JP7045153B2 - コークスの押出機 - Google Patents

Description

本発明は、コークスの押出機、およびコークスの製造方法に関するものである。

コークス炉は、炭化室と燃焼室が炉団方向に交互に配置されている構造を有しており、燃焼室の熱を炭化室に伝えることにより、その炭化室に装入された石炭を乾留しコークスを製造するようになっている。

コークス炉は、炉内の燃料ガス燃焼から発生する熱によってコークスの原料である石炭を乾留し、コークスを生産する設備である。このようなコークス炉には、石炭を投入する装炭車、コークスを炭化室から排出する押出機、排出コークスを誘導するガイド車、排出コークスを回収し搬送する消火電車・消火車といった各種機械が配置されている。

コークスが乾留される炭化室は、例えば長さ約１６ｍ、高さ約７ｍ、幅約０．５ｍの細長い矩形状の密閉空間である。押出機は、乾留後この炭化室からコークスを押出し、ガイド車へ排出する。このため、押出機には、排出のためのラムヘッド、ラムビーム及びこれらを駆動するための駆動機器等から構成される押出装置が装備されている。ラムヘッド及びラムビームは、コークスを押出し排出する際に炭化室内を出入りし、高温環境で繰り返し使用される。押出機は、さらに炭化室内の状態を観察するためのＣＣＤカメラや炉内観察装置や炉幅測定装置などの観察機器を備えており、ラムヘッドの移動とともに炭化室内の状態を観察することが可能になっている（特許文献１）。

炭化室内は非常に高温となっているため、観察機器は、押出機内に配置されているコンプレッサーからのエアによって冷却されている（特許文献２）。

特開２０１２－１１１８９６号公報 特開２０１６－５６３１０号公報

押出機は地面に対して移動する設備であるため、観察機器の冷却用のコンプレッサーを押出機内に設置しておく必要がある。しかしながら観察機器の冷却を押出機内に配置されているコンプレッサーに頼るのみでは、例えば押出機への電力供給停止時には観察機器の冷却が止まってしまい、押出機の蓄熱により観察機器が温度上昇して故障してしまう。押出機への電力停止時の冷却手段を担保するため、押出機内にガソリン等の燃料により動作するコンプレッサーを配備することができるが定期的に燃料の供給手間がかかってしまう。

本発明は、観察機器の安定的な冷却を実現するための押出機、およびコークスの製造方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決し得た本発明の押出機は、押出ラムと、観察機器と、空気圧縮機と、該空気圧縮機から供給されるエアを前記観察機器に供給する内部管路とを有しており、更に、押出機外から供給されるエアを該押出機内に取り込むための給気口を有しているものである。本発明の押出機は、押出機外から供給されるエアを該押出機内に取り込むための給気口を有しているため、電源供給時にも電源停止時にも観察機器を継続的に冷却できるものである。

上記押出機において、前記内部管路は、外部管路を介してコークス炉の溶射用空気圧縮機に接続されていることが好ましい。溶射用空気圧縮機の非使用時間を効率よく利用できるからである。

上記押出機において、前記空気圧縮機は、電動圧縮機と燃焼圧縮機の少なくとも一方を用いることができる。

上記押出機において、前記空気圧縮機よりも下流側でかつ前記内部管路よりも上流側に可撓性管路が接続されており、前記給気口は、前記可撓性管路よりも下流側に配置されていることが好ましい。

上記押出機において、前記内部管路は、外部管路を介して溶射原料貯留槽に接続されていることが好ましい。

上記課題を解決し得た本発明のコークスの製造方法は、
押出ラムと観察機器と空気圧縮機とを備えている押出機と、溶射用空気圧縮機を備えているコークス炉とを含むコークス製造設備において、
前記空気圧縮機から供給されるエアを前記観察機器に供給する第１ステップと、
前記溶射用空気圧縮機から供給されるエアを前記観察機器に供給する第２ステップと、を含むものである。

