド位置毎の押出力を推定する。一方、押出力推定部１７７は、ラムヘッド位置が炭化室３のガイド車４０側端部位置まで移動した場合には（ステップＳ１７でＹＥＳ）、推定したラムヘッド位置毎の押出力を表示部１３に表示する処理を行い（ステップＳ１８）、オペレータに提示する。

実際に、図５に示したフローチャートの処理手順に従って押出力推定処理を行い、ラムヘッド位置毎の押出力を推定するとともに、コークス炉の操業を行ってラムヘッド位置毎の押出力の測定値を得た。図１１は、ラムヘッド位置毎の押出力の推定値と測定値とを示すグラフである。図１１に示すグラフでは、横軸をラムヘッド位置とし、縦軸を押出力としている。なお、図１１に示す押出力の推定値の算出に際しては、コークス要素の炉長方向幅ｂ＝０．１、炉高さ方向幅ｈ＝０．１、見かけのヤング率Ｅ１＝３．６×１０^５［Ｎ／ｍ^２］、見かけのヤング率Ｅ２＝８．０×１０^７［Ｎ／ｍ^２］、見かけのポアソン比ν＝０．１５、処理対象の炭化室３のコークス重量を約３０［ｔ］、実験値に基づく炉底摩擦係数を０．２、及び、炉壁摩擦係数を０．６とした。

図１１から、押出力の推定値と押出力の測定値とがほぼ一致しているのがわかる。よって、図５に示したフローチャートの処理手順に従って、押出力推定部１７７が押出力推定処理を行うことにより、押出力を高精度に推定できることがわかる。

以上説明したように、本実施形態によれば、炭化室３の炉壁３１，３３の各々の内壁面の凹凸をレーザスキャナで測定することで炉壁３１，３３の炉壁プロフィールを取得し、これを用いてコークス炉からコークスケーキＣを押出すために必要な押出力をラムヘッド位置毎に推定することができるので、コークスケーキＣの直接的な押出力推定が実現できる。したがって、コークスケーキＣが炭化室３の押出機３５側からガイド車４０側まで押出されるまでの各押出方向位置でのコークスケーキＣの押出力を、老朽化による炭化室３の炉壁３１，３３の変形を考慮して高精度に推定することができる。

また、本実施形態によれば、老朽化による炉壁３１，３３の変形がコークスケーキＣを押出すのに必要な押出力に与える影響を把握することができるので、炉壁３１，３３の内壁面の補修の要否をオペレータの経験等による主観的な判断によらずに定量的に判断することができる。そして、補修が必要と判断した場合は、実際に内壁面の補修作業を行うことで、コークスの生産性の低下を抑制できる。

また、本実施形態によれば、別途押出力を推定するための専用の装置を用意して試験を行う必要がないため、手間やコストが増大することもない。

なお、上記した実施形態では、炉壁３１，３３の内壁面がテーパー状に形成された炭化室３からコークスケーキＣを押出す場合について説明したが、本発明は、炉壁３１，３３の内壁面が平行な炭化室内でコークスを生産し、その炭化室内からコークスケーキＣを押出す場合にも同様に適用が可能である。

また、上記した実施形態では、コークスケーキＣの押出力を推定する押出力推定処理について説明したが、この押出力推定処理の後で、補修箇所特定処理と操業条件変更処理との少なくとも一方を行い、炉壁３１，３３の補修箇所の特定と操業条件の変更との少なくとも一方を行うようにしてもよい。図１２は、補修箇所特定処理や操業条件変更処理の処理手順を示すフローチャートである。本例では、押出力推定装置１が図５の押出力推定処理を行った後で、推定した押出力が所定量、例えば、３００［ｋＮ］よりも大きい場合に、この状態で操業を継続するのは危険だと判断し、図１２の処理手順に従って補修箇所特定処理や操業条件の変更を行い、特定された補修箇所や操業条件に従って、実際に炉壁３１，３３の内壁面の補修や操業条件を変更することによって、コークス炉の補修や操業を実施する。

