JPH03111487A - コークス炉炭化室内壁のカーボン付着状況測定方法及び装置 - 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、コークス炉炭化室内に付着したカーボンの付
着状況を測定し、カーボン除去作業への精度良いデータ
提供を行って、炉体管理の円滑化及び操業安定化を図る
のに好適な、コークス炉炭化室内壁のカーボン付着状況
測定方法及び装置に関するものである。

【従来の技術】

コークス炉は、数多くの炭化室を有しており、この炭化
室に挿入された石炭は、乾留終了後、押出機により当該
炭化室外へ押出される。炭化室内では、乾留の進行中に
発生する生ガスの加熱分解等によりカーボンが発生し、
このカーボンが炭化室内壁へ付着する。このカーボンの
付着量は、その厚みが１回の乾留で６００μｔともいわ
れている。乾留を繰返す毎に、この付着カーボンは成長
していき、炉操業上のトラブル（押詰り等）につながる
、このため、定期的に炭化室内壁のカーボン付着状況を
点検し、この付着状況に応じてカーボン除去作業を行わ
なくてはならない。 この際、カーボン除去作業の時期が早すぎた場合には、
炉体への負荷等が大きくなると共に、操業上の無駄が発
生する。又、前記時期が遅すぎた場合には、操業上の支
障が発生する。従って、カーボン除去作業を適切な時期
に実施する必要があり、そのためには、カーボンの付着
状況を精度良く把握し、当該除去作業に反映させること
が必要不可欠である。

【発明が達成しようとする課Ｎ】

しかしながら、前記カーボン付着状況の把握を、現状で
は目視に頼って行うため、次のような問題点がある。 コークス炉の炭化室は、一般にその炉長方向長さが１６
ｎ近くあるため、その中央部は目視ではよく見えず、カ
ーボンが付着している位置や広がり等を把握するのは難
しい、又、炭化室内では熱気により陽炎が生じ、観察像
が揺ぐため遠距離からの測定に支障となっている。 又、点検の精度を上げるためには、炭化室からコークス
を押出す毎に点検するのがよいが、精度を上げようとす
ると時間がかかり、窯出しスケジュールに支障をきたし
て、減産につながる。又、コークスの一炉団に、通常、
炭化室は７０〜１００近くあるため、この炭化室を毎回
人手に顆って点検するのには限界がある。 又、コークス押出し直後に点検した場合には、内壁レン
ガは熱を保有しており、その熱による輝度のため、レン
ガ面とカーボン面の区別がつき難く、目視では判別が難
しい。 又、コークス押し出し後、長時間放置したままにすると
、レンガは冷えてその輝きを失い、且つ、カーボンは燃
焼して輝きを保つためレンガとカーボンとの識別ができ
るようになるが、これでは押し出しスケジュールに支障
をきたすために点検頻度を上げることができない。 従って、目視に代わって短時間で精度良くカーボン付着
状況を点検できる技術が必要とされていた。 そこで、近年になり、炭化室内壁あるいは他の炉内壁に
ついて、テレビカメラで炉壁表面観察を行う技術（特開
昭６３−２５２２４２号）、プリズムを利用した、炉内
観察装置（特開昭６１−１１４０８５号）や、観察装置
内に回転自在な反射鏡を配置して炉壁全面をカメラで観
察し得るようにした技術（特開昭６３−２６３３９０号
）等が報告されている。 しかしながら、これら技術においても、コークス押し出
し直後の点検では前記と同様にレンガ面とカーボン面と
を識別し難く、又、精度を上げようとして長時間おいた
ままにすると時間がかかり、コークス生産に支障をきた
すという問題点は解消し得ない。 本発明に前記従来の問題点を解消すべくなされたもので
、コークス炉炭化室内のカーボンの付着状況を短時間で
、精度良く、且つ、押出し毎に測定可能なカーボン付着
状況測定方法及び装置を提供することを課題とする。