上記コークスの製造方法において、前記第２ステップは、前記押出ラムの停止時に行なうことが好ましい。

上記コークスの製造方法において、前記第２ステップは、前記コークス炉の溶射時には行なわない態様が望ましい。

上記コークスの製造方法において、前記第２ステップの前に外部可撓性管路を介して外部管路と押出機とを接続する前ステップと、第２ステップの後に前記外部可撓性管路を前記押出機から外す後ステップとを含むことが望ましい。

本発明の押出機は、押出機外から供給されるエアを該押出機内に取り込むための給気口を有しているため、電源供給時にも電源停止時にも観察機器を継続的に冷却することを可能とするものである。

本発明の実施の形態１にかかる押出機の側面図である。 本発明の実施の形態２にかかるコークスの製造方法を実施し得るコークス製造設備を示す図である。

本発明の押出機は、押出ラムと、観察機器と、空気圧縮機と、該空気圧縮機から供給されるエアを前記観察機器に供給する管路とを有しており、更に、押出機外から供給されるエアを該押出機内に取り込むための給気口を有しているものである。本発明の押出機は、押出機外から供給されるエアを該押出機内に取り込むための給気口を有しているため、電源停止時であっても給気口から外部エアを取り入れることができるため観察機器を継続的に冷却することができるものである。

本発明の押出機において、給気口は、外部管路を介してコークス炉の溶射用空気圧縮機に接続されていることが好ましい。コークス炉には、用途の異なる様々な空気圧縮機（以下、「コンプレッサー」と記載することもある）、例えば、（１）窯口吹付、炉蓋整備、上昇管メンテナンス、上昇管自動操作に供されるいわゆる集中コンプレッサー、（２）受炭渋滞防止に供されるいわゆる炭槽ＢＢコンプレッサー（炭槽ビッグブラスターコンプレッサー）、或いは、（３）炭化室等の損傷を補修するための溶射用コンプレッサー（溶射用空気圧縮機）が配置されている。

上記（１）集中コンプレッサー、（２）炭槽ＢＢコンプレッサーは、コークス炉の稼働中は常に、すなわち２４時間使用されるコンプレッサーであり、（３）溶射用コンプレッサーは、炭化室等の損傷を補修する際に使用されるものであり２４時間使用されるコンプレッサーではない。本発明の発明者らはこの点に着目し、本発明の押出機において、給気口を、非使用時間帯のある溶射用コンプレッサーに接続することにより、コークス炉自体の操業に影響を与えることなく、溶射用コンプレッサーを観察機器の継続的冷却に有効利用できることを見いだした。

本発明のコークスの製造方法は、押出ラムと観察機器と空気圧縮機とを備えている押出機と、溶射用空気圧縮機を備えているコークス炉とを含むコークス製造設備において、前記空気圧縮機から供給されるエアを前記観察機器に供給する第１ステップと、前記溶射用空気圧縮機から供給されるエアを前記観察機器に供給する第２ステップと、を含むものである。上述のように、２４時間使用されるものではない溶射用コンプレッサーから供給されるエアを前記観察機器に供給することにより、コークス炉自体の操業に影響を与えることなく、溶射用コンプレッサーを観察機器の継続的冷却に有効利用できる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における押出機について詳細に説明するが、本発明はもとより本実施形態によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる押出機の側面図である。図１において、押出機１は、ラムヘッド２１とラムビーム２２を有する押出ラム２、押出ラム２の前方（ラムヘッド２１側）に設けられている観察機器３、押出ラム２の後方に設けられている空気圧縮機４、空気圧縮機４から供給されるエアを観察機器３に供給する内部管路５とを有しており、更に、押出機１外から供給されるエアを押出機１内に取り込むための給気口６を有している。