押出力推定装置１では、計算の過程でコークス要素毎に炉壁摩擦力が得られるので、各ラムヘッド位置で炉壁３１，３３のどの部位に炉壁摩擦力が何［ｋＮ］かを、記録したり表示させたりすることが可能である。例えば、図５のステップＳ１７の時点で、炉壁部位別の炉壁摩擦力を記録したり表示したりすることが可能であり、計算終了時には押出し開始から押出し終了までの各ラムヘッド位置における炉壁部位別の炉壁摩擦力が閲覧可能となる。そして、オペレータが、この炉壁部位別の炉壁摩擦力を見て、相対的に大きな炉壁摩擦力を発生させている炉壁部位を補修することにより、効率良く炉壁３１，３３の補修を行うことができる。なお、炉壁３１，３３の補修を行う際に、炉壁３１，３３が凸の部位は切削して平坦化すれば良いし、炉壁３１，３３が凹の部位は溶射補修して埋めて平坦化すれば良い。また、炉壁３１，３３に大きな凹凸がある場合は、部分的に炉壁３１，３３を構成するレンガを取り換えても良い。その他、炉壁３１，３３の補修に掛かる作業時間やコストなどから、炉壁３１，３３の補修部位の範囲や補修方法などを適宜選択しても良い。

コークスケーキＣの押出力を低減させる方法としては、炉壁３１，３３の補修以外にも操業条件の最適化を行うものもある。例えば、炉温が低すぎたり高すぎたりする場合には、適温に調整したり、装炭化時間を調整したりすることが考えられる。また、装炭量を減らしたり、装炭形状を変更することによって、コークスケーキＣの押出力を低減させることも考えられる。また、装炭配合や、かさ密度を調整することによって、コークスケーキＣの押出力を低減させることも考えられる。また、炉壁３１，３３の補修と操業条件の最適化を同時に実施しても良い。これらの選択は、状況により適宜判断すればよい。

図１２に示すように、補修箇所特定処理と操業条件変更処理との少なくとも一方では、先ず、処理部１７が、図６及び図７に示した炉壁３１，３３の炉壁プロフィールを表示部１３に表示する処理を行う（ステップＳ２１）。続いて、処理部１７は、炉壁プロフィールを修正するか否かを判断し（ステップＳ２２）、修正する場合には（ステップＳ２２でＹＥＳ）、表示処理した炉壁プロフィール上で濃い色によって表される凸部と薄い色との少なくとも一方によって表される凹部の指定操作を受け付け、オペレータにより指定操作された凸部や凹部を平坦化して炉壁プロフィールを修正する（ステップＳ２３）。次に、処理部１７が、操業条件を表示する（ステップＳ２４）。操業条件の主な項目としては、装炭量、装炭形状、炉壁３１，３３の温度分布、総炭化時間（火落ち時間や置き時間を用いても良い）、クリアランス、及び、コークスケーキ性状などがある。続いて、処理部１７は、操業条件を修正するか否かを判断し（ステップＳ２５）、修正する場合には（ステップＳ２５でＹＥＳ）、表示処理した操業条件に対して、オペレータにより指定操作された内容を反映させる（ステップＳ２６）。そして、その上で、図５の押出力推定処理を再度行う（ステップＳ２７）。なお、図１２のステップＳ２７で行う押出力推定処理では、図５のステップＳ１において、図１２のステップＳ２３で修正した炉壁プロフィールを取得するようにする。また、図５のステップＳ２において、図１２のステップＳ２６で修正した操業条件を取得するようにする。これにより、変更した条件におけるラムヘッド位置毎の押出力が得られる。

その後、オペレータは、変更した条件における押出力の推定結果を比較し、押出力が大きく低減したのであれば、図１２のステップＳ２３で指定操作された凸部と凹部との少なくとも一方を補修箇所として特定する。この場合には、凸部をサンドブラスト等の研磨装置で整形したり、凹部に対して溶射材を吹き付ける溶射施工を施したりするなどして、特定した補修箇所の補修作業を行う。また、図１２のステップＳ２６で指定操作された操業条件によって、操業を実施する。

なお、補修箇所や操業条件を自動的にオペレータに提示する構成としてもよい。例えば、処理部１７は、図１２のステップＳ２７の後で修正前後における押出力の増減量を算出する処理を行ってもよい。そして、処理部１７は、修正前後における押出力の増減量が所定の閾値を超えた場合に、図１２のステップＳ２３で指定操作された凸部と凹部との少なくとも一方を補修箇所として特定し、図１２のステップＳ２６で指定操作された操業条件を特定して、特定した補正箇所や操業条件を表示部１３に表示処理することでオペレータに提示するようにしてもよい。