【課題を達成するための手段】

本発明は、コークスが押し出されたコークス炉炭化室の
内壁にエアーを噴射し、前記エアーが噴射された内壁の
温度又は輝度を検出し、検出温度又は輝度の変化から、
前記内壁のカーボンの付着状況を測定することにより、
前記課題を達成したものである。 又本発明においては、前記測定されたカーボン付着状況
に基づき、前記炭化室内壁のカーボン付着箇所にエアー
を吹き付けてカーボンを燃焼除去すると共に、付着カー
ボンの多い箇所にはエアーと共に水を噴震してカーボン
を剥離除去することができる。 又本発明は、コークスが押し出されたコークス炉炭化室
の内壁にエアーを噴射するためのヘッダと、エアーが噴
射された内壁の温度又は輝度を検出するための手段と、
検出温度又は輝度の変化から、前記内壁のカーボンの付
着状況を測定するための手段と、測定されたカーボン付
着状況を表示するための手段とを備えたことにより、同
じく前記課題を達成したものである。

【作用】

炭化室内壁が空気にさらされた場合には、内壁のレンガ
は冷却されてその温度が下がると共に輝度を失う、又同
時に、カーボンは燃焼して温度が上がると共に輝度が上
昇する０発明者は、このような知見に基づき、これらレ
ンガとカーボンとの温度の違い又は輝度の違いをエアー
の噴射により゛強調し、その温度又は輝度の変化から、
炭化室内壁のカーボンの付着状況を測定することを着想
し、本発明を創案したものである。測定される付着状況
としては、例えば温度、輝度の分布からカーボンの付着
箇所がわかり、又、輝度の高さからカーボン厚みを知る
ことができる。 本発明によれば、エアーの噴射により炭化室内壁の温度
又は輝度が変化し、長時間置かなくても、炭化室内壁の
カーボンとレンガとの温度又は輝度差が強調され、それ
らカーボンとレンガとの識別が容易となるため、短時間
で精度良くカーボン付着状況を測定できる。又、短時間
で測定できるため、押し出しスゲジュールに支障をきた
すことがないと共に、押し出し毎の測定も精度を落とす
ことなく可能である。 なお、測定された付着状況に基づきカーボンの付着箇所
にエアーを吹き付けてカーボンを燃焼除去すると共に、
付着カーボンの多い箇所にはエアーと共に水を噴霧して
カーボンを剥離除去するようにすれば、付着カーボンを
効率的、且つ確実に除去することができる。

