JPH04159392A - コークス炉装入炭の抽気孔開孔法及び装置 - 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 この発明は、室炉式コークス炉の炭化室に装入された水
分を含む装入炭の炭層中に、炭化室上部空間に通じる水
蒸気の抽気孔を開孔する方法ならびにその装置に関する
。

従来の技術 室炉式コークス炉によるコークスの製造法においては、
炭化室に装入された装入炭は、両側の燃焼室から炉壁を
介して間接加熱され、コークス化される。この炭化室は
コークスの排出を考慮してテーパを持たせ、マシンサイ
ドよりコークサイトノ炉幅を５０〜７０ｍｍ程度広く設
定している。このため、２０〜３０余のフリュー列から
なる燃焼室は、炭化室とは逆にコークサイドがマシンサ
イドより幅が５０〜７０ｘＩＩＩ１１広い。また、燃焼
室の温度は、マシンサイドよりコークサイドの方を炉幅
のテーパに合せ５０〜１００℃程度高く設定し、炉長方
向でのコークス化の均一化を図っている。

しかしながら、コークス炉炭化室への装入炭の装炭作業
は、一般に装炭車のホッパーから炉上の装炭口を介して
自然落下により行なわれている。

このため、落下時の衝撃を受ける装炭口直下は、落下時
の衝撃を受けない装炭口と装炭口との間、あるいは炉蓋
側に比較して装入嵩密度が高く、炉長方向でのコークス
化の均一化を阻害している。

近時、コークス炉の乾留効率化と炉体延命化とを図りな
がら、コークス品質の安定向上を達成することが要求さ
れており、そのための技術開発が進められている。

例えば、乾留効率化を図る方法としては、通常８〜１０
％含有されている装入炭の全水分を、５〜６％に低減す
る調湿炭装入法および装入炭を　１７０〜２５０℃まで
乾燥予熱して全水分を　２％以下に低減する予熱炭装入
法が知られている。

これらの技術は、乾留所要時間短縮によるコークス炉生
産性の向上、装入嵩密度の増大と乾留中の石炭の軟化溶
融層幅の拡大によるコークス化性の改善向上、乾留所要
熱量の低減を図ることができる。しかし、一方では装入
炭の乾燥あるいは予熱のために莫大な設備投資を必要と
する問題がある。

このため、調湿炭装入法や予熱炭装入法は、−般に普及
するに至らず、一部のコークス工場で採用されているに
過ぎない。

さらに、調湿炭装入法や予熱炭装入法は、炉内での装入
嵩密度が増大するため、乾留の際に炉壁へ大きな石炭膨
脹圧がががり、炉壁を損傷する虞がある。

また、乾留効率化を図る他の方法としては、炉幅あるい
は炉高を拡大する検討がなされている。

これらは新規にコークス炉を設置する場合に有効である
が、既設のコークス炉に適用できないため、既設炉の乾
留効率化にはつながらない。

さらに、炉壁煉瓦を薄くして伝熱性を改善する方法も、
一部実用化されているが、これは炉体の堅牢性を損う虞
があって、必ずしも採用できるとは限らない。

一方、炉体の延命化を実現する最も簡便な方法は、炉温
を下げて低負荷操業を実施することであるが、これは生
産性を下げてしまうため、乾留効率化とは相矛盾した方
法である。また、近年の補修技術の進歩は、炉体寿命の
増大に大きな効果を上げているが、これは損傷した炉体
の補修であって、事後処理の技術である。

