JPH01115987A - コークス炉への原料装入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、コークス炉でコークスを製造するに際し、炉
内の不均一乾留を可及的に改善できるコークス炉への原
料装入方法に関する。

（従来の技術およびその問題点） 室炉式のコークス炉（以下、単に「コークス炉」ともい
う）によりコークスを製造するには周知のとおり、第１
図の概略説明図に示すように、炉上の天井レンガ部に設
けた通常４〜５個所の装入口１より、装炭車（図示せず
）、供給ホッパー２、補助ホッパー３を介して、原料炭
（以下「原料」と略称する）４を炉上から炭化室５へ自
重落下により装入し、炭化室５の両側の燃焼室（図示せ
ず）からレンガ壁を通して加熱するが、この方法で製造
されるコークスは炭化室５の炉長、炉高、炉幅の３方向
で大きな品質偏差および乾留温度偏差のあることが知ら
れている。

第１図に示すように原料は装入口直下に落下してコーク
ス炉に装入されるが、第２図に示すように装入中の原料
堆積山は装入口直下を山の頂点にし、安息角で決定され
る斜面を形成しながら逐次炉底から炉上部へと積み上っ
ていく。このため装大原料の落下荷重を受ける装入口直
下は嵩密度が高く、装入口間では高密着が低くかつ粒度
偏析により粗粒原料が集積する傾向を示す。

近時、コークス炉の乾留効率化とコークス品質の安定化
が重要視されるに伴い、上記コークス炉内の品質および
乾留温度偏差の改善が大きな課題となっている。

これらの偏差が生じる原因の一つは、炉内に装入される
原料が前述のように炉長、炉高方向に極めて大きな嵩密
度偏差を有することにある。すなわち、−船釣に言えば
、炉高方向の偏差は炉の下部に比較して炉上部の嵩密度
が低（、炉長方向には装入口直下に比較して装入口間お
よび窯口部での嵩密度が低い傾向にある。−例として本
発明者らの調査では、平均嵩密度７３５　ｋｇ／　ｒｒ
ｒの場合で約±５０ｋｇ／ｎ？もの大きな偏差を有する
ことが確認されている。このような装入原料の炉内にお
ける嵩密度偏差は、当然のことながらコークス品質のみ
ならず乾留温度の偏差となって、コークス品質の安定化
を阻害するばかりでなく乾留効率の低下を招くことにな
る。したがって装入原料を炉内に均一に装入する技術の
開発が極めて重要な課題となってきている。

こうした背景から、近年装入原料の嵩密度偏差を改善す
る方法がいくつか提案され開示されている。例えば、炉
の上部における装入原料の嵩密度を向上する方法が、特
公昭５９−１８４３４号公報、同５９−１８４３５号公
報、同５９−１８４３７号公報に開示されている。これ
ら公報に開示された方法は、炉内に装入された原料の上
面を加圧、加振機構を備えたレベラーを用いて圧密化す
ることにより装入原料の上部嵩密度を向上させる方法で
ある。しかし、これらの方法では加振による炉壁レンガ
の目地切れや損傷が懸念され、長期間継続使用できる技
術かどうか疑問がある。さらに加振による嵩密度改善効
果が上部１〜２ｍに限定され、炉内の嵩密度偏差を全面
的に改善するには十分とは言えない。

また、装入原料を高速装入するこ−とにより嵩密度の向
上と嵩密度偏差の改善が図られることから、装炭車と装
入口との間に対向するベルトを設置して装入原料を加速
させて高速装入を達成する方法も例えば特開昭５９−１
２２５８２号公報に提案され開示されている。

この特開昭５９−１２２５８２号公報に開示された方法
は、高速装入の有効な手段と考えられるものの、装炭車
の大幅な改造を必要とするばかりでなく対向ベルトによ
る巻込み空気のためキャリヤーオーバの増大を招くおそ
れがあり、実用上解決すべき課題も多いと推定される。

このように、嵩密度偏差改善対策としてのいくつかの公
知方法は実用上必ずしも十分なものとは言えないのが現
状である。

ここに、本発明の目的は、例えば炉長方向の嵩密度を可
及的になくす簡便な方法を提供することである。

より具体的には、本発明の目的は、コークス炉内の不均
一乾留を改善するために、装入原料の嵩密度の一層の向
上をはかり、不均一乾留の一つの原因である炭化室内に
おける装入原料の嵩密度偏差、特に炉長方向の嵩密度偏
差を可及的に少なくできるコークス炉への原料装入方法
を提供することである。

