JPH0545550U - 高炉用コークスの熱間反応性試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コークス試料装入から反応後取出しに至る作
業を自動化でき、熱間強度検出用の高温反応させたコー
クス試料の作成作業を安全で効率的に実施できる熱間反
応試験装置の提供。 【構成】 電気炉２中央部に設けた反応管３内にコーク
ス４を装入して高温に加熱した後、反応管３内にＣＯ₂
ガスを供給し、高温でのコークス反応性を調査する熱間
反応性試験装置を、電気炉本体２の中央部に固定されて
いる反応管３と、電気炉本体２を揺動させることで傾斜
させることのできる傾斜装置５と、反応管３内への導入
ガスであるＮ₂ ガス／ＣＯ₂ ガス切換え用の自動タイマ
ー電磁弁６とを備えてなるものとする。そして傾斜する
電気炉、反応管により、反応管セットや赤熱した反応管
の取出し等の繁雑した作業を無くし、自動化する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、高炉に使用するコークスの物性評価値の一つである熱間強度を、 高温でのコークスの反応性を調査することによって検出するために、高温で反応 させたコークス試料を得る熱間反応性試験装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の熱間反応性試験装置は、専用電気炉内に装入した反応管内に充填され ているコークスをＣＯ₂ ガスにより1100℃の温度雰囲気で２時間反応させること により、コークス試料（200gr ）を検出している。そしてこのコークス試料を得 るに際して従来では、大別して次の(1) 〜(4) に述べる作業で得ている。

【０００３】 (1) 塊コークスを粉砕機で粉砕すると共に、篩分機で分級する。そしてアンダー サイズは廃棄し、またオーバサイズは再粉砕することで、20mm±１mmの試料用コ ークスを得る。その後、乾燥機で乾燥縮分して１ロット200gr を精秤する。

【０００４】 (2) 熱間反応用の専用電気炉内に、ロストル入り反応管を、その中心位置に熱電 対が位置するようにして挿入セットする。そしてこの反応管内へ前述の(1) のよ うにして得たコークス試料を、円周方向に沿って装入すると共に、反応管の上蓋 を閉めて熱電対を結線し、反応管内へＮ₂ ガスを送気しつつ内部を置換する。

【０００５】 その後、反応管内の試料温度が1100℃に達すると、Ｎ₂ ガスをＣＯ₂ ガスに切 替えて、試料とＣＯ₂ ガスを反応させる。そして二時間後、反応管を電気炉より 取り出す。

【０００６】 (3) 反応管を電気炉より取り出した後に、再びＮ₂ ガスを反応管内へ送気しつつ 、常温まで冷却する。

【０００７】 (4) 冷却後、熱電対を抜き出し、上蓋の脱着を行なった後、反応管を転倒させて 、内部の反応試料をパレット等の専用容器に取り出す（図７参照）。

【０００８】 さらにこの従来の作業を図８に基づいて詳述すると、炉内温度が1100℃に到達 している電気炉28に装入する前の反応管23内に、予じめ、分配板２枚およびリン グ３枚が組みになった格子ロストル24をセットする。そして、熱電対21が略キャ ップ状の上蓋22を介して反応管23内のロストル上中心部に位置するよう手で添え 、反応管23と上蓋22との隙間より、調整（20mm±１mm）された試料用コークス25 を反応管23の円周方向に沿って挿入する。

【０００９】 その後、上蓋22をセットし、反応管23を持ち上げて、電気炉本体28に静かに挿 入する。挿入後、直ちに反応管23の入口には注入用配管29を接続し、出口には排 出用配管30を接続する。この接続終了後、予じめ電気炉本体に付属している流量 計（図示せず）で５ｌ／min にセットしているＮ₂ ガス配管の仕切弁（図示せず ）を開にして、炉内を５分間置換する。置換後、一時的に炉温は低下（1050℃程 度迄で）するが、５分程度で規定温度（1100℃）に到達した後、Ｎ₂ ガス配管の 仕切弁を締め、ＣＯ₂ ガス配管に設置している仕切弁（図示せず）を開く。

【００１０】 このＣＯ₂ ガスは、予じめ５ｌ／min に設定された流量計（図示せず）内を通 じ、反応管内の試料用コークスと反応させる。この反応時間は、120 間分であり 、ＪＩＳ規定にはないが業界の共同試験等で決められている。

【００１１】 そして120 分後にＣＯ₂ ガスの仕切弁を閉にし、反応管の入口ガス配管を外し た後、反応管23を電気炉28内から取り出す。その後、取り出した反応管23は専用 の冷却箱に入れ、再度窒素ガスを5l／min 流して常温まで冷却した後、反応管23 内のコークスを熱間強度検出用のテスト用試料とする。

【００１２】

【この考案が解決しようとする課題】

前述した従来の熱間反応性を得るコークス試料作成作業はすべて人力作業であ り、能率が悪く時間を要することとなる。また炉内への反応管の挿入時および反 応後の取出時は、高熱作業（1100℃）のため、安全面において危険である。