上記のとおり従来技術では、乾留効率化と炉体延命とを
両立させながら、コークス品質の安定向上を図ることは
、極めて難しい問題であった。

本発明者らは、装入炭に８〜１１％含有される水分の乾
留過程における脱水挙動に着目して研究を行った。その
結果、水分を含有する装入炭を乾留する際の乾留効率が
低下する原因は、乾留初期に石炭層内で発生する水蒸気
の壁側への流れにあることを見い出した。そこでその流
れを高温の炉壁（少なくとも１０００℃以上）方向から
低温の炭化室上部空間部（７５０〜８５０℃）方向に変
えれば、炉壁から炭層中部への伝熱効率の改善と、炉壁
−１の膨脹圧を抑制できることを確認した。そして炭化
室に装入された水分を含有する装入炭の上面を、レベリ
ングしたのち炉上の装炭口から開孔部材を炉内の石炭層
内に差込み、これを引抜くことにより炭化室上部空間部
に通じる抽気孔を設けることができ、乾留初期に発生す
る水蒸気の流れを側壁方向から炭化室上部空間方向に変
換できることを究明し、既に特願昭６３−２９９１７３
号として特許出願している。

コークス炉の炭化室に装入された装入炭表面から水蒸気
を抽気するための抽気孔を設ける方法としては、種々の
方法が考えられるが、炉上の装炭口から開孔部材を炉内
の石炭内に差込み、引抜くのが最も簡便である。しがし
ながら、装炭口から開孔部材を石炭層内に差込み、抽気
孔を開孔する作業は、高温、粉塵およびガスによる悪環
境下の筋力作業であり、常時人力で行うことは極めて困
難で、機械的に抽気孔を開孔することが要望されている
。さらに、抽気孔の開孔作業は、窯出しサイクルを乱さ
ないよう短時間で実施することも同時に要望されている
。

発明が解決しようとする課題 前記炭化室に装入された装入炭の上面をレベリングした
のち、石炭中に炭化室上部空間に通じる抽気孔を機械的
に開孔するためには、開孔部材を所定の窯に移動せしめ
る搬送機構と、該開孔部材を装炭口から装入された装入
炭上面の炉幅方向中央に挿入できる位置決めと上下駆動
機構が必要である。これは装炭車に開孔部材および該開
孔部材の上下機構からなる抽気孔開孔装置を付設するこ
とにより解決でき、既に特願平１−３３３２３５、特願
平１−３３９５６７として出願している。

しかしながら、装炭車に付設した抽気孔開孔装置は、抽
気孔の形成が装炭口の個数により制限されるという難点
がある。

すなわち、４〜５個の装炭口に対応して形成される４〜
５個の抽気孔では、装入炭から発生する水蒸気量に対し
、抽気能力が不足し、乾留効率の向上および炉体の延命
化を阻害する炉壁に向かう水蒸気の流れを、常時十分に
抑制できるものではない。

この難点は、炭化室の長手方向に多数の抽気孔を形成す
ることにより解決できるが、このような抽気孔をコーク
ス炉の窯出作業に支障を与えることなく、短時間で形成
する方法は従来提案されていなかった。

この発明の目的は、上北従来技術の欠点を解消し、乾留
初期に装入炭の含有水分に基づき発生する水蒸気などを
、炭層中より炭化室上部空間に十分に抽気できる抽気孔
を、コークス炉の窯出作業に支障を与えることなく炭化
室の長手方向に多数開孔できるコークス炉装入炭の抽気
孔開孔法及び装置を提供するにある。

課題を解決するための手段 本発明者らは、上記目的を達成すべく種々検討を行った
。その結果、コークス炉の炭化室に装入された装入炭の
上面をレベリングしたのち、炭層中に炭化室上部空間と
通じる抽気孔を機械的に開孔するためには、開孔部材を
所定の窯に移動せしめる搬送機構と、該開孔部材を装入
炭上面の炉幅方向中央に挿入できる位置決めと上下駆動
機構が必要である。これｉよ押出機のレベラーに開孔部
材および該開孔部材の巻上げ機構からなる抽気孔開孔装
置を付設することにより解決できる。開孔部材の長さは
、レベラー高さ以内とする必要があるが、開孔部材は短
くても自由落下させれば、自重により抽気孔の開孔が可
能であることを究明し、この発明に到達した。