（問題点を解決するための手段） かくして、本発明の要旨とするところは、最広義には、
コークス炉への原料装入に際して、圧縮気体に同伴させ
て原料を装入口から少なくとも２方向に所定の角度でも
って炉内に加速装入するとともにその加速装入方向を交
互に換えることによって少なくとも加速装入方向に沿っ
た原料の嵩密度偏差の改善を図ることを特徴とするコー
クス炉への原料装入方法である。

また、本発明は、そのｌ好適態様によれば、装炭車から
の原料排出ガイドとなる移動スリーブの先端に設けた少
なくとも炉長方向に沿って対向する２つのノズルより交
互に、原料装入中に、圧縮気体をコークス炉内に向って
所定角度で吹き込むことを特徴とする方法である。

（作用） 次に、本発明方法を添付図面を参照しながらさらに詳述
する。なお、本明細書の全図面を通じて同一部材は同一
符号で示すものである。

第３図は、本発明方法を適用した場合の実操業コークス
炉の装入口まわりを模式的に示したものである。

すなわち、本発明によれば、原料をコークス炉へ装入す
るに際し、装炭車から排出されて垂直方向に自重で落下
する原料を、機械的方法によらず炉長方向に分配するも
のである。具体的にいえば、第３図のごとく装炭車（図
示せず）、給炭ホッパー２、補助ホッパー３を経て供給
される原料の排出ガイドとなる移動スリーブ８の先端に
設けたノズル９を炉長方向に沿って対向位置にくるよう
にしてコークス押出機側および排出側のそれぞれに所定
角度で配置させ、交互に原料装入中に圧縮気体を炉内に
向って所定角度で吹き込むものである。

すなわち、垂直方向に自重で落下する原料は、吹き込ま
れる圧縮空気の流れに同伴されて垂直方向よりある角度
をもって加速されて落下することになる。したがってコ
ークス押出機側および排出側のノズルのいづれか一方よ
り、交互に圧縮気体を吹き込むことで、原料の加速装入
方向、一般には炉長方向に嵩高密度偏差を可及的に少な
くして原料を分配装入することが可能となる。

第５図は、移動スリーブ８の下端に設けた２つのノズル
９からの圧縮空気の吹き込みの様子を拡大して示す。ノ
ズル９からの圧縮空気の吹き込み角度、つまり原料の加
速装入角度（θ）は予め設定される所定角度に設定され
ている。自重で落下してくる原料は圧縮空気の吹き込み
により圧縮空気に同伴され、上記所定角度で加速装入さ
れることになる。図中、白抜き矢印は原料の自重落下方
向を示す。装入口１の炉内端は原料装入時の摩耗を防止
するために上記加速装入角度（θ）以上の角度で末広状
に構成されている。

なお、圧縮気体の供給手段は上述の例、では移動スリー
ブの下端に設けたノズルであるが、その他の手段を使っ
てもよいことは、以上の説明から当業者には明らかであ
る。たとえば、第３図の天井レンガ部にノズル孔を設け
てもよい。また、移動スリーブ内に複数のノズルを内蔵
させてもよい。

いずれに加速装入方向を切換えることができればよく、
その具体的形状、構造は特に制限されない。

変更例としては、移動スリーブ自体を首振り自在に構成
してもよい。

本発明方法における圧縮気体としては、空気のほか窒素
や水蒸気がある。

また圧縮気体の吹き込み角度としては、移動スリーブの
構造、装入口の径などの設備条件により異なるため一概
に言えないが、少なくとも装入原料の流れが天井レンガ
に接触しない角度を選ぶ必要がある。

さらに圧縮気体の吹込速度としては、垂直に落下してく
る装入原料の移動スリーブの先端における速度（５〜１
０ｍ／秒）と同等以上であればよく、その限りで十分装
入原料の落下角度を変更できる。

本発明方法では、加速装入方向、一般には炉長方向に原
料を均一に分配することができるため、例えば移動スリ
ーブのコークス押出機側および排出側のノズルのいづれ
か一方より、交互に圧縮気体を吹き込み装入原料を炉長
方向に分配することにより、第４図に示すように、コー
クス炉内における原料の堆積状況は第２図に示す従来法
のそれと全く異ったものとなり、炉内の嵩密度偏差、粒
度偏差は大きく改善される。さらに言えば装入口直下と
装入口間との原料上面の高低差は、従来法に比べて本発
明方法では小さく平準化されることになり、かかる平準
化堆積層は乾留の均一化に極めて有効である。