【実施例】

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 この実施例は、第１図に示すようなコークス炉１０の炭
化室１２内壁の温度又は輝度を検出してカーボン付着状
況を測定すると共に、不要なカーボンを除去するための
、カーボン付着状況測定装置である。 このカーボン付着状況測定装置は、第１図に示すように
、主に、炭化室１２内でコークスを押出すためのラムヘ
ッド１４周辺部に設けられるエアー（空気）噴射用のヘ
ッダ１６と、前記ラム１４のヘッド後方のラック１８上
に搭載されていて、温度又は輝度を画像情報として検出
するため炭化室１２内壁の二次元方向の温度又は輝度画
像を撮像する撮像センサ２０と、該撮像センサ２０の出
力映像信号を画像処理して前記炭化室１２の温度又は輝
度分布を求め、その分布からカーボン付着状況を測定す
るためのカーボン付着状況検出部２２とを有する。 前記コークス炉１０には、炭化室入側窯口２３と、炭化
室底２４と、炭化室天井２６と、炭化されたコークスを
前記ラムヘッド１４で炭化室１２外部へ送出するための
炭化室出側窯口２８とが備えられている。 前記エアー噴射用ヘッダ１６は、炭化室１２内断面全周
方向にエアーを吹き付けられるように、ラムヘッド１４
全周に設けられており、−度に全ての方向にエアーが行
き渡るようにされている。 このへ２ダ１６は、ラムヘッド１４の前方（炭化室出側
窯口２８方向）あるいは後方に設けることができる。実
施例では、第１図及び第２図に示すように、ラムヘッド
１４後方にエアー噴射用へラダ１６（１６Ａ〜１６Ｃ）
を設けている。第２図に破線で示すように、ラムヘッド
１４前方に前記ヘッダ１６を設けた場合、炉壁への間隔
がわずかであり、ラムヘッド１４に前記ヘッダ１６を内
蔵した形にする必要があるため構成が複雑となる。 これに対して、第２図に実線で示すように、ラムヘッド
１４後方に前記へラダ１６を設けた場合空間を大きくと
れるため、機器間の取合いが容易となり好ましい、なお
、エアー噴射用ヘッダ１６は、カーボン除去用のエアー
スカーフィング装置と兼用するようにしてもよい。 前記エアー噴射用ヘッダ１６は、第２図に示すように、
外周方向からラック１８に向けて、上段ヘッダ１６Ａ、
中段ヘッダ１６Ｂ、下段ヘッダ１６Ｃの３段のヘッダと
なっており、それら各ヘッダ１６Ａ〜１６Ｃには、第３
図に示すようなエアーポンプ３０からのエアーが個々に
制御されて送出されてくる。この各ヘッダ１６Ａ〜１６
Ｃから噴射するエアーは、前記カーボン付着状況検出部
２２で得られたカーボン付着位置及びその厚みの情報に
より、中央処理ユニット（ＣＰＵ）３２が決定する。こ
の決定信号は制御盤３４に入力され、該制御盤３４は、
各ヘッダ１６Ａ〜１６Ｃのエアー配管中に設けたエアー
流量制御弁３６Ａ〜３６Ｃの開度を制御することにより
、ヘッダ１６Ａ〜１６Ｃ個々にエアーの噴射の有無及び
そのエアー量を制御するようになっている。これにより
、付着カーボンに一番近いヘッダ１６Ａ〜１６Ｃから当
該カーボンにエアーを噴射して内壁に付着したカーボン
を効率的に除去することができる。又、特に厚く付着し
たカーボン（１０１ＩＭ以上）を除去するべく、噴出す
るエアー中にエアーポンプ３゜から水をミスト状態で添
加してカーボンに水を噴霧するための調湿ａｉ３７が設
けられている。このミストの添加により内壁に付着した
カーボンの燃焼、冷却を図ってカーボンを効率良く剥離
除去することができる。なお、第３図において符号３８
はエアーを噴射するための各ノズルである。 前記撮像センサ２０は、炭化室１２の左右両側の内壁が
同時に測定できるように、第４図に示すように、それぞ
れの内壁方向に向がって１台ずつ、計２台設置されてい
て、両内壁を同時に視野に入れることができるようにな
っている。従って、雉時間でカーボン付着状況の測定が
可能となっている。 又、広範囲のデータが測定できるように、当該撮像セン
サ２０は上下方向に視野が移動できるようになっており
、この上下方向への視野移動により、炭化室１２内の炉
高方向全域を視界としてカバーできるようになっている
。又、炉長方向についても、ラック１８上に搭載されて
いるため、ラックの動きに連動して、内壁の全炉長方向
を視野に入れ得る。 従って、前記撮像センサ２０は、炭化室１２内の全面を
測定できるようになっている。 なお、前記撮像センサ２０の炉長方向位置は、位置検出
機（図示省略）で検出されるようになっている。 又、撮像センサ２０には、それをその周辺の１０００℃
に近い雰囲気から保護するため、冷却装置４０から冷却