すなわちこの発明は、室炉式コークス炉の炭化室に装入
された水分を含む装入炭の上面から、炭層中に炭化室上
部空間と通じる抽気孔を開孔する方法において、押出機
のレベラー幅方向中央に位置するレベラー高さ以内の長
さの開孔部材を自白落下させ、自重により装入炭内部に
侵入せしめたのち、巻上げ手段によって開孔部材を巻上
げるのである。

また、室炉式コークス炉の炭化室に装入された水分を含
む装入炭の上面から、炭層中に炭化室上部空間と通じる
抽気孔を開孔する装置において、押出機のレベラー先部
幅方向中央に位置し、自由落下可能なレベラー高さ以内
の長さの開孔部材と、該開孔部材上端と連結手段を介し
て連結した巻上げ機構をレベラー基端部に設置したので
ある。

作　　　　用 この発明においては、押出機のレベラー幅方向中央に位
置するレベラー高さ以内の長さの開孔部材を自由落下さ
せ、自重により装入炭内部に侵入せしめたのち、巻上げ
手段によって開孔部材を巻上げることによって、水蒸気
を装入炭中から上部空間に抽出する抽気孔が開孔される
。

また、押出機のレベラー先部幅方向中央に位置し、自白
落下可能なレベラー高さ以内の長さの開孔部材と、該開
孔部材上端と連結手段を介して連結した巻上げ機構を設
置したので、装炭後レベリングが終了した時点で、レベ
ラーを任意位置に移動し、開孔部材を自由落下せしめて
自重により装入炭内部に侵入せしめ、巻上げ機構により
開孔部材を巻上げることにより抽気孔が開孔される。こ
の操作を繰返すことによって、炉長方向任意位置に任意
本数の抽気孔を短時間で開孔することができる。

この発明における抽気孔は、短時間に多数開孔すること
が好ましいため、レベラーに設置する開孔部材は、１個
以上設けるのが有利である。

また、開孔部材としては、先端円錐状の金棒が好適であ
り、材質としては比重の重いものほど好ましい。

開孔する抽気孔の深さは、乾留時水蒸気の流れを疎外す
る石炭の軟化層が、装入炭の上面から５０ｃｍを超えな
い範囲に形成されるので、５０ｃｍ以上あればよい。ま
た、抽気孔の直径は、３０ｍｍ以上あれば前記軟化層の
脹らみにより閉塞されることがないから、３０ｍｍ以上
あればよい。

開孔部材と巻上げ手段を連結する連結手段としては、耐
熱性のスチールワイヤーが好適であり。

巻上げ手段としては、クラッチ付きの電動モーターが好
適であるが、いずれも開孔部材を自由落下せしめたのち
、巻上げることができればよく特に限定されるものでは
ない。

実　　　施　　　例 実施例１ この発明の抽気孔開孔方法ならびに開孔装置について、
実施の一例を示す第１図ないし第３図に基づいて詳細に
説明する。

第１図はコークス炉に装入された装入炭の抽気孔開孔方
法が実施されるコークス炉の概略縦断面図で、コークス
炉（１）の炉団方向に敷設されたレール（２）上には、
押出機（３）が走行自在に載置されている。この押出機
（３）には、炭化室（４）内の乾留終了した赤熱コーク
スを排出するラムビーム（５）と、炭化室（４）に装入
された装入炭の上面を平坦に均し、ガス道を形成するレ
ベラー（６）が設置されている。

また、第２図および第３図は、この発明の抽気孔開孔装
置を２組設けた場合の要部を示す平面図および側面図で
、押出機（３）のレベラー（６）の幅方向中央部に抽気
孔開孔装置（２０）が付設されてυ）る。

この抽気孔開孔装置（２０）は、開孔部材（２１）、ワ
イヤーローブ（２２Ｌ巻上げ機構（２３）および位置セ
ンサー（２４）から構成されている。

上記開孔部材（２１）は、レベラー（６）の幅方向中央
部に位置決めされ、長さがレベラー高さ以内で、炉蓋均
し口（１２）からのレベラー（６）の進退人を妨げない
よう設置されている。また、巻上げ機構（２３）は、開
孔部材（２］）上端とワイヤーローブ（２２）で滑車（
２５）を介して連結され、巻上げ機構（２３）のクラッ
チを解放することにより開孔部材（２１）が自白落下し
、自重によって装入炭中に侵入して抽気孔（２６）を形
成し、位置センサー（２４）により開孔部材（２１）の
上下位置が調整される。