次に、本発明方法を実施例によってさらに具体的に説明
する。

実施例 コークス炉の炭化室寸法が高さ７．１２５ｍ、炉幅４６
０１１Ｎ、長さ１６．５＋ｗである実操業炉の炉長のみ
〃とした鋼製模型炉を製作し、実操業炉の炉団の端に設
置し、本発明方法の効果を確認する原料装入実験を実施
した。鋼製模型炉の概略は、第５図に示すとおりで、装
入原料の嵩密度を測定するために、サンプリング孔１３
を炉高方向には炉底より０．７５．１．５．３．４．５
．６ｍの位置の６箇所に、また炉長方向には２つの装入
口１．１の直下および装入口１と窯口までの間の位置の
各２箇所に、装入口ｌと装入口１との間の位置の各２箇
所の計３６箇所にそれぞれサンプリング孔１３を設置し
た。また、鋼製模型炉への原料の装入は通常の装炭車よ
り行った。

装炭車の移動スリーブの先端には、前述の第５図に示す
ようにコークス押出機側および排出側の両サイドより圧
縮気体（本実施例では空気）を吹込むノズルを２つ設け
た。この圧縮空気吹込みノズルは鉛直方向に対して、θ
＝２０°の角度で炉内に閏って設置し、吹込速度を７．
１０．１３ｍ／秒の条件で装入中の原料に向って、１０
秒間隔で両サイドより交互に吹き付けた。

なお、実験には通常操業の配合炭（原料粒度３−−以下
が８３重量％、全水分９．２重量％）を用い、本発明方
法の装入条件に加え、比較のために圧縮気体を吹込まな
い通常の条件での操業も併せて行った。そして各条件の
装入毎に、各サンプリング孔から所定体積量の原料をド
リルサンプリングし、重量測定後高密度を算出した。

これらの結果は、まず第７図に示すとおり、炉底より１
．５＋ｗ位置における炉長方向の嵩密度は、従来方法（
・印）に比較して本発明方法（Ｑ口△印）は装入口直下
で低く、装入口間や窯口側で高（なり平準化されている
ことが理解されよう。なお、本発明方法における圧縮空
気の吹込速度では装入原料の移動スリーブ先端における
速度（５，７ｍ／５ｅｃ）以上であったため、その差は
殆ど同程度とみなされた。

また第８図に示すとおり、装入口直下と装入口間におけ
る炉高方向の嵩密度については、従来方法の炉入口直下
の嵩密度（・−・印）に比較して、本発明方法（０−０
印）では低下するものの、装入口間における従来方法の
嵩密度（・−ｍ−・印）より本発明方法（〇−−−０印
）は向上し、結果として装入口直下と装入口間の嵩密度
差は大幅に改善されている。この傾向は窯口と装入口直
下との炉高方向における嵩密度偏差改善にも同様であっ
た。なお、各測定点は前述の各サンプリング孔に対応す
る。

これらの結果の要点を下記表に示すが、本発明方法は従
来方法より嵩密度で１０ｋｇ／ｎ？程度の小幅な向上し
か認められないものの、嵩密度偏差で、２０ｋｇ／ｒｒ
ｒ以上の大きな低減が図られ、本発明方法が炉内の嵩密
度偏差改善に極めて有効な方法であることが明らかであ
る。

表 （発明の効果） 以上説明したように、本発明方法は、室炉式コークス炉
へ原料を装入する方法において、圧縮気体を用いて炉長
方向に分配装入するもので、この結果、炉内における装
入嵩密度偏差を改善でき、コークス品質の改善安定化と
均一乾留につながるものである。

しかも、本発明の場合、従来のような機械的手段を採用
することがなく、そのため既設のコークス炉の大幅な構
造変更を伴うことなく、はとんどそのま−利用して実施
できることから、コークス品質改善という本来の効果と
ともにその実用上の利点は著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、従来法の概略説明図；第３図な
いし第５図は、本発明にかかる方法の概略説明図； 第６図は、本発明にかかる方法の実験要領の説明図；お
よび 第７図および第８図は、本発明にかかる方法の実施例の
結果をまとめて示すグラフである。 ｌ：　装入口　　　　２：　給炭ホッパー３：　補助ホ
ッパー　４＝　原料炭

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コークス炉への原料装入に際して、圧縮気体に同
   伴させて原料を装入口から少なくとも２方向に所定の角
   度でもって炉内に加速装入するとともにその加速装入方
   向を交互に換えることによって少なくとも加速装入方向
   に沿った原料の嵩密度偏差の改善を図ることを特徴とす
   るコークス炉への原料装入方法。
2. （２）装炭車からの原料排出ガイドとなる移動スリーブ
   の先端に設けた少なくとも炉長方向に沿って対向する２
   つのノズルより交互に、原料装入中に、圧縮気体をコー
   クス炉内に向って所定角度で吹き込むことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の方法。