ホース４１を介して送出される冷却水で冷却されるよう
になっている。 撮像センサ２０としては、測定対象が炉壁の温度あるい
は輝度により異なり、温度の場合、例えば二次元温度セ
ンサや二次元赤外線カメラを用いることができ、輝度の
場合、例えば工業用テレビジョン（ＩＴＶ）あるいは輝
度センサを用いることができる。 前記ラック１８は、押出機４２及びラック駆動装置４４
で炭化室１２の入側窯口２３より炉長方向に炭化室１２
出側窯口２８まで挿入可能に駆動される。該ラック１８
には、前記冷却装置４ｏから送出される冷却水により冷
却処理が施されるようになっているか、又は、耐熱強度
構造になっている。なお、第１図において、符号４６は
、押出８４２のデツキ、４８は、前記ラック１８内の電
気ゲーブル及び冷却ホース４１等を巻取るための巻取装
置、５０は、撮像センサ２ｏ出力の映像信号を収録する
ためのビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）、５２は、前記
撮像センサ２０の撮像画像を監視するためのモニタであ
る。 前記カーボン付着状況検出部２２は、前記ラムヘッド１
４が炭化室内炉長方向に挿入又は引出される過程で前記
撮像センサ２０から順次得られる画像を炭化室１２内の
温度又は輝度のイメージ画像として出力すると共に、集
計された画像情報をカーボンの付着位置と面積との情報
として出力するためのものである。即ち、前記カーボン
付着状況検出部２２は、主に、前記撮像センサ２０から
映像信号として伝達された原画像情報をアナログ／デジ
タル（Ａ／Ｄ）変換して、該画像情報を例えばフロッピ
５４又はコンパクトディスク（ＣＤ’）等に記録するた
めのデジタル式記憶装置５６と、前記画像情報を収録し
たフロッピ５４を用いてイメージ処理等の画像解析処理
を行う演算処理部５８と、該演算処理部５８のデータ及
び処理結果を画面上に表示する陰極線管（ＣＲＴ）６０
と、前記データ及び処理結果をハードコピーするプリン
タ６２と、前記データ及び処理結果を蓄積するデータベ
ース（ＤＢ）６４とから構成されている。 以下、実施例の作用を説明する。 実施例に係るカーボン付着状況測定装置を用いてコーク
ス炉炭化室１２内壁の点検を行う際には、まず、押出８
１４２、ラック駆動装置４４により、ラック１８を介し
てラムヘッド１４を前進させて、出側窯口２８方向へコ
ークスを押出す、このようにコークスを押出すと同時に
、エアー噴射用ヘッダ１６からエアーを噴出させ前記炭
化室１２内壁に付着しているスポンジ状のカーボンを吹
き飛ばす。 次いで、コークスを押出した後に、ラムヘッド１４を後
退させる。この時に、再び前記ヘッダ１６からエアーを
噴射させて内壁のレンガを冷却すると共に、内壁に付着
しているカーボンを燃焼させる。すると、カーボンの付
着していないレンガ面の温度及び輝度は低下し、カーボ
ンの付着している部分の温度及び輝度はカーボンの燃焼
により上昇する。従って、炭化室内壁においては、レン
ガとカーボン温度差及び輝度差が際立つこととなる。こ
の内壁を撮像センサ２０で撮像する。 ここで、撮像されて映像信号となった温度又は輝度の画
像の例を第５図に示す、第５図（Ａ）は炭化室出側窯口
２８方向に撮像した画像であり、第５図（Ｂ）は炭化室
内壁を斜め方向に撮像した画像の例である。第５図（Ａ
）、（Ｂ）のように、カーボンが付着している部分６６
はカーボンの付着していないレンガ６８に比べて温度及
び輝度が高く、撮像画像で明確に判別できることがわか
る。 なお、符号６８は炭化室内壁のレンガである。 前記撮像画像をカーボン付着状況検出部２２で画像処理
し、画像処理結果と、撮像センサ２０の撮像位置とを元
に、例えば第６図に示すような、炭化室内壁診断マツプ
等を出力して、カーボン付着部分を示すと共に、その付
着分析の厚みの情報をカーボンの温度又は輝度の高さか
ら算出する。 算出された情報はＣＲＴ６０やプリンタ６２で出力する
と共に、データベース６４に格納する。これにより、カ
ーボン付着状況を入手でき、又、付着状況経時変化のデ
ータも収集できる。 前記算出情報から、付着カーボンの厚みが一定値以上と
なった場合、カーボンの除去作業を行う。 この場合には、エアー噴射用ヘッダ１６のノズル３８か
らエアーを噴出させてカーボンを吹き飛ばして除去する
。カーボンの付着位置に応じて上段、中段、下段のヘッ
ダ１６Ａ〜１６Ｃから噴射するエアー量を、エアー流量
制御弁３６Ａ〜３６Ｃの開度の制御により個々に制御し
、付着カーボンを効率的に除去する。 又、特に厚く（例えば１０ｉＩ１以上）カーボンが付着