ラムヘッド２１は、乾留されたコークスを炭化室内から外部に押し出す部分であり、炭化室の内寸より小さく形成されている。ラムビーム２２は下方からローラ７により支持されており、ローラ７に対して前後方向（炭化室の長手方向）に移動可能に設置されている。

押出機１内、例えばラムビーム２２上には、炭化室内の状況を観察するための観察機器３が設けられている。観察機器３としては、例えば、炭化室内の映像を撮影するＣＣＤカメラ３１、炭化室の壁面間寸法を測定する炉幅測定装置３２、炭化室内の温度を測定する温度測定装置３３が挙げられる。

空気圧縮機４は、空気を圧縮して圧力を高めて連続的に送り出す装置であり、観察機器３の冷却のために外気を圧縮して内部管路５に送り込むものである。空気圧縮機４としては、例えば、ピストンの往復運動によりシリンダ容積を変化させることで気体を圧縮する往復式（レシプロ）コンプレッサー、ケーシング内でローターを回転させることにより、ケーシングとローター間の容積を変化させることで気体を圧縮する回転式（スクリュー）コンプレッサー、インペラ(羽根車)の遠心力により気体に速度エネルギーを与え、それを圧力に変換して気体を圧縮する遠心式コンプレッサー、翼型断面を有する翼を回転させることにより気体を軸方向に流して圧縮する軸流式コンプレッサー等を用いることができる。

空気圧縮機４の動力源は、外部電源を用いる電気式空気圧縮機４１を使用しても良いし、ガソリン等の燃料を用いるエンジン式空気圧縮機４２を使用しても良いし、これらを併用しても良い。例えば、押出機１が炉団に在り電気供給可能なタイミングでは電気式空気圧縮機４１を使用し、押出機１が定位置で停止しており押出機１への電気供給が停止しているタイミングではエンジン式空気圧縮機４２を使用することができる。

本実施の形態においては、空気圧縮機４よりも下流側でかつ内部管路５よりも上流側に可撓性管路８が接続されており、外部エアを取り入れる給気口６は、可撓性管路８よりも下流側に配置されている。外部エアが可撓性管路８を通らないことにより可撓性管路８による圧力損失を避けることができるからである。可撓性管路８は、好ましくは巻取機９により余剰分を収納しておく。

本発明の押出機１は、押出機１外から供給されるエアを該押出機１内に取り込むための給気口６を有しているため、電源供給時にも電源停止時にも観察機器３を継続的に冷却することを可能とするものである。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２におけるコークスの製造方法、及びその製造方法を実施し得るコークス製造設備について詳細に説明する。

図２は、本発明の実施の形態２にかかるコークスの製造方法を実施し得るコークス製造設備を示す図である。図２に示されるコークス製造設備のコークス炉１０は耐火煉瓦により構成されており、燃料ガスを燃焼させるための燃焼室（不図示）と、石炭を乾留するための炭化室１１とが炉団方向に交互に複数配置されているものである。

燃焼室と炭化室１１とで形成される窯が複数（例えば３０～１２０門）配列されて一つの炉団を構成している。図２では、押出機１と炭化室１１の関係を明示するために炭化室１１を左右に３つずつのみ示している。燃焼室は、炉団が配列している方向に直交する炉長方向に沿って炉壁により複数の燃焼小部屋に区画されており、各々の燃焼小部屋の底部には、燃料ガスを供給するガス孔と、空気を供給又は燃焼排ガスを通気するためのエア孔とが設けられている（不図示）。

実施の形態１において説明した押出機１は、１つ又は炉団方向に複数配置されており、例えば５～１５分間隔で一つの炭化室１１のコークス押出しを行う。押出機１のローラ７は、炉団方向に延びている移動レール１２上に搭載されており、押出機１は炉団方向に移動することができる。そのため、炭化室１１の数よりも少ない数の押出機１によりコークス押出し操業を行うことができる。