【００１３】 また従来の電気炉は固定式であり、コークス反応管にセットした後炉内に装入 し、規定時間反応させた後に取り出す操作を実施するためには、格子ロストルの セットや反応管中心に熱電対が位置するようにする必要がある。しかも反応管と 上蓋との隙間から試料を円周上に僅少量づつ入れるために、時間がかかったり、 試料を落としたりする。

【００１４】 さらに電気炉内への装入後における反応管に付属しているガス導入管とガス配 管との接続や、反応終了時の赤熱反応管の取出し等、作業が繁雑になる。

【００１５】 これらのことから、近年では、前述した作業を簡略単純化することのできる試 験装置の開発要望が増えてきている。

【００１６】 この考案は前述した事情に鑑みて創案されたもので、その目的はコークス試料 の装入から反応後の取り出しに至るまでを、作業員による操作によらず自動化す ることができ、コークスの物性評価値である熱間強度を得るためのコークス試料 作成作業を安全で効率的に実施することのできる高炉用コークスの熱間反応性試 験装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

この考案による高炉用コークスの熱間反応性試験装置では、次の(1) 〜(4) に 延べるような手段を施した。

【００１８】 (1) 電気炉本体に傾斜装置（駆動部、歯車、リミットスイッチ等）を取り付け、 予め反応時間を決めておき、反応終了と同時にガス流量をストップバルブで閉じ 、その後炉体の傾斜装置によって、炉体を180 °回転させるようにする。

【００１９】 (2) 反応管を、電気炉本体にネジ止めすることにより、固定する。

【００２０】 (3) コークス中心用として電気炉中心部に設けた炉温制御用熱電対は取除き、電 気炉表面部に設けた炉温制御用熱電対を電気炉の中心温度が1100°になるよう、 やや高めに温度設定する。この温度関係は数多く測定し決定する。

【００２１】 (4) ガス導入管とガス配管とは予め接続しておき、コークス試料投入と同時にス イッチを押すことにより、最初はＮ₂ ガス５ｌ／min を５分間で置換後、タイマ ー切替えの電磁弁によりＣＯ₂ ガス５ｌ／min を反応終了まで流す。

【００２２】 そしてこの構成により、次の〜に述べるような状態に改善することができ る。

【００２３】 従来のように、電気炉内に試料が装入された反応管をセットするという作業 が必要なく、熱間反応性試験を実施することができる。

【００２４】 コークス装入後に反応管内へ流すＮ₂ ガス／ＣＯ₂ ガスの切替えを、自動タ イマー電磁弁で制御することにより、操作面での簡易化を図ることができる。

【００２５】 反応終了後のＣＯ₂ ガス／Ｎ₂ ガスの切替えを自動的に行える。

【００２６】 ガス切替え完了後、自動的にモーターが回転し、動力源によりギヤーおよび 支持軸を介して、電気炉本体を 180°（設定任意）傾斜させるこができ、反応管 内部のサンプルを自動的に取り出すことができる（反応管はそのまま電気炉本体 に固定）。

【００２７】

【実施例】

以下、この考案の高炉用コークスの熱間反応性試験装置を、図示する実施例に よって説明する。

【００２８】 電気炉２内の反応管３内へ試料用コークス４を装入し、このコークス４を高温 に加熱した後、反応管３内にＣＯ₂ ガスを供給し、高温でのコークス４の反応性 を調査するコークスの熱間反応性試験装置１（図１および図２参照）は、電気炉 本体２の中央部に固定されている反応管３と、電気炉本体２を揺動させることで 傾斜させることのできる傾斜装置５と、反応管３内への導入ガスであるＮ₂ ガス ／ＣＯ₂ ガス切換え用の自動タイマー電磁弁６とを備えてなっている。

【００２９】 そしてこの実施例に反応管３は、電気炉本体の中央部に、固定用のネジ７によ って固定されている。また傾斜装置５は、電気炉本体２の相対する両側壁に、電 気炉本体２を支持すべく同一線上に水平に設けられている支持軸８と、この両支 持軸８の両端部にそれぞれ設けられている支持保持台９と、この一方の支持保持 台９の支持軸端に設けられている歯車10に回転力を伝達する駆動部11とからなっ ている。

【００３０】 なお図１における符号12はガス導入管、13はガス配管で、図２の符号14は炉温 制御用熱電対である。

【００３１】 このような構成からなる熱間反応性試験装置１による熱間反応性を得るための コークス試料の作成は、次に述べるようにして行なわれる。

【００３２】 まず事前準備として、制御盤（図示せず）内に組み込まれたＮ₂ 流量用タイマ ーを５分間に設定すると共に、ＣＯ₂ 流量用タイマーを120 分に設定しておく。