している場合には、噴射エアー中に調湿機３７からミス
トとしての水を添加、混入させ、エアー噴射と水噴霧を
併用することでカーボンの燃焼、冷却を図り、カーボン
を剥離除去して、更に効率良くカーボン除去作業を行う
ようにする。 なお、前記実施例においては、カーボン付着状況を測定
する際にエアーを噴射するためのヘッダ１６を、カーボ
ンを除去するためにエアーを噴射するエアースカーフィ
ングノズルと兼ねて用いていた。この場合、構成装置の
点数が少なく小型化、経済化が図れる。しかしながら、
本発明を実施する際には、このようにカーボン除去用の
エアースカーフィングノズルをエアー噴射ヘッダと兼用
することに限定されるものではなく、エアースカーフィ
ングノズルを別体で設けて、カーボン付着状況を測定し
た後、改めて当該ノズルからエアーを噴射してカーボン
を除去するようにできる。 又、前記実施例ではカーボン除去をエアーや水噴霧によ
り行っていたが、カーボン除去法は、これに限定されず
、他の方法、例えばコークス炉を空窩として焼落とす方
法や治具によりカーボンを突落とす等の方法用いること
もできる。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、短時間で、精度良
く、且つ押出し毎に炭化室内のカーボン付着状況を測定
することができる。従って、従来目視で定性的に測定さ
れていたカーボン付着状況が、定量的に、且つ、その位
置や広がり等も炭化室内の座標として出力できるように
なり、炉体管理の重要な１要素である情報として提供で
きるようになる。又、押出し毎にカーボン付着状況を測
定できるため、当該状況の経時変化もデータ収集でき、
このデータの蓄積により付着速度を定量的に把握できる
ようになり、炉体管理に反映してその円滑化が図れ、効
率の良い安定したコークスデ操業を実現することができ
る等の優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係るカーボン付着状況測定
装置の構成を示す、一部所面図を含むブロック図、 第２図は、前記装置のエアー噴射用ヘッダの配置例を示
す断面図、 第３図は、前記ヘッダにエアーを供給する装置の例を示
す、一部管路図を含むブロック図、第４図は、前記装置
に設けられる撮像センサの配置及び動作例を示す断面図
及び斜視図、第５図（Ａ）、（Ｂ）は、前記撮像センサ
で撮像された内壁の画像の例を示す平面図、第６図はカ
ーボン付着状況診断マツプの例を示す平面図である。 １０・・・コークス炉、　　　１２・・・炭化室、１４
・・・ラムヘッド、 １６．１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ・・・エアー噴射用ヘッ
ダ、 １８・・・ラック、 ２０・・・撮像センサ、 ２２・・・カーボン付着状況検出部、 ３０・・・エアーポンプ、 ３８・・・ノズル、 ４２・・・押出機、 ４４・・・ラック駆動装置、 ５０・・・ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）５４・・・
７０ツビ、 ５８・・・演算処理部、 ６０・・・陰極線管（ＣＲＴ）、 ６２・・・プリンタ、 ６４・・・データベース（ＤＢ）、 ６６・・・カーボン付着部分。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）コークスが押し出されたコークス炉炭化室の内壁
   にエアーを噴射し、 エアーが噴射された内壁の温度又は輝度を検出し、 検出温度又は輝度の変化から、前記内壁のカーボンの付
   着状況を測定することを特徴とするコークス炉炭化室内
   壁のカーボン付着状況測定方法。
2. （２）請求項１において、測定されたカーボン付着状況
   に基づき、前記炭化室内壁のカーボン付着箇所にエアー
   を吹き付けてカーボンを燃焼除去すると共に、付着カー
   ボンの多い箇所にはエアーと共に水を噴霧してカーボン
   を剥離除去することを特徴とするコークス炉炭化室内壁
   のカーボン付着状況測定方法。
3. （３）コークスが押し出されたコークス炉炭化室の内壁
   にエアーを噴射するためのヘッダと、エアーが噴射され
   た内壁の温度又は輝度を検出するための手段と、 検出温度又は輝度の変化から、前記内壁のカーボンの付
   着状況を測定するための手段と、測定されたカーボン付
   着状況を表示するための手段と、 を備えたことを特徴とするコークス炉炭化室内壁のカー
   ボン付着状況測定装置。