また、装入炭中に侵入した開孔部材（２１）は、巻上げ
機構（２３）のクラッチを継いでワイヤーローブ（２２
）を巻取ることによって、レベラー（６）内に収納され
るように構成されている。

上記のとおり構成したから、押出機（３）が所定の炭化
室（４）の窯出位置まで走行してきて停止し、炉蓋（７
）を取外したのち、ラムビーム（５）を前進せしめて炭
化室（４）内のコークスをコークガイド（８）を介して
消火車（９）に押出し、しかるのち炉蓋（７）を装着す
る。

一方、コークス炉（１）の炉上の図示しない装炭車から
は、コークスを排出した炭化室（４）の装炭口（１０）
を介して装入炭が装入される。

そして装入炭の装入が終了すると、炉蓋（７）の均し口
（１２）からレベラー（６）を挿入して進退させ、装入
炭（１１）の上面をレベリングする。レベリングが終了
するとレベラー（６）を所定位置に停止させ、巻上げ機
構（２３）のクラッチを解放して開孔部材（２１）を自
由落下させ、自重により装入炭（１１）中に侵入せしめ
る。その後直ちに巻上げ機構（２３）を起動してクラッ
チを継ぎ、ワイヤーローブ（２２）を巻取って開孔部材
（２１）をレベラー（６）内に収納すれば、炭層中に炭
化室（４）の上部空間に通じる抽気孔（２６）が形成さ
れる。

上記抽気孔開孔操作をレベラー（６）を順次所定位置に
後退させて繰返すことによって、炭化室（４）内に装入
された装入炭（１１）の任意位置に、任意数の抽気孔（
２６）を開孔することができる。

実施例２ 炉高７１２５ｍｍ、炉長１６５００ｍｍ、炉幅４６０ｍ
ｍのコークス炉において、平均フリュー温度１２１０℃
、平均乾留時間２２時間の操業条件で、第１表に示す全
水分９．２％の装入炭を装入したのち、実施例１で説明
した押出機（３）を用いて装入炭（１１）の上面をレベ
ラー（６）でレベリングしたのち、実施例１で説明した
とおり、レベラー（６）に設置したタングステンカーバ
イド製の先端が４５°の円錐状で、直径４８ｍｍ、長さ
３５０ｍｍ、重さ１１ｋｇの開孔部材（２１）を、レベ
ラー（６）を２．８ｍ後退させては巻上げ機構（２３）
を操作して装入炭（１１）に侵入せしめる操作を繰返し
、深さ　１５０ｃｍの炭化室上部空間に通じる抽気孔（
２６）を、約１．４ｍピッチで開孔した。

第　　　１　　　表 このようにして抽気孔開孔装置（２０）を設置した押出
機（３）を使用し、炭化室（４）に装入された装入炭中
に炭化室上部空間と通じる抽気孔（２６）を設けた場合
のコークス炉の操業結果を、従来の操業結果と比較して
第２表に示す。

第　　　２　　　表 第２表に示すとおり、本発明方法の場合は、押出作業の
総計時間は、抽気孔開孔作業に要した５０秒延びるだけ
で、窯出作業には大きな影響を与えるものではなかった
。

また、抽気孔開孔中も均口集塵フードからの吸引と高圧
安水の噴射を継続して炭化室内を負圧に維持したため、
開孔作業中の発塵も従来方法に比較して何等変らなかっ
た。

このようにこの発明方法は、抽気孔開孔作業により押出
作業に支障を与える問題は何等発生せず、有効な抽気孔
の開孔法である。

また、コークス炉操業への影響は、本発明法の場合は、
９００℃到達時間で１．０時間短縮されており、乾留促
進効果の大きいことが認められる。この結果コークスの
乾留温度も上がるため、ドラム強度が上昇し、そのバラ
ツキも低減してコークス品質の安定向上に有効である。