押出機１は、固定の外部管路１３を介して溶射用空気圧縮機１４に接続されている。溶射用空気圧縮機１４は、炭化室１１の内部を補修するための気体圧縮装置であり、溶射管路１５を介して炭化室１１に接続されている。溶射管路１５と溶射用空気圧縮機１４との間には溶射原料貯留槽１６が配置されている。高圧空気が溶射原料を巻き込んで炭化室１１内に噴出される仕組みとなっている。押出機１の内部管路５は、溶射用空気圧縮機１４に接続されているとともに溶射原料貯留槽１６にも接続されている。

本実施の形態では、押出ラム２と観察機器３と空気圧縮機４とを備えている押出機１と、溶射用空気圧縮機１４を備えているコークス炉１０とを含むコークス製造設備において、空気圧縮機４から供給されるエアを観察機器３に供給する第１ステップと、溶射用空気圧縮機１４から供給されるエアを観察機器に供給する第２ステップとを含むものである。溶射用空気圧縮機１４は、コークス炉１０の補修の際に使用するものであり常時使用するものではないため、同じ溶射用空気圧縮機１４から供給されるエアを観察機器に供給することができる。

第２ステップは、押出ラム２の停止時に行なうことができる。押出ラム２の停止時に起こる電力供給停止に対応するためである。

第２ステップは、コークス炉１０の溶射時には行なわないようにすることができる。第１ステップと第２ステップとを同時に実施することも可能ではあるが、第１ステップと第２ステップとを時間的に分けることにより、溶射用空気圧縮機１４の圧力を有効利用することができるからである。

第２ステップの前に外部可撓性管路１７を介して外部管路１３と押出機１とを接続する前ステップと、第２ステップの後に外部可撓性管路１７を押出機１から外す後ステップとを含むことが望ましい。第２ステップを実行する際の押出機１の位置は、移動レール１２に平行な方向に都度異なるから、外部管路１３と押出機１との接続は都度手作業で行うこととなるためである。

本実施の形態におけるコークスの製造方法により、コークス炉１０自体の操業に影響を与えることなく、溶射用空気圧縮機１４を観察機器３の継続的冷却に有効利用することができる。

なお、押出機１の電源停止時においてエンジン式空気圧縮機４２を使う場合に比べて、エンジン式空気圧縮機４２へのガソリンの供給手間が省けるメリットがあるが、本実施の形態においては、第２ステップにおいて溶射用空気圧縮機１４を使用するほか、必要に応じてエンジン式空気圧縮機４２を使うことも可能である。

１ 押出機
２ 押出ラム
２１ ラムヘッド
２２ ラムビーム
３ 観察機器
３１ ＣＣＤカメラ
３２ 炉幅測定装置
３３ 温度測定装置
４ 空気圧縮機
４１ 電気式空気圧縮機
４２ エンジン式空気圧縮機
５ 内部管路
６ 給気口
７ ローラ
８ 可撓性管路
９ 巻取機
１０ コークス炉
１１ 炭化室
１２ 移動レール
１３ 外部管路
１４ 溶射用空気圧縮機
１５ 溶射管路
１６ 溶射原料貯留槽
１７ 外部可撓性管路

Claims (3)

1. コークスの押出機であって、
   押出ラムと、観察機器と、空気圧縮機と、該空気圧縮機から供給されるエアを前記観察機器に供給する内部管路とを有しており、
   更に、前記内部管路とつながっており押出機外から供給されるエアを該押出機内に取り込むための給気口を有しており、
   前記給気口は外部管路と接続され、該外部管路はコークス炉の溶射用空気圧縮機に接続されていることを特徴とする押出機。
2. 前記空気圧縮機は、電動圧縮機と燃焼圧縮機の少なくとも一方である請求項１に記載の押出機。
3. 前記空気圧縮機よりも下流側でかつ前記内部管路よりも上流側に可撓性管路が接続されており、前記給気口は、前記可撓性管路よりも下流側に配置されている請求項１または２に記載の押出機。

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