一方で、オペレータは、炉壁プロフィールや操業条件の修正前後で押出力が大きく変化しない場合は、図１２のステップＳ２３で指定操作された凸部と凹部との少なくとも一方を補修したり、図１２のステップＳ２６で指定操作された操業条件を変更したりしても、押出力の大幅な改善は望めないと判断できる。また、この場合には、新たに別の凸部や凹部を指定操作したり、操業条件を変更したりすることによって、押出力の改善が図れる補修箇所の特定や操業条件の探索を続けることも可能である。すなわち、図１２のステップＳ２８において特定処理を終了（ステップＳ２８でＹＥＳ）せずに、図１２のステップＳ２１に戻り（ステップＳ２８でＮＯ）、上記した処理を繰り返す。

本実施形態によれば、炉壁プロフィールを参照して凸部や凹部を指定し、操業条件を変更するだけで、実際に炉壁３１，３３の内壁面を補修した場合、操業条件を変更した場合を想定してコークスケーキＣの押出力を直接的に推定することができるので、推定性を向上させることができるとともに、押出力を低減可能な補修箇所及び操業条件を特定することができる。したがって、炉壁３１，３３の内壁面に形成された凸部や凹部を対象とする補修の要否、操業条件の変更を適切に判断することができる。そして、実際に特定した補修箇所の補修作業を行うことで、補修作業を効率良く行うことができる。これによれば、コークスの排出が困難となる押止りや窯詰りの発生を効果的に抑制することができ、コークスの生産性の低下を抑制できる。

また、本実施形態では、レーザスキャナを用いて炉壁プロフィールを取得することとしたが、使用する測定機器はレーザスキャナに限定されるものではなく、炉壁３１，３３の内壁面の凹凸が測定できるものであればよい。すなわち、例えば、リニアイメージカメラ、レーザ投光器を組み合わせて用いる等して炉壁３１，３３の内壁面の凹凸を測定し、炉壁プロフィールを取得するようにしてもよい。

１ 押出力推定装置
３ 炭化室
５ コークス要素
１１ 入力部
１３ 表示部
１５ 記録部
１７ 処理部
３１ 炉壁
３２ 天井
３３ 炉壁
３４ 装炭孔
３５ 押出機
３６ ラムヘッド
３７ レベラー
４０ ガイド車
５１ 端面
５３ 端面
５５ 長さ
５７ コークス要素列
１７１ 炉壁プロフィール取得部
１７３ 操業条件取得部
１７５ コークスケーキ形状推定部
１７７ 押出力推定部
３３１ 凸部
３３３ 凹部

Claims (8)