【００３３】 またＮ₂ ガスおよびＣＯ₂ ガスの流量をフロメーターで５ｌ／min にセットして おく。さらに電気炉内の温度を、炉温制御用熱電対14によって1105℃となるよう に設定しておく。

【００３４】 次に予じめ、電気炉２内にセットされ、ガス配管の接続された反応管３の上蓋 15を開けて（図３参照）、分配板二枚およびリング三枚を組み合せた格子ロスト ル16を投入すると共に、この格子ロストル16上の反応管３内へ20mm±１mmに調整 された試料用コークス４を静かに全量装入する。

【００３５】 そしてこの試料用コークス装入後に上蓋15を締めて（図４参照）、制御盤内の Ｎ₂ ガスのスイッチを「ON」にする。このスイッチを「ON」にすることにより、 制御盤内の回路によってＮ₂ ガス配管用の電磁弁6aが開となると共に、同時にＣ Ｏ₂ ガス配管用の電磁弁6bが閉となり、制御盤内に設定された流量計を通じるこ とによりＮ₂ ガス５ｌ／min で反応管内を置換する。

【００３６】 次に反応管３内置換５分後、制御盤内のＮ₂ ガス用タイマーの時限スイッチに より、Ｎ₂ ガスの電磁弁6aが閉となると同時に、回路を通じＣＯ₂ ガスの電磁弁 6bが開となる。そしてＣＯ₂ ガスが５ｌ／min で反応管３内の試料用コークス４ と反応する。その後、予じめ反応時間120 分に時限タイマーでセットしているた め、120 分後に電磁弁6bが閉となる。

【００３７】 次にＣＯ₂ ガスの電磁弁6bが閉となると同時に、120 分タイマーと駆動部11と の回路が通じ、傾斜装置５の駆動部11が作動する。この駆動部11の回転を歯車10 の伝動により、支持軸８へ伝達して回転させることで、電気炉２が傾斜する。な おこの電気炉２の傾斜角度は、130 °で停止するように、支持軸８および支持保 持台９にリミットスイッチ17で取り付けられている。

【００３８】 次に電気炉２が定位置で停止したことを確認したら、反応管３の上蓋15を外し 内部のコークス試料を専用容器（図７参照）に受け、常温になるようＮ₂ ガスで 置換する。そしてコークス試料の取出し終了後、制御盤スイッチの「ON」により 、自動的に傾斜装置５の駆動部11が作動し、傾斜していた電気炉２が定位置まで 復帰する。

【００３９】 このようにして、高炉用コークスの熱間強度を検出するために、高温反応性を 調査するコークス試料を得ることができる。

【００４０】 なお図５に前述したこの考案の熱間反応性試験装置によるコークス試料作成工 程の概略シーケンスを、また図６に従来と本考案とのコークス試料作成時におけ る精度比較を行ったグラフを示す。この図６に示すように、本考案でも問題なく 良好な精度が得られる。

【００４１】

【考案の効果】

この考案の熱間反応性試験装置によれば、反応管内に試料用コークスを挿入す るだけでよく、事前の反応管セットや赤熱した反応管の取出し等の繁雑して暑熱 作業が皆無となる。そのため、熱間強度検出用として高温でのコークス反応性を 調査するために行う、高温で反応させたコークス試料の作成作業を、安全で効率 的に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の高炉用コークスの熱間反応性試験装
置を示す概略図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。

【図３】この考案の熱間反応性試験装置における上蓋開
放状態を示す概略図である。

【図４】この考案の熱間反応性試験装置における上蓋密
閉状態を示す概略図である。

【図５】この考案の熱間反応性試験装置によるコークス
試料作成の工程図である。

【図６】従来装置と本考案装置とのコークス試料作成時
における精度比較を示すグラフである。

【図７】熱間反応性試験装置における反応管からのコー
クス試料取り出し状態を示す概略斜視図である。

【図８】従来の熱間反応性試験装置を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１…熱間反応性試験装置、２…電気炉、３…反応管、４
…試料用コークス、５…傾斜装置、６…自動タイマー電
磁弁、７…ネジ、８…支持軸、９…支持保持台、10…歯
車、11…駆動部、12…ガス導入管、13…ガス配管、14…
炉温制御用熱電対、15…上蓋、16…格子ロストル、17…
リミットスイッチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気炉中央部に設けた反応管内へコーク
   スを装入し、このコークスを高温に加熱した後、前記反
   応管内にＣＯ₂ ガスを供給し、高温でのコークスの反応
   性を調査する高炉用コークスの熱間反応性試験装置であ
   り、 前記電気炉本体の中央部に固定されている反応管と、前
   記電気炉本体を揺動させることで傾斜させることのでき
   る傾斜装置と、前記反応管内への導入ガスであるＮ₂ ガ
   ス／ＣＯ₂ ガス切換え用の自動タイマー電磁弁とを備え
   ていることを特徴とする高炉用コークスの熱間反応性試
   験装置。