さらに、コークス押出し時の押出電流値は、２４アンペ
ア低下しており、乾留中の石炭膨張圧力が低下し、コー
クスケーキの炉壁からの肌離れが十分に行なわれたもの
と推定され、炉壁保全の面でも有効である。

実施例３ コークス炉団の端に設けた高さ７２１０ｍｍ、長さ７９
２０ｍｍ、幅４５０ｍｍ、容積２５．７ａ＋”の実炉犬
（長さ１／２）の試験装置を使用し、実機装炭車で装入
炭を装入したのち、実施例１で説明した押出機を用いて
レベリングし、付設した抽気孔開孔装置の開孔部材とし
て、タングステンカーバイド製の先端を４５゜の円錐状
とした直径４８ｍｍ（ａ）と直径９０ｍｍ（ｂ）の金棒
を用い、長さのみを３５０ｍｍ、２５０ｍｍ、１５０ｍ
ｍの３段階に変えて抽気孔開孔試験を行い、金棒重量と
金棒侵入深さを測定した。その結果を第４図に示す。

第４図に示すとおり、長さ３５０ｍｍの金棒を用いた場
合は、直径４８ｍｍで１．５ｍ、直径９ｈ＋ｍで１．８
ｍまでの深さの抽気孔の開孔が可能であった。

なお、抽気孔深度は、金棒材質を白金、イリジウム等の
比重のさらに重いものとすれば、さらに深くできること
は第４図から明らかである。

発明の効果 以上述べたとおり、この発明の抽気孔開孔方法および開
孔装置によれば、コークス押出し作業中に炭化室上部空
間と通じる抽気孔を、窯出作業に何等支障を与えること
なく開孔できるので、水分を含有する装入炭を室炉式コ
ークス炉で乾留時、乾留効率化の促進とコークス品質の
安定向上、ならびに炉体保全に極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の抽気孔開孔方法を実施するコークス
炉の炉長方向の縦断面図、第２図は同じ抽気孔開孔装置
の要部を示す概略平面図、第３図は第２図の一部断面図
、第４図は実施例３の金棒重量と金棒侵入深さとの関係
を示す＃！図である。 １・・コークス炉、　　　　　２・・・レール、３・・
押圧機、　　　　　　　４　・炭化室、５・・ラムビー
ム、　　　　　６・レベラー、７・・Ｆ５蓋、　　　　
　　　　８　コークガイド、９・消火車、　　　　　　
１０　装炭口、１１・装入炭、　　　　　　１２　均し
口、２０　抽気孔開孔装置、　２１　開孔部材、２２　
ワイヤーローブ、　　２３・・巻上げ機構、２４・・位
置センサー、　　　２５・・・滑車、２６　抽気孔、 出　願　人　　住友金属工業株式会社 金棒重量（Ｋ９）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　室炉式コークス炉の炭化室に装入された水分を含む
   装入炭の上面から、炭層中に炭化室上部空間と通じる抽
   気孔を開孔する方法において、押出機のレベラー幅方向
   中央に位置するレベラー高さ以内の長さの開孔部材を自
   由落下させ、自重により装入炭内部に侵入せしめたのち
   、巻上げ手段によって開孔部材を巻上げることを特徴と
   するコークス炉装入炭の抽気孔開孔法。 ２　室炉式コークス炉の炭化室に装入された水分を含む
   装入炭の上面から、炭層中に炭化室上部空間と通じる抽
   気孔を開孔する装置において、押出機のレベラー先部幅
   方向中央に位置し、自由落下可能なレベラー高さ以内の
   長さの開孔部材と、該開孔部材上端と連結手段を介して
   連結した巻上げ機構をレベラー基端部に設置したことを
   特徴とするコークス炉装入炭の抽気孔開孔装置。