1. コークス炉を構成する炭化室内のコークスケーキを押出方向に沿って押出す際に必要な押出力を推定するコークスケーキの押出力推定方法であって、
   前記炭化室の内壁面の凹凸を測定して炉壁プロフィールを取得するステップと、
   前記炭化室内における装炭量と装炭形状との少なくとも一方を含む装炭情報を取得するステップと、
   前記炉壁プロフィールと前記装炭情報とをもとにして、前記炭化室内で生産される前記コークスケーキの外形形状を推定するステップと、
   前記炉壁プロフィールと、前記推定した前記コークスケーキの外形形状とをもとにして、前記コークスケーキが押出される過程で、前記コークスケーキが通過しようとする位置の炉幅よりコークスケーキ幅が狭い前記コークスケーキの側面位置に主動状態を定義し、前記コークスケーキが通過しようとする位置の炉幅よりコークスケーキ幅が広い前記コークスケーキの側面位置に受動状態を定義するステップと、
   前記コークスケーキの前記側面位置に対する前記主動状態または前記受動状態の定義をもとにして、予め設定される前記コークスケーキの見かけのヤング率を用いて前記コークスケーキの前記側面位置毎の炉壁摩擦力を算出し、該炉壁摩擦力をもとにして前記押出力を推定するステップと、
   を含み、
   前記炭化室内での前記コークスケーキを予め設定した間隔で炉長方向及び炉高さ方向に計算格子として複数のコークス要素に分割し、前記炭化室内から前記コークスケーキを押出す押出方向における前記コークス要素の位置を変位させながら、各押出方向位置での前記押出力を推定するものであり、
   前記炭化室内から前記コークスケーキを押出す押出部材の予め設定された初期位置から前記押出方向への移動量に応じて、前記コークスケーキの前記押出方向における長さを予め設定された比率まで縮小することを特徴とするコークスケーキの押出力推定方法。
2. 請求項１に記載のコークスケーキの押出力推定方法において、
   前記コークス炉のガイド車側コークス要素に掛かる力が、前記ガイド車側コークス要素と押出機側で隣接する押出機側コークス要素に伝達する際に、前記ガイド車側コークス要素の力を、前記押出機側コークス要素と、前記押出機側コークス要素の上下の各コークス要素とに、所定の比率で分配することを特徴とするコークスケーキの押出力推定方法。
3. 請求項１または２に記載のコークスケーキの押出力推定方法において、
   コークス炉の温度を測定して前記炭化室の内壁面における温度分布を推定し、推定した前記内壁面における温度分布に基づいて、前記コークスケーキと前記内壁面との間の隙間であるクリアランスの大きさを求め、
   前記クリアランスが前記コークスケーキの内部に存在するとして前記コークスケーキの外形形状を推定することを特徴とするコークスケーキの押出力推定方法。
4. 請求項１または２に記載のコークスケーキの押出力推定方法において、
   石炭配合、乾留温度、総炭化時間、装炭状態によるかさ密度、石炭粒度、及び、炉幅のうちの少なくとも１つの因子を用いて、前記コークスケーキと前記内壁面との間の隙間であるクリアランスの大きさを求め、
   前記クリアランスが前記コークスケーキの内部に存在するとして前記コークスケーキの外形形状を推定することを特徴とするコークスケーキの押出力推定方法。
5. 請求項３または４に記載のコークスケーキの押出力推定方法において、
   前記受動状態であって、
   （コークスケーキ幅−クリアランス幅）≦炉幅＜コークスケーキ幅の関係を満たすときには、前記クリアランスがつぶされる場合における見かけのヤング率を用いて、前記コークスケーキの前記側面位置毎における炉壁摩擦力を算出し、その算出した前記炉壁摩擦力をもとにして前記押出力を推定し、
   炉幅＜（コークスケーキ幅−クリアランス幅）の関係を満たすときには、前記コークスケーキの見かけのヤング率と、前記クリアランスがつぶされる場合における見かけのヤング率とを用いて、前記コークスケーキの前記側面位置毎における炉壁摩擦力を算出し、その算出した前記炉壁摩擦力をもとにして前記押出力を推定し、
   前記コークスケーキの見かけのヤング率のほうが、前記クリアランスがつぶされる場合における見かけのヤング率よりも大きいことを特徴とするコークスケーキの押出力推定方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つに記載のコークスケーキの押出力推定方法において、
   前記コークスケーキの前記側面位置に対する前記主動状態または前記受動状態の定義をもとにして、予め設定された前記コークスケーキの見かけのポアソン比を用いて、前記押出方向の力と前記コークスケーキの自重による力とにより、前記コークスケーキの前記側面位置毎における炉壁摩擦力を算出し、その算出した前記炉壁摩擦力をもとにして前記コークスケーキの押出力を推定することを特徴とするコークスケーキの押出力推定方法。
7. 請求項３乃至６のいずれか１つに記載のコークスケーキの押出力推定方法において、
   推定した炉壁の温度に応じて、前記クリアランスがつぶされる場合における見かけのヤング率、前記コークスケーキの見かけのヤング率、及び、前記コークスケーキの見かけのポアソン比を、前記コークスケーキの前記側面位置毎に設定することを特徴とするコークスケーキの押出力推定方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか１つに記載のコークスケーキの押出力推定方法で押出力を推定するステップと、
   １つ以上の凸部と凹部との少なくとも一方を平坦化して炉壁プロフィールを修正するステップと、
   前記コークスケーキの押出力推定方法を用いて前記炉壁プロフィールを前記修正後の炉壁プロフィールとした場合の押出力を推定するステップと、
   前記炉壁プロフィールの修正前後における前記押出力の増減量に応じて前記平坦化した凸部と凹部との少なくとも一方を補修箇所として特定するステップと、
   を含み、
   前記補修箇所の補修作業を行うことを特徴とするコークス炉の補修方法。